抑癌基因FHIT在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的研究進(jìn)展*

王汝楠，林敏敏，齊宏妍

（浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)與病理生理學(xué)系，浙江杭州310058）

染色體普通脆性位點(diǎn)（common fragile sites，CFS）是基因組的不穩(wěn)定區(qū)域，對(duì)基因毒性和復(fù)制應(yīng)激高度敏感，因此是腫瘤中最常被刪除的位點(diǎn)之一［1］。20 多年前 Ohta 等［2］發(fā)現(xiàn)第一個(gè)跨越染色體脆性位點(diǎn)FRA3B 的基因，位于染色體3p14.2，其中還包含家族性腎透明細(xì)胞癌的易位斷裂位點(diǎn)t（3；8）；該基因編碼的氨基酸序列含有His-X-His-X-His-XX序列（其中X 是疏水殘基），是組氨酸三聯(lián)體（histi?dine triad，HIT）酶家族成員之一。由于其基因座的脆弱性與HIT 酶家族成員序列高度同源，因此也被命名為脆性組氨酸三聯(lián)體（fragile histidine triad，F(xiàn)HIT）基因。研究表明，F(xiàn)HIT作為抑癌基因在超過50%的人類腫瘤中缺失或以其他方式沉默［3］。FHIT可作為基因組守護(hù)者，維持基因組的穩(wěn)定性［4］。近年來FHIT 被鑒定為新的清道夫脫帽酶（scavenger decapping enzyme），即 mRNA 脫帽酶，可能參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控［5］。但是關(guān)于FHIT的抑癌途徑及作用機(jī)制仍有待全面揭示。本文將對(duì)FHIT 在腫瘤中的功能及其機(jī)制研究進(jìn)行總結(jié)。

1 FHIT的結(jié)構(gòu)與功能

FHIT基因跨越大約2 Mb，由10個(gè)內(nèi)含子分隔的外顯子組成，其中外顯子 5～9 是蛋白質(zhì)編碼區(qū)［6-7］。而FHIT mRNA 的長度僅為1.1 kb，編碼由147 個(gè)氨基酸構(gòu)成的同型二聚體，是一個(gè)約16.8 kD的細(xì)胞質(zhì)蛋白［6］。

作為HIT 酶家族的成員，F(xiàn)HIT 結(jié)構(gòu)中的His-XHis-X-His-XX 序列形成蛋白質(zhì)活性位點(diǎn)的核心，并在核苷酸衍生物的水解中發(fā)揮重要作用。FHIT 蛋白的核心區(qū)域與粟酒裂殖酵母中的二腺苷四磷酸（diadenosine tetraphosphate，Ap4A）水解酶約有60%的相似性，Ap4A 水解酶可催化以Ap4A 為優(yōu)選底物的多磷酸二腺苷的水解，且Ap4A 水解酶與HIT 蛋白序列具有相關(guān)性，而HIT 蛋白序列的特征是四個(gè)保守的組氨酸，其中三個(gè)組成HIT 序列。因此，F(xiàn)HIT蛋白最初被鑒定為二腺苷三磷酸（diadenosine tri?phosphate，Ap3A）水解酶［8］，在體外不對(duì)稱地切割A(yù)p3A，產(chǎn)生 ADP 和 AMP。FHIT 蛋白的 HIT 序列位于第94～99 位氨基酸（如圖1A 所示），定點(diǎn)誘導(dǎo)突變體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三聯(lián)體中央的第96 位組氨酸是其Ap3A水解酶活性的關(guān)鍵位點(diǎn)，當(dāng)此位點(diǎn)的組氨酸突變?yōu)樘於０窌r(shí)（即突變體FHIT H96N），F(xiàn)HIT 的Ap3A水解活性幾乎完全喪失，但仍具有腫瘤抑制功能，表明Ap3A 水解酶活性不是FHIT 發(fā)揮抑癌功能所必需的［9］。Pace 等［10］報(bào)道，無水解酶活性的突變體 FHIT H96N 具有腫瘤抑制活性是因?yàn)槠渑cAp3A 的結(jié)合良好，從而推測FHIT-Ap3A 的結(jié)合形式可能具有腫瘤抑制活性，其作用方式類似于三聯(lián)酸鳥苷結(jié)合蛋白，但目前還未得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

