姚 磊，劉泰榮，陳 華 （江西省贛州市人民醫(yī)院泌尿外科，江西贛州341000）

1 FoxA家族簡介

叉頭框家族蛋白（forkhead box proteins，F(xiàn)ox家族），主要特征為擁有一段保守的長度為110個氨基酸的DNA結構域［1］，結構外觀類似于叉頭框。真菌和動物體內都被發(fā)現(xiàn)含有大量的Fox家族蛋白，該家族蛋白在胚胎發(fā)育、細胞分化、能量代謝以及免疫調節(jié)等方面都發(fā)揮著重要的作用。迄今為止，F(xiàn)ox家族共包含19個亞族，分別以FoxA-FoxS命名，由100多個成員組成。其中FoxA亞族是作用最廣泛，研究最深入的一個亞族，由FoxA1、FoxA2、FoxA3三個成員組成。FoxA1位于人的第14號染色體上，全長共5300 bp，由2個外顯子和1個內含子組成。它的結構是由N端轉錄激活區(qū)域、中間的DNA結合區(qū)域和C端組蛋白結合域組成，N端為核心區(qū)域，主要由3個α螺旋和3個反向平行的β折疊組成，C端組蛋白結合區(qū)域可以通過與組蛋白H3／H4的結合，解開壓縮的染色體，這樣增加了轉錄因子與之結合的機會，從而啟動轉錄和翻譯，調控下游基因的轉錄表達［2］。在很多組織器官都能檢測到FoxA1，如乳腺、肝臟、腎臟、男性前列腺、消化道、肺、膀胱等［3］，F(xiàn)oxA1 直接影響胚胎的生長發(fā)育、細胞的增殖分化以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程［4］。 Lin 等［5］的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1 基因突變的小鼠與正常的小鼠比較，發(fā)育較遲緩、血糖降低、電解質出現(xiàn)紊亂，出生后不久死亡。FoxA2位于人的20號染色體，全長45 kb，由3個外顯子以及2個內含子組成。它的結構是由兩段轉錄激活區(qū)域、保守的叉頭框區(qū)域以及抑制區(qū)和磷酸化區(qū)域組成［6］。FoxA2在胚胎的生長發(fā)育過程中最先生成，大約在胚胎形成的第6天轉錄表達，它在調節(jié)胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用［7］。在很多器官和組織都能檢測到FoxA2，如乳腺、肝臟、胰腺、脂肪組織等。FoxA2在能量代謝、腫瘤的發(fā)生發(fā)展方面發(fā)揮著至關重要的作用，同時當FoxA1不足時，F(xiàn)oxA2可以代替FoxA1的功能。FoxA3位于人的19號染色體，對于FoxA3的研究還停留在其結構的分析，對于功能的研究還不成熟，有研究［8］顯示，F(xiàn)oxA3可以調控細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白的轉錄表達，從而維持體內的血糖穩(wěn)定。

2 FoxA家族與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關系

2．1 FoxA家族與乳腺癌的關系 Fox家族與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關。田多等［9］對54例乳腺癌患者FoxA1的表達情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)FoxA1表達量的順序由多到少為：良性乳腺腫瘤＞癌旁組織＞乳腺癌組織，該結果顯示FoxA1的表達與乳腺癌的發(fā)生及其發(fā)展相關，同時研究還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1的表達與乳腺癌的分子分型有關，在各分子亞型中表達由高到低分別為：Luminal A亞型＞Luminal B亞型＞HER2過表達型＞三陰型，其可以作為Luminal A亞型的一個診斷標記物，因為不同分子型乳腺癌的預后不同，F(xiàn)oxA1可以幫助診斷分子型，對于乳腺癌患者的個體化治療有重大的臨床意義。有研究［10］顯示，在乳腺癌的初期階段，F(xiàn)oxA1的表達明顯升高，可促進癌癥的發(fā)生。有學者［11］則認為當癌癥進入發(fā)展階段，F(xiàn)oxA1的表達明顯下降，F(xiàn)oxA1的表達可以抑制癌癥的發(fā)展。FoxA1可能是通過影響乳腺癌細胞增殖來調節(jié)乳腺癌發(fā)生發(fā)展的：①作為轉錄因子調節(jié)P21、P27基因表達實現(xiàn)細胞增殖的調控，鄧雄杰［12］通過對乳腺癌細胞株MCF-7和ZR-75-30的細胞增殖表型研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1能夠顯著抑制乳腺癌細胞的增殖，進一步的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1是通過調節(jié)P21、P27的轉錄來實現(xiàn)細胞周期調控的。Wolf等［13］的研究也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1調控乳腺癌細胞的增殖是通過調控P27的轉錄來實現(xiàn)的。②通過調節(jié)細胞生長關鍵基因的表達來影響乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，ER和GATA3都是影響乳腺癌細胞生長的關鍵因子，白仲虎等［14］的研究顯示，F(xiàn)oxA1是介于GATA3和ER中間的一個及其重要的轉錄因子，即GATA3調控FoxA1的表達，而FoxA1進一步調控 ER的表達。Miyamoto等［15］的研究證明，F(xiàn)oxA2在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中也發(fā)揮著重要作用，在乳腺癌組織中，隨著甲基化程度的升高，F(xiàn)oxA2的表達表現(xiàn)出下降的趨勢。張震［6］的研究顯示FoxA2是乳腺癌E型細胞的相關因子，抑制上皮間質轉化過程。

