朱　敏, 馮　帆, 楊予濤綜述， 吳本儼*審校

(1解放軍總醫(yī)院消化內(nèi)科,北京　100853; 2沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院藥學(xué)部; 3首都醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)醫(yī)學(xué)研究所；*通訊作者，E-mail: benyanwu@vip.sina.com)

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新型腫瘤調(diào)控因子FBI-1功能研究進(jìn)展

朱敏1, 馮帆2, 楊予濤3綜述， 吳本儼1*審校

(1解放軍總醫(yī)院消化內(nèi)科,北京100853;2沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院藥學(xué)部;3首都醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)醫(yī)學(xué)研究所；*通訊作者，E-mail: benyanwu@vip.sina.com)

關(guān)鍵詞：FBI-1；腫瘤發(fā)生與進(jìn)展；治療靶標(biāo)

原癌基因人類1型免疫缺陷病毒短轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)物連接因子-1(factor that binds to inducer of short transcripts-1，F(xiàn)BI-1)，其編碼產(chǎn)物屬于POK蛋白家族成員，具有轉(zhuǎn)錄抑制功能，其最初作為淋巴細(xì)胞的調(diào)控因子，是循環(huán)系統(tǒng)腫瘤的調(diào)節(jié)基因。隨后的研究顯示其表達(dá)廣泛且功能多樣，能夠調(diào)控多種腫瘤的發(fā)生與進(jìn)展。追蹤和系統(tǒng)總結(jié)FBI-1在腫瘤發(fā)展中的功能與調(diào)控機(jī)制對(duì)于探索腫瘤發(fā)生與進(jìn)展的分子機(jī)制，研究和開發(fā)新的干預(yù)策略具有重要意義。本文結(jié)合我們的研究工作，就FBI-1的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述。

1FBI-1的結(jié)構(gòu)及其概況

POK(POZ 和Krüppel結(jié)構(gòu))蛋白家族是一類重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白，在發(fā)育、循環(huán)系統(tǒng)功能和腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起到了重要的作用[1]。目前有超過(guò)40種POK蛋白家族成員被發(fā)現(xiàn)和鑒定出來(lái)，其中，新型腫瘤調(diào)控因子FBI-1[2]是最為重要的一種。FBI-1由Zbtb7基因編碼[3]，具有典型的POK家族結(jié)構(gòu)特征。FBI-1最初是在循環(huán)系統(tǒng)腫瘤中被發(fā)現(xiàn)，因而又被稱為L(zhǎng)RF(leukemia/lymphomarelated factor)[1]或Pokemon(POK erythroid myeloid ontogenic factor)[1]。Maeda課題組[3]對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，證實(shí)其具有一個(gè)N-末端的POZ/BTB結(jié)構(gòu)域，以及一個(gè)C-末端的鋅指狀結(jié)構(gòu)域(zinc finger domain)。與其他POK家族蛋白不同，F(xiàn)BI-1同時(shí)具有POZ結(jié)構(gòu)域和鋅指結(jié)構(gòu)域，能夠通過(guò)POZ結(jié)構(gòu)與其他蛋白質(zhì)進(jìn)行相互作用調(diào)控其功能，利用鋅指狀結(jié)構(gòu)域與DNA相互作用，特異性地識(shí)別和結(jié)合相關(guān)序列元件(recognizing and binding element)。FBI-1的特殊結(jié)構(gòu)保證了其功能的多樣性。