Figure 1.Schematic diagram of secondary and tertiary structure of FHIT protein.A：the red region represents the HIT sequence of FHIT，while the black regions represent tyrosine（Y）at sites 114 and 145；B：the ball and stick represent FHIT substrate Ap3A，the yellow region represents the active site of FHIT protein（His96），and the dotted line represents the region of the unknown internal three-dimensional structure of the FHIT protein（107～127）.The picture was drawn by FHIT protein 1FIT structure from the UniProtKB website（https：//www.uniprot.org/）.圖1 FHIT蛋白的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖

FHIT 蛋白還包含兩個(gè)高度保守的酪氨酸殘基Y114 和Y145，位于催化位點(diǎn)的非結(jié)構(gòu)環(huán)C 末端內(nèi)（如圖1 所示），目前尚未有報(bào)道解析該環(huán)狀結(jié)構(gòu)。Pekarsky 等［11］的研究顯示，F(xiàn)HIT 是 Src 蛋白激酶酪氨酸磷酸化的靶標(biāo)，Src 可以在體內(nèi)和體外使FHIT的Y114 發(fā)生磷酸化修飾。Src 是細(xì)胞質(zhì)酪氨酸激酶，參與多種正常過程和致癌過程的調(diào)控，通常被生長因子（包括表皮生長因子等）激活，形成表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）-Src 復(fù)合物。這為有關(guān)FHIT 信號(hào)傳導(dǎo)的生化機(jī)制研究提供了重要線索。在人正常腎臟、胎兒腎臟和胎兒肝臟中均檢測到了顯著的p-FHIT（Y114）蛋白表達(dá)，而在人所有腫瘤細(xì)胞系中內(nèi)源性p-FHIT（Y114）的表達(dá)都呈陰性［11］。此外，Bianchi 等［12］也證明，EGFR 家族成員的激活可以在Src 誘導(dǎo)FHIT 磷酸化后，通過蛋白酶體途徑誘導(dǎo)磷酸化的FHIT 降解；而突變體FHIT Y114F 不能被Src 誘導(dǎo)磷酸化，也不能通過蛋白酶體途徑被降解。生化數(shù)據(jù)表明，與未磷酸化的FHIT 相比，磷酸化FHIT 的Km和kcat值降低，有利于FHIT-Ap3A 復(fù)合物的形成和半衰期的延長，進(jìn)而增強(qiáng)FHIT的抑癌活性［13］。

自FHIT基因被發(fā)現(xiàn)以來，其作為抑癌基因的有力證據(jù)已見于很多報(bào)道［3，9］。例如，F(xiàn)HIT缺失的腫瘤細(xì)胞系穩(wěn)定轉(zhuǎn)染FHIT基因可誘導(dǎo)該細(xì)胞凋亡并抑制裸鼠體內(nèi)該細(xì)胞的致瘤性；通過腺病毒載體介導(dǎo)的FHIT 過表達(dá)可抑制體內(nèi)和體外腫瘤細(xì)胞的生長；Fhit基因敲除的小鼠對(duì)自發(fā)性和誘發(fā)性腫瘤的敏感性增強(qiáng)；腺相關(guān)FHIT病毒可預(yù)防由化學(xué)致癌物誘發(fā)的FHIT雜合缺失小鼠的前胃腫瘤。此外，F(xiàn)HIT的缺失也會(huì)引起其他CFS 的脆弱性，其基因組看守功能的丟失也會(huì)導(dǎo)致某些特定類型的基因突變，例如癌癥突變特征5（'cancer mutational signa?ture'5），或與DNA 胞嘧啶脫氨酶介導(dǎo)的基因突變協(xié)同合作，從而增加了癌變的可能性［14-16］。但FHIT 的抑癌機(jī)制至今還未完全闡明，有待進(jìn)一步通過相關(guān)研究全面解析其具體的調(diào)控機(jī)制。

2 FHIT在組織中的分布與表達(dá)

人正常組織的免疫組織化學(xué)染色顯示，F(xiàn)HIT 蛋白定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中［17］。在表皮細(xì)胞中FHIT 染色顯示出強(qiáng)烈的核表達(dá)，如口腔鱗狀上皮、食管鱗狀上皮等。在來自中胚層或內(nèi)胚層的器官（例如胃、腸、膀胱等）表面上皮和腺體中觀察到豐富的FHIT 胞質(zhì)表達(dá)，尤其是在質(zhì)膜系統(tǒng)的表達(dá)。這些結(jié)果支持 Golebiowski 等［18］提出的關(guān)于 FHIT 作為信號(hào)分子的假設(shè)。有趣的是，F(xiàn)HIT 蛋白總是在包括巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞在內(nèi)的組織細(xì)胞核中強(qiáng)烈表達(dá)，而在另一類具有遷移和吞噬功能的中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中未檢測到核的表達(dá)。這提示FHIT 蛋白不僅是腫瘤抑制蛋白，也可能是免疫功能相關(guān)的信號(hào)分子。

