【佳學(xué)基因檢測】抑癌基因檢測及抗腫瘤 靶向藥物治療

抑癌基因檢測及抗腫瘤靶向藥物治療導(dǎo)讀：

癌癥是由兩種基因的遺傳和表觀遺傳變化積累引起的疾病：腫瘤抑制基因（TSG）和原癌基因。在過去的幾十年中進(jìn)行了廣泛的研究，以闡明 TSG 在癌癥發(fā)展中的作用。根據(jù) Knudson 的兩次打擊模型假設(shè)，在癌癥中，TSG 功能的喪失是通過兩個等位基因的缺失或失活而發(fā)生的。很明顯，TSG 的突變在單個細(xì)胞水平上是隱性的。因此，TSG 中的單個突變不足以引起致癌作用。然而，許多研究已經(jīng)確定了不符合該標(biāo)準(zhǔn)定義的候選 TSG，包括通過表觀遺傳沉默而不是通過缺失而失活的基因。此外，泛素化引起的蛋白酶體降解、異常的細(xì)胞定位、和轉(zhuǎn)錄調(diào)控也參與了 TSG 的失活。這篇綜述將這些新的 TSG 失活機制納入現(xiàn)有的兩次打擊模型中，并提出了一種修訂的多重打擊模型，該模型將能夠識別可用作癌癥預(yù)后和預(yù)測生物標(biāo)志物的新型 TSG。

介紹

許多不同癌癥的基因研究已經(jīng)確定了少數(shù)必須突變或改變以促進(jìn)惡性細(xì)胞生長的基因[ 1 ]。癌細(xì)胞的兩個主要特性，不受控制的細(xì)胞生長和侵入其他組織的能力，是這些遺傳和表觀遺傳變化的結(jié)果。遺傳交替包括基因突變、基因組不穩(wěn)定性、雜合性丟失 (LOH) 和基因拷貝數(shù)變異 (CNV)。相比之下，表觀遺傳變化包括組蛋白修飾、DNA 甲基化和印記丟失 (LOI)。這些修飾在不改變潛在核苷酸序列的情況下調(diào)節(jié)基因表達(dá)[ 2-4 ]。

一般來說，癌癥相關(guān)基因可以分為兩大類，原癌基因和腫瘤抑制基因（TSG）。原癌基因通常參與促進(jìn)細(xì)胞生長的途徑。當(dāng)這些基因被突變或改變激活時，它們會導(dǎo)致正常細(xì)胞癌變。原癌基因的突變通常在自然界中占主導(dǎo)地位，這些基因的突變版本被稱為癌基因 [ 5 ]。TSGs被認(rèn)為是另一種關(guān)鍵基因，參與DNA損傷修復(fù)、抑制細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制轉(zhuǎn)移。因此，TSGs 功能的喪失會導(dǎo)致癌癥的發(fā)生和進(jìn)展 [ 6]。先前的研究表明，一個 TSG 副本足以控制細(xì)胞增殖。因此，TSG 的兩個等位基因必須有效、悠久、長期、很久失活或丟失才能導(dǎo)致腫瘤發(fā)展 [ 7 ]。此外，根據(jù)具體情況，一些基因既可以作為原癌基因也可以作為 TSG。TSG 大致分為五種類型： 1) 編碼細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的基因，控制進(jìn)入細(xì)胞周期的特定階段（例如 pRB 和 p16）[ 8 ]；2) 編碼受體或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的分泌激素或抑制細(xì)胞增殖的發(fā)育信號的基因 [例如，轉(zhuǎn)化生長因子 (TGF)-β 和腺瘤性結(jié)腸息肉 (APC)] [ 9]; 3) 編碼檢查點控制蛋白的基因，這些蛋白觸發(fā)細(xì)胞周期停滯以響應(yīng) DNA 損傷或染色體缺陷[例如，乳腺癌 1 型易感蛋白 (BRCA1)、p16 和 p14] [ 10 ]；4) 編碼誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的蛋白質(zhì)的基因（例如，p53）[ 11 ]；5) 編碼參與修復(fù) DNA 錯誤的蛋白質(zhì)的基因 [例如，p53 和 DNA 錯配修復(fù)蛋白 2 (MSH2)] [ 12 ]。

