常林林綜述 安云婷審校

·綜述與講座·

YB－1蛋白在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

常林林綜述 安云婷審校

YB－1蛋白;惡性腫瘤;發(fā)生發(fā)展;作用

Y盒結(jié)合蛋白1(YB－1)普遍存在于原核和真核生物細胞中，是一種DNA/RNA結(jié)合蛋白，結(jié)構(gòu)上包含一個高度保守的冷休克結(jié)構(gòu)域(cold shock domain，CSD)，能夠與目的基因啟動子和增強子內(nèi)部的Y－box序列(CTGAT TGG CCA A)特異性結(jié)合［1］。近年來，人們對YB－1蛋白在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展及預(yù)后中的研究越來越深入，已成為惡性腫瘤研究中的熱點之一。研究已證實YB－1在前列腺癌［2］、非小細胞肺癌［3］、關(guān)節(jié)滑膜肉瘤［4］、乳腺癌［5］、卵巢癌［6］等多種惡性腫瘤中出現(xiàn)異常表達或核移位現(xiàn)象，而YB－1蛋白核定位則被認為是惡性腫瘤疾病診斷中的一種新的標志物［7］，因此有望成為惡性腫瘤診斷和治療的理想靶點。

1 YB－1蛋白的結(jié)構(gòu)及其生物學功能

YB－1蛋白由YBX1基因編碼，分子量約為42 kDa，其基因定位在染色體1p34(25，26)，共跨越19 KB染色體DNA，包含8個外顯子［8］。YB－1蛋白包含3個結(jié)構(gòu)域［9］:可變NH2－端結(jié)構(gòu)域，因富含丙氨酸和脯氨酸，也被稱為A/P區(qū)域;中間為在進化上高度保守的冷休克結(jié)構(gòu)域(CSD)，該區(qū)域作為核酸結(jié)合區(qū)特異性或非特異性地與DNA或RNA相互作用［10］;親水性COOH－端結(jié)構(gòu)域(CTD)可以與核酸以及包括YB－1自身在內(nèi)的許多不同蛋白結(jié)合。Didier等［11］最早發(fā)現(xiàn)YB－1可以特異性結(jié)合人類MHC ClassⅡ基因啟動子區(qū)內(nèi)含有反向CCAAT序列的順式作用元件Y－box序列，抑制MHC ClassⅡ的轉(zhuǎn)錄活性，因此最初被認為是一種負調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子。Ladomery等［12］在1995年的一項研究中發(fā)現(xiàn)YB－1具有調(diào)節(jié)細胞增殖和生長的重要作用，也因此被認為是一種多基因轉(zhuǎn)錄因子。此外，YB－1還參與了DNA修復(fù)、RNA剪切、外顯子跳躍等眾多生物學過程，并發(fā)揮著重要作用［10］。

2 YB－1與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展

近年來，YB－1蛋白在人類惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的研究越來越多。已有研究表明，YB－1蛋白核移位與乳腺癌及非小細胞癌患者預(yù)后不良有關(guān)，有學者認為這與YB－1蛋白磷酸化有關(guān)，而磷酸化后的YB－1蛋白可激活與乳腺癌細胞生長和存活相關(guān)的基因［13－16］。目前，臨床上已將YB－1視作判斷非小細胞肺癌患者預(yù)后的主要依據(jù)之一［3］。

2．1 YB－1與惡性腫瘤細胞的增殖

正常細胞的生長與增殖受很多調(diào)節(jié)因子調(diào)控，當這些調(diào)節(jié)因子的基因發(fā)生異常時，則會出現(xiàn)腫瘤性增殖。Stratford等［17］通過對乳腺癌的研究，發(fā)現(xiàn)YB－1可以正向調(diào)控表皮細胞生成因子受體(EGFR)的表達，促進乳腺癌細胞的惡性增殖，而當YB－1活性受到抑制時，腫瘤細胞生長也受到了有效抑制。Lasham等［18］通過研究乳腺癌、結(jié)腸癌及肺癌中YB－1 siRNA，發(fā)現(xiàn)YB－1的表達與轉(zhuǎn)錄因子E2F相關(guān)，從而調(diào)節(jié)腫瘤細胞的生長，而下調(diào)YB－1表達后，腫瘤細胞的生長也變緩慢。此外，YB－1還參與原癌基因mRNA的翻譯過程，促進細胞增殖［19］。也有研究表明，抑制YB－1表達可以降低細胞周期蛋白D1的表達量，并且增加細胞周期抑制蛋白p21CIP1的表達［19－20］。由此可見，YB－1通過作用于功能異常的癌細胞增殖調(diào)控因子，促進了腫瘤細胞的增殖和腫瘤組織的增生。