在超過50%的人類癌癥例如肺癌、食道癌、乳腺癌、宮頸癌、胃癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、皮膚癌、腎癌、白血病等中，F(xiàn)HIT 表達(dá)減少或FHIT缺失［3，7，19］。FHIT失活機(jī)制有多種：（1）遺傳機(jī)制，如基因缺失、點(diǎn)突變、染色體丟失或基因重組等，其中常見的有外顯子5 和8 的缺失。外顯子5 包含轉(zhuǎn)錄起始密碼子，外顯子 8 含 HIT 結(jié)構(gòu)域［20］，因此，外顯子 5 和 8 對(duì)FHIT的轉(zhuǎn)錄十分重要，其異常改變常引起FHIT轉(zhuǎn)錄異常而表達(dá)減少。表1展示了已有文獻(xiàn)報(bào)道的腫瘤中FHIT基因外顯子 5 和 8 的異常情況［20-24］。（2）表觀遺傳機(jī)制，主要是啟動(dòng)子高甲基化，特別是在乳腺癌、宮頸癌和白血病中FHIT基因啟動(dòng)子高甲基化更是常見。但在大部分腫瘤中免疫組織化學(xué)染色檢測到的FHIT 蛋白表達(dá)主要位于胞質(zhì)中。也有報(bào)道FHIT 蛋白在乳腺癌和淋巴瘤細(xì)胞中的核內(nèi)外及質(zhì)膜上進(jìn)行穿梭［25-26］，可能與腫瘤的進(jìn)展有關(guān)。但目前為止，F(xiàn)HIT 蛋白的定位在組織細(xì)胞中的功能仍不明確，了解其定位與表達(dá)將更有助于了解其抑癌功能。

表1 FHIT基因外顯子5和8在腫瘤中的異常改變Table 1.Abnormal changes of FHIT gene exons 5 and 8 in tumor

3 FHIT的抑癌功能

FHIT等位基因的丟失常常發(fā)生在惡性轉(zhuǎn)化的早期［27］，并且與細(xì)胞凋亡減少、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）增加、對(duì)基因毒物的耐藥性增加及對(duì)活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生的改變有關(guān)［28］。Cancer Hallmarks Analytics Tool數(shù)據(jù)庫中也顯示腫瘤中FHIT缺失或表達(dá)減少主要與基因組不穩(wěn)定和抵抗細(xì)胞凋亡有關(guān)，其次與侵襲和轉(zhuǎn)移以及增殖有關(guān)（如圖2 所示）［29］。已知FHIT 的腫瘤抑制活性與Ap3A 水解酶活性無關(guān)，其抑制腫瘤的功能可能與基因組不穩(wěn)定和促進(jìn)凋亡有關(guān)。

3.1 FHIT 與基因組穩(wěn)定性 由于內(nèi)源性DNA 復(fù)制應(yīng)激和外部環(huán)境壓力的作用，細(xì)胞內(nèi)FHIT因FRA3B位點(diǎn)的脆弱性容易喪失活性，會(huì)表現(xiàn)出自發(fā)的復(fù)制壓力，最終造成基因組不穩(wěn)定［3］。有研究報(bào)道FHIT在復(fù)制叉進(jìn)展中的作用可能是通過調(diào)節(jié)胸苷激酶1（thymidine kinase 1，TK1）的表達(dá)和脫氧胸苷三磷酸（deoxythymidine triphosphate，dTTP）水平實(shí)現(xiàn)的［4］。Kiss 等［30］對(duì)機(jī)制進(jìn)一步的研究，證實(shí) FHIT 正調(diào)節(jié)TK1 蛋白的表達(dá)。TK1 是一種合成dTTP 所必需的酶。在FHIT缺失的細(xì)胞中TK1 表達(dá)不足引起該細(xì)胞內(nèi)核苷酸失衡，進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)制叉減慢、停滯甚至DNA 斷裂，但沒有檢查點(diǎn)激活和細(xì)胞周期停滯，因而細(xì)胞可攜帶DNA 損傷繼續(xù)復(fù)制。這種復(fù)制應(yīng)激提供了持續(xù)DNA損傷的環(huán)境，導(dǎo)致FHIT敲除的小鼠和有FHIT缺失的人細(xì)胞中染色體不穩(wěn)定性增加，包括染色體斷裂、非整倍性和DNA 胞嘧啶脫氨酶介導(dǎo)的點(diǎn)突變?cè)黾樱?1］。實(shí)驗(yàn)表明在FHIT缺失細(xì)胞中恢復(fù)FHIT 的表達(dá)，可引起 TK1 表達(dá)的上調(diào)［30］，逆轉(zhuǎn)基因組不穩(wěn)定性的增加。重要的是，通過胸苷補(bǔ)充恢復(fù)dTTP 水平也可以降低FHIT缺失細(xì)胞中的自發(fā)復(fù)制應(yīng)激并防止DNA斷裂。

