FAM3B 基因功能研究進(jìn)展*

李 鑫，王曉冬，周春陽(yáng)，袁 斌△

（1. 川北醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，四川 南充 637000； 2. 川北醫(yī)學(xué)院藥物研究所，四川 南充 637000）

細(xì)胞因子是由多種細(xì)胞合成并分泌的，具有重要調(diào)節(jié)功能的肽類(lèi)物質(zhì)，如白細(xì)胞介素、γ 干擾素、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β 及促紅細(xì)胞生成素等。有些細(xì)胞因子在一級(jí)結(jié)構(gòu)上無(wú)同源性，但具有相似的二級(jí)結(jié)構(gòu)。AURORA 等［1］編制了名為“折疊的表面識(shí)別”（ORF）的計(jì)算機(jī)程序，原理是通過(guò)預(yù)測(cè)的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)尋找具有同源結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。2002 年，ZHU 等［2］利用ORF 程序從NCBI 的基因庫(kù)中尋找到4 個(gè)同源性基因，這些基因被命名為細(xì)胞因子樣基因家族3（FAM3）。這4 個(gè)基因也分別被命名為FAM3A，F(xiàn)AM3B，F(xiàn)AM3C，F(xiàn)AM3D 基因，其中FAM3B又稱(chēng)胰腺衍生因子（PANDER），屬細(xì)胞因子。人的FAM3B 基因定位于第21 號(hào)染色體的短臂22 號(hào)區(qū)間（21q22）。FAM3B 和FAM3C 都具有相似的β-β-α 折疊，與經(jīng)典的細(xì)胞因子如四螺旋束家族、腫瘤壞死因子（TNF）家 族、β-三 葉 家 族 有 顯 著 不 同。FAM3B 和FAM3C 代表了信號(hào)分子的新結(jié)構(gòu)類(lèi)別，與傳統(tǒng)的四螺旋束細(xì)胞因子相比，作用方式不同［3］。在此，綜述了FAM3B 在腫瘤、代謝及其他疾病方面的研究進(jìn)展。

1 腫瘤方面

1.1 FAM3B 在腫瘤中異常表達(dá)

2002 年邵勇等［4］通過(guò)互補(bǔ)脫氧核糖核酸（cDNA）微陣列與聚類(lèi)分析，檢測(cè)胃癌與非腫瘤胃組織的基因表達(dá)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 基因在胃癌組織的表達(dá)水平低于非腫瘤胃組織。黃海力等［5］通過(guò)反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）分析也得到FAM3B 基因在胃癌組織中表達(dá)水平降低的結(jié)果。SHIIBA 等［6］篩選DNA 芯片發(fā)現(xiàn)，與人正?？谇唤琴|(zhì)形成細(xì)胞（HNOK）相比，口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）衍生的細(xì)胞系中FAM3B 水平明顯降低。為了測(cè)試miRNA［7-8］是否會(huì)影響FAM3B 的表達(dá)，對(duì)OSCC細(xì)胞系進(jìn)行了miRNA 微陣列分析，結(jié)果顯示，miR-181a，miR-181b，miR-200b 和miR-200c 的表達(dá)水平較高，表明FAM3B 表達(dá)的降低可能受到這幾個(gè)miRNA的調(diào)控。然而，這些研究雖發(fā)現(xiàn)了FAM3B 的異常表達(dá)，但并未研究其異常表達(dá)對(duì)腫瘤產(chǎn)生的影響。

1.2 FAM3B 影響腫瘤發(fā)展的機(jī)制

LI 等［9］在研究結(jié)腸癌細(xì)胞系中FAM3B 的表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)了編碼258 個(gè)氨基酸殘基的FAM3B-258。有學(xué)者設(shè)計(jì)了小分子核糖核酸（RNA），檢測(cè)了Slug 基因的表達(dá)，因?yàn)镾lug 基因是一種轉(zhuǎn)錄抑制因子，能抑制E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達(dá)，從而誘導(dǎo)上皮間質(zhì)化（EMT）的發(fā)生［10］。并發(fā)現(xiàn)FAM3B-258 的過(guò)表達(dá)能促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲，增強(qiáng)Slug 基因的表達(dá)，降低Ecadherin 的表達(dá)；在siSlug 的細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，沉默Slug后E-cadherin 的表達(dá)水平顯著升高，同時(shí)減輕了對(duì)細(xì)胞的侵襲。在小鼠活體試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B-258 可促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移［9］。以上研究表明，F(xiàn)AM3B 促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲，與上調(diào)Slug 的表達(dá)水平有很大關(guān)系。

