新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因TCEB3C的研究進(jìn)展

涂艷陽，祁 婧，張永生（第四軍醫(yī)大學(xué)：唐都醫(yī)院實(shí)驗(yàn)外科，唐都醫(yī)院，陜西西安70038）

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新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因TCEB3C的研究進(jìn)展

涂艷陽1，祁 婧1，張永生2（第四軍醫(yī)大學(xué)：1唐都醫(yī)院實(shí)驗(yàn)外科，2唐都醫(yī)院，陜西西安710038）

【摘 要】TCEB3C是位于18號染色體的單一外顯子印跡基因，編碼轉(zhuǎn)錄延伸因子A3，具有一段保守序列，用于結(jié)合延伸因子BC．該基因的表達(dá)受DNA甲基化和組蛋白甲基化等表觀遺傳學(xué)調(diào)控．在小腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤細(xì)胞中，過表達(dá)

TCEB3C會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞系CNDT2．5的存活率和細(xì)胞生長速度．另外，根據(jù)單倍型分析等分析結(jié)果可知，TCEB3C也會(huì)影響輻射誘導(dǎo)的腦膜瘤和肺腺癌等其他腫瘤的發(fā)生．本研究主要針對TCEB3C基因的生物學(xué)功能與研究進(jìn)展進(jìn)行綜述．

【關(guān)鍵詞】TCEB3C；腫瘤抑制基因；小腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤（SI?NETs）；印跡基因

0　引言

腫瘤屬于發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變性疾病，和普通遺傳性疾病的不同之處在于與腫瘤相關(guān)的基因突變大多是獲得性的、多發(fā)的，并且在很大程度上尚未研究清楚．近來腫瘤相關(guān)基因的研究成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，這將為揭示腫瘤的致病機(jī)制以及為今后的治療方案提供新的思路．抑癌基因的研究歷時(shí)尚短，目前已克隆的抑癌基因包括p53、VHL、DPC4、APC、NF1、NF2等［1］，TCEB3C作為新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，在腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移以及其它生理活動(dòng)中的作用還有待于進(jìn)一步探究．本研究旨在對TCEB3C基因的有關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述．

1　TCEB3C基因的發(fā)現(xiàn)

1996年有報(bào)道［2］探究與人類疾病相關(guān)的功能基因的研究方法．2002年有研究關(guān)注TCEB3C的生物學(xué)功能，發(fā)現(xiàn)該基因參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控．2005年Morison等［3］更加詳細(xì)地揭示了TCEB3C基因?yàn)閱我煌怙@子印跡基因，來源于逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座．最近關(guān)于該基因的研究聚焦于其腫瘤抑制功能，Edfeldt等［4］發(fā)現(xiàn)過表達(dá)該基因會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞的生長速度及生存率．

該基因及其同源基因在后生動(dòng)物、古脊椎動(dòng)物、靈長類動(dòng)物以及人類中都有表達(dá)（http：/ / www．gene?cards．com）．該基因編碼產(chǎn)物為轉(zhuǎn)錄延伸因子Elongin A3．Yamazaki等［5］報(bào)道在人體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄延伸因子Elongin A3在骨骼肌細(xì)胞中表達(dá)水平最高（圖1）．人體細(xì)胞中的TCEB3C基因位于第18號染色體上，位置為18q 21．1［6］，且TCEB3C與其它的基因存在相互作用與調(diào)節(jié)（圖2）．

2　TCEB3C表達(dá)蛋白的結(jié)構(gòu)

TCEB3C表達(dá)蛋白為轉(zhuǎn)錄延伸因子Elongin A3，預(yù)測該蛋白的二級結(jié)構(gòu)（圖3）．轉(zhuǎn)錄延伸因子為三亞基復(fù)合物，由活性亞基（Elongin A，A2或A3）以及調(diào)節(jié)單元延伸因子Elongin B和延伸因子Elongin C組成，通過激活RNA聚合酶Ⅱ活性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄比率．轉(zhuǎn)錄的起始和延伸階段都由控制RNA聚合酶Ⅱ活性的多個(gè)不同的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行調(diào)控．延伸因子A（TCEB3）和A3（TCEB3C）在人體多種組織中表達(dá)，然而延伸因子A2（TCEB3B）只在睪丸中特殊表達(dá)．延伸因子A3編碼546氨基酸的多肽，與延伸因子A和A2分別有49%和81%的一致性［5］．