Figure 2.The polar chart of the correlation strength between FHIT and tumor hallmarks according to Cancer Hallmarks Analytics Tool.The closer to 1 the value is，the stronger association there is；the closer to 0 the value is，the weaker association there is.圖2 FHIT與腫瘤特征相關(guān)強(qiáng)度的極性圖

那么FHIT 是如何調(diào)控TK1 的表達(dá)呢？最近研究報(bào)道，F(xiàn)HIT 作為清道夫脫帽酶可切割mRNA 的5'-帽，降低細(xì)胞內(nèi)游離的帽二核苷酸（m7GpppN），促進(jìn)核糖體與TK1 mRNA 的5'非翻譯區(qū)（5'-untranslated region，5'-UTR）及下游的結(jié)合［30］?？偟膩碚f，TK1蛋白的表達(dá)可能直接受到FHIT 控制，其基因也是目前報(bào)道的第一個(gè)可能直接受FHIT調(diào)控的特定基因。

3.2 FHIT 與腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移及增殖 研究顯示 FHIT 可通過調(diào)控 EMT 發(fā)揮其腫瘤抑制功能［32］。在支氣管細(xì)胞中FHIT的沉默能引起EMT 標(biāo)志物基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）和波形蛋白（vimentin）的表達(dá)增加［33］。同時(shí)，F(xiàn)HIT缺失促進(jìn)了細(xì)胞的Slug 依賴性侵襲能力。Slug 是Snail 轉(zhuǎn)錄因子家族成員同時(shí)也是EMT 過程的關(guān)鍵調(diào)控因子。在機(jī)制上，F(xiàn)HIT的沉默通過調(diào)節(jié)EGFR/Src/ERK/Slug 信號(hào)通路來上調(diào) MMP-9 和 vimentin，從而促進(jìn)細(xì)胞的侵襲和遷移能力。同時(shí)，在FHIT缺失的人肺腺癌細(xì)胞中異位表達(dá)FHIT 誘導(dǎo)了EGFR/Src/ERK/Slug 信號(hào)通路的下調(diào)及MMP-9 的表達(dá)減少，降低了細(xì)胞侵襲能力。因此，F(xiàn)HIT的缺失影響EMT過程，此過程是腫瘤轉(zhuǎn)移早期的關(guān)鍵步驟。Suh等［34］觀察到患者轉(zhuǎn)移的肺癌組織較非轉(zhuǎn)移肺癌組織中FHIT 的表達(dá)顯著降低；小鼠實(shí)驗(yàn)顯示穩(wěn)定過表達(dá)FHIT 的肺腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移速度和轉(zhuǎn)移病灶數(shù)量明顯減少；體外的侵襲試驗(yàn)也檢測到FHIT 的高表達(dá)引起肺癌細(xì)胞的活力和侵襲性降低。FHIT 也可通過抑制前列腺素（prostaglandin E2，PGE2）的合成而發(fā)揮抗侵襲作用［35］。PGE2 與腫瘤生物學(xué)過程密切相關(guān)，參與抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，激活血管生成，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，以及促進(jìn)侵襲或轉(zhuǎn)移等。因此，F(xiàn)HIT可能通過抑制PGE2 誘導(dǎo)的血管生成過程進(jìn)而降低腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力，但FHIT 調(diào)控腫瘤血管形成的具體分子機(jī)制這還有待進(jìn)一步研究。Romero等［36］的研究揭示了FHIT 可通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視而發(fā)揮其抑制腫瘤侵襲作用的新機(jī)制：在MHC-1 陽性的腫瘤細(xì)胞中敲減FHIT，檢測到抗原提呈細(xì)胞（antigen-presenting cells，APC）和MHC-1重鏈的轉(zhuǎn)錄水平減少，并且細(xì)胞表面MHC-1的表達(dá)降低；相反，在MHC-1陰性腫瘤細(xì)胞系中轉(zhuǎn)染FHIT恢復(fù)了細(xì)胞表面MHC-1 的表達(dá)，且上調(diào)了APC 和MHC-1 重鏈的轉(zhuǎn)錄水平。這表明FHIT 可以維持MHC-1 在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)并促進(jìn)其被免疫系統(tǒng)識(shí)別，從而減少侵襲和轉(zhuǎn)移。這也使基于FHIT基因的腫瘤免疫療法成為可能。此外，臨床數(shù)據(jù)顯示胃腸道腫瘤的侵襲性行為和不良預(yù)后與FHIT 表達(dá)下調(diào)呈負(fù)相關(guān)［37］。這表明FHIT 可降低腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

