何祖坤，邱有玉，白松，楊紅菊

0 引言

據(jù)國家癌癥中心癌癥數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2012年全國惡性腫瘤發(fā)病例約為264.85/10萬，全部地區(qū)惡性腫瘤死亡率約為161.49/10萬[1]。惡性腫瘤高發(fā)病率和高死亡率已嚴重威脅人們的生命健康。因此，尋找到診治惡性腫瘤的特異性分子標志物和有效的治療靶點成為迫切需要解決的問題。N-末端乙?；∟-terminal acetylation, NTA）是體內(nèi)最常見的蛋白質(zhì)修飾之一，Naa10基因（N-α-terminal acetyltransferuse gene 10）在人體細胞內(nèi)廣泛表達，參與蛋白質(zhì)乙酰化修飾，在調(diào)控機體病理生理等生物學進程中扮演重要的角色[2]。研究發(fā)現(xiàn)Naa10基因表達異常不但與個體發(fā)育畸形、阿爾茲海默癥、帕金森病等疾病有關[3-4]，而且在惡性腫瘤組織中表達上調(diào)，對腫瘤的發(fā)生、進展和侵襲起關鍵作用，有望成為檢測部分惡性腫瘤的新型生物標志物和（或）特異性治療靶點[5-6]。本文將對Naa10基因的生物來源、結構特點、生物功能以及其在惡性腫瘤中的作用機制相關研究進展進行綜述。

1 Naa10基因的研究概述

Naa10基因是1985年首次在酵母菌中發(fā)現(xiàn)，1994年在人類細胞中發(fā)現(xiàn)其同源基因，與酵母菌arrest defective 1（ARD1）基因有約40%的同源性，因此最開始也命名為人類hARD1基因。在2009年將該基因更名為Naa10基因，此后Naa10成為該基因在NCBI數(shù)據(jù)庫檢索的官方名稱[7]。Naa10基因位于Xq2.8區(qū)域，其編碼的Naa10p由235個氨基酸殘基構成，相對分子質(zhì)量為26.46 kD[7]。應用氨基酸序列對Naa10p進行結構分析發(fā)現(xiàn)，Naa10pN端為圓球狀結構，而C端結構不穩(wěn)定[8]。Naa10基因功能區(qū)位于45～130氨基酸之間，N末端乙?；揎椫饕躈端乙?；刚{(diào)控，其主要由NatA～F六種復合體組成。其中又以NatA最為重要，Naa10是NatA的催化亞基，與Naa15共同組成乙酰轉移酶復合體[9-13]。生物體內(nèi)參與蛋白質(zhì)翻譯后共價修飾的方式主要有甲基化、磷酸化、泛素化和乙?；渲幸阴；忠缘鞍踪|(zhì)N端氨基酸-α-位碳原子上氨基乙?；揎椬顬槌Ｒ奫14]。研究發(fā)現(xiàn)約50%酵母蛋白和90%哺乳動物蛋白質(zhì)翻譯后會發(fā)生N端乙酰化修飾[15]。Naa10p具有催化成熟蛋白質(zhì)賴氨酸殘基ε位乙?；钚裕陨硪阴；钚?，不依賴乙酰化的協(xié)同轉錄抑制活性及分子伴侶活性，通過與多種信號蛋白質(zhì)協(xié)同作用參與調(diào)控蛋白降解、細胞凋亡、細胞增殖、細胞遷移、個體生長發(fā)育等生物學過程[16]。Naa10在進化上高度保守的堿基序列，從低等的細菌到高等的哺乳動物，其均具有高度保守的序列結構并發(fā)揮N端乙?；饔肹2]。研究證實Naa10參與多種實體腫瘤的發(fā)生發(fā)展，并在腫瘤組織中過表達，這使其有望成為新的腫瘤標志物。

