庹大云，郭固楠，張樂佳，甘進鋒，2,李金平*

(1.桂林醫(yī)學院，廣西 桂林 541199； 2.暨南大學，廣東 廣州 510632)

GC結合因子2 (GC-binding factor 2, GCF2)是一種轉錄抑制因子，能與表皮生長因子受體(Epidermal growth factor receptor, EGFR) 基因啟動子富含GC序列的區(qū)域結合，從而抑制EGFR基因轉錄[1]。由于EGFR在多數(shù)腫瘤中過表達，因此推測 GCF2與腫瘤發(fā)生發(fā)展有關。同時，由于GCF2能與Flightless-l蛋白中富含亮氨酸的重復序列結合, 因此GCF2也稱為富含亮氨酸重復Flightless作用蛋白1 (The leucine-rich repeat flightless-1-interacting protein 1, LRRFIP1)[2]。早期對GCF2的研究多集中于其基因和蛋白分子結構及作為轉錄抑制因子的功能，發(fā)現(xiàn)GCF2可通過轉錄抑制下游靶基因、參與細胞增殖和凋亡等生物學進程。近期關于GCF2的功能研究多集中在GCF2作為信號轉導和細胞骨架重塑分子參與細胞遷移、侵襲和腫瘤耐藥等進程。GCF2具有廣泛的生物學功能，與人類腫瘤等疾病密切相關。從GCF2基因與蛋白分子結構、生物學功能及其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用等三個方面入手進行概述。

1 GCF2的基因與蛋白分子概況

GCF2基因定位于人2號染色體長臂FS區(qū)(q37)，基因全長約73 kbp，其cDNA于1998年被克隆[1]，長度約3.6 kbp，其cDNA第1382-1690位堿基與GC結合因子(GC-binding factor, GCF) cDNA起始區(qū)309 bp堿基存在高度同源性,故命名為GCF2。人的GCF2基因包含8個外顯子和7個內含子，經(jīng)轉錄加工后形成4.2 kbp大小的mRNA轉錄本，其cDNA包含一個長為2 256 bp開放閱讀框架，編碼由752個氨基酸殘基組成的蛋白多肽。GCF2基因廣泛表達于各種正常組織，但不同組織之間GCF2 mRNA表達水平存在較大差異,在胎肝、骨髓、胸腺、淋巴結、胰腺、肝和腎等多數(shù)人體組織中表達4.2 kbp大小的mRNA，而在其他一些組織中還表達2.4 kbp或2.9 kbp大小的mRNA，但在腦和睪丸組織幾乎不表達4.2 kbp大小的mRNA[3]。目前，人們對GCF2 mRNA這種組織表達差異的原因尚不清楚，對各種大小不同的mRNA剪接本的相互關系也不太清楚。

GCF2蛋白分子相對質量有83 kDa或160 kDa兩種，其等電點為4.4，蛋白分子從N端到C端包括三個結構域: Helix1結構域、Coiled-coil結構域、DNA結合域[3-4]。GCF2蛋白屬于磷酸化蛋白，其分子包含數(shù)個c-AMP依賴性蛋白激酶磷酸化位點、Ca2+依賴性蛋白激酶磷酸化位點及酪氨酸依賴性蛋白激酶磷酸化位點， 此外N端還有1個糖基化位點及一個核定位信號點[3]。通過實驗發(fā)現(xiàn)，GCF2蛋白分子第429至第528位氨基酸殘基富含亮氨酸重復序列,該序列是GCF2結合EGFR基因啟動子上富含GC序列區(qū)域的必需氨基酸，也是GCF2發(fā)揮轉錄抑制作用的主要區(qū)域,該區(qū)域可抑制EGFR基因啟動子70%以上的轉錄活性[3]。在細胞定位上，GCF2蛋白在細胞核和細胞漿中均有表達,其在細胞漿和細胞核中的表達差異與翻譯后修飾、磷酸化或糖基化等密切相關[3]。

2 GCF2的生物學功能

2. 1 轉錄抑制

轉錄因子在基因表達調控中發(fā)揮重要作用。GCF2作為轉錄抑制因子,能特異性結合靶基因啟動子富含GC序列的區(qū)域，從而抑制靶基因轉錄。文獻報道GCF2通過與EGFR基因轉錄起始位點-249 bp至-333 bp之間區(qū)域結合而抑制EGFR轉錄[3]。類似地，在其他生長因子或蛋白受體的基因啟動子上，如腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor α, TNF-α)、血小板衍生生長因子A (Platelet Derived Growth Factor Subunit A, PDGF-A)及胰島素樣生長因子II (Insulin-like growth factors II, IGF-II)等基因上也存在GCF2潛在的結合位點，這些研究表明GCF2的轉錄抑制功能對于細胞增殖和凋亡等生物學行為發(fā)揮重要的調控作用[5-11]。文獻報道GCF2幾乎不結合單鏈DNA或RNA，而與雙鏈DNA的結合力很弱；相反，GCF2能以高親和力結合雙鏈RNA，因此GCF2被鑒定為TAR RNA相互作用蛋白(TAR- RNA binding proteins, TRIP)[12]。