TSG失活是導(dǎo)致癌癥發(fā)展的常見機制。分子研究表明，TSGs 的失活通常與細(xì)胞遺傳學(xué)上無法檢測到的微缺失有關(guān)，這些微缺失是通過顯示在腫瘤抑制基因座內(nèi)或附近的多態(tài)性標(biāo)記的 LOH 來確定的 [ 13 ]。TSG 中的種系突變是大多數(shù)已知的可遺傳癌癥形式的原因，因為一個等位基因的體細(xì)胞失活通常與正常發(fā)育相容 [ 14 ]。此外，啟動子甲基化也有助于 TSG 的失活 [ 15 , 16 ]。迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù) TSG 都遵循上述 Knudson 范式（表1）。這些 TSG 在細(xì)胞水平上是隱性的，并且兩個等位基因都被癌癥中的甲基化刪除、突變或沉默。然而，對人類腫瘤標(biāo)本的研究越來越多的證據(jù)表明，通過蛋白酶體降解、異常細(xì)胞定位和轉(zhuǎn)錄調(diào)控等細(xì)胞機制使 TSG 功能失活也可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。本綜述概述了不遵循經(jīng)典 Knudson 兩次打擊假設(shè)的已知 TSG 的失活機制。這些 TSG 的分子分析可能會揭示特定癌癥亞類的新靶點。

表格1:抑癌基因的位置和功能

泛素-蛋白酶體降解途徑

必須嚴(yán)格調(diào)節(jié)由 TSG 和癌基因編碼的蛋白質(zhì)的細(xì)胞水平，以防止癌變和惡性進(jìn)展。TSG 產(chǎn)物的水平通常由泛素-蛋白酶體途徑控制，這是一種特定的細(xì)胞蛋白水解機制。E3泛素連接酶通過與泛素激活酶E1和泛素結(jié)合酶E2的協(xié)同作用，催化其特定蛋白底物的多泛素化，然后修飾的底物被26S蛋白酶體降解[ 17 ]。由于泛素化-蛋白酶體途徑功能障礙或 E3 連接酶異常表達(dá)導(dǎo)致的 TSG 產(chǎn)物降解增強可能與腫瘤發(fā)生有關(guān)。例如，下面討論了通過泛素-蛋白酶體降解使 TSG 功能失活。

泛素-蛋白酶體降解使 p53 TSG (TP53) 失活

p53 TSG (TP53) 在大多數(shù)癌癥中失活 [ 18 , 19 ]。它負(fù)向調(diào)節(jié)細(xì)胞周期并參與基因組穩(wěn)定和血管生成 [ 18 , 19 ]。在人類癌癥中經(jīng)常報道純合缺失 (HD)、LOH、點突變和/或甲基化導(dǎo)致TP53失活（表 2-9）。除了這些遺傳失活機制外，細(xì)胞 p53 水平還通過泛素化介導(dǎo)的降解進(jìn)行調(diào)節(jié) [ 20]。許多含有環(huán)指結(jié)構(gòu)域的 E3 連接酶，包括小鼠雙分鐘 2 同源物 (MDM2)、MDM4、皰疹病毒相關(guān)泛素特異性蛋白酶 (HAUSP)、組成型光形態(tài)發(fā)生 1 (COP1)、Pirh2 和 ARF-BP1，可以泛素化第 53 頁 [ 21 - 25 ]。然而，MDM2 似乎是主要的調(diào)節(jié)因子，因為MDM2缺乏癥的致死性可以通過TP53的損失來挽救[ 21 , 26 ]。通過與 MDM4 的異二聚化，MDM2 對 p53 的 E3 連接酶活性顯著增加 [ 21 , 26 ]。在大約 10% 的腫瘤中觀察到MDM2的基因擴增[ 21 ,26 ]，其中大部分保留了野生型TP53。在一些腫瘤細(xì)胞中，即使在沒有MDM2基因擴增的情況下，也會出現(xiàn) MDM2 的過表達(dá) [ 27 ]。此外，在大約 10% 的所有腫瘤和 65% 的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)了MDM4的過表達(dá) [ 21 , 28 ]。病毒也可能促進(jìn) p53 的降解。人乳頭瘤病毒 E6 蛋白與 E3 泛素連接酶的 E6 羧基末端 (HECT) 結(jié)構(gòu)域同源形成復(fù)合物，導(dǎo)致 p53 泛素化和降解 [ 21 , 29 , 30]。這些發(fā)現(xiàn)與泛素-蛋白酶體途徑通過p53功能喪失促進(jìn)腫瘤發(fā)生的觀點一致。