2FBI-1在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

FBI-1最初是在循環(huán)系統(tǒng)中被發(fā)現(xiàn)，Lunardi等[4]總結(jié)了其在循環(huán)系統(tǒng)的作用，證實(shí)其可能是干細(xì)胞分化等的決定性因素[4]。深入研究發(fā)現(xiàn)FBI-1還可能是腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的重要調(diào)控樞紐。FBI-1基因敲除小鼠胚胎均在胚胎期致死[3]。FBI-1也是維持鼠胚胎成纖維細(xì)胞(embryo fibroblasts，MEF)存活和轉(zhuǎn)化的調(diào)控樞紐，敲除FBI-1的MEFs(MEFnull，Zbtb7-/-)失去了轉(zhuǎn)化和癌變的能力(transformation)，同時(shí)也不能為E1A+RasV12、Myc+RasV12、SV40大T抗原(large T antigen)+RasV12或BCL6+RasV1等誘導(dǎo)永生化，這些都提示FBI-1有可能作為細(xì)胞癌變和轉(zhuǎn)化的重要調(diào)節(jié)因子[3]。為此，Maeda等[2,3]進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)其具有誘導(dǎo)細(xì)胞增殖的作用，結(jié)合Aggarwal等[5]的結(jié)果，F(xiàn)BI-1在T細(xì)胞淋巴瘤(T-cell lymphomas)、大B細(xì)胞淋巴瘤(large B-cell lymphoma，LBCL)、濾泡性淋巴癌(follicular lymphoma，F(xiàn)L)、肺癌、肝癌以及乳腺癌等腫瘤中廣泛表達(dá)。上述結(jié)果已被多個(gè)研究小組驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上FBI-1高表達(dá)的臨床意義也被揭示出來(lái)。Sartini等[6]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)BI-1的異常表達(dá)是口腔腫瘤(oral tumor)早期預(yù)警的重要指示分子。Aggarwal等[5]報(bào)道，F(xiàn)BI-1能夠誘導(dǎo)前列腺增生/肥大和前列腺癌的發(fā)生，在此基礎(chǔ)上Li等[7]利用siRNA降低FBI-1的表達(dá)，能夠顯著降低前列腺癌的增殖。Yang等[8]的結(jié)果也表明其在膠質(zhì)瘤中也發(fā)揮了重要作用。值得一提的是，F(xiàn)BI-1是消化系統(tǒng)腫瘤治療的潛在靶標(biāo)，F(xiàn)ang等[9]的結(jié)果表明FBI-1是HCC治療或預(yù)后的指示分子，并能夠誘導(dǎo)肝細(xì)胞癌化療藥物多藥耐藥性(multi-drug resistance)。

我們也系統(tǒng)研究了FBI-1在結(jié)直腸癌中的功能，結(jié)果顯示FBI-1能夠促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞系Lovo、HR8348和HT29等的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲作用[10]。

3FBI-1發(fā)揮作用的分子機(jī)制

FBI-1的轉(zhuǎn)錄和翻譯受到多方面因素的調(diào)節(jié)，Yang等[11]系統(tǒng)分析了FBI-1的啟動(dòng)子區(qū)特性，發(fā)現(xiàn)其啟動(dòng)子區(qū)-2220/-30區(qū)域存在Sp1、AP-1、AP-2、PU.1、Hb、CBF-1、ETS-1、NEG、NF-1以及Hb的結(jié)合位點(diǎn)，這表明其受到多種因素匯集的調(diào)節(jié)作用。Cui等[12]對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行了部分驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)姜黃素能夠通過(guò)抑制Sp1在FBI-1啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合作用下調(diào)其表達(dá)，這一結(jié)果也為利用Sp1/FBI-1進(jìn)行腫瘤治療和干預(yù)提供了支持。