2.2 信號轉導

細胞信號轉導在細胞增殖、侵襲和轉移等生物學進程中發(fā)揮重要作用,調控細胞增殖、侵襲和轉移的信號通路有很多，常見的有Wnt/β-catenin等信號通路。文獻報道在經(jīng)典Wnt/β-catenin信號通路中, Wnt結合其細胞表面受體Frizzled蛋白,將信號傳遞給散亂蛋白(Dishevelled, Dsv)[13]，而GCF2與Dsv蛋白及β-catenin蛋白結合后,將信號轉導至細胞核內，從而促進β-catenin與淋巴細胞增強子結合因子1/T細胞因子(Lymphoid- enhancer-binding factor 1/T cell factor，LEF1/TCF) 或環(huán)磷酸腺苷反應元件結合蛋白(Creb binding protein, CBP) 結合[14-15]。除了在經(jīng)典的β-catenin依賴性Wnt/canonical通路中發(fā)揮信號轉導作用外，GCF2在非經(jīng)典Wnt/canonical通路中也發(fā)揮信號轉導作用。有文獻報道GCF2與Dsv結合，通過調節(jié)Wnt/canonical非經(jīng)典通路參與腫瘤侵襲和轉移等生物學進程[15]。

整合素依賴的RAS同源基因家族成員A(RhoA)活化通路是細胞發(fā)生黏附和遷移的重要途徑。文獻報道GCF2通過與白血病相關Rho鳥苷酸交換因子(Leukemia-associated Rho GEF, LARG) 結合，引起RhoA活化以及下游相關分子的改變,從而調節(jié)細胞黏附和遷移[16]，這些結果提示GCF2很可能是RhoA活化的一個共協(xié)調因子。

2.3 調節(jié)細胞骨架重塑

細胞骨架是細胞的重要成分，在維持細胞形態(tài)、承受外壓、保持細胞內部結構完整性和有序性等方面發(fā)揮重要作用。凝溶膠蛋白是細胞骨架重塑的重要分子，GCF2蛋白含有凝溶膠蛋白結構域，因此GCF2可通過此結構域與凝溶膠蛋白結合，從而參與細胞骨架重塑[17]。此外，RhoA是一種小G蛋白，是調節(jié)細胞骨架的關鍵分子，在纖連蛋白誘導的整合素依賴途徑中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，敲減GCF2可抑制RhoA活化，從而抑制細胞骨架重塑及細胞遷移能力[15-16]，這些結果表明GCF2參與調節(jié)RhoA活化并在細胞骨架重塑中發(fā)揮重要作用。

3 GCF2在腫瘤中的作用

3.1 GCF2在乳腺癌中的作用

乳腺癌是常見的惡性腫瘤之一，大多數(shù)乳腺癌與HER2、BRCA1及C-MYC等分子有關,因此除手術治療外，分子靶向治療是乳腺癌的重要治療手段，開展分子靶向治療具有重要的臨床價值。研究報道GCF2蛋白高表達于乳腺癌組織并與其發(fā)病相關[18]。近年來有報道GCF2與散亂蛋白Dsv結合調節(jié)RhoA活化并引起細胞骨架重塑及遷移能力改變，提示GCF2很可能參與乳腺癌細胞骨架重塑及侵襲和轉移進程，但其作用機制有待于進一步研究。

3.2 GCF2在腦腫瘤中的作用

膠質母細胞瘤(Glioblastoma multiform, GBM)是一種高度惡性的腦腫瘤。在接受替尼泊苷(VM-26)化療的GBM患者中。GCF2高表達患者的預后明顯好于低表達者，而細胞實驗發(fā)現(xiàn)GCF2可增強膠質瘤細胞U373MG對VM-26的敏感性，抑制該細胞增殖和促進細胞凋亡[19]，結果提示GCF2在不同腫瘤及不同環(huán)境下也可能發(fā)揮抑癌作用。在作用機制方面，GCF2是miR-21下游靶基因，miR-21通過調節(jié)GCF2表達參與GBM對VM-26耐藥。因此，GCF2有望成為GBM化療的一個新靶標。

3.3 GCF2在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用

結腸癌是一種常見的惡性腫瘤，術后復發(fā)和轉移是常見的臨床特點，也是導致患者臨床療效差的主要原因。研究報道GCF2可通過整合素依賴的RhoA活化通路促進結直腸癌的肝轉移，而抑制GCF2可減少結直腸癌細胞的肝轉移[16]，結果提示GCF2可作為監(jiān)測結直腸癌術后肝轉移的重要依據(jù)。

腫瘤耐藥是導致化療失敗的主要因素之一，腫瘤耐藥與上皮-間充質轉換(Epithelial-mesenchymal transition, EMT)等因素有關。文獻報道GCF2作為Wnt/β-catenin信號通路的活化因子,能夠通過EMT進程參與胰腺癌發(fā)生發(fā)展[20]；反之，沉默GCF2可逆轉EMT進程，從而增強胰腺癌對化療藥物吉西他濱的敏感性[21]。肝細胞癌是我國常見的消化道惡性腫瘤，由于發(fā)病隱匿，患者確診時多數(shù)為中晚期而失去最佳手術機會，因而早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷有利于提高肝癌患者預后。Stenner-Liewen F等[22]利用抗原重組的血清學鑒定技術鑒定GCF2為肝癌相關抗原，該課題組成員后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)GCF2高表達于肝癌組織和細胞，GCF2的高表達與肝癌細胞增殖、周期和凋亡等生物學進程密切相關，但具體作用機制仍需進一步探索。

4 結語

GCF2是具有廣泛生物學功能的蛋白分子，可通過轉錄抑制、信號轉導及細胞骨架重塑等途徑參與細胞增殖、周期和凋亡等生物學進程；而在病理狀態(tài)下，GCF2可通過Wnt/β-catenin等信號通路參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。隨著對GCF2功能的深入研究，其更多的生物學功能將被發(fā)現(xiàn)，GCF2作為腫瘤診斷和治療靶點的相關研究也將得到更多開展和深入，這對于加強人們對腫瘤認識及提高腫瘤防治十分有益。