邢銳 盧再鳴

惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展是多基因調(diào)控的結(jié)果。NOB1（NIN/RPN12 binding protein 1）基因在酵母和人細(xì)胞中高度保守，其可能通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄參與腫瘤發(fā)生發(fā)展過程。近年，有關(guān)NOB1基因與肺癌［1-3］、卵巢癌［4-5］、肝癌［6-7］和前列腺癌［8-9］等惡性腫瘤的研究越來越多。本文就NOB1基因的特點(diǎn)及其與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

1 NOB1基因的特點(diǎn)和功能

1.1 NOB1基因的特點(diǎn)

酵母NOB1蛋白最初通過酵母雙雜交法發(fā)現(xiàn)［10］。作為伴侶蛋白，NOB1在20S蛋白酶體細(xì)胞核中發(fā)揮作用，可促進(jìn)20S蛋白酶體成熟，進(jìn)一步參與26S蛋白酶體的形成與降解［11］。在從細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)40S蛋白酶體途徑的前體亞基中亦發(fā)現(xiàn) NOB1［12-13］。有研究［14-15］證實(shí)敲除NOB1可抑制20S前體rRNA向18S rRNA轉(zhuǎn)化，促使20S前體RNA聚集。

測(cè)序分析指出NOB1蛋白是保守蛋白，包括N端和C端，N端是具有RNA酶活性的PIN（PilT amino terminas）結(jié)構(gòu)域，C端含l個(gè)鋅帶（zincribbon domain-containing l，ZNRDl）RNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。由于PIN結(jié)構(gòu)域突變，20S前體RNA不能裝配，推測(cè)PIN結(jié)構(gòu)域具有酶活性，通過參與D位點(diǎn)內(nèi)切酶的剪切發(fā)揮作用［16-17］。

人類NOB1基因位于染色體16q22.1，包含9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子，cDNA長度為1 497 bp，包括開放閱讀框1 239 bp。NOB1 mRNA主要在肝臟、肺及脾臟等組織中高表達(dá)，在結(jié)腸、腎臟和卵巢等組織中低表達(dá)，而在心臟、大腦、胰腺及外周血中不表達(dá)。NOB1蛋白主要位于哺乳動(dòng)物的細(xì)胞核內(nèi)［18］，但至今NOB1在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用和機(jī)制尚未明確。

1.2 NOB1通過UPP途徑參與細(xì)胞周期調(diào)控

NOB1通過泛素-蛋白酶體途徑（ubiquity-proteasome pathway，UPP）參與細(xì)胞周期調(diào)控。UPP途徑是細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白質(zhì)降解途徑［19］。該途徑由泛素、泛素活化酶E1、泛素結(jié)合酶E2s、泛素-蛋白連接酶E3s、26S蛋白酶體和泛素解離酶DUBs組成。在泛素-蛋白酶體依賴性的蛋白水解中，NOB1蛋白的存在是必需的，其與26S蛋白酶體中19S調(diào)節(jié)顆粒的Nin1P/Rpn12亞基相互作用，充當(dāng)分子伴侶角色，促進(jìn)蛋白酶體成熟［20］。故NOB1蛋白在UPP依賴的蛋白水解機(jī)制中的作用非常重要，其表達(dá)異常可導(dǎo)致多聚泛素蛋白在細(xì)胞內(nèi)積聚，引起泛素-蛋白酶體系統(tǒng)失常，從而導(dǎo)致癌蛋白、抑癌蛋白降解異常以及突變細(xì)胞調(diào)亡受阻等，致使腫瘤發(fā)生［21］。

2 NOB1基因與惡性腫瘤

目前已發(fā)現(xiàn)c-myc、c-fos、P53和EIA等核內(nèi)原癌蛋白降解依賴于泛素化途徑［22］，而NOB1在泛素依賴的蛋白水解過程中發(fā)揮重要作用，因此認(rèn)為NOB1可能參與某些原癌蛋白降解，并在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮作用。

2.1 肺癌

Liu等［2］發(fā)現(xiàn)NOB1在非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）腫瘤細(xì)胞系（A549、H1299 和 H1650）中高表達(dá)，肺癌組織中NOB1表達(dá)明顯高于癌旁組織，而其mRNA表達(dá)水平在良性腫瘤和正常肺組織中無明顯差異，提示NOB1表達(dá)上調(diào)可能與肺癌發(fā)生密切相關(guān)。為探索NOB1在肺癌發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制，Huang等［1］構(gòu)建沉默NOB1基因的慢病毒表達(dá)載體，發(fā)現(xiàn)NOB1沉默后肺癌細(xì)胞增殖明顯抑制，細(xì)胞周期被阻滯在G0/G1期，提示NOB1可能通過調(diào)控細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞分裂，提高肺癌細(xì)胞增殖能力。此外，相關(guān)研究［2］發(fā)現(xiàn)NOB1表達(dá)水平與肺癌患者的TNM臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤分化呈正相關(guān)。近年NOB1表達(dá)下調(diào)能抑制NSCLC細(xì)胞生長的相關(guān)機(jī)制探索不斷深入，Kong等［3］發(fā)現(xiàn)miR-330-5p可通過下調(diào)NOB1表達(dá)抑制NSCLC細(xì)胞生長。綜上認(rèn)為，今后進(jìn)一步針對(duì)NOB1探索機(jī)制可能為肺癌相關(guān)治療提供新的思路。

