王汝楠，林敏敏，齊宏妍

（浙江大學醫(yī)學院病理學與病理生理學系，浙江杭州310058）

染色體普通脆性位點（common fragile sites，CFS）是基因組的不穩(wěn)定區(qū)域，對基因毒性和復制應激高度敏感，因此是腫瘤中最常被刪除的位點之一［1］。20 多年前 Ohta 等［2］發(fā)現(xiàn)第一個跨越染色體脆性位點FRA3B 的基因，位于染色體3p14.2，其中還包含家族性腎透明細胞癌的易位斷裂位點t（3；8）；該基因編碼的氨基酸序列含有His-X-His-X-His-XX序列（其中X 是疏水殘基），是組氨酸三聯(lián)體（histi?dine triad，HIT）酶家族成員之一。由于其基因座的脆弱性與HIT 酶家族成員序列高度同源，因此也被命名為脆性組氨酸三聯(lián)體（fragile histidine triad，F(xiàn)HIT）基因。研究表明，F(xiàn)HIT作為抑癌基因在超過50%的人類腫瘤中缺失或以其他方式沉默［3］。FHIT可作為基因組守護者，維持基因組的穩(wěn)定性［4］。近年來FHIT 被鑒定為新的清道夫脫帽酶（scavenger decapping enzyme），即 mRNA 脫帽酶，可能參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控［5］。但是關(guān)于FHIT的抑癌途徑及作用機制仍有待全面揭示。本文將對FHIT 在腫瘤中的功能及其機制研究進行總結(jié)。

1 FHIT的結(jié)構(gòu)與功能

FHIT基因跨越大約2 Mb，由10個內(nèi)含子分隔的外顯子組成，其中外顯子 5～9 是蛋白質(zhì)編碼區(qū)［6-7］。而FHIT mRNA 的長度僅為1.1 kb，編碼由147 個氨基酸構(gòu)成的同型二聚體，是一個約16.8 kD的細胞質(zhì)蛋白［6］。

作為HIT 酶家族的成員，F(xiàn)HIT 結(jié)構(gòu)中的His-XHis-X-His-XX 序列形成蛋白質(zhì)活性位點的核心，并在核苷酸衍生物的水解中發(fā)揮重要作用。FHIT 蛋白的核心區(qū)域與粟酒裂殖酵母中的二腺苷四磷酸（diadenosine tetraphosphate，Ap4A）水解酶約有60%的相似性，Ap4A 水解酶可催化以Ap4A 為優(yōu)選底物的多磷酸二腺苷的水解，且Ap4A 水解酶與HIT 蛋白序列具有相關(guān)性，而HIT 蛋白序列的特征是四個保守的組氨酸，其中三個組成HIT 序列。因此，F(xiàn)HIT蛋白最初被鑒定為二腺苷三磷酸（diadenosine tri?phosphate，Ap3A）水解酶［8］，在體外不對稱地切割Ap3A，產(chǎn)生 ADP 和 AMP。FHIT 蛋白的 HIT 序列位于第94～99 位氨基酸（如圖1A 所示），定點誘導突變體實驗發(fā)現(xiàn)三聯(lián)體中央的第96 位組氨酸是其Ap3A水解酶活性的關(guān)鍵位點，當此位點的組氨酸突變?yōu)樘於０窌r（即突變體FHIT H96N），F(xiàn)HIT 的Ap3A水解活性幾乎完全喪失，但仍具有腫瘤抑制功能，表明Ap3A 水解酶活性不是FHIT 發(fā)揮抑癌功能所必需的［9］。Pace 等［10］報道，無水解酶活性的突變體 FHIT H96N 具有腫瘤抑制活性是因為其與Ap3A 的結(jié)合良好，從而推測FHIT-Ap3A 的結(jié)合形式可能具有腫瘤抑制活性，其作用方式類似于三聯(lián)酸鳥苷結(jié)合蛋白，但目前還未得到實驗證實。

