核仁蛋白7在惡性腫瘤中的作用及調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展

[摘要]"人核仁蛋白7（nucleolar"protein"7，NOL7）基因位于染色體6p23，其作為宮頸癌的抑癌基因于2006年被首次報(bào)道。研究表明，NOL7通過(guò)下調(diào)促血管生成因子、上調(diào)抗血管生成因子發(fā)揮調(diào)節(jié)血管生成的作用，其受缺氧誘導(dǎo)因子-1α的調(diào)節(jié)，且可調(diào)節(jié)血小板應(yīng)答蛋白-1的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)腫瘤的血管生成，但其具體機(jī)制尚不明確。NOL7的多種功能使其對(duì)惡性腫瘤具有一定的潛在作用，有望成為腫瘤診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物。本文主要闡述NOL7在惡性腫瘤中的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制研究進(jìn)展，以期為進(jìn)一步研究NOL7在惡性腫瘤中的調(diào)控機(jī)制等提供思路。

[關(guān)鍵詞]"核仁蛋白7；缺氧誘導(dǎo)因子-1α；血小板應(yīng)答蛋白-1；惡性腫瘤

[中圖分類號(hào)]"R73""""""[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.14.031

血管生成是腫瘤的標(biāo)志之一，是腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的重要步驟。血管生成表型受腫瘤微環(huán)境中釋放的促血管生成因子和抗血管生成因子的調(diào)節(jié)[1]。作為宮頸癌的抑癌基因，核仁蛋白7（nucleolar"protein"7，NOL7）于2006年由Hasina等[2]首次報(bào)道；推測(cè)NOL7作為腫瘤抑制因子的機(jī)制之一可能是引起血管生成表型的切換。隨后研究發(fā)現(xiàn)，NOL7在宮頸癌中的表達(dá)水平隨著組織學(xué)進(jìn)展而顯著降低，且NOL7的缺失發(fā)生于宮頸上皮內(nèi)瘤變Ⅰ期之后[3]。NOL7可預(yù)測(cè)早期宮頸癌患者的腫瘤復(fù)發(fā)率和生存率[4]。本文主要闡述NOL7在惡性腫瘤中的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制研究進(jìn)展，以期為進(jìn)一步研究NOL7在惡性腫瘤中的調(diào)控機(jī)制等提供思路。

1""NOL7概述

人NOL7基因位于染色體6p23，在包括宮頸癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤中該染色體區(qū)域常與雜合性丟失相關(guān)[5]。雜合性丟失是腫瘤常見(jiàn)分子遺傳改變之一，可導(dǎo)致正常抑癌基因等位基因的喪失，從而促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，在腫瘤發(fā)生過(guò)程中賦予腫瘤細(xì)胞生存優(yōu)勢(shì)[6]。NOL7與目前已知的其他基因家族無(wú)顯著同源性。NOL7表達(dá)于機(jī)體多種組織中，在腎上腺、甲狀腺、心臟、骨骼肌和腎臟中尤為普遍[2]。NOL7基因所編碼的相應(yīng)蛋白有3種交替剪接形式，分別為NOL7-SP1、NOL7-SP2和NOL7-SP3。NOL7-SP1主要分布于核仁，也有一部分分布在核漿。NOL7-SP1水平的下調(diào)會(huì)破壞核仁結(jié)構(gòu)，特別是核仁內(nèi)部區(qū)域結(jié)構(gòu)，抑制細(xì)胞增殖。NOL7-SP2分布于細(xì)胞核，顯示核質(zhì)及適度的核仁分布。NOL7-SP3主要分布于核質(zhì)，也有一些分布于細(xì)胞質(zhì)中[7]。