2.2 卵巢癌

NOB1在正常卵巢組織中呈低表達(dá)，而Lin等［4］發(fā)現(xiàn)NOB1在SKVO3卵巢癌細(xì)胞中的表達(dá)水平較癌旁組織及正常組織高，提示NOB1表達(dá)上調(diào)與卵巢癌發(fā)生發(fā)展可能密切相關(guān)。該研究進(jìn)一步應(yīng)用RNA干擾技術(shù)沉默NOB1，發(fā)現(xiàn)可明顯抑制卵巢癌細(xì)胞增殖能力，細(xì)胞周期被阻滯在G1期。進(jìn)一步研究［5］發(fā)現(xiàn)NOB1表達(dá)水平與卵巢癌組織中的miR-363表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，且miR-363通過抑制NOB1在卵巢癌中的表達(dá)發(fā)揮腫瘤抑制劑作用。認(rèn)為干擾卵巢癌中NOB1基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，可能有效抑制卵巢腫瘤細(xì)胞增殖。此外，Lin等［4］研究還發(fā)現(xiàn)下調(diào)SKVO3卵巢癌細(xì)胞中NOB1的表達(dá)水平可明顯提高腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（tumor necrosis factorrelated apoptosis-inducing ligand，TRAIL）的治療敏感性?？梢奛OB1有望成為卵巢癌的治療靶點(diǎn)。

2.3 肝癌

一項(xiàng)回顧性研究［7］顯示，NOB1在肝癌組織中的表達(dá)與腫瘤大小、Edmondson分級(jí)呈正相關(guān)，提示其與肝癌發(fā)生發(fā)展可能相關(guān)。Lu等［6］將NOB1基因的慢病毒表達(dá)載體轉(zhuǎn)染至SMMC-7721和pGCSIL-GFP細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)抑制NOB1表達(dá)可明顯降低肝癌細(xì)胞集落形成能力和增殖能力，腫瘤細(xì)胞周期被阻滯在G0/G1期。動(dòng)物模型體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)沉默NOB1可明顯降低成瘤能力。推測(cè)NOB1在肝癌發(fā)生發(fā)展中可能起重要作用，對(duì)其深入研究或可為肝癌的分子治療及靶向治療提供新思路。

2.4 前列腺癌

Zhang等［8］研究發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中NOB1表達(dá)水平明顯高于癌旁組織，進(jìn)一步構(gòu)建NOB1基因shRNA慢病毒表達(dá)載體，應(yīng)用RNAi技術(shù)抑制PC-3和DU145細(xì)胞株中NOB1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞的集落形成能力明顯降低。應(yīng)用流式細(xì)胞技術(shù)分析細(xì)胞周期，發(fā)現(xiàn)沉默NOB1可明顯降低細(xì)胞增殖能力，細(xì)胞阻滯在G0/G1期。此外，Liu等［9］發(fā)現(xiàn)Gleason評(píng)分高及有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的前列腺癌組織中NOB1表達(dá)量更高，且NOB1表達(dá)量與短期無瘤生存有關(guān)。因此，NOB1可能成為前列腺癌潛在的診斷治療及預(yù)后工具。

此外，一些學(xué)者亦開展了NOB1與胃癌［23］、宮頸癌［24］、喉癌［25］和甲狀腺癌［26］等惡性腫瘤的研究，均證實(shí)沉默NOB1可抑制上述腫瘤進(jìn)展，但相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步探索。

3 前景與展望

NOB1在核糖體和蛋白酶體形成及降解過程中發(fā)揮重要作用，對(duì)細(xì)胞周期調(diào)控亦有影響，因此推測(cè)NOB1在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中有重要地位。目前一些基礎(chǔ)研究已證實(shí)NOB1在腫瘤細(xì)胞增殖中發(fā)揮重要作用，MicroRNA可能通過抑制NOB1表達(dá)而阻礙惡性腫瘤細(xì)胞增殖和生長。因此，進(jìn)一步研究NOB1基因及其所在信號(hào)通路在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制意義重大。隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)概念的提出，以及分子生物學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，NOB1在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的機(jī)制研究將取得更大突破，有望為惡性腫瘤的臨床診治提供新的調(diào)控靶點(diǎn)和方向。

［1］ Huang W，Zhong W，Xu J，et al.Lentivirus-mediated gene silencing of NOB1 suppressesnon-small cell lung cancer cell proliferation［J］.Oncol Rep，2015，34（3）：1510-1516.

［2］ Liu K，Chen HL，Wang S，et al.High expression of RIOK2 and NOB1 predict human non-small cell lung cancer outcomes［J］.Sci Rep，2016，6：28666.

［3］ Kong R，Liu W，Guo Y，et al.Inhibition of NOB1 by microRNA-330-5p overexpression represses cell growth of non-small cell lung cancer［J］.Oncol Rep，2017，38（4）：2572-2580.