Figure 1.Schematic diagram of secondary and tertiary structure of FHIT protein.A：the red region represents the HIT sequence of FHIT，while the black regions represent tyrosine（Y）at sites 114 and 145；B：the ball and stick represent FHIT substrate Ap3A，the yellow region represents the active site of FHIT protein（His96），and the dotted line represents the region of the unknown internal three-dimensional structure of the FHIT protein（107～127）.The picture was drawn by FHIT protein 1FIT structure from the UniProtKB website（https：//www.uniprot.org/）.圖1 FHIT蛋白的二級和三級結(jié)構(gòu)示意圖

FHIT 蛋白還包含兩個高度保守的酪氨酸殘基Y114 和Y145，位于催化位點的非結(jié)構(gòu)環(huán)C 末端內(nèi)（如圖1 所示），目前尚未有報道解析該環(huán)狀結(jié)構(gòu)。Pekarsky 等［11］的研究顯示，F(xiàn)HIT 是 Src 蛋白激酶酪氨酸磷酸化的靶標，Src 可以在體內(nèi)和體外使FHIT的Y114 發(fā)生磷酸化修飾。Src 是細胞質(zhì)酪氨酸激酶，參與多種正常過程和致癌過程的調(diào)控，通常被生長因子（包括表皮生長因子等）激活，形成表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）-Src 復合物。這為有關(guān)FHIT 信號傳導的生化機制研究提供了重要線索。在人正常腎臟、胎兒腎臟和胎兒肝臟中均檢測到了顯著的p-FHIT（Y114）蛋白表達，而在人所有腫瘤細胞系中內(nèi)源性p-FHIT（Y114）的表達都呈陰性［11］。此外，Bianchi 等［12］也證明，EGFR 家族成員的激活可以在Src 誘導FHIT 磷酸化后，通過蛋白酶體途徑誘導磷酸化的FHIT 降解；而突變體FHIT Y114F 不能被Src 誘導磷酸化，也不能通過蛋白酶體途徑被降解。生化數(shù)據(jù)表明，與未磷酸化的FHIT 相比，磷酸化FHIT 的Km和kcat值降低，有利于FHIT-Ap3A 復合物的形成和半衰期的延長，進而增強FHIT的抑癌活性［13］。

自FHIT基因被發(fā)現(xiàn)以來，其作為抑癌基因的有力證據(jù)已見于很多報道［3，9］。例如，F(xiàn)HIT缺失的腫瘤細胞系穩(wěn)定轉(zhuǎn)染FHIT基因可誘導該細胞凋亡并抑制裸鼠體內(nèi)該細胞的致瘤性；通過腺病毒載體介導的FHIT 過表達可抑制體內(nèi)和體外腫瘤細胞的生長；Fhit基因敲除的小鼠對自發(fā)性和誘發(fā)性腫瘤的敏感性增強；腺相關(guān)FHIT病毒可預防由化學致癌物誘發(fā)的FHIT雜合缺失小鼠的前胃腫瘤。此外，F(xiàn)HIT的缺失也會引起其他CFS 的脆弱性，其基因組看守功能的丟失也會導致某些特定類型的基因突變，例如癌癥突變特征5（'cancer mutational signa?ture'5），或與DNA 胞嘧啶脫氨酶介導的基因突變協(xié)同合作，從而增加了癌變的可能性［14-16］。但FHIT 的抑癌機制至今還未完全闡明，有待進一步通過相關(guān)研究全面解析其具體的調(diào)控機制。

2 FHIT在組織中的分布與表達

人正常組織的免疫組織化學染色顯示，F(xiàn)HIT 蛋白定位于細胞核和細胞質(zhì)中［17］。在表皮細胞中FHIT 染色顯示出強烈的核表達，如口腔鱗狀上皮、食管鱗狀上皮等。在來自中胚層或內(nèi)胚層的器官（例如胃、腸、膀胱等）表面上皮和腺體中觀察到豐富的FHIT 胞質(zhì)表達，尤其是在質(zhì)膜系統(tǒng)的表達。這些結(jié)果支持 Golebiowski 等［18］提出的關(guān)于 FHIT 作為信號分子的假設(shè)。有趣的是，F(xiàn)HIT 蛋白總是在包括巨噬細胞和樹突狀細胞在內(nèi)的組織細胞核中強烈表達，而在另一類具有遷移和吞噬功能的中性粒細胞和淋巴細胞中未檢測到核的表達。這提示FHIT 蛋白不僅是腫瘤抑制蛋白，也可能是免疫功能相關(guān)的信號分子。