FHIT 對(duì)多種腫瘤有增殖抑制的作用。Nakaga?wa 等［38］發(fā)現(xiàn) FHIT 可通過抑制 IκB-α 的磷酸化來阻斷NF-κB 信號(hào)通路，從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的生長。最新研究證明FHIT基因的增強(qiáng)子也參與腫瘤生長：胃腸道腫瘤的測序分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT基因的E4 增強(qiáng)子在結(jié)直腸癌細(xì)胞中顯示出最強(qiáng)的活性；抑制FHIT基因E4 增強(qiáng)子的活性降低了FHIT 的表達(dá)，減弱了FHIT 對(duì)Wnt 信號(hào)通路的抑制，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的生長和進(jìn)展［39］。另一項(xiàng)研究指出，有絲分裂刺激后的乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的FHIT 核易位也是調(diào)節(jié)增殖的一種機(jī)制：正常生長條件下乳腺癌細(xì)胞中FHIT 蛋白在核內(nèi)外的水平處于平衡狀態(tài)，但在增殖條件下表現(xiàn)為FHIT 降解及核穿梭，使得核內(nèi)FHIT 增加，胞質(zhì)內(nèi)FHIT 蛋白顯著減少，這也可能有導(dǎo)致腫瘤的擴(kuò)散［25］。在小兒間充質(zhì)干細(xì)胞中FHIT基因啟動(dòng)子甲基化引起的FHIT 表達(dá)減少也促進(jìn)該細(xì)胞生長，以利于細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化［40］。FHIT缺失能對(duì)抗化學(xué)致癌物引起的造血干細(xì)胞或前體細(xì)胞的集落形成減少，且此過程可能與FHIT缺失誘導(dǎo)的凋亡減少有關(guān)［41］。我們的前期研究也證實(shí)，在胃黏膜上皮細(xì)胞中敲減FHIT可促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，參與細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化過程（資料未發(fā)表）。

3.3 FHIT 與腫瘤細(xì)胞凋亡抵抗和耐藥性 FHIT 表達(dá)異?？梢哉T導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，通過激活兩種主要的胱天蛋白酶（caspase）級(jí)聯(lián)反應(yīng)［7］：線粒體介導(dǎo)的凋亡和caspase-8依賴性凋亡。最初的研究觀察到慢病毒介導(dǎo)的FHIT 過表達(dá)通過線粒體和細(xì)胞質(zhì)途徑抑制胰腺癌細(xì)胞生長并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，后在乳腺癌細(xì)胞系等中也觀察到類似的效應(yīng)。還有研究報(bào)道，細(xì)胞為了應(yīng)對(duì)各種氧化應(yīng)激，其FHIT 蛋白與線粒體中的鐵氧還蛋白還原酶（ferredoxin reductase，F(xiàn)dxr）相互作用［42］。Fdxr 是一種被 p53 轉(zhuǎn)錄激活并參與藥物反應(yīng)的線粒體呼吸鏈蛋白。最近Druck 等［43］報(bào)道了參與觸發(fā)FHIT 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的復(fù)合物，該復(fù)合物包括分子伴侶熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）60 和 HSP10，它們可能參與將 FHIT 導(dǎo)入線粒體，隨后在氧化應(yīng)激過程中FHIT 與Fdxr 相互作用，并在電子傳遞鏈復(fù)合物III 中通過Fdxr 將電子從NADPH 轉(zhuǎn)移到細(xì)胞色素P450。此過程中FHIT 穩(wěn)定了線粒體中的Fdxr 并促進(jìn)ROS 產(chǎn)生，從而啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。此外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明病毒介導(dǎo)的FHIT 高表達(dá)增加了肺癌細(xì)胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生，從而促進(jìn)肺癌細(xì)胞凋亡；相反，F(xiàn)HIT缺失的細(xì)胞可抵抗ROS 產(chǎn)生和ROS 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，拮抗氧化損傷。但是這些腫瘤抑制活性好像并不依賴于FHIT 酶活性，而是依賴于FHIT-復(fù)合物的結(jié)合。

