Krüppel樣因子4與胃癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

楊 菁 周 力 許 鐘

Krüppel樣因子4（KLF4）是真核生物中含有3個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，又稱為胃腸富集KLF，豐富表達(dá)于消化道、口腔、食管上皮、內(nèi)皮細(xì)胞等部位［1］。KLF4在細(xì)胞增殖中起抑制作用，在細(xì)胞分化中起導(dǎo)向作用，在不同的組織中可與不同的靶基因相互作用，發(fā)揮促癌或抑癌效應(yīng)，其在胃腸道腫瘤中主要起抑癌作用。本文就KLF4在細(xì)胞增殖、分化及胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用作一綜述。

1 KLF4與細(xì)胞增殖

Katz等［2］研究發(fā)現(xiàn)，KLF4基因缺陷的小鼠的胃上皮細(xì)胞出現(xiàn)持續(xù)增生和黏膜息肉樣病變。進(jìn)一步的研究表明，上調(diào)KLF4的表達(dá)使細(xì)胞增殖受抑，KLF4表達(dá)缺陷的細(xì)胞增殖活躍［3-4］。有研究將KLF4過表達(dá)胃癌細(xì)胞株MKN-45注入到小鼠皮下，3周后取出腫瘤并測量腫瘤大小，結(jié)果顯示KLF4過表達(dá)組小鼠的腫瘤明顯小于對照組［5］。另有研究報(bào)道，KLF4阻斷細(xì)胞周期和抑制細(xì)胞周期蛋白cyclin D1是通過miR-15a來實(shí)現(xiàn)的［6］。上述研究提示，KLF4具有抑制細(xì)胞增殖的作用，且這個(gè)過程中有microRNA的參與。

2 KLF4與細(xì)胞分化

KLF4在皮膚及胃腸道分化的上皮細(xì)胞中高表達(dá)［7］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，KLF4基因表達(dá)缺失的小鼠的胃上皮壁細(xì)胞和胃酶細(xì)胞的數(shù)量減少超過50%，而表面黏液細(xì)胞和頸黏液細(xì)胞的數(shù)量增加2倍以上［3］。對斑馬魚的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，腸上皮細(xì)胞的終末分化和杯狀細(xì)胞的分化都需要KLF4的參與，提示KLF4可調(diào)節(jié)細(xì)胞分化，腫瘤的發(fā)生可能與正常細(xì)胞分化過程中KLF4未激活有關(guān)［8］。另有研究顯示，miR-145的缺失使細(xì)胞分化受抑制，猜測KLF4調(diào)節(jié)細(xì)胞分化的機(jī)制有microRNA參與［9］。

3 KLF4在胃癌中的表達(dá)下調(diào)

作為腫瘤抑制因子，KLF4在胃癌、食管癌、膀胱癌、宮頸癌、結(jié)直腸癌中呈低表達(dá)［10-14］。采用免疫組織化學(xué)法分析不同分期的胃癌組織，發(fā)現(xiàn)KLF4在正常胃組織和癌旁組織中高表達(dá)，在胃上皮瘤變組織中表達(dá)較弱，而在胃腫瘤組織或癌巢組織中幾乎無表達(dá)，且隨著胃癌分期的遞增，KLF4的表達(dá)逐漸減弱［7］，其表達(dá)率與腫瘤臨床分期、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)［15-16］。在具有多分化潛能的絨毛蛋白陽性胃腸道祖細(xì)胞中，KLF4缺失可引起小鼠胃黏膜轉(zhuǎn)化和胃竇腫瘤的發(fā)生［17］。有證據(jù)表明，KLF4的表達(dá)與胃癌的預(yù)后有關(guān)，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)高表達(dá)KLF4的胃癌患者明顯較低表達(dá)KLF4的胃癌患者的總生存率更高［18］。此外，有研究報(bào)道，KLF4是miR-206的目標(biāo)基因，胃癌患者的miR-206與KLF4呈顯著負(fù)相關(guān)，提示KLF4在胃癌中的表達(dá)下調(diào)受microRNA的調(diào)控，且這些microRNA與癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)［19］。

4 KLF4及相關(guān)因子功能失調(diào)參與胃癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制

在胃癌發(fā)生發(fā)展過程中，KLF4作為抑癌基因與 Sp1、E-鈣 黏 蛋 白 （E-cadherin）、β-連 環(huán) 蛋 白（β-catenin）、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）蛋白及p53基因相互作用，其功能失調(diào)參與腫瘤的形成和發(fā)展，在KLF4與多種分子相互作用的過程中，還涉及到非編碼RNA的調(diào)控。

4.1 KLF4與Sp1

轉(zhuǎn)錄因子Sp1是一種序列特異性的DNA結(jié)合蛋白，其異常表達(dá)與胃癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。在彌漫型胃癌中，Sp1表達(dá)升高，患者的生存率降低［20］。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，KLF4和Sp1在胃癌組織中的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，KLF4表達(dá)缺失時(shí)，Sp1表達(dá)升高，且胃癌進(jìn)展［21-23］。故KLF4和Sp1的檢測可能對預(yù)測胃癌的進(jìn)展和預(yù)后有重要的意義。