［4］ Lin Y，Xu T，Teng H，et al.Anticancer activity of NOB1-targeted shRNA combination with TRAIL in epithelial ovarian cancer cells［J］.Int J Clin Exp Pathol，2015，8（9）：10061-10071.

［5］ Lin Y，Xu T，Zhou S，et al.MicroRNA-363 inhibits ovarian cancer progression by inhibiting NOB1［J］.Oncotarget，2017，8（60）：101649-101658.

［6］ Lu Z，Guo Q，Shi A，et al.Downregulation of NIN/RPN12 binding protein inhibit the growth of human hepatocellular carcinoma cells［J］.Mol Biol Rep，2012，39（1）：501-507.

［7］ 趙麗娟，李志鋒，石榮亞，等.NOB1在肝癌組織中的表達(dá)及意義［J］.臨床肝膽病雜志，2016，32（4）：739-741.

［8］ Zhang X，Zhang D，Qu F，et al.Knockdown of NOB1 expression inhibits the malignant transformation of human prostate cancer cells［J］.Mol Cell Biochem，2014，396（1-2）：1-8.

［9］ Liu G，Shen D，Jiao L，et al.Nin one binding protein expression as a prognostic marker in prostate carcinoma［J］.Clin Transl Oncol，2014，16（9）：843-847.

［10］Tone Y，Tanahashi N，Tanaka K，et al.Nob1p，a new essential protein，associates with the 26S proteasome of growing saccharomyces cerevisiae cells［J］.Gene，2000，243（1-2）：37-45.

［11］ToneY，Toh EA.Nob1p is required for biogenesis of the 26S proteasome and degraded upon its maturation in Saccharomyces cerevisiae［J］.Genes Dev，2002，16（24）：3142-3157.

［12］Schafer T，Strauss D，Petfalski E，et al.The path from nucleolar 90S to cytoplasmic40Spre-ribosomes［J］.EMBOJ，2003，22（6）：1370-1380.

［13］Zemp I，Wild T，O'donohue MF，et al.Distinct cytoplasmic maturation steps of 40S ribosomal subunit precursors require hRio2［J］.J Cell Biol，2009，185（7）：1167-1180.

［14］Fatica A，Oeffinger M，Dlakic M，et al.Nob1p is required for cleavage of the 3'end of 18S rRNA［J］.Mol Cell Biol，2003，23（5）：1798-1807.

［15］Pertschy B，Schneider C，Gndig M，et al.RNA helicase Prp43 and its co-factor Pfa1 promote 20 to 18 S rRNA processing catalyzed by the endonuclease Nob1［J］.J Biol Chem，2009，284（50）：35079-35091.

［16］Makarova KS，Aravind L，Galperin MY，et al.Comparative genomics of the Archaea （Euryarchaeota）：evolution of conserved protein families，the stable core，and the variable shell［J］.Genome Res，1999，9（7）：608-628.

［17］Arcus VL，Backbro K，Roos A，et al.Distant structural homology leads to the functional characterization of an archaeal PIN domain as an exonuclease［J］.J Biol Chem，2004，279（16）：16471-16478.

［18］ Lamanna AC，Karbstein K.Nob1 binds the single-stranded cleavage siteD at the3'-end of 18S rRNA with itsPIN domain［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2009，106（34）：14259-14264.

［19］ Ding F，Xiao H，Wang M，et al.The role of the ubiquitin-proteasome pathway in cancer development and treatment［J］.Front Biosci（Landmark Ed），2014，19：886-895.

［20］ Jain CK，Arora S，Khanna A，et al.The ubiquitin-proteasome pathway an emerging anticancer strategy for therapeutics：a patent analysis［J］.Recent Pat Anticancer Drug Discov，2015，10（2）：201-213.

［21］Johnson DE.The ubiquitin-proteasome system：opportunities for therapeutic intervention in solid tumors［J］.Endocr Relat Cancer，2015，22（1）：T1-17.

［22］ Patwardhan GA，Liu YY.Sphingolipids and expression regulation of genes in cancer［J］.Prog Lipid Res，2011，50（1）：104-114.

［23］Ji S，Zhang B，Kong Y，et al.miR-326 inhibits gastric cancer cell growththroughdownregulatingNOB1［J］.OncolRes，2017，25（6）：853-861.

［24］ Huang P，Xi J，Liu S.MiR-139-3p induces cell apoptosis and inhibits metastasis of cervical cancer by targeting NOB1［J］.Biomed Pharmacother，2016，83：850-856.

［25］ Gao X，Wang J，Bai W，et al.NOB1 silencing inhibits the growth and metastasis of laryngeal cancer cells through the regulation of JNK signaling pathway［J］.Oncol Rep，2016，35（6）：3313-3320.

［26］Meng W，Wang PS，Liu J，et al.Adenovirus-mediated siRNA targeting NOB1 inhibits tumor growth and enhances radiosensitivity of human papillary thyroid carcinoma in vitro and in vivo［J］.Oncol Rep，2014，32（6）:2411-2420.