2．2 FoxA家族與前列腺癌的關系 與乳腺癌中FoxA1抑制癌癥的發(fā)展不同，F(xiàn)oxA1的表達能促進前列腺癌的生長、浸潤及轉移。馮偉等［16］對35例前列腺癌患者和21例良性前列腺增生患者的病理組織研究顯示，F(xiàn)oxA1在前列腺癌組織中的表達顯著高于良性前列腺增生組織，且FoxA1與前列腺癌患者的Gleason評分和TNM分期呈正相關，即Gleason評分越高，TNM分期越高，F(xiàn)oxA1的表達越多，說明FoxA1能促進前列腺癌細胞的生長轉移。乳腺癌患者FoxA1抑制腫瘤的發(fā)展，而前列腺癌患者FoxA1反而會促進腫瘤的發(fā)展，其原因可能為FoxA1存在組織表達的特異性，F(xiàn)oxA1在前列腺和乳腺組織分別是通過調控類固醇受體AR和ER的轉錄因子發(fā)揮作用的，并且當細胞進入不同的增殖分化階段，oxA1的表達量也有很大不同。在乳腺癌初發(fā)階段，F(xiàn)oxA1表達量并沒有發(fā)生多大變化，但是到了增殖階段，F(xiàn)oxA1表達則明顯增加，從而增加ER（+）細胞對雌激素的敏感性，控制乳腺癌的進一步發(fā)展。而前列腺癌的生長發(fā)展都依賴雄激素［17］，前列腺癌早期FoxA1出現(xiàn)高表達，F(xiàn)oxA1作為轉錄因子可以與雄激素受體結合，同時它還可以調節(jié)雄激素受體基因的轉錄翻譯，從而增加雄激素的合成，促進前列腺癌腫瘤細胞生發(fā)轉移［18］，這可能是FoxA1調節(jié)前列腺癌發(fā)生發(fā)展的機制。

2．3 FoxA 家族與肝癌的關系 研究［19］發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1／2對于胚胎的發(fā)育以及肝臟、胰腺、肺等器官的分化發(fā)育起決定性作用。FoxA2是肝臟分化發(fā)育過程中最先出現(xiàn)的轉錄因子，它通過調節(jié)相關基因的表達來維持正常的肝功能。Liu等［20］的研究發(fā)現(xiàn)，炎癥因子可以使FoxA2發(fā)生磷酸化而失活，從而激活Notch通路誘發(fā)肝癌，而恢復FoxA2的活性則可以抑制肝癌的發(fā)生發(fā)展。FoxA2調節(jié)肝癌的發(fā)生發(fā)展，機制可能包括以下幾方面。①汪子力［21］的研究發(fā)現(xiàn)，上調FoxA2的表達可以使肝癌細胞的浸潤增殖受到抑制，相反下調FoxA2的表達則會增加肝癌細胞的增殖，進一步的研究證明，F(xiàn)oxA2對肝癌細胞增殖的影響是通過調節(jié)p53和p21的轉錄來實現(xiàn)的。②李正平等［19］的研究發(fā)現(xiàn)FoxA2在高侵襲的肝癌細胞中低表達，在低侵襲的肝癌細胞中高表達，F(xiàn)oxA2對肝癌細胞浸潤轉移的影響是通過調節(jié)E-cadherin的表達，進一步調節(jié)上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）來實現(xiàn)的，E-cadherin主要的功能是上皮細胞與細胞的粘附，減少或缺失會導致腫瘤分化及轉移，從而啟動EMT，研究顯示增加FoxA2表達水