在超過50%的人類癌癥例如肺癌、食道癌、乳腺癌、宮頸癌、胃癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、皮膚癌、腎癌、白血病等中，F(xiàn)HIT 表達減少或FHIT缺失［3，7，19］。FHIT失活機制有多種：（1）遺傳機制，如基因缺失、點突變、染色體丟失或基因重組等，其中常見的有外顯子5 和8 的缺失。外顯子5 包含轉(zhuǎn)錄起始密碼子，外顯子 8 含 HIT 結(jié)構(gòu)域［20］，因此，外顯子 5 和 8 對FHIT的轉(zhuǎn)錄十分重要，其異常改變常引起FHIT轉(zhuǎn)錄異常而表達減少。表1展示了已有文獻報道的腫瘤中FHIT基因外顯子 5 和 8 的異常情況［20-24］。（2）表觀遺傳機制，主要是啟動子高甲基化，特別是在乳腺癌、宮頸癌和白血病中FHIT基因啟動子高甲基化更是常見。但在大部分腫瘤中免疫組織化學染色檢測到的FHIT 蛋白表達主要位于胞質(zhì)中。也有報道FHIT 蛋白在乳腺癌和淋巴瘤細胞中的核內(nèi)外及質(zhì)膜上進行穿梭［25-26］，可能與腫瘤的進展有關(guān)。但目前為止，F(xiàn)HIT 蛋白的定位在組織細胞中的功能仍不明確，了解其定位與表達將更有助于了解其抑癌功能。

表1 FHIT基因外顯子5和8在腫瘤中的異常改變Table 1.Abnormal changes of FHIT gene exons 5 and 8 in tumor

3 FHIT的抑癌功能

FHIT等位基因的丟失常常發(fā)生在惡性轉(zhuǎn)化的早期［27］，并且與細胞凋亡減少、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）增加、對基因毒物的耐藥性增加及對活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生的改變有關(guān)［28］。Cancer Hallmarks Analytics Tool數(shù)據(jù)庫中也顯示腫瘤中FHIT缺失或表達減少主要與基因組不穩(wěn)定和抵抗細胞凋亡有關(guān)，其次與侵襲和轉(zhuǎn)移以及增殖有關(guān)（如圖2 所示）［29］。已知FHIT 的腫瘤抑制活性與Ap3A 水解酶活性無關(guān)，其抑制腫瘤的功能可能與基因組不穩(wěn)定和促進凋亡有關(guān)。

3.1 FHIT 與基因組穩(wěn)定性 由于內(nèi)源性DNA 復制應激和外部環(huán)境壓力的作用，細胞內(nèi)FHIT因FRA3B位點的脆弱性容易喪失活性，會表現(xiàn)出自發(fā)的復制壓力，最終造成基因組不穩(wěn)定［3］。有研究報道FHIT在復制叉進展中的作用可能是通過調(diào)節(jié)胸苷激酶1（thymidine kinase 1，TK1）的表達和脫氧胸苷三磷酸（deoxythymidine triphosphate，dTTP）水平實現(xiàn)的［4］。Kiss 等［30］對機制進一步的研究，證實 FHIT 正調(diào)節(jié)TK1 蛋白的表達。TK1 是一種合成dTTP 所必需的酶。在FHIT缺失的細胞中TK1 表達不足引起該細胞內(nèi)核苷酸失衡，進而導致復制叉減慢、停滯甚至DNA 斷裂，但沒有檢查點激活和細胞周期停滯，因而細胞可攜帶DNA 損傷繼續(xù)復制。這種復制應激提供了持續(xù)DNA損傷的環(huán)境，導致FHIT敲除的小鼠和有FHIT缺失的人細胞中染色體不穩(wěn)定性增加，包括染色體斷裂、非整倍性和DNA 胞嘧啶脫氨酶介導的點突變增加［31］。實驗表明在FHIT缺失細胞中恢復FHIT 的表達，可引起 TK1 表達的上調(diào)［30］，逆轉(zhuǎn)基因組不穩(wěn)定性的增加。重要的是，通過胸苷補充恢復dTTP 水平也可以降低FHIT缺失細胞中的自發(fā)復制應激并防止DNA斷裂。