2．2 YB－1與惡性腫瘤細胞抗凋亡

調(diào)控細胞凋亡的分子機制為促凋亡分子與抗凋亡分子的相互作用，二者表達失衡則引發(fā)細胞凋亡異常，致使細胞增殖凋亡比例失調(diào)，此為腫瘤特征之一。Lasham等［21］的一項研究表明，YB－1通過抑制凋亡基因fas的表達，阻止細胞凋亡的發(fā)生。另一項研究發(fā)現(xiàn)，YB－1在凋亡發(fā)生過程中會被蛋白酶體降解［22］。此外，YB－1過表達可以使細胞對凋亡相對不敏感，同時YB－1還具有與關(guān)鍵的凋亡因子p53組成蛋白質(zhì)復(fù)合體的能力［23－24］，表明YB－1在腫瘤細胞抗凋亡的產(chǎn)生過程中發(fā)揮著重要作用。

2．3 YB－1與惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移

作為惡性腫瘤最重要的生物學特點之一，癌細胞的擴散和轉(zhuǎn)移還預(yù)示著惡性腫瘤預(yù)后不良。能否有效地遏制癌細胞向周圍及遠處組織器官擴散和轉(zhuǎn)移是目前惡性腫瘤治療的關(guān)鍵性難題。Lovett等［25］研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細胞中，隨著YB－1表達量的增加，MT1－MMP蛋白的表達量上升，腫瘤細胞的遷移和侵襲能力增強。Schittek等［20］在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細胞中發(fā)現(xiàn)，YB－1表達量下調(diào)，同時伴隨細胞轉(zhuǎn)移侵襲和增殖相關(guān)的基因下降，如MMP－2、Cyclin－1等。Wu等［26］在對晚期胃癌的一項研究中發(fā)現(xiàn)，YB－1表達量增加，同時腫瘤的血管侵襲性也增加，從而使肝轉(zhuǎn)移明顯增加。由此可見，YB－1在惡性腫瘤的擴散和轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮著重要作用。

2．4 YB－1與惡性腫瘤血管生成

異常血管生成是很多實體腫瘤的特征之一，當腫瘤達到一定大小，其營養(yǎng)物和氧氣的供給就會受到限制，開始啟動促血管生成的通路，這一過程被稱為“血管生成開關(guān)”［27］。這種異常血管生成使藥物向腫瘤組織內(nèi)部遞送減少，同時還可增加癌細胞的血道擴散。對上皮源性腫瘤細胞系的研究發(fā)現(xiàn)，缺氧條件下，YB－1能夠通過缺氧依賴的方法上調(diào)多種促血管生成因子的表達，如IL－8、CXCL2、VEGFA等;然而，在氧含量正常的情況下，YB－1則會抑制許多促血管生成基因的表達［18，28］。上述研究表明，YB－1可通過異常血管的生成來影響腫瘤的進展。

3 YB－1與腫瘤多藥耐藥的形成

多藥耐藥性(multidrug resistance，MDR)的產(chǎn)生嚴重削弱了化療過程中藥物對腫瘤細胞的殺傷力，從而使惡性腫瘤化療療效降低。ATP結(jié)合盒(ATP－binding cassette，ABC)超家族轉(zhuǎn)運體蛋白是一類研究較多的腫瘤耐藥相關(guān)蛋白，其中P糖蛋白(P－gp)最具有代表性，多項研究發(fā)現(xiàn)在多種惡性腫瘤中YB－1表達過量或者核移位與P－gp表達量增加相關(guān)。Schittek等［20］發(fā)現(xiàn)細胞在YB－1基因敲除后，對DNA損傷藥物的敏感性增加。最近有研究顯示YB－1可誘導CD44和CD49f的表達，導致自我復(fù)制和非黏附性乳腺球群細胞生長，并導致耐藥性形成［15，29］。Hanzawa等［30］在對彌漫大B細胞淋巴瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)中YB－1表達較高者對CHOP方案化療的反應(yīng)性較差，表明YB－1可能與腫瘤細胞耐藥性增加有關(guān)。Hyogotani等［31］在對肺癌的一項研究中發(fā)現(xiàn)，在YB－1過表達的細胞中，LRP/MVP mRNA和蛋白的量也增加，而且YB－1表達量的增加總是伴隨著LRP/ MVP啟動子下游報告基因表達的增強。目前已有研究證實，YB－1可以識別發(fā)生錯配或受鉑類化療藥物攻擊的DNA，結(jié)合并激活多種DNA修復(fù)蛋白，從而間接發(fā)揮保持遺傳信息穩(wěn)定的作用［32］。表明YB－1既可以通過激活腫瘤細胞耐藥相關(guān)蛋白的表達來降低化療療效，也可以通過與損傷DNA直接結(jié)合與修復(fù)，協(xié)助腫瘤細胞抵抗化療藥物的殺傷，因此有望成為惡性腫瘤治療中的新靶點。