平可以顯著提高E-cadherin的表達，從而抑制腫瘤細胞的浸潤和轉移。③王劍［22］的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA2水平與肝癌的轉移呈負相關，基質金屬蛋白酶系統(tǒng)（matrix metalloproteinases， MMPs）是肝癌發(fā)生轉移的啟動因素，F(xiàn)oxA2抑制肝癌轉移的影響是通過下調MMP9基因的表達來實現(xiàn)的。肝癌的發(fā)生存在明顯的性別差異，即男性多于女性。Li等［23］發(fā)現(xiàn)FoxA1在肝癌的發(fā)生展中也發(fā)揮著重要作用，并且FoxA1對于肝癌的性別差異是必須的，因為男女體內激素水平存在差異，F(xiàn)oxA1可以通過調節(jié)AR、ER信號通路來實現(xiàn)肝癌的性別差異。王盛［24］的研究發(fā)現(xiàn)，肝癌的易感性與FoxA1基因第247位堿基多態(tài)性相關，第247位基因由A變?yōu)镚可以減弱FoxA1結合下游基因以及轉錄激活調控能力。

2．4 FoxA家族與胰腺癌的關系 FoxA1／2在胰腺的分化發(fā)育及其功能的維持方面發(fā)揮著重要作用，胰腺的外分泌部可以檢測到 FoxA1／2的表達。Birnbaum等［25］的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA2在胰腺癌患者的胰腺外分泌組織中表達明顯升高，提示它是誘發(fā)胰腺癌發(fā)生的重要因素。EMT是腫瘤形成的關鍵步驟，能夠增加細胞的活性，誘發(fā)腫瘤轉移。Song等［26］的研究證實，抑制FoxA1／2的表達可以促進胰腺癌發(fā)生EMT，從而誘發(fā)胰腺癌的浸潤轉移。

2．5 FoxA家族與肺癌的關系 FoxA2在肺部的表達主要集中在Ⅱ型肺泡中，它的表達量直接影響氣道上皮細胞的分化過程［27］。 Basseres 等［28］對 173 例原發(fā)性非小細胞肺癌組織FoxA2的表達情況作了研究，發(fā)現(xiàn)只有35例患者（20．23%）FoxA2表達量較高，其余患者FoxA2無表達或低表達，研究其原因可能是肺癌患者FoxA2的啟動子出現(xiàn)超甲基化，無法轉錄翻譯。Halmos等［29］的研究也顯示 FoxA2在肺癌組織中無表達或低表達，增加FoxA2的表達則會抑制非小細胞肺癌細胞的增殖。Tang等［30］的研究還顯示FoxA2能夠影響肺癌的轉移，抑制FoxA2的表達，促進肺癌發(fā)生 EMT，誘發(fā)腫瘤轉移，相反促進FoxA2的表達，可以抑制肺癌的轉移。其機制可能是FoxA2通過作用于鋅指轉錄因子Slug啟動子影響其轉錄，進一步調節(jié)EMT。

2．6 FoxA家族與其他腫瘤的關系 FoxA家族與其他腫瘤的關系研究的也比較多，由此我們可以看出它在腫瘤的產生及浸潤轉移過程發(fā)揮重要作用。Akagi等［31］的研究發(fā)現(xiàn)，與癌旁細胞相比，甲狀腺癌細胞中FoxA2的表達顯著降低；FoxA1也參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展，能夠顯著增加人乳頭甲狀腺癌細胞的增殖，調節(jié)細胞周期，其機制可能與調節(jié)p27 Kip1、CDK2、CyclinD1的表達有關。Watts等［32］的研究顯示 Rxfl基因可以作為食管腺癌的一個診斷標志物，在食管腺癌中的表達較正常組織低，而FoxA家族作為轉錄因子可以調節(jié)Rxfl基因的表達，但其機制研究甚少。李川等［33］對85例肝內膽管細胞癌患者病理組織研究發(fā)現(xiàn)，50例患者FoxA2呈現(xiàn)高表達，35例呈現(xiàn)低表達，且FoxA2與臨床分期有關，病情越嚴重，F(xiàn)oxA2的高表達率越低。張正良等［34］對56例胃腺癌組織進行了研究，發(fā)現(xiàn)胃腺癌組織中FoxA2的表達水平明顯低于癌旁組織，且FoxA2表達水平越低，胃腺癌的浸潤轉移越強。也有研究［35］發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxA1的表達與與膀胱癌的分期有關，F(xiàn)oxA1表達越低，腫瘤的臨床分期越高，腫瘤惡性程度越高，轉移的可能性越大，并且其機制可能與FoxA1調節(jié)p53、PTEN及鈣黏素 E轉錄表達有關。