Figure 2.The polar chart of the correlation strength between FHIT and tumor hallmarks according to Cancer Hallmarks Analytics Tool.The closer to 1 the value is，the stronger association there is；the closer to 0 the value is，the weaker association there is.圖2 FHIT與腫瘤特征相關(guān)強度的極性圖

那么FHIT 是如何調(diào)控TK1 的表達呢？最近研究報道，F(xiàn)HIT 作為清道夫脫帽酶可切割mRNA 的5'-帽，降低細胞內(nèi)游離的帽二核苷酸（m7GpppN），促進核糖體與TK1 mRNA 的5'非翻譯區(qū)（5'-untranslated region，5'-UTR）及下游的結(jié)合［30］?？偟膩碚f，TK1蛋白的表達可能直接受到FHIT 控制，其基因也是目前報道的第一個可能直接受FHIT調(diào)控的特定基因。

3.2 FHIT 與腫瘤細胞侵襲、轉(zhuǎn)移及增殖 研究顯示 FHIT 可通過調(diào)控 EMT 發(fā)揮其腫瘤抑制功能［32］。在支氣管細胞中FHIT的沉默能引起EMT 標志物基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）和波形蛋白（vimentin）的表達增加［33］。同時，F(xiàn)HIT缺失促進了細胞的Slug 依賴性侵襲能力。Slug 是Snail 轉(zhuǎn)錄因子家族成員同時也是EMT 過程的關(guān)鍵調(diào)控因子。在機制上，F(xiàn)HIT的沉默通過調(diào)節(jié)EGFR/Src/ERK/Slug 信號通路來上調(diào) MMP-9 和 vimentin，從而促進細胞的侵襲和遷移能力。同時，在FHIT缺失的人肺腺癌細胞中異位表達FHIT 誘導了EGFR/Src/ERK/Slug 信號通路的下調(diào)及MMP-9 的表達減少，降低了細胞侵襲能力。因此，F(xiàn)HIT的缺失影響EMT過程，此過程是腫瘤轉(zhuǎn)移早期的關(guān)鍵步驟。Suh等［34］觀察到患者轉(zhuǎn)移的肺癌組織較非轉(zhuǎn)移肺癌組織中FHIT 的表達顯著降低；小鼠實驗顯示穩(wěn)定過表達FHIT 的肺腺癌細胞的轉(zhuǎn)移速度和轉(zhuǎn)移病灶數(shù)量明顯減少；體外的侵襲試驗也檢測到FHIT 的高表達引起肺癌細胞的活力和侵襲性降低。FHIT 也可通過抑制前列腺素（prostaglandin E2，PGE2）的合成而發(fā)揮抗侵襲作用［35］。PGE2 與腫瘤生物學過程密切相關(guān)，參與抑制腫瘤細胞凋亡，激活血管生成，促進腫瘤細胞增殖，以及促進侵襲或轉(zhuǎn)移等。因此，F(xiàn)HIT可能通過抑制PGE2 誘導的血管生成過程進而降低腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力，但FHIT 調(diào)控腫瘤血管形成的具體分子機制這還有待進一步研究。Romero等［36］的研究揭示了FHIT 可通過調(diào)節(jié)腫瘤細胞的免疫監(jiān)視而發(fā)揮其抑制腫瘤侵襲作用的新機制：在MHC-1 陽性的腫瘤細胞中敲減FHIT，檢測到抗原提呈細胞（antigen-presenting cells，APC）和MHC-1重鏈的轉(zhuǎn)錄水平減少，并且細胞表面MHC-1的表達降低；相反，在MHC-1陰性腫瘤細胞系中轉(zhuǎn)染FHIT恢復了細胞表面MHC-1 的表達，且上調(diào)了APC 和MHC-1 重鏈的轉(zhuǎn)錄水平。這表明FHIT 可以維持MHC-1 在腫瘤細胞中的表達并促進其被免疫系統(tǒng)識別，從而減少侵襲和轉(zhuǎn)移。這也使基于FHIT基因的腫瘤免疫療法成為可能。此外，臨床數(shù)據(jù)顯示胃腸道腫瘤的侵襲性行為和不良預后與FHIT 表達下調(diào)呈負相關(guān)［37］。這表明FHIT 可降低腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