表 2。

腫瘤抑制基因在白血病和腦癌中的表達(dá)和失活機制。注：“—”未找到報告；“HD”純合性缺失；“NS”無顯著差異；平均百分比是使用總病例除以陽性病例計算的

表3。

抑癌基因在頭頸癌和肺癌中的表達(dá)及失活機制。注：“—”未找到報告；“HD”純合性缺失；“NS”無顯著差異；平均百分比是使用總病例除以陽性病例計算的

表 4。

腫瘤抑制基因在癌癥中的表達(dá)和失活機制。注：“—”未找到報告；“HD”純合性缺失；“NS”無顯著差異；平均百分比是使用總病例除以陽性病例計算的

表 5。

表 6。

表 7。

表 8。

腫瘤抑制基因在乳腺癌和卵巢癌中的表達(dá)和失活機制。注：“—”未找到報告；“HD”純合性缺失；“NS”無顯著差異；平均百分比是使用總病例除以陽性病例計算的

表 9。

抑癌基因在宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá)及失活機制。注：“—”未找到報告；“HD”純合性缺失；“NS”無顯著差異；平均百分比是使用總病例除以陽性病例計算的

通過泛素-蛋白酶體降解使 INK4A/ARF 失活

p16 INK4A和 p14 ARF是經(jīng)過充分研究的促凋亡蛋白，因為它們在細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞衰老中的關(guān)鍵作用，以及它們與惡性腫瘤的關(guān)聯(lián)[ 31-33 ]。許多研究已經(jīng)調(diào)查了人類癌癥中INK4A/ARF基因座失活的機制（表 2-9）。與 p53 一樣，p14 ARF是多泛素化和蛋白酶體降解的直接靶標(biāo)。p14 ARF與 MDM2 特異性結(jié)合，MDM2 具有 E3 連接酶活性并誘導(dǎo) MDM2 的蛋白酶體降解。因此，p14 ARF通過誘導(dǎo) MDM2 的降解來穩(wěn)定轉(zhuǎn)錄活性 p53 [ 34 , 35 ]。同樣，MDM2 在幾種癌細(xì)胞系中的過表達(dá)會通過蛋白酶體導(dǎo)致 p14ARF 降解 [ 36 ]。因此，已在許多癌癥中發(fā)現(xiàn) p14ARF 介導(dǎo)的 p53 通路機制破壞 [ 37 ]。

通過泛素-蛋白酶體降解使 TGF-β 家族基因失活

TGF-β 家族的成員是多功能蛋白，它們在許多細(xì)胞過程中發(fā)揮著重要作用，包括細(xì)胞生長、存活、分化、遷移和凋亡 [ 38 ]。其下游信號通路的改變與多種疾病有關(guān)，包括癌癥 [ 38 ]。在 TGF-β 通路成員中，TGF-β 受體 I、TGF-β 受體 II、SMAD4 和 SMAD2 被認(rèn)為是經(jīng)典的 TSG。在某些癌癥中，TGF-β 信號傳導(dǎo)因 TGF-β 信號通路成分的體細(xì)胞突變而被破壞（表2-9）。E3泛素連接酶在26S蛋白酶體識別和降解TGF-β家族靶蛋白中起重要作用。SMADs 的泛素化調(diào)節(jié) TGF-β 信號傳導(dǎo)；SMAD 泛素調(diào)節(jié)因子 (Smurf1, Smurf2)，一種 HECT 型 E3 泛素連接酶和 ROC1-SCF Fbw1a，一種 RING 指型 E3 泛素連接酶，都參與了 TGF-β 信號成員的蛋白酶體降解 [ 39 , 40]。Smurf1 和 Smurf2 通過抑制性 SMAD、SMAD6 和 SMAD7 與 TGF-β 家族受體結(jié)合，誘導(dǎo)其泛素依賴性蛋白降解。因此，調(diào)節(jié) TGF-β 家族腫瘤抑制因子的 E3 泛素連接酶的失調(diào)可能導(dǎo)致各種癌癥的癌變和惡性進(jìn)展。因此，了解 TGF-β 和/或其下游信號傳導(dǎo)介質(zhì)的狀態(tài)為使用選擇性抑制劑創(chuàng)造了機會。

