SASH1基因在腫瘤研究中的進展

張思銘，陳 漢，楊 柳，劉 梅

腫瘤發(fā)生是一個多因素作用、多階段發(fā)展的過程，其中原癌基因的激活與抑瘤基因的失活是最為重要的事件。支架蛋白SASH1基因在多種腫瘤中表達下調(diào)或缺失，被認為是一個抑癌基因。目前的研究已表明SASH1與腫瘤發(fā)生之間存在著密切的關(guān)系，對SASH1基因功能及其分子機制的研究不僅有助于了解其在腫瘤發(fā)生和進程中扮演的角色，更為其成為腫瘤治療的基因靶點積累了研究數(shù)據(jù)。本文對SASH1基因在腫瘤研究中的進展作一綜述。

1 SASH1基因的克隆、結(jié)構(gòu)、表達譜和功能

SASH1基因是1998年由NAGASE等[1]從人腦cDNA庫中克隆得到，命名為KIAA0790。采用RT-PCR、ELISA等方法檢測發(fā)現(xiàn)SASH1基因在正常組織中均有中、高度表達，以心臟、腦、肺、卵巢和腎臟中表達最高。2003年，ZELLER等[2]通過雜合性缺失和電子表達譜分析確認在染色體6q23-q25區(qū)段存在SASH1基因，在乳腺癌組織中呈現(xiàn)顯著低表達，并通過表達序列標簽(expressed sequence tag，EST)序列拼接獲得了該基因的cDNA序列，全長7 709 bp，定位于6q24.3，由20個外顯子組成，編碼1 247個氨基酸，相對分子質(zhì)量約140 000。對SASH1蛋白的結(jié)構(gòu)分析表明其中包含1個SH3和2個SAM結(jié)構(gòu)域[2]。蛋白的SH3結(jié)構(gòu)域能識別富含脯氨酸等疏水殘基的蛋白質(zhì)并與之結(jié)合，從而影響蛋白之間的相互作用；SAM 結(jié)構(gòu)域存在于很多蛋白中，通過形成同源或異源聚合物，其主要功能是結(jié)合RNA，定位于細胞核。這兩個重要的結(jié)構(gòu)域通常存在于信號分子、接頭蛋白和支架蛋白中[3-4]。采用Northern blotting方法分析發(fā)現(xiàn)SASH1基因有2個轉(zhuǎn)錄本(4.4 kb和7.5 kb)，其中4.4 kb的轉(zhuǎn)錄本在人體組織中普遍存在，在肺、胎盤、脾臟和胸腺有較高豐度表達；7.5 kb的轉(zhuǎn)錄本在各種組織中呈現(xiàn)低豐度表達，而腦組織中只有4.4 kb的轉(zhuǎn)錄本[2]。DAUPHINEE等[5]證實SASH1 mRNA在C57BL/6小鼠的各種組織中廣泛表達，在微血管內(nèi)皮細胞中表達最高。

通過電子Northern blotting和RT-PCR分析，ZELLER等[2]發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)原發(fā)性乳腺癌組織和乳腺癌細胞系中SASH1表達顯著降低。與正常乳腺組織中的SASH1表達相比，74%的乳腺癌組織中該基因表達減少。由于在SASH1基因編碼區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)與原發(fā)性乳腺癌相關(guān)的突變，推測SASH1基因啟動子的甲基化可能是導致SASH1表達降低或缺失的原因[2]，該研究首次指出SASH1是一個抑癌基因。

2 SASH1在腫瘤研究中的進展

2.1 SASH1基因在人類腫瘤中的表達 SASH1蛋白隸屬于SLY家族成員，該蛋白家族成員中還包括SAMSN1和SASH3。SAMSN1主要作用于B細胞的激活[6]，而SASH3主要參與機體的特異性免疫反應(yīng)[7]。SASH1雖是SLY家族成員，但在成熟的淋巴細胞中卻基本無表達，提示其可能在免疫系統(tǒng)之外的細胞中發(fā)揮作用。作為一個抑癌基因，SASH1在乳腺癌、肺癌和甲狀腺癌等惡性腫瘤中表達降低，與腫瘤的增殖、遷移和浸潤密切相關(guān)。臨床病理特征的相關(guān)性分析也發(fā)現(xiàn)SASH1可以作為預(yù)測多種腫瘤病人預(yù)后的一個獨立標志物。

ZHOU等[8]通過Western blotting方法檢測了8例新鮮的胃癌組織和相應(yīng)的胃黏膜組織中SASH1蛋白水平的表達，發(fā)現(xiàn)SASH1在腫瘤組織中表達減少，且不利于病人生存。XIE等[9]通過對SASH1表達與宮頸癌病人的臨床病理特征及預(yù)后關(guān)系進行比較，發(fā)現(xiàn)SASH1在宮頸癌組織中表達顯著低于正常組織，且與宮頸癌的FIGO分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分化程度等具有顯著相關(guān)性。通過Kaplan-Meier生存曲線分析發(fā)現(xiàn)，低表達SASH1的病人總生存率較差。REN等[10]報道過表達SASH1可抑制卵巢癌細胞SKOV3的增殖和遷移，并促進其凋亡。此外，SASH1在皮膚癌[11-12]、肺癌[13]、肝癌[14]、骨肉瘤[15]、結(jié)腸癌[16-17]、黑素瘤[18]等腫瘤中均發(fā)現(xiàn)有類似報道。這些研究表明SASH1在腫瘤組織中表達減少，與腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移特性均相關(guān)。