FHIT 對多種腫瘤有增殖抑制的作用。Nakaga?wa 等［38］發(fā)現(xiàn) FHIT 可通過抑制 IκB-α 的磷酸化來阻斷NF-κB 信號通路，從而抑制結(jié)腸癌細胞的生長。最新研究證明FHIT基因的增強子也參與腫瘤生長：胃腸道腫瘤的測序分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT基因的E4 增強子在結(jié)直腸癌細胞中顯示出最強的活性；抑制FHIT基因E4 增強子的活性降低了FHIT 的表達，減弱了FHIT 對Wnt 信號通路的抑制，進而促進腫瘤的生長和進展［39］。另一項研究指出，有絲分裂刺激后的乳腺癌細胞內(nèi)的FHIT 核易位也是調(diào)節(jié)增殖的一種機制：正常生長條件下乳腺癌細胞中FHIT 蛋白在核內(nèi)外的水平處于平衡狀態(tài)，但在增殖條件下表現(xiàn)為FHIT 降解及核穿梭，使得核內(nèi)FHIT 增加，胞質(zhì)內(nèi)FHIT 蛋白顯著減少，這也可能有導致腫瘤的擴散［25］。在小兒間充質(zhì)干細胞中FHIT基因啟動子甲基化引起的FHIT 表達減少也促進該細胞生長，以利于細胞的惡性轉(zhuǎn)化［40］。FHIT缺失能對抗化學致癌物引起的造血干細胞或前體細胞的集落形成減少，且此過程可能與FHIT缺失誘導的凋亡減少有關(guān)［41］。我們的前期研究也證實，在胃黏膜上皮細胞中敲減FHIT可促進細胞增殖，抑制細胞凋亡，參與細胞的惡性轉(zhuǎn)化過程（資料未發(fā)表）。

3.3 FHIT 與腫瘤細胞凋亡抵抗和耐藥性 FHIT 表達異?？梢哉T導腫瘤細胞凋亡，通過激活兩種主要的胱天蛋白酶（caspase）級聯(lián)反應［7］：線粒體介導的凋亡和caspase-8依賴性凋亡。最初的研究觀察到慢病毒介導的FHIT 過表達通過線粒體和細胞質(zhì)途徑抑制胰腺癌細胞生長并誘導細胞凋亡，后在乳腺癌細胞系等中也觀察到類似的效應。還有研究報道，細胞為了應對各種氧化應激，其FHIT 蛋白與線粒體中的鐵氧還蛋白還原酶（ferredoxin reductase，F(xiàn)dxr）相互作用［42］。Fdxr 是一種被 p53 轉(zhuǎn)錄激活并參與藥物反應的線粒體呼吸鏈蛋白。最近Druck 等［43］報道了參與觸發(fā)FHIT 介導的細胞凋亡的復合物，該復合物包括分子伴侶熱休克蛋白（heat shock protein，HSP）60 和 HSP10，它們可能參與將 FHIT 導入線粒體，隨后在氧化應激過程中FHIT 與Fdxr 相互作用，并在電子傳遞鏈復合物III 中通過Fdxr 將電子從NADPH 轉(zhuǎn)移到細胞色素P450。此過程中FHIT 穩(wěn)定了線粒體中的Fdxr 并促進ROS 產(chǎn)生，從而啟動細胞凋亡。此外細胞實驗表明病毒介導的FHIT 高表達增加了肺癌細胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生，從而促進肺癌細胞凋亡；相反，F(xiàn)HIT缺失的細胞可抵抗ROS 產(chǎn)生和ROS 誘導的細胞凋亡，拮抗氧化損傷。但是這些腫瘤抑制活性好像并不依賴于FHIT 酶活性，而是依賴于FHIT-復合物的結(jié)合。