腫瘤抑制蛋白的錯誤定位

腫瘤抑制蛋白受到多種事件的調(diào)節(jié)，以避免異常細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡或兩者兼而有之。腫瘤抑制蛋白的易位提供了在特定細(xì)胞區(qū)室之間轉(zhuǎn)導(dǎo)信號的有效手段。某些腫瘤抑制蛋白在正常細(xì)胞和癌細(xì)胞中顯示出不同的定位模式，并且已顯示腫瘤抑制蛋白信號傳導(dǎo)的時空動力學(xué)受損與癌變和惡性進(jìn)展有關(guān) [ 41 , 42 ]。接下來，我們討論腫瘤抑制蛋白的錯誤定位如何導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的幾個例子。

通過錯誤定位使 RB1 失活

RB1被認(rèn)為是經(jīng)典的 TSG。該基因編碼的蛋白質(zhì)是細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)節(jié)因子。在各種癌癥中通過體細(xì)胞突變、缺失或表觀遺傳沉默使RB1失活總結(jié)在表 2-9中。低磷酸化 pRB 結(jié)合并抑制 E2F 家族成員的轉(zhuǎn)錄活性，這些成員控制細(xì)胞周期進(jìn)程所必需的基因的表達(dá) [ 43 ]。相比之下，被細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶 3 (CDK3)/細(xì)胞周期蛋白-C 絲氨酸磷酸化的 pRB 已被證明有助于 G0 阻滯細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期。由輸出蛋白 1 介導(dǎo)的核輸出導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)錯誤定位的 pRB 也可能促進(jìn)腫瘤形成 [ 44, 45 ]。此外，一些pRB相關(guān)蛋白也會影響其亞細(xì)胞定位。A 型核纖層蛋白 (lamin A/C) 是核基質(zhì)的核心成分，可以束縛 pRB 并導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯 [ 46 ]。相比之下，細(xì)胞周期蛋白 E 和猿空泡病毒 40 (SV40) 大 T 抗原的共表達(dá)通過破壞 pRB 的核積累使 pRB 失活 [ 47 ]。另一份報告顯示，pRB 從細(xì)胞核的輸出受其與 exportin-1 的結(jié)合調(diào)節(jié)，這取決于 CDK 介導(dǎo)的 pRB 在 C 末端磷酸殘基的磷酸化 [ 48]。這些數(shù)據(jù)表明 pRB 的核質(zhì)錯誤定位可以通過抑制 CDK 活性而有效地逆轉(zhuǎn)。因此，CDK 抑制劑在人類癌癥中具有巨大的臨床潛力和前景。

錯誤定位導(dǎo)致 TP53 失活

p53 是一種轉(zhuǎn)錄因子 (TF)，可激活參與細(xì)胞周期檢查點或細(xì)胞死亡以響應(yīng) DNA 損傷的應(yīng)激反應(yīng)基因 [ 49 , 50 ]。然而，在幾種類型的癌癥（包括結(jié)腸癌、乳腺癌、卵巢癌、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤和神經(jīng)母細(xì)胞瘤）中，野生型 p53 由于亞細(xì)胞定位異常而失活 [ 51 ]。在這些情況下，p53 的功能和活性保持不變。p53 包含一個核輸入/定位信號 (NLS) 和一個核輸出信號 (NES)，它們通過核轉(zhuǎn)運受體介導(dǎo) p53 易位進(jìn)入細(xì)胞核。例如，p53 的功能也受到亞核水平的早幼粒細(xì)胞白血病核小體 (PML-NB) 的調(diào)節(jié) [ 52]。PML 蛋白與 PML-NB 內(nèi)的 p53 和環(huán) AMP 反應(yīng)元件結(jié)合蛋白 (CREB) 形成穩(wěn)定的復(fù)合物，并促進(jìn) p53 乙?；瑥亩龠M(jìn)細(xì)胞凋亡 [ 53 ]。在許多人類癌癥中已經(jīng)報道了 PML 的喪失，因此 p53 的功能失活可能是由 PML-NB 破壞誘導(dǎo)的異常亞細(xì)胞定位引起的。此外，p53 的一些翻譯后修飾，例如 sumoylation、糖基化、neddylation 和核糖基化，也調(diào)節(jié) p53 亞細(xì)胞定位 [ 54]。p53 在細(xì)胞核中的積累導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯、衰老和凋亡。因此，賊近的癌癥治療策略試圖通過增強穩(wěn)定性來誘導(dǎo)野生型 p53 核保留或 p53 蛋白的積累，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡 [ 55 , 56 ]。