FBI-1能夠通過(guò)多種途徑發(fā)揮作用。作為一種DNA結(jié)合蛋白，F(xiàn)BI-1能夠特異性結(jié)合富含GC序列的結(jié)合元件(GC-rich elements)[3]，并有可能結(jié)合具有類似結(jié)構(gòu)特征的HIV等病毒基因組啟動(dòng)子區(qū)域IST元件(inducer of short transcripts elements)，增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄作用[3]。在此基礎(chǔ)上，Maeda等[3]和Pessler等[13]使用CAST分析，提出FBI-1有可能與轉(zhuǎn)錄因子Sp1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合其DNA結(jié)合位點(diǎn)?；诖?，Hur領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量開創(chuàng)性的研究工作，發(fā)現(xiàn)FBI-1能夠通過(guò)Sp1抑制Rb、ADH5/FDH和p21CIP1等多種腫瘤抑制基因的表達(dá)[14,15]。在隨后的工作中，Hur研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，認(rèn)為FBI-1能夠通過(guò)其POZ結(jié)構(gòu)域與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用，是一種重要的轉(zhuǎn)錄抑制因子[16]。FBI-1能夠與HDM2/P53相互作用，是P53信號(hào)通路的主要負(fù)調(diào)控因子，能夠通過(guò)P53信號(hào)通路發(fā)揮其誘導(dǎo)腫瘤增殖與進(jìn)展的作用[17]，并發(fā)現(xiàn)了FBI-1的負(fù)調(diào)控因子CCS-3能夠通過(guò)FBI-1上調(diào)P21的表達(dá)[17]。根據(jù)這一模型，Yang等[18]認(rèn)為FBI-1與Smad4相互作用是其調(diào)控TGFβ信號(hào)通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，Cui等[19]的結(jié)果顯示FBI-1/AR的相互作用在前列腺癌發(fā)生和進(jìn)展中具有重要意義。

隨著研究的拓展和技術(shù)進(jìn)步，發(fā)現(xiàn) FBI-1還能夠調(diào)控表觀遺傳學(xué)過(guò)程。Jin等[20]認(rèn)為FBI-1能夠通過(guò)介導(dǎo)miR-21的轉(zhuǎn)錄沉默Sprouty1；上述研究為FBI-1作用機(jī)制的研究打開了新的天地，F(xiàn)BI-1與轉(zhuǎn)錄共抑制輔因子NCoR和SMRT，以及HDAC(histone deacetylases，HDACs)復(fù)合物的相互作用研究極大拓展了我們對(duì)FBI-1功能的認(rèn)識(shí)。由于上述復(fù)合物是DNA組裝與細(xì)胞核穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，能夠影響染色質(zhì)凝聚或伸展，最終影響轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合和亞細(xì)胞分布?；诖耍覀冞M(jìn)行了大量研究工作，發(fā)現(xiàn)FBI-1能夠通過(guò)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄ETS-1的細(xì)胞核質(zhì)遷移(即其細(xì)胞核聚集作用，nuclear accumulation)介導(dǎo)其轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[10]。我們的結(jié)果也得到了相關(guān)研究的佐證，Lee等[21]認(rèn)為FBI-1能夠升高NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性，其作用機(jī)制可能為促進(jìn)其細(xì)胞核聚集作用。

最近的研究已經(jīng)從分子水平過(guò)渡到了細(xì)胞信號(hào)通路的整體水平上，多個(gè)課題組利用反向遺傳學(xué)(即利用翻譯核酸等沉默或缺失FBI-1的表達(dá))技術(shù)檢測(cè)了FBI-1對(duì)信號(hào)通路的影響，發(fā)現(xiàn)FBI-1能夠下調(diào)TGF-β信號(hào)通路、Caspase介導(dǎo)的Fas以及線粒體凋亡途徑相關(guān)信號(hào)通路的活性，通過(guò)上調(diào)Notch-1、PI3K/AKT、p38β、NF-κB和MAPK等信號(hào)通路的活性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲或治療耐受[18,22-24]。