膠質(zhì)瘤是最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤，YANG 等[19]發(fā)現(xiàn)多種膠質(zhì)瘤細胞系中SASH1表達下降，而在人膠質(zhì)瘤細胞U251中重新表達SASH1基因，結(jié)果顯示膠質(zhì)瘤細胞的活性、增殖和侵襲能力都明顯下降，細胞的凋亡增加。YANG等[20]根據(jù)WHO關(guān)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的病理分級標準，將121例膠質(zhì)瘤組織進行分類，與30例非膠質(zhì)瘤腦組織進行比較，發(fā)現(xiàn)SASH1的表達與膠質(zhì)瘤的分級呈負相關(guān)關(guān)系。膠質(zhì)瘤中SASH1蛋白表達顯著低于非膠質(zhì)瘤組織，在高級別(Ⅲ～Ⅳ級)膠質(zhì)瘤組織中下降了74%，在低級別(Ⅰ～Ⅱ級)膠質(zhì)瘤組織中下降了60%，生存曲線分析發(fā)現(xiàn)SASH1的表達水平與膠質(zhì)瘤病人術(shù)后的生存時間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

2.2 SASH1抑制腫瘤增殖和遷移作用的相關(guān)信號途徑 DAUPHINEE等[5]最初報道SASH1作為Toll樣受體4(Toll-like receptor 4，TLR4)信號轉(zhuǎn)導復(fù)合物的組裝者，認為SASH1是一個大型支架蛋白，可以募集多個TLR4 信號途徑下游蛋白分子，通過結(jié)合TAK1與IKK復(fù)合物(IKKα、IKKβ及IKKγ)發(fā)生相互作用，進而激活NF-κB信號通路。此外，SASH1還可以調(diào)控TAK1泛素化，激活下游的MAPK/JNK1/p38通路。該研究表明SASH1作為一種新的調(diào)控蛋白，通過在TRAF6周圍形成復(fù)合物，調(diào)節(jié)TLR4信號通路。

ZONG等[21]發(fā)現(xiàn)SASH1可通過抑制PI3K/AKT信號通路抑制胃癌細胞中轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)誘導的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。SUN等[22]在甲狀腺癌研究中也發(fā)現(xiàn)，SASH1通過抑制PI3K/AKT信號通路降低了甲狀腺腫瘤細胞的增殖和侵襲能力。

研究[14]顯示,在6周齡的C57BL/6雄性小鼠的原位異種移植腫瘤模型中，SASH1通過PI3K/AKT信號通路與Shh-Gli1信號通路的相互作用，從而抑制腫瘤的增殖。ZHOU等[23]在對黑素瘤細胞遷移機制的研究中發(fā)現(xiàn)，SASH1的缺失增強了Gαs和IQGAP1的結(jié)合能力，降低E-cadherin的表達，從而引起黑素瘤細胞的遷移。近年來的研究[24]發(fā)現(xiàn)SASH1可通過結(jié)合MAP2K2，引起p53-POMC-MC1R信號級聯(lián)反應(yīng)，提高ERK1/2和CREB的磷酸化水平，從而調(diào)控黑色素的生成。SASH1的缺失導致p53/POMC/Gαs/SASH1信號通路調(diào)節(jié)的正反饋[25]，引起病理性色素沉著癥。

MARTINI等[26]首次揭示了SASH1在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用是通過調(diào)控癌細胞的黏附和遷移行為進行的，活細胞攝像實驗證實，融合表達SASH1的綠色熒光蛋白在上皮細胞的胞質(zhì)和核中都有分布，富集在細胞的片狀偽足和膜皺褶中，與微絲骨架共定位。在HeLa細胞過表達SASH1能顯著抑制細胞遷移。在HEK293細胞中過表達SASH1，增強了細胞對纖連蛋白和層粘連蛋白的黏附能力，而在結(jié)腸癌細胞與直腸癌細胞中干擾SASH1的表達能顯著降低細胞黏附。同時ZHOU等[23]通過體內(nèi)和體外實驗發(fā)現(xiàn)，SASH1的缺失增加黑素瘤細胞的遷移，干擾SASH1可增強A375細胞的遷移和侵襲。CHEN等[27]在宮頸癌細胞中過表達SASH1基因細胞的增殖和遷移受到明顯抑制，并觀察到MMP-2和MMP-9的表達顯著降低。本課題組曾在膠質(zhì)瘤荷瘤小鼠體內(nèi)過表達SASH1病毒，也顯示出顯著抑制腫瘤生長作用[28]。

3 展望

隨著近年來對SASH1研究取得的進展，顯示該基因是一個抑癌基因，在人多種腫瘤中表達呈現(xiàn)顯著的下降或缺失，當重新表達該基因時則能顯著抑制腫瘤細胞的生長、增殖和遷移。提示SASH1基因是一個具有臨床應(yīng)用前景的治療靶標。然而，SASH1是一個支架蛋白，分子量較大，具有SH3和SAM兩個結(jié)構(gòu)域，在細胞質(zhì)和細胞核中均有分布，可以在細胞中募集眾多的信號分子蛋白。靶向SASH1基因的過表達可能涉及細胞內(nèi)多個信號通路，因此需要進一步對SASH1基因的時空表達特點進行深入研究。同時對正常組織中SASH1表達調(diào)控的分子機制進行研究，以尋找腫瘤進程中SASH1表達丟失的調(diào)節(jié)因素。當然，SASH1基因表達的調(diào)節(jié)可能發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控甚至翻譯后修飾等多個環(huán)節(jié)，而且腫瘤的發(fā)生是一個涉及許多基因作用的復(fù)雜事件，SASH1基因在不同腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用是否相同，亦或存在組織特異性，尚需進一步的研究。