圖1　TCEB3C在人體中的表達(dá)情況（http：/ / www．genecards．com）

圖2　TCEB3C與其它相關(guān)基因的相互關(guān)系網(wǎng)絡(luò)（http：/ / www．genecrads．com）

Elongin B和C形成一種穩(wěn)定的復(fù)合物，其與活性亞基（Elongin A，A2或A3）結(jié)合，可有效地誘導(dǎo)活性亞基的轉(zhuǎn)錄激活活性，Elongin C作為一個(gè)誘導(dǎo)配基，通過與活性亞基轉(zhuǎn)錄活性結(jié)構(gòu)域中的保守序列基元相互作用而發(fā)揮功能．Elongin B通過促進(jìn)C與A的結(jié)合而行使伴侶蛋白的功能．值得注意的是，Elon?gin BC也是VHL腫瘤抑制基因產(chǎn)物復(fù)合物的組成部分．VHL蛋白和Elongin A都有一個(gè)保守的Elongin BC結(jié)合位點(diǎn)［7］．復(fù)合體VHL?延伸因子BC結(jié)合不同蛋白（HIF1，VEGF，PDGF?B和GLUT1）并促進(jìn)泛素化和蛋白降解，而且大部分可遺傳的VHL疾病中腫瘤抑制基因VHL突變，會(huì)減小與延伸因子BC的結(jié)合能力，促使腫瘤發(fā)生［8］，這與Elongin BC復(fù)合物在腫瘤發(fā)生中的功能相一致，推測延伸因子ABC復(fù)合體也與蛋白的降解以及腫瘤發(fā)生相關(guān)［9］．

圖3　預(yù)測Elongin A3的二級結(jié)構(gòu)模型（http：/ / www．rcsb．org/ pdb/ home/ home．do）

3　印跡基因TCEB3C的表達(dá)受表觀遺傳調(diào)控

印跡基因是一種起源于親代的特殊方式，是一種非孟德爾遺傳現(xiàn)象．TCEB3C（延伸因子Elongin A3）是18號染色體上唯一已知的印跡基因（http：/ / www．geneimprint．com）［10－11］，通過激活RNA聚合酶Ⅱ調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄比率．TCEB3C作為印跡基因，來源于逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座．人類腫瘤中，88%表達(dá)的TCEB3C為單一外顯子基因．免疫組化分析顯示多數(shù)腫瘤細(xì)胞不能表達(dá)延伸因子A3［12］．

由于基因啟動(dòng)子區(qū)域CpG島的甲基化常會(huì)抑制基因表達(dá)，所以癌癥中的印跡基因常受到關(guān)注．關(guān)于SI?NETs中的基因和表觀遺傳缺陷我們知之甚少，但在SI?NETs的原發(fā)性和轉(zhuǎn)移瘤中，18號染色體缺失卻比較常見（43%～100%）．為探究該印跡基因的突變機(jī)制，Li等［11］將位于18q2～18q22的假定腫瘤抑制基因進(jìn)行突變分析，結(jié)果顯示沒有變化；48例SI?NETs外顯子測序顯示較低的突變率，也沒有發(fā)現(xiàn)突變基因．

2014年Edfeldt［4］等探究印跡基因TCEB3C的表觀遺傳調(diào)控時(shí)，利用甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5?aza?dC強(qiáng)烈誘導(dǎo)mRNA水平和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤細(xì)胞系CNDT 2．5細(xì)胞中的蛋白表達(dá)，但在對照細(xì)胞系中沒有相應(yīng)的結(jié)果（sHPT?1和HEK293T）．隨后又利用RNAi沉默甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT1誘導(dǎo)基因表達(dá)，進(jìn)一步證明TCEB3C受DNA甲基化調(diào)節(jié)這一假設(shè)．排除細(xì)胞系特殊效應(yīng)，術(shù)后用甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5?aza?dC處理來源于11個(gè)SI?NETs原發(fā)性細(xì)胞培養(yǎng)物．其中10個(gè)腫瘤的mRNA表達(dá)明顯增加，這說明SI?NETs中TCEB3C通過DNA甲基化被抑制．由于DNA甲基化和組蛋白修飾相關(guān)聯(lián)，Edfeldt又利用整體的組蛋白甲基化抑制劑DZNep處理了CNDT2．5，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對照細(xì)胞相比，mRNA和蛋白表達(dá)增加．為進(jìn)一步探究DNA甲基化作用，用焦磷酸測序分析位于CpG島的啟動(dòng)子區(qū)域，進(jìn)一步說明腫瘤中TCEB3C表達(dá)受表觀遺傳DNA和組蛋白甲基化調(diào)節(jié)．