Semba 等［44］報道了 FHIT 介導細胞 caspase 依賴性凋亡的信號傳導的分子機制，并發(fā)現(xiàn)FHIT的Y114殘基對于FHIT 誘導人肺癌細胞的凋亡至關(guān)重要。動力學實驗表明突變蛋白Y114 FHIT 在肺癌中誘導caspase 依賴性凋亡的能力較FHIT 弱。微陣列分析顯示，野生型FHIT顯著降低了凋亡抑制蛋白survivin的表達，也抑制了蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）的活性，而 Akt 是磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphati?dylinositol 3-kinase，PI3K）信號途徑中的關(guān)鍵分子，這表明FHIT 通過PI3K/Akt/survivin 信號通路失活來誘導caspase依賴性凋亡［44］。而FHIT Y114殘基的突變使得內(nèi)源性FHIT表達缺失，導致Akt活性增加，進而抑制了FHIT誘導的凋亡。

另外，Wu等［45］報道，F(xiàn)HIT缺失可引起非小細胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）患者的順鉑耐藥性。具體來說，由于FHIT缺失，Akt/NF-κB信號通路誘導Slug 表達，Slug 表達的增加一方面促進腫瘤細胞侵襲［33］，另一方面通過介導p53 上調(diào)凋亡調(diào)節(jié) 因 子（p53-upregulated modulator of apoptosis，PUMA）的表達減少而引起順鉑耐藥性。臨床數(shù)據(jù)也顯示，與FHIT高表達的NSCLC患者相比，F(xiàn)HIT低表達的NSCLC患者對順鉑化療的不良反應率較高。基于此，Akt 抑制劑可能減輕FHIT 低表達的NSCLC 患者對順鉑化療的耐藥性，從而改善預后，具有較大的臨床療效潛力。此外，在急性淋巴細胞白血病中，F(xiàn)HIT的表達顯著下降，且FHIT低表達的患者具有更高的耐藥性［46］，同時與患者的總生存期和無病生存期成負相關(guān)。這提示FHIT基因在白血病治療中具有重要意義，是潛在的白血病治療候選基因。

3.4 FHIT 與腫瘤細胞自噬 Lee 等［47］首次報道了抑癌基因FHIT的過表達誘導NSCLC 細胞自噬。自噬是一種分解代謝途徑，可將自身細胞質(zhì)蛋白或細胞器包裹在囊泡中形成自噬體并傳遞至溶酶體進行降解和再循環(huán)。在營養(yǎng)饑餓、高溫等應激條件下自噬對于細胞的存活是必需的，但也有研究報道自噬過度激活可以促進細胞死亡。此外，細胞凋亡與自噬途徑之間存在著復雜的關(guān)系［48-50］，大多數(shù)情況下是相互抑制，在某些情況下相互作用而發(fā)揮促死或促生存作用。微陣列分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)HIT 的過表達誘導NSCLC 細胞中 14-3-3 蛋白的上調(diào)，14-3-3 是參與多種重要細胞生理過程如凋亡、自噬、細胞周期調(diào)控等的蛋白。免疫沉淀法顯示FHIT 與14-3-3τ 相互作用，F(xiàn)HIT 依賴于14-3-3τ 蛋白來上調(diào)自噬關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子beclin-1 的表達，從而誘導細胞自噬，并抑制NSCLC 細胞凋亡。而病毒介導的FHIT 恢復增加了細胞內(nèi)ROS 的產(chǎn)生，ROS 作為自噬誘導因子可能會調(diào)節(jié)NSCLC 細胞中FHIT 誘導的自噬。這表明，F(xiàn)HIT 誘導的自噬是NSCLC 細胞存活的機制。FHIT調(diào)控腫瘤細胞生物學過程的概況見圖3。