2 Naa10基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制

2.1 Naa10作用于mTOR信號通路參與腫瘤的發(fā)生

哺乳動物雷帕霉素靶點（mammalian target of rapamycin, mTOR）是一種進化上高度保守的絲氨酸-蘇氨酸激酶信號通路，它整合來自多種細胞內(nèi)外輸入信號，包括生長因子氨基酸、細胞內(nèi)能量供應、細胞內(nèi)核糖體發(fā)生蛋白質(zhì)翻譯的起始、自噬性細胞死亡以及調(diào)節(jié)多種細胞功能[17-18]。Naa10p是mTOR信號通路的抑制劑，其低表達導致mTOR基因上游多個調(diào)控因子和下游效應因子在不同類型的人類腫瘤中異常激活，進而提高了對mTOR信號通路的開放，由于惡性表型依賴于這些信號通路，從而導致腫瘤的發(fā)生[19]。

2.2 Naa10作用于Ca2+/MLCK信號通路參與腫瘤的發(fā)生

細胞分裂增殖活躍是腫瘤細胞遷移、侵襲的關鍵因素，肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light chain kinase, MLCK）是Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶，當胞質(zhì)Ca2+濃度增加時，Ca2+/鈣調(diào)蛋白復合物激活MLCK，進而使肌球蛋白輕鏈（myosin light chain, MLC）中的Thr18和Ser19殘基磷酸化，激活狀態(tài)的MLCK促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。研究發(fā)現(xiàn)Naa10與MLCK的N端堿基序列結合并乙?；撔蛄袃?nèi)的賴氨酸殘基，介導的乙?；筂LCK失活，從而抑制MLC磷酸化，進而抑制腫瘤細胞遷移和侵襲[20]。

2.3 Naa10促進DNMT1介導腫瘤抑癌基因沉默促進腫瘤發(fā)生

Naa10p的致癌潛力取決于其與DNA甲基轉移酶1（DNA methyltransferase 1, DNMT1）的相互作用，高甲基化介導的腫瘤抑制基因沉默在腫瘤發(fā)生中起關鍵作用，Naa10p通過促進其在體外與DNA的結合及其在體內(nèi)對E-鈣黏蛋白等腫瘤抑制基因啟動子的募集而正向調(diào)節(jié)DNMT1酶活性。同時與此一致的是，Naa10p和DNMT1之間的相互作用是通過啟動子CpG甲基化對E-鈣黏蛋白沉默所需的，并且E-鈣黏蛋白抑制促成了Naa10p的致癌作用。在體外，Naa10的過表達引起細胞轉化，并且在細胞集落和異種移植研究中siRNA介導的Naa10p耗盡減弱了癌細胞增殖，其通過調(diào)節(jié)DNMT1功能促進腫瘤發(fā)生[21]。

2.4 Naa10p與PIX-蛋白結合抑制腫瘤細胞侵襲

Naa10p影響腫瘤預后主要表現(xiàn)為在腫瘤細胞的侵襲和轉移中發(fā)揮作用，Naa10p表達與淋巴結轉移呈負相關，在有淋巴結轉移的惡性腫瘤患者中其表達較無淋巴結轉移的患者低。p21-激活激酶交換因子（p21-activated kinase-interacting exchange factor, PIX）和G蛋白偶聯(lián)受體激酶（G protein-coupled receptor kinase interactor, GIT）在腫瘤細胞中高表達，均能促進多種腫瘤細胞的遷移和侵襲。PIX通過與Paxillin和（GIT）相互作用后形成PIX-GIT-Paxillin蛋白復合物，GIT-PIX-蛋白復合體易位至黏著斑和胞膜作為支架蛋白皺褶，承擔多功能蛋白質(zhì)結合的載體，在控制細胞形狀、極性和黏著斑周轉率方面發(fā)揮重要作用[22-23]。Naa10p通過與PIX和GIT的結合域結合，從而阻止PIX-GIT-Paxillin蛋白復合物的形成，導致腫瘤細胞內(nèi)的Cdc42/Rac1活性降低和細胞遷移減少，進而抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移。若讓PIX在Naa10轉染的腫瘤細胞中強制表達，腫瘤細胞將恢復遷移和侵襲的能力[24]。