錯誤定位使 BRCA1 失活

家族性乳腺癌易感基因BRCA1編碼具有腫瘤抑制活性的 220 kDa 可磷酸化 TF。BRCA1 在多種生物學(xué)途徑中發(fā)揮重要作用，包括轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、適當(dāng)?shù)幕蚪M修復(fù)、細(xì)胞增殖和凋亡 [ 57 ]。表2-9 總結(jié)了在各種癌癥中通過體細(xì)胞突變、缺失或表觀遺傳沉默導(dǎo)致BRCA1失調(diào)的報告. 此外，BRCA1 的亞細(xì)胞定位在其抑癌功能中起重要作用。許多乳腺癌和卵巢癌細(xì)胞系和原發(fā)性腫瘤表現(xiàn)出高水平的細(xì)胞溶質(zhì) BRCA1。BRCA1 的環(huán)指元件通過與其結(jié)合伙伴 BRCA1 相關(guān)的環(huán)結(jié)構(gòu)域蛋白 1 (BARD1) [ 58 ] 結(jié)合來介導(dǎo)核輸入。BRCA1/BARD1 異二聚體的結(jié)構(gòu)預(yù)測 BRCA1 NES 位于介導(dǎo) BRCA1 穿梭到細(xì)胞質(zhì)中的環(huán)指結(jié)構(gòu)域內(nèi) [ 59 ]。這增加了 BARD1 結(jié)合掩蓋 BRCA1 N 末端的 NES 并阻止與染色體區(qū)域維持蛋白 1 (CRM1) 結(jié)合的可能性，從而導(dǎo)致 BRCA1 的核保留 [ 59]。具體來說，BRCA1 C 末端的癌癥相關(guān)種系突變將其限制在胞質(zhì)溶膠中并抑制其核功能，特別是對 DNA 損傷的反應(yīng) [ 57 , 59 , 60 ]。此外，尚不清楚其他 RING 指結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白，如 BRCA1 相關(guān)蛋白 1 (BAP1) 是否也與 BRCA1 相互作用以抑制其對細(xì)胞生長的控制。在癌癥的背景下，對 BRCA1 的細(xì)胞內(nèi)穿梭及其由體細(xì)胞突變引起的錯誤調(diào)節(jié)如何改變其活性的研究可以為新的臨床應(yīng)用提供見解。

錯誤定位導(dǎo)致 APC 失活

已在許多人類癌癥中報告了因突變、表觀遺傳沉默或啟動子高甲基化而導(dǎo)致的 APC 丟失（表 2-9）。這種腫瘤抑制因子通常定位于健康細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，但已顯示定位于人類癌細(xì)胞的細(xì)胞核 [ 61 ]，在那里它與致癌產(chǎn)物 β-連環(huán)蛋白結(jié)合并輸出 [ 62 ]。APC 在 N 末端附近包含兩個經(jīng)典 NLS 和兩個功能性 NES，它們通過與 exportin-1 的關(guān)聯(lián)介導(dǎo)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的穿梭 [ 63 , 64] _ENREF_58。細(xì)胞增殖過程中 APC 的直接調(diào)節(jié)來自酪蛋白激酶 2 (CK2)，它在 N 端與 APC 結(jié)合并使其磷酸化，導(dǎo)致其核轉(zhuǎn)位 [ 65 , 66 ]。此外，APC 的亞細(xì)胞定位受其結(jié)合伙伴的調(diào)節(jié)。APC 的其他核結(jié)合伙伴是蛋白酪氨酸磷酸酶 PTP-BL、TF 激活蛋白-2α (AP-2α) 和核輸出因子 exportin-1 [ 66 ]。賊近對小鼠模型的研究表明，核 APC 通過抑制腸道組織中的經(jīng)典 WNT 信號傳導(dǎo)來調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞增殖，這表明 APC 的亞細(xì)胞分布在癌癥進(jìn)展中起重要作用 [ 67]。已經(jīng)開發(fā)了幾種旨在恢復(fù) APC 定位及其在 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導(dǎo)中的功能的治療方法。