Figure 3.Overview diagram of FHIT regulating tumor cell biological processes.The red lines represent the molecules or processes di?rectly regulated by FHIT.FHIT：fragile histidine triad；EGFR：epidermal growth factor receptor；EMT：epithelial-mesen?chymal transition；ROS：reactive oxygen species；TK1：thymidine kinase 1；dNTP：deoxyribonucleotide triphosphate；MMP-9：matrix metalloproteinase-9；MHC-1：major histocompatibility complex class I；Fdxr：ferredoxin reductase；PI3K：phosphatidylinositol 3-kinase；Akt：protein kinase B；PUMA：p53-upregulated modulator of apoptosis.圖3 FHIT調(diào)控腫瘤細胞生物學過程的概況圖

目前，小分子自噬抑制劑已成為新型的癌癥治療候選方法［51-52］，其中羥氯喹已用于一些臨床試驗。羥氯喹處理FHIT 過表達的NSCLC 細胞增加了FHIT誘導的細胞死亡［47］，這表明抑制自噬可能是增強FHIT基因療法對NSCLC療效的潛在選擇。

3.5 FHIT 與腫瘤相關(guān)蛋白質(zhì)的翻譯調(diào)控 FHIT 重要的生化特性是其水解5'，5'-三磷酸核苷的能力。所有的mRNA 都有7-甲基鳥苷組成的5'帽，該帽通過5'，5'三磷酸鍵與第一個核苷酸連接。mRNA 衰變是細胞內(nèi)必不可少的一個生物學過程，它使細胞能夠響應內(nèi)部和環(huán)境變化而不斷改變基因表達模式。真核生物中mRNA 常見的衰變途徑是3'-5'衰變途徑，少數(shù)mRNA 是通過5'-3'衰變途徑。mRNA 3'-5'衰變途徑的終產(chǎn)物是m7GpppN。在正常細胞中，游離的m7GpppN 被清道夫脫帽酶降解［5］，若胞質(zhì)內(nèi)游離的m7GpppN 積累到一定水平，可能會與mRNA 帽競爭性結(jié)合帽結(jié)合蛋白（主要是真核生物翻譯起始因子 4E，eukaryotic translation initiation factor 4E，eIF4E），從而影響細胞內(nèi)某些mRNA 的翻譯，提示清道夫脫帽酶間接影響mRNA 的翻譯過程。有趣的是，Truitt 等［53］報道了 eIF4E 的劑量變化對于某些mRNA 的翻譯較敏感，這些特殊的mRNA 大多具有高GC含量和低自由能的長且結(jié)構(gòu)化的5'-UTR，然而關(guān)于特殊的5'-UTR 對eIF4E 的劑量與特定mRNA 翻譯的調(diào)節(jié)機制還是未知的。游離的m7GpppN 與Ap3A 分子非常相似，表明m7GpppN 也可作為FHIT底物。近幾年研究鑒定了FHIT 是mRNA 3'-5'衰變途徑中的清道夫脫帽酶新成員［5］。在腫瘤發(fā)生的早期常出現(xiàn)FHIT的缺失，使得胞質(zhì)內(nèi)游離的m7GpppN濃度增加，細胞選擇性上調(diào)eIF4E來適應翻譯起始階段，而升高的eIF4E 部分地通過增加某些特殊mRNA的翻譯來促進惡性轉(zhuǎn)化［30］。前文中FHIT 表達異常調(diào)控TK1 mRNA 的翻譯進而參與腫瘤發(fā)生發(fā)展，也證實了上述調(diào)控假說。