2.5 Naa10參與腫瘤的其他機制

大部分惡性腫瘤通過高速糖酵解產(chǎn)生能量獲得快速生長。磷酸甘油酸激酶1（phosphoglycerate kinase 1, PGK1）作為蛋白激酶在線粒體內(nèi)磷酸化激活，活化狀態(tài)的PGK1抑制線粒體內(nèi)丙酮酸代謝，增強無氧糖酵解途徑產(chǎn)能，進而抑制細胞的自噬，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)Naa10能與PGK1結合導致其乙酰化，耗竭內(nèi)源性的PGK1，或者使其處于失活狀態(tài)，從而抑制腫瘤細胞的生長和遷移[25]。熱休克蛋白（HSP90）是重要的分子伴侶，在穩(wěn)定蛋白質(zhì)結構和蛋白質(zhì)翻譯后修飾中起著重要的作用，Naa10通過控制Arg/N-末端乙酰化和HSP90途徑穩(wěn)定細胞中的蛋白質(zhì)，當Naa10表達下調(diào)時細胞中的Arg/N-末端乙?；虷SP90通路受損，導致蛋白質(zhì)翻譯后不能正常乙?；揎梉26]，這可能是腫瘤發(fā)生的誘因。β-連環(huán)蛋白乙?；せ?，當Naa10表達下調(diào)時，β-連環(huán)蛋白/TCF4復合物的轉錄失活，細胞周期蛋白D1被迫下調(diào)，導致細胞周期G1期停滯，達到抑制腫瘤細胞增殖的目的[8]。

3 與Naa10基因密切相關的腫瘤

3.1 Naa10與肝臟惡性腫瘤

Shim等[27]通過實時定量PCR方法分析94例肝臟腫瘤中Naa10 mRNA的表達水平，并通過在同一樣品中用GAPDH管家基因水平進行標準化。研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織和非腫瘤組織中的Naa10表達沒有顯著差異。在腫瘤組織中高表達者較低表達者更傾向于微血管浸潤，肝腫瘤中Naa10 mRNA高表達與微血管侵犯密切相關，可作為肝癌切除后檢測腫瘤復發(fā)的有效標志物。

3.2 Naa10與結直腸癌

Naa10基因在結直腸癌組織中表達上調(diào)，而在癌旁正常組織對照組中低表達或不表達。研究發(fā)現(xiàn)結腸癌患者血清中抗Naa10抗原抗體水平明顯高于健康志愿者，并且與匹配的非癌性組織和良性病變相比，結腸癌組織中檢測到Naa10抗原高表達。使用COX回歸模型的多變量分析顯示，Naa10抗原高表達的患者總生存期和無病生存期明顯縮短[28-29]，提示Naa10可作為診斷結直腸癌的潛在標志物。而miR-342-5p和miR-608能抑制細胞增殖、生長和分化，可降低SW480和SW620細胞的致瘤能力，并促進SW480和SW620細胞的凋亡。其機制是通過靶向降解腫瘤細胞內(nèi)的Naa10 mRNA來抑制體內(nèi)體外結直腸癌的發(fā)生[30]。

3.3 Naa10與乳腺癌

Naa10p的高表達與乳腺癌患者的生存期呈正相關，與淋巴結轉移呈負相關。研究發(fā)現(xiàn)Naa10p與信號轉導子和轉錄激活因子5a（signal transducer and activator of transcription 5a, STAT5a）結合，并以不依賴乙酰轉移酶的作用減少STAT5a對分化抑制劑1（inhibitors of differentiation 1, ID1）的刺激來抑制其表達，此外，Naa10p通過抑制p65激活的IL-1β表達來拮抗JKA激酶2-STAT5a信號轉導。Naa10p通過靶向結合STAT5a抑制乳腺癌細胞轉移可作為晚期乳腺癌治療的靶點[31]。Naa10基因表達陽性較表達陰性的乳腺癌患者總體生存期和無病生存期更長，多因素分析顯示Naa10基因表達是影響乳腺癌患者預后的獨立因素[32-33]。但Wang等[34]研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌惡性程度越高和（或）淋巴結轉移的患者，Naa10基因表達程度越高，其上調(diào)與乳腺癌患者預后不良有關。因此，該基因與乳腺癌的關系目前還未形成統(tǒng)一，但隨著更深入的研究，Naa10基因在乳腺癌中的作用機制會被闡釋清楚。