MACIEL-SILVA 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 在前列腺腫瘤中抗凋亡的B 淋巴細(xì)胞瘤-2（bcl-2）基因和B 淋巴細(xì)胞瘤-XL（bcl-XL）基因表達(dá)水平升高，促凋亡bcl-2 相關(guān)X 蛋白（Bax）基因的表達(dá)水平略有下降。為了研究FAM3B 能否促進(jìn)細(xì)胞增殖，通過(guò)RT-PCR 法和免疫組化法分析切開(kāi)的腫瘤樣品的基因表達(dá)情況，確定了FAM3B 的過(guò)表達(dá)不會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，而是通過(guò)上調(diào)bcl-2 和bcl-XL 抗凋亡基因及下調(diào)Bax 促凋亡基因的表達(dá)來(lái)促進(jìn)抗凋亡表型的發(fā)展。

ASHRAFIZADEH 等［12］發(fā)現(xiàn)，腫瘤化學(xué)治療常用藥物順鉑的療效受EMT 的顯著影響。SONG 等［13］研究順鉑治療胃癌時(shí)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 的過(guò)表達(dá)增加了胃癌細(xì)胞的耐藥性。因?yàn)檫^(guò)表達(dá)的FAM3B 通過(guò)上調(diào)轉(zhuǎn)錄抑制因子Snail 進(jìn)而誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞的EMT，對(duì)Snail 進(jìn)行沉默處理后能逆轉(zhuǎn)其誘發(fā)的胃癌細(xì)胞的耐藥性。因此，對(duì)FAM3B 與Snail 的研究有望為治療胃癌提供新的靶點(diǎn)。

1.3 與FAM3B 密切相關(guān)的p53 信號(hào)通路

研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 基因敲除后，p53 表達(dá)水平明顯升高，沉默p53 則幾乎可以完全逆轉(zhuǎn)FAM3B 表達(dá)抑制后誘導(dǎo)的Bax 表達(dá)水平的升高，Bcl-2 表達(dá)水平的降低，金屬蛋白酶（caspases） -3、caspases-8、caspases-9的裂解和凋亡的細(xì)胞死亡，這表明p53 信號(hào)通路在FAM3B 沉默誘導(dǎo)的凋亡中起關(guān)鍵作用［14］。

HE 等［15］在研究人食道鱗狀細(xì)胞癌（ESCC）時(shí)發(fā)現(xiàn)，AKT-MDM2-p53 信號(hào)通路和EMT 中相關(guān)蛋白異常表達(dá)，western blot 法分析結(jié)果顯示，沉默F(xiàn)AM3B 表達(dá)后p-AKT，MDM2，Snail，N-cadherin 蛋白表達(dá)水平均顯著降低，而p53 和E-cadherin 蛋白表達(dá)水平顯著升高。過(guò)表達(dá)FAM3B 則顯示出相反的結(jié)果，p53 表達(dá)水平降低能減少細(xì)胞的凋亡，Snail 表達(dá)水平升高和E-cadherin 表達(dá)水平降低能增加細(xì)胞的遷移和侵襲。磷酸化形式p-AKT 和MDM2 負(fù)調(diào)控p53，F(xiàn)AM3B 過(guò)表達(dá)增加了p-AKT 和MDM2 的表達(dá)，故p53 的表達(dá)被抑制，而p53 是重要的腫瘤抑制因子，從而降低腫瘤細(xì)胞的凋亡率［16］。具體過(guò)程見(jiàn)圖1。

2 代謝方面

2.1 對(duì)胰島細(xì)胞的影響

FAM3B／PANDER 主要表達(dá)于胰島A 細(xì)胞和B 細(xì)胞［17-18］。葡萄糖、游離脂肪酸和促炎細(xì)胞因子能有效誘導(dǎo)胰腺B 細(xì)胞中FAM3B 基因的表達(dá)［19-22］。而過(guò)表達(dá)的FAM3B 能誘導(dǎo)胰腺A 細(xì)胞和B 細(xì)胞凋亡［23］。FAM3B 在胰島B 細(xì)胞中有調(diào)節(jié)或促進(jìn)胰島素分泌的潛在作用［24］。FAM3B 在調(diào)節(jié)胰島B 細(xì)胞功能中具有雙重作用，即促進(jìn)生理?xiàng)l件下的胰島素分泌，而異常升高的FAM3B 在胰島素抵抗條件下會(huì)對(duì)胰腺B 細(xì)胞功能產(chǎn)生危害［25］。

圖1 FAM3B 相關(guān)p53 信號(hào)通路調(diào)控機(jī)制Fig.1 Regulation mechanism of FAM3B related p53 signaling pathway