Semba 等［44］報(bào)道了 FHIT 介導(dǎo)細(xì)胞 caspase 依賴性凋亡的信號(hào)傳導(dǎo)的分子機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)FHIT的Y114殘基對(duì)于FHIT 誘導(dǎo)人肺癌細(xì)胞的凋亡至關(guān)重要。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明突變蛋白Y114 FHIT 在肺癌中誘導(dǎo)caspase 依賴性凋亡的能力較FHIT 弱。微陣列分析顯示，野生型FHIT顯著降低了凋亡抑制蛋白survivin的表達(dá)，也抑制了蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）的活性，而 Akt 是磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphati?dylinositol 3-kinase，PI3K）信號(hào)途徑中的關(guān)鍵分子，這表明FHIT 通過PI3K/Akt/survivin 信號(hào)通路失活來誘導(dǎo)caspase依賴性凋亡［44］。而FHIT Y114殘基的突變使得內(nèi)源性FHIT表達(dá)缺失，導(dǎo)致Akt活性增加，進(jìn)而抑制了FHIT誘導(dǎo)的凋亡。

另外，Wu等［45］報(bào)道，F(xiàn)HIT缺失可引起非小細(xì)胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）患者的順鉑耐藥性。具體來說，由于FHIT缺失，Akt/NF-κB信號(hào)通路誘導(dǎo)Slug 表達(dá)，Slug 表達(dá)的增加一方面促進(jìn)腫瘤細(xì)胞侵襲［33］，另一方面通過介導(dǎo)p53 上調(diào)凋亡調(diào)節(jié) 因 子（p53-upregulated modulator of apoptosis，PUMA）的表達(dá)減少而引起順鉑耐藥性。臨床數(shù)據(jù)也顯示，與FHIT高表達(dá)的NSCLC患者相比，F(xiàn)HIT低表達(dá)的NSCLC患者對(duì)順鉑化療的不良反應(yīng)率較高?；诖?，Akt 抑制劑可能減輕FHIT 低表達(dá)的NSCLC 患者對(duì)順鉑化療的耐藥性，從而改善預(yù)后，具有較大的臨床療效潛力。此外，在急性淋巴細(xì)胞白血病中，F(xiàn)HIT的表達(dá)顯著下降，且FHIT低表達(dá)的患者具有更高的耐藥性［46］，同時(shí)與患者的總生存期和無病生存期成負(fù)相關(guān)。這提示FHIT基因在白血病治療中具有重要意義，是潛在的白血病治療候選基因。

3.4 FHIT 與腫瘤細(xì)胞自噬 Lee 等［47］首次報(bào)道了抑癌基因FHIT的過表達(dá)誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞自噬。自噬是一種分解代謝途徑，可將自身細(xì)胞質(zhì)蛋白或細(xì)胞器包裹在囊泡中形成自噬體并傳遞至溶酶體進(jìn)行降解和再循環(huán)。在營養(yǎng)饑餓、高溫等應(yīng)激條件下自噬對(duì)于細(xì)胞的存活是必需的，但也有研究報(bào)道自噬過度激活可以促進(jìn)細(xì)胞死亡。此外，細(xì)胞凋亡與自噬途徑之間存在著復(fù)雜的關(guān)系［48-50］，大多數(shù)情況下是相互抑制，在某些情況下相互作用而發(fā)揮促死或促生存作用。微陣列分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT 的過表達(dá)誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞中 14-3-3 蛋白的上調(diào)，14-3-3 是參與多種重要細(xì)胞生理過程如凋亡、自噬、細(xì)胞周期調(diào)控等的蛋白。免疫沉淀法顯示FHIT 與14-3-3τ 相互作用，F(xiàn)HIT 依賴于14-3-3τ 蛋白來上調(diào)自噬關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子beclin-1 的表達(dá)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬，并抑制NSCLC 細(xì)胞凋亡。而病毒介導(dǎo)的FHIT 恢復(fù)增加了細(xì)胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生，ROS 作為自噬誘導(dǎo)因子可能會(huì)調(diào)節(jié)NSCLC 細(xì)胞中FHIT 誘導(dǎo)的自噬。這表明，F(xiàn)HIT 誘導(dǎo)的自噬是NSCLC 細(xì)胞存活的機(jī)制。FHIT調(diào)控腫瘤細(xì)胞生物學(xué)過程的概況見圖3。