總之，近年來，對于YB－1的研究已經(jīng)取得了較大進展，尤其是在惡性腫瘤中的研究。大量研究已表明YB－1在多種惡性腫瘤如乳腺癌、非小細胞肺癌、卵巢癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、黑色素瘤等中出現(xiàn)過表達，并影響其發(fā)生發(fā)展及預(yù)后。YB－1蛋白不僅參與腫瘤相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，還可以負調(diào)控抑癌基因(如p53)的轉(zhuǎn)錄，同時還作用于惡性腫瘤的擴散和轉(zhuǎn)移過程，并與腫瘤細胞的耐藥性形成關(guān)系密切。這些研究為惡性腫瘤的診斷和治療提供了新線索和新方向，但仍有很多問題有待闡明:如YB－1通過何種具體機制誘導癌細胞產(chǎn)生耐藥性，以及針對YB－1的靶向性治療與化療如何有效結(jié)合等。

［1］Homer C，Knight DA，Hananeia L，et al．Y－box factor YB1 controls p53 apoptotic function〔J〕．Oncogene，2005，24(56):8314－8325．

［2］Gimenez－Bonafe P，F(xiàn)edoruk MN，Whitmore TG，et al．YB－1 is upregulated during prostate cancer tumor progression and increases P－glycoprotein activity〔J〕．Prostate，2004，59(3):337－349．

［3］Gessner C，Woischwill C，Schumacher A，et al．Nuclear YB－1 expression as a negative prognostic marker in nonsmall cell lung cancer〔J〕．Eur Respir J，2004，23(1):14－19．

［4］Oda Y，Ohishi Y，Saito T，et al．Nuclear expression of Y－box－binding protein－1 correlates with P－glycoprotein and topoisomeraseⅡalpha expression，and with poor prognosis in synovial sarcoma〔J〕．J Pathol，2003，199(2):251－258．

［5］Habibi G，Leung S，Law JH，et al．Redefining prognostic factors for breast cancer:YB 1 is a stronger predictor of relapse and disease specific survival than estrogen receptor or HER 2 across all tumor subtype〔J〕．Breast Cancer Res，2008，10(5):86－95．

［6］Oda Y，Ohishi Y，Basaki Y，et al．Prognostic implications of the nuclear localization of Y－box－binding protein－1 and CXCR4 expression in ovarian cancer:their correlation with activated Akt，LRP/MVP and P－glycoprotein expression〔J〕．Cancer Sci，2007，98(7):1020－1026．

［7］Lasham A，Moloney S，Hale T，et al．The Y－box－binding protein，YB1，is a potential negative regulator of the p53 tumor suppressor〔J〕．J Biol Chem，2003，278(37):35516－35523．

［8］Makino Y，Ohga T，Toh S，et al．Structural and functional analysis of the human Y－box binding protein(YB－1)gene promoter〔J〕．Nucleic Acids Res，1996，24(10):1873－1878．

［9］Skabkin MA，Kiselyova OI，Chernov KG，et al．Structural organization of mRNA complexes with major core mRNP protein YB－1〔J〕．Nucleic Acids Res，2004，32(18):5621－5635．

［10］Eliseeva IA，Kim ER，Guryanov SG，et al．Y－box－binding protein 1 (YB－1)and its functions〔J〕．Biochemistry(MOSC)，2011，76(13): 1402－1433．

［11］Didier DK，Schiffenbauer J，Woulfe SL，et al．Characterization of the cDNA encoding a protein binding to the major histocompatibility complex classⅡY box〔J〕．Proc Natl Acad Sci USA，1988，85(19): 7322－7326．

［12］Ladomery M，Sommerville J．A role for Y－box proteins in cell－proliferation〔J〕．Bioessays，1995，17(1):9－11．

［13］Bargou RC，Jurchott K，Wagener C，et al．Nuclear localization and increased levels of transcription factor YB－1 in primary human breast cancers are associated with intrinsic MDR1 gene expression〔J〕．Nat Med，1997，3(4):447－450．

［14］Shibahara K，Sugio K，Osaki T，et al．Nuclear expression of the Y－box binding protein，YB－1，as a novel marker of disease progression in non－small cell lung cancer〔J〕．Clin Cancer Res，2001，7(10):3151－3155．

［15］To K，F(xiàn)otovati A，Reipas KM，et al．Y－box binding protein－1 induces the expression of CD44 and CD49f leading to enhanced self－renewal，mammosphere growth，and drug resistance〔J〕．Cancer Res，2010，70(7):2840－2851．