2""NOL7在惡性腫瘤中的作用

NOL7是一種定位于染色體6p23區(qū)域的候選抑癌基因。Hasina等[2]將NOL7基因轉(zhuǎn)染到宮頸癌細(xì)胞中，并進(jìn)行體外和體內(nèi)細(xì)胞增殖研究，結(jié)果顯示在體外實(shí)驗(yàn)中，NOL7并未對(duì)宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響；而在小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)受到顯著抑制。該研究團(tuán)隊(duì)從功能上進(jìn)一步證實(shí)，腫瘤休眠的誘導(dǎo)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular"endothelial"growth"factor，VEGF）產(chǎn)生的減少及血管生成抑制因子血小板應(yīng)答蛋白-1（thrombospondin-1，TSP-1）產(chǎn)生的增加所引起的血管生成表型改變相關(guān)。總體而言，NOL7與p53一樣，可通過(guò)促進(jìn)TSP-1的表達(dá)和抑制VEGF的表達(dá)調(diào)節(jié)血管的生成平衡。

Li等[8]研究表明，NOL7在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中的表達(dá)與其在原發(fā)部位的表達(dá)相比會(huì)出現(xiàn)上調(diào)。敲低/敲除NOL7基因可顯著降低細(xì)胞的增殖能力，包括細(xì)胞增殖率、細(xì)胞集落形成能力和細(xì)胞周期進(jìn)程等。NOL7在調(diào)節(jié)黑色素瘤細(xì)胞凋亡、細(xì)胞適應(yīng)和保護(hù)應(yīng)激條件方面也起重要作用。NOL7的下調(diào)可顯著降低存活蛋白的表達(dá)，刺激胱天蛋白酶（cysteinyl"aspartate"specific"proteinase，Caspase）-3、Caspase-9和促凋亡蛋白Bax的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，NOL7基因的敲除可顯著降低黑色素瘤細(xì)胞（B16F10和A375）的運(yùn)動(dòng)性、黏附性、遷移性和侵襲性。NOL7的缺失會(huì)促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞中上皮標(biāo)志物E-鈣黏蛋白的表達(dá)，抑制間充質(zhì)標(biāo)志物N-鈣黏蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix"metalloproteinase，MMP）-9、波形蛋白和轉(zhuǎn)錄因子Twist的表達(dá)。綜上，NOL7在黑色素瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮促癌作用。

上皮標(biāo)志物E-鈣黏蛋白的丟失及間質(zhì)標(biāo)志物N-鈣黏蛋白等的獲得是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-"mesenchymal"transition，EMT）的重要標(biāo)志。眾所周知，EMT是指在特定生理和病理?xiàng)l件下，上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化過(guò)程。EMT涉及不同的信號(hào)通路，包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β信號(hào)通路、骨形態(tài)發(fā)生蛋白信號(hào)通路、受體酪氨酸激酶信號(hào)通路、Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）信號(hào)通路、Notch信號(hào)通路、Hedgehog信號(hào)通路、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3信號(hào)通路、細(xì)胞外基質(zhì)介導(dǎo)的信號(hào)通路及缺氧信號(hào)通路等。EMT與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，在多種腫瘤的侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中起重要作用。這些信號(hào)通路通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子Snail、Twist和ZEB等的表達(dá)調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)，抑制上皮細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)，最終使上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)干細(xì)胞。在最新的一項(xiàng)研究中，Liu等[9]對(duì)各種人腫瘤中的NOL7進(jìn)行泛癌分析，與正常組織相比，大多數(shù)腫瘤組織NOL7的表達(dá)水平顯著升高，如膀胱移行細(xì)胞癌、乳腺癌、膽管癌、結(jié)腸癌、食管癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、肝細(xì)胞癌、肺腺癌、前列腺癌和胃腺癌等。此外還發(fā)現(xiàn)在這些腫瘤組織中，NOL7的表達(dá)在正常組織到早期惡性腫瘤，再進(jìn)一步到晚期惡性腫瘤的過(guò)程中顯著上調(diào)；僅有少數(shù)腫瘤組織與正常組織相比，NOL7的表達(dá)水平降低，如腎嫌色細(xì)胞癌、腎透明細(xì)胞癌、甲狀腺癌和急性髓系白血病等。值得注意的是，對(duì)于腎嫌色細(xì)胞癌、腎透明細(xì)胞癌和甲狀腺癌等，NOL7的表達(dá)水平在疾病進(jìn)展過(guò)程中顯著下調(diào)。然而，在包括宮頸鱗癌、黑色素瘤和子宮內(nèi)膜癌等在內(nèi)的腫瘤中，NOL7的表達(dá)水平在疾病進(jìn)展過(guò)程中無(wú)明顯變化。此外，NOL7的表達(dá)可預(yù)測(cè)部分類型腫瘤患者的生存時(shí)間，如腎上腺皮質(zhì)癌、腎嫌色細(xì)胞癌、腎透明細(xì)胞癌、肝細(xì)胞癌和卵巢漿液性囊腺瘤。然而，NOL7的表達(dá)水平與腫瘤患者預(yù)后的具體關(guān)系取決于腫瘤類型。NOL7在腫瘤發(fā)病機(jī)制中的作用主要涉及核糖體生物發(fā)生、剪接體和RNA轉(zhuǎn)運(yùn)。大多數(shù)NOL7相關(guān)基因與生物過(guò)程密切相關(guān)，如RNA代謝、RNA加工和非編碼RNA代謝等。這些結(jié)果表明，NOL7在腫瘤發(fā)展過(guò)程中可能起促癌作用，并可能成為一種有前途的腫瘤診斷生物標(biāo)志物。綜上，NOL7在宮頸癌中起抑癌基因的作用，但在包括黑色素瘤等多種腫瘤中卻發(fā)揮促癌作用。