Figure 3.Overview diagram of FHIT regulating tumor cell biological processes.The red lines represent the molecules or processes di?rectly regulated by FHIT.FHIT：fragile histidine triad；EGFR：epidermal growth factor receptor；EMT：epithelial-mesen?chymal transition；ROS：reactive oxygen species；TK1：thymidine kinase 1；dNTP：deoxyribonucleotide triphosphate；MMP-9：matrix metalloproteinase-9；MHC-1：major histocompatibility complex class I；Fdxr：ferredoxin reductase；PI3K：phosphatidylinositol 3-kinase；Akt：protein kinase B；PUMA：p53-upregulated modulator of apoptosis.圖3 FHIT調(diào)控腫瘤細(xì)胞生物學(xué)過程的概況圖

目前，小分子自噬抑制劑已成為新型的癌癥治療候選方法［51-52］，其中羥氯喹已用于一些臨床試驗(yàn)。羥氯喹處理FHIT 過表達(dá)的NSCLC 細(xì)胞增加了FHIT誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡［47］，這表明抑制自噬可能是增強(qiáng)FHIT基因療法對(duì)NSCLC療效的潛在選擇。

3.5 FHIT 與腫瘤相關(guān)蛋白質(zhì)的翻譯調(diào)控 FHIT 重要的生化特性是其水解5'，5'-三磷酸核苷的能力。所有的mRNA 都有7-甲基鳥苷組成的5'帽，該帽通過5'，5'三磷酸鍵與第一個(gè)核苷酸連接。mRNA 衰變是細(xì)胞內(nèi)必不可少的一個(gè)生物學(xué)過程，它使細(xì)胞能夠響應(yīng)內(nèi)部和環(huán)境變化而不斷改變基因表達(dá)模式。真核生物中mRNA 常見的衰變途徑是3'-5'衰變途徑，少數(shù)mRNA 是通過5'-3'衰變途徑。mRNA 3'-5'衰變途徑的終產(chǎn)物是m7GpppN。在正常細(xì)胞中，游離的m7GpppN 被清道夫脫帽酶降解［5］，若胞質(zhì)內(nèi)游離的m7GpppN 積累到一定水平，可能會(huì)與mRNA 帽競爭性結(jié)合帽結(jié)合蛋白（主要是真核生物翻譯起始因子 4E，eukaryotic translation initiation factor 4E，eIF4E），從而影響細(xì)胞內(nèi)某些mRNA 的翻譯，提示清道夫脫帽酶間接影響mRNA 的翻譯過程。有趣的是，Truitt 等［53］報(bào)道了 eIF4E 的劑量變化對(duì)于某些mRNA 的翻譯較敏感，這些特殊的mRNA 大多具有高GC含量和低自由能的長且結(jié)構(gòu)化的5'-UTR，然而關(guān)于特殊的5'-UTR 對(duì)eIF4E 的劑量與特定mRNA 翻譯的調(diào)節(jié)機(jī)制還是未知的。游離的m7GpppN 與Ap3A 分子非常相似，表明m7GpppN 也可作為FHIT底物。近幾年研究鑒定了FHIT 是mRNA 3'-5'衰變途徑中的清道夫脫帽酶新成員［5］。在腫瘤發(fā)生的早期常出現(xiàn)FHIT的缺失，使得胞質(zhì)內(nèi)游離的m7GpppN濃度增加，細(xì)胞選擇性上調(diào)eIF4E來適應(yīng)翻譯起始階段，而升高的eIF4E 部分地通過增加某些特殊mRNA的翻譯來促進(jìn)惡性轉(zhuǎn)化［30］。前文中FHIT 表達(dá)異常調(diào)控TK1 mRNA 的翻譯進(jìn)而參與腫瘤發(fā)生發(fā)展，也證實(shí)了上述調(diào)控假說。