3.4 Naa10與肺癌

Hua等[24]研究發(fā)現(xiàn)Naa10p主要在肺細胞質(zhì)溶膠中表達，并且很少在細胞核中表達。Naa10p表達與肺癌患者的無復發(fā)生存期和總生存期相關，其表達下調(diào)是促進肺腫瘤細胞生長、侵襲和轉移的關鍵。Naa10p表達與淋巴結轉移呈負相關，與原發(fā)性肺腫瘤相比，淋巴結轉移性腫瘤中Naa10p水平顯著降低，沒有淋巴結受累的早期肺腫瘤中Naa10p呈高表達，Naa10p與PIX和GIT的結構域結合，阻滯PIX-GIT-Paxillin遷移復合物的形成，進而抑制癌細胞轉移。相反的是，Lee等[21]學者研究發(fā)現(xiàn)，Naa10p過表達與肺癌患者預后不良有關，其與癌旁非癌組織相比，癌組織標本的Naa10p蛋白和相應mRNA水平顯著增加。導致肺癌發(fā)生的機制主要是Naa10p與DNA甲基轉移酶1（DNMT1）的相互作用，Naa10p促進癌基因的啟動子募集而正向調(diào)節(jié)DNMT1酶活性，使E-鈣黏蛋白表達下調(diào)，導致啟動子CpG二核苷酸的高甲基化和抑癌基因的失活促進肺癌的發(fā)生。

3.5 Naa10與前列腺癌

前列腺癌是一種高度依賴雄激素受體（androgen receptor, AR）驅動的惡性腫瘤，AR翻譯后的乙?；揎棇R活化至關重要，Naa10通過AR的雄激素信號通路使AR乙?；せ?，活化狀態(tài)的AR促進前列腺腫瘤的發(fā)生[35]。Naa10靶向介導AR乙?；型蔀锳R依賴性前列腺癌治療的有效靶點。Chen等[36]對380個前列腺癌患者進行RNA-seq加權分析發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA GAS5、ZFAS1以及miR-940在前列腺癌組織高表達，并且其高表達的患者較低表達患者預后差，進一步研究揭示了長鏈非編碼RNA GAS5和ZFAS1通過miR-940通路介導Naa10基因促進其表達，從而促進前列腺腫瘤的浸潤和遷移。

3.6 Naa10與其他腫瘤

Zeng等[37]研究發(fā)現(xiàn)Naa10p在口腔鱗狀細胞癌組織中的表達與患者的臨床分期、淋巴結轉移、腫瘤細胞的分化程度、遠處轉移呈負相關，Naa10p陽性表達患者的無病生存率和總生存率比Naa10p陰性表達患者的預后更好。Naa10 mRNA水平在甲狀腺癌組織中過表達，提示Naa10可能參與甲狀腺癌的生長和浸潤[38]。Yu等[6]使用免疫組織化學分析法發(fā)現(xiàn)Naa10在除了前文所述的幾種腫瘤組織中較非腫瘤組織過表達，同時還在膀胱癌、胃癌、鼻咽癌、喉癌、宮頸癌、卵巢癌、腎癌、皮膚癌、食管癌、眼部腫瘤和腦部腫瘤等多種惡性腫瘤組織中過表達并參與致癌。

4 小結與展望

Naa10在腫瘤組織中異常表達，并介導多條信號通路參與腫瘤細胞的生長、侵襲、轉移等生物學進程，阻斷其介導的信號通路轉導能有效抑制腫瘤生長和轉移。因此，Naa10基因在臨床上診治惡性腫瘤有巨大的潛在應用價值，有望成為診治惡性腫瘤的特異性腫瘤標志物及特異性治療新靶點。但Naa10基因參與腫瘤涉及的信號通路較復雜，具體的介導信號通路靶點尚不明確，其在腫瘤中的作用機制還處于基礎研究階段，還需對Naa10基因上下游的調(diào)控靶點進一步深入研究，并對其特異性介導腫瘤生長、轉移及耐藥性通路進行多中心研究，得到循證醫(yī)學支持，尋找到有效的腫瘤防治新方法，福祉于腫瘤患者。

[編輯：安鳳；校對：黃園玲]