3""NOL7在惡性腫瘤中的調(diào)控機(jī)制

已知在宮頸癌細(xì)胞中，NOL7的重新表達(dá)可抑制95%體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)VEGF和TSP-1的表達(dá)改變血管生成表型[2]。Mankame等[5]鑒定NOL7基因的啟動(dòng)子區(qū)域，研究結(jié)果表明其啟動(dòng)子區(qū)域含有與轉(zhuǎn)錄因子Sp1、c-Myc和RXRα的潛在結(jié)合位點(diǎn)，總GC含量＞60%。染色質(zhì)免疫沉淀研究證實(shí)，Sp1、c-Myc和RXRα與NOL7的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，NOL7的表達(dá)受c-Myc和RXRα的正向調(diào)控。這些結(jié)果表明，NOL7啟動(dòng)子區(qū)域具有無(wú)TATA啟動(dòng)子的關(guān)鍵元素。另外，Do?i等[3]還研究NOL7在宮頸癌中的失活機(jī)制，NOL7基因失活的機(jī)制不是甲基化，而是NOL7含有腫瘤相關(guān)突變和單核苷酸多態(tài)性變異，這些基因組變化導(dǎo)致NOL7與雜合性丟失一并失活。

Mankame等[10]研究發(fā)現(xiàn)，Rb通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子、共激活因子和染色質(zhì)重塑酶相互作用并招募到NOL7啟動(dòng)子區(qū)域TF、E2F或Sp1，正向調(diào)節(jié)NOL7的轉(zhuǎn)錄；且過(guò)度磷酸化Rb不與NOL7啟動(dòng)子結(jié)合，只有低磷酸化的Rb才與NOL7啟動(dòng)子相互作用。NOL7水平在缺乏磷酸化Rb的人惡性腫瘤中顯著下調(diào)。在不同類型的人惡性腫瘤中，也觀察到Rb失活與NOL7表達(dá)水平降低之間的相關(guān)性。Rb介導(dǎo)的NOL7調(diào)控并不局限于單個(gè)細(xì)胞類型，Rb缺失會(huì)導(dǎo)致NOL7在惡性轉(zhuǎn)化過(guò)程中水平下調(diào)。