Kiss 等［28］利用慢病毒載體過表達(dá)體系，深入分析FHIT 過表達(dá)的H1299 細(xì)胞（FHIT+H1299 細(xì)胞）與H1299 細(xì)胞（FHIT-H1299 細(xì)胞）的 mRNA 翻譯譜。整合編碼區(qū)（coding sequence，CDS）的核糖體譜分析（ribosome profiling）與RNA-Seq數(shù)據(jù)得到的平均核糖體密度（average ribosome density，ARD）可以更準(zhǔn)確地跟蹤每個(gè)mRNA 的翻譯效率。他們分析鑒定了FHIT+vsFHIT-H1299 細(xì)胞中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的6 個(gè)mRNA 的 CDS ARD 增加和 4 個(gè) mRNA 的 CDS ARD 降低。雖然確定的有顯著差異的mRNA 數(shù)量較少，但它們均在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要功能［28］，例如真核生物翻譯延伸因子2（eukaryotic translation elonga?tion factor 2，EEF2）。此外，也有報(bào)道證實(shí)許多與腫瘤相關(guān)的mRNA，上游開放閱讀框的核糖體占據(jù)率的變化先于可檢測腫瘤出現(xiàn)［54］。FHIT-H1299 細(xì)胞中最明顯的是CDKN2C mRNA 的CDS 幾乎沒有核糖體占據(jù)，其5'-UTR 中卻有核糖體占據(jù)，而在FHIT+H1299 細(xì)胞中卻相反。同樣地，多核糖體譜分析（polysome profiling）結(jié)果也表明FHIT 增加了TK1 mRNA 上的核糖體豐度以及隨后指導(dǎo)核糖體與某些mRNA 的 5'-UTR 結(jié)合［16，30，55］。這些數(shù)據(jù)支持 FHIT 通過調(diào)控mRNA 5'-UTR 核糖體結(jié)合維持有限數(shù)量的mRNA 翻譯。翻譯的影響往往通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)，研究者使用蛋白質(zhì)免疫印跡驗(yàn)證了某些蛋白。以上證據(jù)有力地證實(shí)了FHIT 表達(dá)通過改變某些腫瘤相關(guān)mRNA的翻譯來影響相應(yīng)蛋白質(zhì)的表達(dá)。

總而言之，這些研究顯示FHIT 確實(shí)影響某些癌癥相關(guān)mRNA 的翻譯，F(xiàn)HIT缺失可能驅(qū)動(dòng)了早期癌癥中可觀察到的翻譯變化。這支持了FHIT 的基因組保護(hù)/腫瘤抑制功能，并且是識(shí)別其下游效應(yīng)分子的關(guān)鍵［5］。重要的是，F(xiàn)HIT 作為mRNA 3'-5'衰變途徑中的清道夫脫帽酶的新功能為進(jìn)一步研究其抑癌功能提供了新的思路［28，55］。此外，我們實(shí)驗(yàn)室近期研究也發(fā)現(xiàn)FHIT 的表達(dá)影響了胃癌細(xì)胞中mRNA翻譯（資料未發(fā)表），正在積極探究其在胃癌早期中的作用。

4 總結(jié)與展望

大多數(shù)癌癥的癌變?cè)缙诩闯霈F(xiàn)抑癌基因FHIT轉(zhuǎn)錄減少或表達(dá)下調(diào)。在這里我們回顧了在腫瘤中抑癌基因FHIT缺失或表達(dá)減少引起的基因組不穩(wěn)定和其他相關(guān)的表型或通路。其中重要的一點(diǎn)是，新鑒定的具有脫帽酶功能的FHIT 參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，可能有助于維持基因組穩(wěn)定性，這為抑癌機(jī)制的研究提供了一個(gè)新的方向。我們實(shí)驗(yàn)室也在積極尋找FHIT 的下游效應(yīng)因子，期望在轉(zhuǎn)錄或者轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中有所進(jìn)展。此外，F(xiàn)HIT 在誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和自噬，以及免疫調(diào)控方面的作用也為基于FHIT基因的腫瘤治療提供了可能性和突破點(diǎn)。總之，這些研究為理解FHIT 的抑癌功能提供了重要線索，也為腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和針對(duì)FHIT基因的干預(yù)治療提供新的途徑。