錯誤定位使 SMAD4 失活

Mothers against decappentaplegic homolog 4 ( SMAD4 ) 是一種與胃腸道癌變相關(guān)的 TSG。作為 TGF-β 信號家族的一員，SMAD4 參與許多細(xì)胞功能，包括分化、凋亡和細(xì)胞周期控制 [ 68 , 69 ]。在人類癌癥中，SMAD4基因可因突變或 LOH 受損或因基因缺失而沉默（表2-9）。此外，SMAD4的異常亞細(xì)胞分布也可能導(dǎo)致其功能喪失。先前的一項研究表明，在未受刺激的細(xì)胞中，其 MAD 同源 1 (MH1) 結(jié)構(gòu)域中的 NLS 和其接頭區(qū)域中富含亮氨酸的 NES 都具有組成型活性，因此 SMAD4 在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間不斷穿梭[ 70 ]。SMAD4 NES 的激活依賴于 exportin-1，而 SMAD2/3 從細(xì)胞核的輸出顯然與這個因素?zé)o關(guān) [ 71 ]。用輸出蛋白-1 抑制劑細(xì)霉素 B (LMB) 處理細(xì)胞會導(dǎo)致 SMAD4 在細(xì)胞核中快速積累，這證實了 SMAD4 是由這種特定的輸出蛋白輸出的 [ 71]。此外，某些保留因子，包括微管 [ 72 ] 和核輸入蛋白，例如 E26 轉(zhuǎn)化特異性 (ETS) 相關(guān)的 TF (ELF) [ 73 , 74 ]，也與亞細(xì)胞分布的調(diào)節(jié)有關(guān)。 SMAD4。此前，我們發(fā)現(xiàn)，在晚期胃癌中，41% 的 SMAD4 核染色呈陰性的樣本具有中度至高度的細(xì)胞質(zhì) SMAD4 染色。這種 SMAD4 積累模式與 SMAD2/3 的細(xì)胞質(zhì)積累相關(guān) [ 75 ]。因此，核質(zhì)穿梭失調(diào)可能是導(dǎo)致核 SMAD4 功能喪失的另一種機制。

TF調(diào)節(jié)

TFs是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵驅(qū)動因素，并維持促凋亡基因和抗凋亡基因的表達(dá)平衡。這些因子通常與轉(zhuǎn)錄機制的特定增強子元件和/或其他蛋白質(zhì)結(jié)合，并且還可以直接募集共激活因子或共抑制因子和 RNA 聚合酶 II，從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生中涉及的關(guān)鍵調(diào)控基因的表達(dá)或抑制。在這里，我們提供了一些被異常 TF 調(diào)節(jié)滅活的 TSG 的基本概述。

異常 TF 調(diào)節(jié)導(dǎo)致 CDH1 失活

E-鈣粘蛋白 (CDH1) 是一種細(xì)胞粘附分子，對于維持上皮細(xì)胞層中細(xì)胞-細(xì)胞接觸的完整性至關(guān)重要 [ 76 ]。CDH1的缺失增強了上皮腫瘤細(xì)胞的侵襲性 [ 77 ]。由于CDH1基因突變、LOH 或表觀遺傳啟動子甲基化，CDH1 的失調(diào)發(fā)生在許多人類癌癥中（表 2-9）。CDH1基因的高甲基化和染色質(zhì)重塑已成為導(dǎo)致CDH1下調(diào)的主要機制在大多數(shù)癌癥中。賊近有報道稱，CDH1 表達(dá)的失調(diào)也有助于癌癥的進(jìn)展。Snail 家族 TF，包括鋅指因子 Snail 和 Slug，在CDH1的轉(zhuǎn)錄抑制中發(fā)揮重要作用，并通過在入侵過程中改變基因轉(zhuǎn)錄來誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (EMT) [ 77 ]。雙手鋅指蛋白 ZEB1 和 ZEB2 以及基本螺旋-環(huán)-螺旋 (bHLH) 家族蛋白 E12/E47 也能夠抑制CDH1的表達(dá)。TWIST1 是CDH1的轉(zhuǎn)錄抑制因子，在浸潤性小葉乳腺癌中，TWIST1 和 CDH1 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)[ 77 ]]。這些發(fā)現(xiàn)表明 TWIST1 與腫瘤細(xì)胞內(nèi)滲有關(guān)，這是腫瘤細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)以播種轉(zhuǎn)移的過程。賊近，另一項研究表明，腫瘤抑制因子 Kruppel 樣因子 6 (KLF6) 直接反式激活CDH1啟動子 [ 78 ]。這些綜合發(fā)現(xiàn)突出了多種機制，通過這些機制異常的 TF 調(diào)節(jié)可導(dǎo)致CDH1基因失活。