4.2 KLF4與E-cadherin

上皮型E-cadherin是KLF4的一個(gè)目標(biāo)基因［24］，其主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞間的黏附，對維持上皮細(xì)胞的完整及形態(tài)結(jié)構(gòu)起著重要的作用。有研究結(jié)果顯示，KLF4可通過直接誘導(dǎo)上皮基因（如E-cadherin）的表達(dá)來抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化［25］。有證據(jù)表明，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，而E-cadherin缺失是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的標(biāo)志物，故推測KLF4通過調(diào)節(jié)E-cadherin的表達(dá)，間接調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展［26］。另有研究發(fā)現(xiàn)，E-cadherin在正常胃黏膜上皮呈強(qiáng)陽性表達(dá)，在胃癌組織中的表達(dá)則明顯減弱，并隨腫瘤浸潤的加深、淋巴轉(zhuǎn)移的發(fā)生而降低，與KLF4的表達(dá)呈正相關(guān)［27］。研究發(fā)現(xiàn)，在E-cadherin基因敲除（dcko）的彌漫型胃癌小鼠中，miR-103、miR-107、miR-194及miR-210的表達(dá)水平均明顯上調(diào)［28］。因此，KLF4與E-cadherin的相互作用可能由某些microRNA調(diào)控，檢測兩者的表達(dá)水平對評估胃癌的浸潤和轉(zhuǎn)移可能有一定價(jià)值。

4.3 KLF4與β-catenin

β-catenin是一種多功能蛋白，主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞間黏附。β-catenin的異常表達(dá)可能引起細(xì)胞間連接作用減弱并促進(jìn)細(xì)胞分化、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移［29］。Zhang等［30］研究發(fā)現(xiàn)，KLF4與β-catenin具有相互作用，前者可抑制β-catenin介導(dǎo)的基因表達(dá)，在維持正常小腸的穩(wěn)態(tài)及結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展中起重要的作用。近年來的研究表明，KLF4通過降解β-catenin蛋白來抑制其活性，并且可調(diào)節(jié)β-catenin介導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)［5，31］。在胃癌的增殖、浸潤和轉(zhuǎn)移過程中，KLF4起抑制作用，其抗癌特性是由于抑制了β-catenin的表達(dá)水平，從而改變了β-catenin信號機(jī)制，因此胃癌進(jìn)程中 KLF4與β-catenin表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)［5，32］。這對由β-catenin驅(qū)動(dòng)的惡性腫瘤來說，調(diào)節(jié)KLF4的表達(dá)可能成為新的治療途徑。

4.4 KLF4與 TGF-β1

TGF-β是一種多功能細(xì)胞因子，可以影響多種細(xì)胞的生長、分化及凋亡，并有免疫調(diào)節(jié)等功能。TGF-β1是其中一個(gè)亞型，廣泛存在于各種正?；虬┳兊慕M織細(xì)胞中，在胃癌組織中表達(dá)上調(diào)，且腫瘤的發(fā)生發(fā)展及低生存率與其表達(dá)水平呈正相關(guān)［33-34］。多項(xiàng)研究顯示，KLF4與TGF-β之間存在著相互作用：一方面，KLF4與TGF-β1啟動(dòng)子區(qū)的特定序列結(jié)合，激活TGF-β1的轉(zhuǎn)錄，從而上調(diào)TGF-β1的表達(dá)，而TGF-β1的激活常伴有KLF4上調(diào)及 TGF-β1受體增加［35-36］；另一方面，有研究報(bào)道，在miR-143和miR-145的誘導(dǎo)下，TGF-β能迅速下調(diào) KLF4的表達(dá)［37］。因此，探討 KLF4和TGF-β1蛋白在胃癌中的表達(dá)及意義具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

4.5 KLF4與p53

p53蛋白的主要生物學(xué)功能是參與DNA修復(fù)，阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程，從而控制細(xì)胞生長。p53基因發(fā)生變異時(shí)，會(huì)引起p53蛋白失活，導(dǎo)致細(xì)胞分裂不受控制，因此對腫瘤形成具有重要意義。有研究報(bào)道，p53可直接通過轉(zhuǎn)錄激活上調(diào)KFL4的表達(dá)，此外，KLF4可通過抑制p53啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄而抑制p53表達(dá)，形成反饋回路［38-39］。進(jìn)一步的研究顯示，與p53陰性的腫瘤相比，p53陽性的腫瘤KLF4表達(dá)更高［40］。另有研究發(fā)現(xiàn)，miR-449過表達(dá)可激活p53，且與正常組織相比，在人胃癌組織中miR-449的表達(dá)出現(xiàn)丟失現(xiàn)象［41］。由此可見，KLF4的表達(dá)與p53的核累積有相關(guān)性，且兩者之間的相互調(diào)節(jié)涉及microRNA的參與。

5 結(jié)語與展望

目前，中國早期胃癌的診斷率仍很低，其侵襲轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致死亡的主要原因，分子機(jī)制研究作為了解胃癌發(fā)生發(fā)展的有效途徑一直受到相關(guān)基礎(chǔ)及臨床研究的關(guān)注，同時(shí)越來越多的證據(jù)支持microRNA在胃癌發(fā)生發(fā)展中起作用。如前所述，KLF4作為多種腫瘤的抑癌因子，受某些microRNA的調(diào)控，并與多種內(nèi)源性細(xì)胞因子相互作用，參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。KLF4在胃癌中可能具有潛在的臨床診斷價(jià)值，并有可能成為治療靶點(diǎn)之一。

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