［16］Bergmann S，Royer－Pokora B，F(xiàn)ietze E，et al．YB－1 provokes breast cancer through the induction of chromosomal instability that emerges from mitotic failure and centrosome amplification〔J〕．Cancer Res，2005，65(10):4078－4087．

［17］Stratford AL，Habibi G，Astanehe A，et al．Epidermal growth factor receptor(EGFR)is transcriptionally induced by the Y－box binding pro－tein－1(YB－1)and can be inhibited with Iressa in basal－like breast cancer，providing a potential target for therapy〔J〕．Breast Cancer Res，2007，9(5):R61．

［18］Lasham A，Samuel W，Cao H，et al．YB－1，the E2F Pathway，and regulation of tumor cell growth〔J〕．J Natl Cancer Inst，2012，104(2): 133－146．

［19］Basaki Y，Taguchi K，Izumi H．Y－box binding protein－1(YB－1)promotes cell cycle progression through CDC6－dependent pathway in human cancer cells〔J〕．Eur J Cancer，2010，46(5):954－965．

［20］Schittek B，Psenner K，Sauer B，et al．The increased expression of Y box－binding protein 1 in melanoma stimulates proliferation and tumor invasion，antagonizes apoptosis and enhances chemoresistance〔J〕．Int J Cancer，2007，120(10):2110－2118．

［21］Lasham A，Lindridge E，Rudert F，et al．Regulation of the human fas promoter by YB－1，Pur alpha and AP－1 transcription factors〔J〕．Gene，2000，252(1－2):1－13．

［22］Lutz M，Wempe F，Bahr I，et al．Proteasomal degradation of the multifunctional regulator YB－1 is mediated by an F－Box protein induced during programmed cell death〔J〕．FEBS Lett，2006，580(16):3921－3930．

［23］Guay D，Gaudreault I，Massip L，et al．Formation of a nuclear complex containing the p53 tumor suppressor，YB－1，and the Werner syndrome gene product in cells treated with UV light〔J〕．Int J Biochem Cell Bio，2006，38(8):1300－1313．

［24］Okamoto T，Izumi H，Imamura T，et al．Direct interaction of p53 with the Y－box binding protein，YB－1:a mechanism for regulation of human gene expression〔J〕．Oncogene，2000，19(54):6194－6202．

［25］Lovett DH，Cheng S，Cape L，et al．YB－1 alters MT1－MMP trafficking and stimulates MCF－7 breast tumor invasion and metastasis〔J〕．Biochem Biophys Res Commun，2010，398(3):482－488．

［26］Wu Y，Yamada S，Lzumi H，et al．Strong YB－1 expression is associated with liver metastasis progression and predicts shorter disease－free survival in advanced gastric cancer〔J〕．J Surg Oncol，2012，105(7): 724－730．

［27］Baeriswyl V，Christofori G．Christofori．The angiogenic switch in carcinogenesis〔J〕．Semin Cancer Biol，2009，19(5):329－337．

［28］Coles LS，Lambrusco L，Burrows J，et al．Phosphorylation of cold shock domain/Y－box proteins by ERK2 and GSK3 beta and repression of the human VEGF promoter〔J〕．FEBS Lett，2005，579(24):5372－5378．

［29］Yang JY，Ha SA，Yang YS，et al．p－Glycoprotein ABCB5 and YB－1 expression plays a role in increased heterogeneity of breast cancer cells:correlations with cell fusion and doxorubicin resistance〔J〕．BMC Cancer，2010，10:388．

［30］Hanzawa K，Momose S，Higashi M，et al．Y－box binding protein－1 expression in diffuse large B－cell lymphoma:an impact on prognosis in the rituximab era〔J〕．Leuk Lymphoma，2010，51(11):2054－2062．

［31］Hyogotani A，Ito KI，Yoshida K，et al．Association of nuclear YB－l localization with lung resistance－related protein and epidermal growth factor receptor expression in lung cancer〔J〕．Clin Lung Cancer，2012，13(5):375－384．

［32］Das S，Chattopadhyay R，Bhakat KK，et al．Stimulation of NEIL2－mediated oxidized base excision repair via YB－1 interaction during oxidative stress〔J〕．J Biol Chem，2007，282(39):28474－28484．

10．3969/j．issn．1001－5930．2015．06．050

R730．5

:B

1001－5930(2015)06－0943－03

2015－02－25

2015－04－29)

(編輯:甘艷)

330006南昌大學研究生院醫(yī)學部2012級(常林林); 330006江西省婦幼保健院腫瘤科(安云婷)

安云婷