異常 TF 調(diào)節(jié)使 PTEN 失活

10 號染色體上的磷酸酶和張力蛋白同源物 ( PTEN ) 是位于染色體 10q23.31 的有效 TSG。在許多人類癌癥中，PTEN因突變或表觀遺傳機制而失活，而 PTEN 蛋白的穩(wěn)定性或功能可被其他機制削弱 [ 79 , 80 ]。表2-9總結(jié)了 HD 、LOH、點突變或異常甲基化對PTEN的失活。然而，在許多癌癥中，PTEN基因是完整的，但似乎是轉(zhuǎn)錄沉默的。PTEN 是一種快速降解的蛋白質(zhì)，半衰期不到 4 小時，似乎在PTEN中發(fā)現(xiàn)的許多遺傳改變在癌細(xì)胞中進(jìn)一步加速了這種快速降解。蘇哈特梅等人。發(fā)現(xiàn)早期生長反應(yīng) 1 ( EGR1 ) TF 直接與PTEN啟動子中的共有基序結(jié)合并激活基因轉(zhuǎn)錄，并??且對于響應(yīng)紫外線和其他應(yīng)激刺激的PTEN mRNA的上調(diào)是必需的[ 81 , 82 ]。此外，Stambolic等人。證明PTEN轉(zhuǎn)錄也可以由 p53 誘導(dǎo)，p53 與啟動子中靠近 EGR1 結(jié)合位點的位點結(jié)合 [ 83 ]。TP53 _TSG 是人類癌癥中賊常見的功能缺失基因。此外，一些報道表明，APE1/Ref-1 通路也調(diào)節(jié)PTEN的表達(dá)[ 84 , 85 ]。因此，這些 TF 的失調(diào)可能會使 PTEN 功能失活。

異常 TF 調(diào)節(jié)使 KiSS1 失活

KiSS1 賊初被確定為黑色素瘤中的 TSG。李等人。發(fā)現(xiàn) KiSS1 的表達(dá)與黑色素瘤細(xì)胞系和臨床樣本的轉(zhuǎn)移潛力呈負(fù)相關(guān) [ 86 ]。后來，在各種轉(zhuǎn)移性癌癥中發(fā)現(xiàn)了 KiSS1 的丟失或下調(diào)，包括卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌、膀胱癌、腦癌和前列腺癌，這進(jìn)一步驗證了其在癌癥進(jìn)展中的轉(zhuǎn)移抑制作用 [ 87 ]。LOH、啟動子甲基化或基因突變可能是其在部分腫瘤病例中下調(diào)的原因 [ 87]。除了上述遺傳和表觀遺傳調(diào)控外，TF 的失調(diào)也被證明有助于 KiSS1 的下調(diào)。先前的研究表明，包括 TCF21、CUX1、YY1、EAP1 和 TTF1 在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子可以在 mRNA 水平上調(diào)節(jié) KiSS1 的表達(dá) [ 88 , 89 ]。賊近的研究表明，轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中 TCF21 的缺失會導(dǎo)致 KiSS1 的下調(diào)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)移 [ 88 ]。此外，在急性髓性白血病中也報道了 CUX1 的失活 [ 90]。因此，上述表明 TFs 異常調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)將成為滅活 KiSS1 基因的額外打擊。因此，更好地了解調(diào)節(jié) TSG 表達(dá)的多種機制及其在癌癥進(jìn)展中的作用將增強當(dāng)前的治療策略。

結(jié)論

許多報告表明，遺傳和表觀遺傳事件導(dǎo)致 TSG 表達(dá)喪失的“兩次打擊”模型并不能有效解釋 TSG 在人類癌癥中的失活。因此，我們提出了一種用于 TSG 失活的修訂“多次打擊”模型，其中包括非遺傳/表觀遺傳事件，例如轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白酶體降解或異常核質(zhì)穿梭（圖 1）。這種修改后的“多重打擊”模型在分子水平上結(jié)合了 TSG 的失活，可以為抗癌治療提出新的靶點。

圖。1。

人類癌癥中腫瘤抑制基因功能喪失的“多重打擊”模型的簡要總結(jié)。

(責(zé)任編輯：佳學(xué)基因)

【佳學(xué)基因檢測】抑癌基因檢測及抗腫瘤靶向藥物治療