Kiss 等［28］利用慢病毒載體過表達體系，深入分析FHIT 過表達的H1299 細胞（FHIT+H1299 細胞）與H1299 細胞（FHIT-H1299 細胞）的 mRNA 翻譯譜。整合編碼區(qū)（coding sequence，CDS）的核糖體譜分析（ribosome profiling）與RNA-Seq數(shù)據(jù)得到的平均核糖體密度（average ribosome density，ARD）可以更準確地跟蹤每個mRNA 的翻譯效率。他們分析鑒定了FHIT+vsFHIT-H1299 細胞中有統(tǒng)計學意義的6 個mRNA 的 CDS ARD 增加和 4 個 mRNA 的 CDS ARD 降低。雖然確定的有顯著差異的mRNA 數(shù)量較少，但它們均在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要功能［28］，例如真核生物翻譯延伸因子2（eukaryotic translation elonga?tion factor 2，EEF2）。此外，也有報道證實許多與腫瘤相關(guān)的mRNA，上游開放閱讀框的核糖體占據(jù)率的變化先于可檢測腫瘤出現(xiàn)［54］。FHIT-H1299 細胞中最明顯的是CDKN2C mRNA 的CDS 幾乎沒有核糖體占據(jù)，其5'-UTR 中卻有核糖體占據(jù)，而在FHIT+H1299 細胞中卻相反。同樣地，多核糖體譜分析（polysome profiling）結(jié)果也表明FHIT 增加了TK1 mRNA 上的核糖體豐度以及隨后指導核糖體與某些mRNA 的 5'-UTR 結(jié)合［16，30，55］。這些數(shù)據(jù)支持 FHIT 通過調(diào)控mRNA 5'-UTR 核糖體結(jié)合維持有限數(shù)量的mRNA 翻譯。翻譯的影響往往通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)，研究者使用蛋白質(zhì)免疫印跡驗證了某些蛋白。以上證據(jù)有力地證實了FHIT 表達通過改變某些腫瘤相關(guān)mRNA的翻譯來影響相應蛋白質(zhì)的表達。

總而言之，這些研究顯示FHIT 確實影響某些癌癥相關(guān)mRNA 的翻譯，F(xiàn)HIT缺失可能驅(qū)動了早期癌癥中可觀察到的翻譯變化。這支持了FHIT 的基因組保護/腫瘤抑制功能，并且是識別其下游效應分子的關(guān)鍵［5］。重要的是，F(xiàn)HIT 作為mRNA 3'-5'衰變途徑中的清道夫脫帽酶的新功能為進一步研究其抑癌功能提供了新的思路［28，55］。此外，我們實驗室近期研究也發(fā)現(xiàn)FHIT 的表達影響了胃癌細胞中mRNA翻譯（資料未發(fā)表），正在積極探究其在胃癌早期中的作用。

4 總結(jié)與展望

大多數(shù)癌癥的癌變早期即出現(xiàn)抑癌基因FHIT轉(zhuǎn)錄減少或表達下調(diào)。在這里我們回顧了在腫瘤中抑癌基因FHIT缺失或表達減少引起的基因組不穩(wěn)定和其他相關(guān)的表型或通路。其中重要的一點是，新鑒定的具有脫帽酶功能的FHIT 參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，可能有助于維持基因組穩(wěn)定性，這為抑癌機制的研究提供了一個新的方向。我們實驗室也在積極尋找FHIT 的下游效應因子，期望在轉(zhuǎn)錄或者轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中有所進展。此外，F(xiàn)HIT 在誘導腫瘤細胞凋亡和自噬，以及免疫調(diào)控方面的作用也為基于FHIT基因的腫瘤治療提供了可能性和突破點?？傊?，這些研究為理解FHIT 的抑癌功能提供了重要線索，也為腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和針對FHIT基因的干預治療提供新的途徑。