4FBI-1可能是腫瘤“二次打擊”調(diào)控模型的調(diào)控樞紐

結(jié)/直腸癌是人類腫瘤的理想研究模型，基于結(jié)/直腸癌提出了目前較為公認(rèn)的“二次打擊”腫瘤研究模型[25]，p53-/-和Rb-/-使正常細(xì)胞永生化(一次打擊)，Ras等原癌基因的組成型活化(constitutively activated/aberrant activation)誘導(dǎo)永生化細(xì)胞惡變(metastasis/transformation)，進(jìn)而具備轉(zhuǎn)移和侵襲能力。但現(xiàn)有的結(jié)/直腸癌相關(guān)調(diào)控因子APC作為有絲分裂后期促進(jìn)復(fù)合物，調(diào)控G2/M期時(shí)相轉(zhuǎn)化；而DCC和PTEN分別是細(xì)胞黏附分子和PI3K信號(hào)通路調(diào)控因子，均非樞紐性的調(diào)控因子，難以揭示細(xì)胞轉(zhuǎn)化和癌變過(guò)程中的分子機(jī)制。為此，我科室在結(jié)/直腸癌早期發(fā)生的作用機(jī)制，以及疾病進(jìn)展的指示分子等方面進(jìn)行了諸多研究，對(duì)癌基因FBI-1在大腸癌細(xì)胞增殖調(diào)控中的作用進(jìn)行了深入探討，發(fā)現(xiàn)FBI-1能夠促進(jìn)大腸癌細(xì)胞Lovo的增殖和惡變。分子機(jī)制實(shí)驗(yàn)表明：①FBI-1能夠在大腸癌細(xì)胞Lovo中通過(guò)直接相互作用并募集P53/FBI-1/ETS-1的潛在三元復(fù)合物上調(diào)ETS-1的活性；②促進(jìn)ETS-1在其應(yīng)答基因啟動(dòng)子區(qū)域的募集作用，并誘導(dǎo)其細(xì)胞核轉(zhuǎn)位作用。上述結(jié)果揭示了FBI-1在結(jié)/直腸癌中的作用，結(jié)合FBI-1的自身特性，我們提出了FBI-1可能是腫瘤“二次打擊”調(diào)控模型的調(diào)控樞紐的新觀點(diǎn)：①P53的表達(dá)受到Sp1的調(diào)控，其啟動(dòng)子區(qū)域含有Sp1結(jié)合位點(diǎn)，且FBI-1能夠與Sp1相互作用，競(jìng)爭(zhēng)性抑制Sp1在其應(yīng)答元件的結(jié)合和募集作用，有可能是P53表達(dá)缺失的成因之一；②FBI-1是P53的負(fù)調(diào)控因子，能夠通過(guò)P53下調(diào)P14、P19和P21等腫瘤抑制因子的表達(dá)；③FBI-1能夠升高Survivin等細(xì)胞應(yīng)激、存活和抗凋亡相關(guān)因子，可能促進(jìn)細(xì)胞永生化作用；④我們的研究首次證實(shí)了FBI-1能夠上調(diào)ETS-1的活性，而ETS-1應(yīng)答HGF/c-Met信號(hào)通路，是細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲的調(diào)控樞紐。這表明，F(xiàn)BI-1不僅能夠誘導(dǎo)和參與調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生的“一次打擊”(P53等腫瘤抑制因子的下調(diào)或缺失)，還能夠誘導(dǎo)ETS-1等腫瘤增殖和侵襲機(jī)制(二次打擊)，可能是腫瘤“二次打擊”調(diào)控模型的調(diào)控樞紐，誘導(dǎo)兩次打擊之間的轉(zhuǎn)換。

5展望

新型腫瘤調(diào)控因子FBI-1具有重要的功能，我們的研究拓展了對(duì)其功能的認(rèn)識(shí)，揭示了其不同于其他腫瘤新的作用機(jī)制。FBI-1在腫瘤發(fā)生中的分子機(jī)制和其作為藥物治療以及干預(yù)靶標(biāo)等的應(yīng)用尚有待進(jìn)一步研究。

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[收稿日期：2015-11-03]

作者簡(jiǎn)介：朱敏，女，1982-08，在讀博士，主治醫(yī)師，E-mail:yxmnc1956@163.com.

中圖分類號(hào)：R73-3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-6611(2016)02-0184-03

DOI：10.13753/j.issn.1007-6611.2016.02.021

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81400587)