TSP-1是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的天然血管生成抑制物，是一種多結(jié)構(gòu)域、多功能三聚體糖蛋白，從凝血酶刺激的血小板中釋放出來(lái)[11-12]。TSP-1通過(guò)抑制細(xì)胞遷移、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)因子的信號(hào)傳導(dǎo)抑制血管生長(zhǎng)[11-14]。為確定NOL7抑制腫瘤生長(zhǎng)并在核質(zhì)種中誘導(dǎo)抗血管生成表型的潛在機(jī)制，Do?i等[15]研究表明，NOL7與聚腺苷酸轉(zhuǎn)錄物相互作用，特別是通過(guò)其3’一非翻譯區(qū)與TSP-1"信使RNA相互作用，從而增強(qiáng)其信使RNA的轉(zhuǎn)錄后穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)TSP-1的表達(dá)。NOL7須存在于核質(zhì)中才能上調(diào)TSP-1，誘導(dǎo)抗血管生成表型并抑制腫瘤生長(zhǎng)。NOL7通過(guò)一種能量依賴的、核孔素介導(dǎo)機(jī)制主動(dòng)靶向細(xì)胞核和核仁[16]?？傊?，NOL7是TSP-1表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，可通過(guò)轉(zhuǎn)錄后信使RNA調(diào)控參與細(xì)胞信號(hào)通路的協(xié)調(diào)，以控制血管生成過(guò)程。缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-"inducible"factor，HIF）-1是一種DNA結(jié)合蛋白，由兩個(gè)不同的亞基組成，包括HIF-1α和HIF-1β[17]。HIF-1α可通過(guò)促進(jìn)NOL7的轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)NOL7的表達(dá)。在黑色素瘤細(xì)胞中，敲除/敲低NOL7可導(dǎo)致磷酸化蛋白激酶（protein"kinase"B，PKB，又稱Akt）和磷酸化胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular"signal-regulated"kinase，ERK）水平下降，而糖原合成酶激酶3β作為磷脂酰肌醇3激酶/Akt/ERK及Wnt/β-catenin信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控因子被上調(diào)[8]。

4""小結(jié)及展望

在宮頸癌中，NOL7被認(rèn)為是一種新型的抑癌基因，通過(guò)抑制VEGF的表達(dá)、促進(jìn)TSP-1的表達(dá)，抑制腫瘤的血管生成。但在黑色素瘤中，NOL7對(duì)黑色素瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移具有促進(jìn)作用。從功能角度講，NOL7有利于細(xì)胞存活，通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞侵襲性等促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和黑色素瘤的轉(zhuǎn)移。從機(jī)制角度看，在HIF-1α/NOL7/"PI3K/Akt/ERK軸中，NOL7最終可激活細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡和EMT調(diào)節(jié)因子，從而發(fā)揮致癌作用。一項(xiàng)關(guān)于NOL7在泛癌中表達(dá)水平的研究表明，與正常組織相比，包括結(jié)腸癌在內(nèi)的大多數(shù)腫瘤組織中NOL7的表達(dá)水平顯著升高，但少數(shù)腫瘤組織中NOL7的表達(dá)水平降低。而在包括宮頸鱗癌、胰腺腺癌、黑色素瘤和子宮內(nèi)膜癌在內(nèi)的腫瘤中，NOL7的表達(dá)在疾病進(jìn)展過(guò)程中沒(méi)有明顯變化。這與2006年Hasina等[2]關(guān)于NOL7在宮頸癌中的抑癌作用研究結(jié)果相悖，推測(cè)NOL7在各種腫瘤中的表達(dá)并不一致。在未來(lái)的研究中亟需進(jìn)一步明確NOL7在各種類型腫瘤中的表達(dá)水平，進(jìn)一步探究其在各種腫瘤中的發(fā)病機(jī)制及在患者臨床預(yù)后中的潛在功能和調(diào)節(jié)機(jī)制。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2023–06–28）

（修回日期：2024–02–19）