3 小結與展望

FoxA家族作為轉錄因子與惡性腫瘤的發(fā)生、增殖、浸潤及轉移密切相關。不同的腫瘤中，F(xiàn)oxA家族基因的表達及其作用均不相同，在多數(shù)腫瘤，如乳腺癌、肝癌、肺癌、甲狀腺癌、胃腺癌等惡性腫瘤中，F(xiàn)oxA與腫瘤的發(fā)生發(fā)展表現(xiàn)出負相關，顯示FoxA的表達可以抑制癌癥的轉移，F(xiàn)oxA抑制癌癥發(fā)生發(fā)展的機制主要集中在以下幾個方面。①FoxA調節(jié)E-cadherin的表達，進一步調節(jié)EMT來實現(xiàn)的，E-cadherin主要的功能是上皮細胞與細胞的粘附，減少或缺失會導致腫瘤分化及轉移，從而啟動EMT，F(xiàn)oxA的表達水平可以顯著提高E-cadherin的表達，從而抑制腫瘤細胞的浸潤和轉移。②FoxA作為轉錄因子調節(jié)p21、p27、p53基因表達實現(xiàn)細胞增殖的調控。而在前列腺癌等惡性腫瘤中，F(xiàn)oxA促進腫瘤的生長、浸潤及轉移，F(xiàn)oxA可以與雄激素受體結合，同時還可以調節(jié)雄激素受體基因的轉錄翻譯，從而增加雄激素的合成，促進前列腺癌腫瘤細胞發(fā)生轉移。但是FoxA在惡性腫瘤中的作用還停留在表淺的階段，雖然對乳腺癌、肺癌的影響及其作用機制研究的比較深入，但與部分癌癥的關系如膀胱癌的研究甚少，甚至國內至今沒有FoxA與膀胱癌關系的研究，對于具體的下游靶基因以及其調控的信號通路的研究還不明確，下一步的研究目標在于深入探討FoxA對膀胱癌發(fā)生發(fā)展的影響及其作用機制，相信隨著研究的不斷深入，以FoxA作為新的腫瘤標志物將會為腫瘤的診治帶來新的希望。

【參考文獻】

［1］ Lalmansingh AS， Karmakar S， Jin Y，et al．Multiple modes of chromatin remodeling by Forkhead box proteins［J］．Biochim Biophys Acta，2012，1819（7）：707-715．

［2］ Katoh M，Igarashi M，F(xiàn)ukuda H，et al．Cancer genetics and genomics of human FOX family genes［J］．Cancer Lett，2013，328（2）：198-206．

［3］ Bernardo， GM， Keri， RA．FOXA1： a transcription factor with parallel functions in development and cancer［J］．Bioscience Rep，2012，32（2）：113-130．

［4］馮 偉．FOXA1在前列腺癌中的表達及臨床相關性研究［D］．西安：第四軍醫(yī)大學，2015．

［5］ Lin L， Miller CT， Contreras JI， et al．The hepatocyte nuclear factor 3 alpha gene， HNF3alpha （FOXA1）， on chromosome band 14q13 is amplified and overexpressed in esophageal and lung adenocarcinomas［J］．Cancer Res，2002，62（18） ：5273-5279．

［6］張 震．轉錄因子FOXA2調控乳腺癌上皮間質轉化的機制研究［D］．長沙：湖南大學，2015．

［7］ Wang DH，Tiwari A，Kim ME，et al．Hedgehog signaling regulates FOXA2 in esophageal embryogenesis and Barrett's metaplasia［J］．J Clin Invest，2014，124（9）：3767-3780．

［8］萬兵兵，葉曉霞，石 彥，等．肝核轉錄因子FOXA3相互作用蛋白的初步研究［J］．復旦學報（自然科學版），2005，44（4）：477-483．

［9］田 多，湯 銅，錢 波，等．叉頭盒蛋白A1（FOXA1）在乳腺癌中的表達及其臨床意義［J］．安徽醫(yī)藥，2015，19（9）：1691-1694．

［10］ Carroll JS， Brown M．Estrogen receptor target gene：an evolving concept［J］．Mol Endocrinol，2006，20（8）：1707-1714．

［11］ Habashy HO， Powe DG， Rakha EA， et al．Forkhead-box A1（FOXA1） expression in breast cancer and its prognostic significance［J］．Eur J Cancer，2008，44（11）：1541-1551．

［12］鄧雄杰．轉錄因子FOXA1在乳腺癌細胞增殖中的功能研究［D］．長沙：湖南大學，2014．

［13］ Wolf I， Bose S， Williamson EA， et al．FOXA1： Growth inhibitor and afavorableprognosticfactorin human breastcancer［J］．Int Cancer，2007，120（5）：1013-1022．