2.2 對(duì)葡萄糖代謝和2 型糖尿?。═2DM）的影響

MOAK 等［26］建立了純種的FAM3B 基因敲除小鼠，發(fā)現(xiàn)其與對(duì)照組相比表現(xiàn)出增強(qiáng)的代謝表型，尤其是在葡萄糖耐量方面。ROBERT-COOPERMAN 等［27］發(fā)現(xiàn)，胰腺B 細(xì)胞過(guò)度表達(dá)FAM3B 會(huì)降低肝p-AMPK 信號(hào)傳導(dǎo)，從而減弱胰島素對(duì)糖異生的抑制作用。FOXO1 是控制糖異生基因表達(dá)和糖異生的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子之一，其通過(guò)控制肝細(xì)胞中兩個(gè)關(guān)鍵的糖異生基因的表達(dá)在調(diào)節(jié)糖異生中起決定作用［28］。FAM3B 可與FOXO1 結(jié)合，F(xiàn)AM3B 的過(guò)表達(dá)能增強(qiáng)FAM3B-FOXO1 的相互作用，激活FOXO1 以誘導(dǎo)糖原異生基因表達(dá)，并促進(jìn)肝細(xì)胞糖異生［29］?？刂铺钱惿翘悄虿≈委煹闹匾襟E，因此FAM3B 在治療糖尿病方面有重要前景。

通過(guò)對(duì)人體內(nèi)循環(huán)FAM3B 水平的研究發(fā)現(xiàn)，其與T2DM 密切相關(guān)，其中糖化血紅蛋白（HbA1C）、空腹血糖（FBG）與FAM3B 水平的升高呈中等線(xiàn)性相關(guān)［30］。代謝綜合征患者的體內(nèi)循環(huán)FAM3B 水平升高，還可用于預(yù)測(cè)中國(guó)人群患T2DM 的概率［31］。另一項(xiàng)臨床報(bào)告證實(shí)，代謝綜合征患者血清FAM3B 水平升高，而循環(huán)FAM3B水平升高可被視為新發(fā)代謝綜合征（MetS）及其進(jìn)展的預(yù)測(cè)指標(biāo)［32］。通過(guò)反復(fù)自交糖耐量降低的Wistar大鼠可建立T2DM 模型，對(duì)其全基因組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 與模型大鼠的糖尿病密切相關(guān)［33］。而在妊娠期糖尿?。℅DM）孕婦血清中的FAM3B 水平明顯高于正常孕婦，且與胰島素、HbA1C水平呈正相關(guān)［34］。以上研究表明，F(xiàn)AM3B 能被確定為抗T2DM 的新型治療靶點(diǎn)［35-36］。

3 其他疾病方面

FAM3B 所在人的第21 號(hào)染色體上Cbr1-Fam3b是唐氏綜合征關(guān)鍵區(qū)域之一。研究發(fā)現(xiàn)，Cbr1-Fam3b與相關(guān)基因作用具有高度復(fù)雜性，決定了唐氏綜合征的發(fā)育性認(rèn)知缺陷表型［37-38］。在愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒（EBV）陽(yáng)性腫瘤中，F(xiàn)AM3B 的甲基化程度顯著增加［39］。FAM3B 過(guò)表達(dá)抑制miR -322 -5 表達(dá)，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）增殖和遷移，F(xiàn)AM3B 可能成為治療相關(guān)心血管疾病的新靶點(diǎn)［40］。ZHAO 等［41］研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 能負(fù)向調(diào)節(jié)肌肉細(xì)胞的分化。甲基轉(zhuǎn)移酶家族成員SETD3 可促進(jìn)該分化，而miR -322 可抑制SETD3 分化，并對(duì)成肌細(xì)胞的分化產(chǎn)生負(fù)面影響。但FAM3B 可消除miR -322 的抑制作用，并促進(jìn)肌肉細(xì)胞分化。

4 展望

FAM3B 最初在胰腺中被發(fā)現(xiàn)，其后，研究者對(duì)其與葡萄糖代謝的關(guān)系做了大量研究，鑒于其對(duì)糖原異生的促進(jìn)作用，通過(guò)抑制其表達(dá)，可為T(mén)2DM 的治療拓展新方向。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AM3B 可促進(jìn)上皮間質(zhì)化及影響p53 信號(hào)通路相關(guān)蛋白，在此基礎(chǔ)上探討其病理生理意義，為腫瘤治療提供了潛在的診斷與靶向治療靶點(diǎn)。然而，由于FAM3B 對(duì)糖代謝與腫瘤發(fā)展等方面的作用及其機(jī)制差異巨大，對(duì)FAM3B 表達(dá)調(diào)控機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。此外，F(xiàn)AM3B 對(duì)人體脂肪代謝也有一定影響，但缺乏更多明確的認(rèn)識(shí)，繼續(xù)研究可能會(huì)給心血管疾病治療提供穩(wěn)定靶點(diǎn)。隨著研究的深入，有望發(fā)現(xiàn)FAM3B基因的新功能，拓展對(duì)其的認(rèn)識(shí)。