［14］白仲虎，李 璐，戴曉峰．轉錄因子FOXA1在乳腺癌分子分型中的功能研究［J］．生物學雜志，2017，34（1）：5-10．

［15］ Miyamoto K， Fukutomi T， Akashi-Tanaka S， et al．Identification of 20 genes aberrantly methylated in human breast cancers［J］．Int J Cancer，2005，116（3）：407-414．

［16］馮 偉，張紅賓，王養(yǎng)民，等．轉錄因子FOXA1與前列腺癌惡性程度及進展相關性研究［J］．中華男科學雜志，2015，21（5）：414-419．

［17］孫忠全，沈志遠．睪酮與前列腺癌研究進展［J］．中華男科學雜志，2014，20（8）：675-678．

［18］ Jozwik KM， Carroll JS．Pioneer factors in hormone-dependent cancers［J］．Nat Rev Cancer，2012，12（6）：381-385．

［19］李正平，張 宇，羅道蘊，等．叉頭框轉錄因子A2對肝癌細胞遷移和侵襲能力的影響［J］．廣西醫(yī)學，2015，37（6）：755-757．

［20］ Liu M， Lee DF， Chen CT， et al．IKK activation of NOTCH links tumorigenesis via FOXA2 suppression［J］．Mol Cell， 2012，45（2）：171-184．

［21］汪子力．轉錄因子FoxA2對肝癌細胞增殖的影響［D］．長沙：湖南大學，2014．

［22］王 劍．FOXA2通過下調基質金屬蛋白酶-9表達抑制肝癌轉移［D］．上海：第二軍醫(yī)大學，2015．

［23］ Li Z， Tuteja G， Schug J， et al．Foxal and Foxal are essential for sexual dimorphism in liver cancer［J］．Cell，2012，148（1-2）：72-83．

［24］王 盛．FOXA1基因變異和調控異常促逬肝癌發(fā)生與轉移的機制研究［D］．上海：復旦大學，2013．

［25］ Birnbaum DJ， Adéla?de J， Mamessier E， et al．Genome profiling of pancreatic adenocarcinoma［J］．Genes Chromosomes Gaccer，2011，50（6）：456-465．

［26］ Song Y，Washington MK，Crawford HC．Loss of FOXA1／2 is essential for the epithelial-to-mesenchymal transition in pancreatic cancer［J］．Cancer Res，2010，70（5）：2115-2125．

［27］朱昌鵬，謝渭芬．叉頭樣轉錄因子A2與腫瘤的研究進展［J］．國際消化病雜志，2014，34（2）：87-89．

［28］ Basseres DS， D'Alò F， Yeap BY，et al．Frequent downregulation of the transcription factor Foxa2 in lung cancer through epigenetic silencing［J］．Lung Cancer，2012，77（1）：31-37．

［29］ Halmos B， Bassères DS， Monti A， et al．A transcriptional profiling study of CCAAT／enhancer binding protion targets identifies hepatocyte nuclear factor 3 beta as a novel tumor suppressor in lung cancer［J］．Cancer Res，2004，64（12）：4137-4147．

［30］ Tang Y，Shu G，Yuan X，et al．FOXA2 functions as a suppressor of tumor metastasis by inhibition of epithelial-to-mesenchymal transition in human lung cancers［J］．Cell Res，2011，21（2）：316-326．

［31］ Akagi T， Luong QT， Gui D， et al．Induction of sodium iodide symporter gene and molecular characterisation of HNF3 beta／FoxA2，TTF-1 and C／EBP beta in thyroid carcinoma cells［J］．Br J Cancer，2008，99（5）：781-788．

［32］ Watts JA，Zhang C，Klein-Szanto AJ，et al．Study of FoxA pioneer factor at silent genes reveals Rfx-repressed enhancer at Cdx2 and a potential indicator of esophageal adenocarcinoma development［J］．PLoS Genet，2011，7（9）： e1002277．

［33］李 川，沈俊頤，文天夫．FOXA2在肝內膽管細胞癌組織中的表達及其與預后的關系分析［J］．中國普外基礎與臨床雜志，2016，23（12）：1450-1454．

［34］張正良，孫江利，白鄭海，等．FOXA2在胃腺癌中的表達降低［J］．細胞與分子免疫學雜志，2015，31（5）：672-676．

［35］ Wood DP．Loss of the urothelial differentiation marker FOXA1 is associated with high grade，late stage bladder cancer and increased tumor proliferation［J］．J Urol，2013，189（4）：1597．