4　TCEB3C基因與腫瘤

4．1TCEB3C基因與小腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤 神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤（NETs）是一組起源于肽能神經(jīng)和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的異質(zhì)性腫瘤，其中小腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤（SI?NETs）是一種特殊類型的消化道腫瘤，來源于小腸腸嗜鉻細(xì)胞APUD細(xì)胞系的腫瘤［13］，分散進(jìn)入腸粘膜．該腫瘤的發(fā)病率占NETs的18．29%，僅次于結(jié)直腸NET，位列第二．其原發(fā)病灶通常較小，臨床癥狀輕微，容易被誤診和漏診，約有60%的患者在明確診斷時(shí)已出現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到局部淋巴結(jié)和肝臟中．該腫瘤可以產(chǎn)生激素，比如血清素和速激肽，產(chǎn)生類癌瘤綜合征引起支氣管縮小和心臟病．

為探究TCEB3C對于CNDT2．5細(xì)胞生長潛在的影響，Edfeldt等［4］將TCEB3C表達(dá)質(zhì)粒和對照空載體轉(zhuǎn)染到sHPT?1和HEK293T中進(jìn)行克隆成型分析．過表達(dá)TCEB3C會(huì)導(dǎo)致CNDT2．5細(xì)胞克隆存活率減50%，但對照細(xì)胞并未減少，這說明TCEB3C是SI?NETs潛在的抑制基因．在其后期的研究中，過表達(dá)TCEB3C可以抑制細(xì)胞的生長，同樣也說明該基因?yàn)槟[瘤抑制基因［12］．

4．2TCEB3C基因與輻射誘導(dǎo)的腦膜瘤 腦膜瘤是最常見的原發(fā)性腦腫瘤，電磁輻射是該腫瘤發(fā)生的主要誘因［14］，風(fēng)險(xiǎn)比平時(shí)高6～10倍．目前，輻射相關(guān)的腦膜瘤（radiation?associated meningioma，RAM）是最常見的輻射誘導(dǎo)的腫瘤．

20世紀(jì)50年代，在北非和中東地區(qū)，治療兒童頭癬時(shí)會(huì)用到放射療法，即在頭頂頭皮部位用放射射線［15］，該治療方法可能會(huì)誘導(dǎo)腦膜瘤．Hosking等［16］分析了電磁輻射相關(guān)的腦腫瘤和基因組41414例單倍型分析之間的關(guān)聯(lián)性，其中66例單倍型測試說明了基因型和RAM之間的關(guān)聯(lián)，包括18號和10號染色體的多個(gè)單倍型，關(guān)聯(lián)最強(qiáng)的位置出現(xiàn)在18q21．1、18q21．32和10q21．3，其中包括TCEB3CL，TCEB3C，TCEB3B．

4．3TCEB3C基因與肺腺癌等惡性腺癌 肺腺癌（lung adenocarcinoma）屬于肺癌，非小細(xì)胞癌．早期無征兆，表現(xiàn)為圓形或橢圓形腫塊，一般生長較慢，但有時(shí)早期即發(fā)生血行轉(zhuǎn)移，起源于支氣管粘膜上皮，少數(shù)起源于大支氣管的粘液腺［17］．

Renieri等［18］檢測了在肺癌或其它癌癥中已經(jīng)報(bào)道的基因突變，發(fā)現(xiàn)TCEB3C存在截短突變．TCEB3C的突變出現(xiàn)在肺腺癌患者的細(xì)胞中，影響腫瘤的發(fā)生．

5　展望

隨著生物測序和免疫組化等實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究聚焦于人類腫瘤相關(guān)抑制基因以及其在治療腫瘤領(lǐng)域中的應(yīng)用［19］．TCEB3C作為新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，目前在小腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中的研究已經(jīng)有所進(jìn)展，但其腫瘤抑制機(jī)制及該基因在其它腫瘤中的功能還有待于進(jìn)一步探究．

近年來，腫瘤基因治療的熱點(diǎn)在于將正常腫瘤抑制基因?qū)肽[瘤細(xì)胞中，來替代由于缺失或突變而失去功能的基因，以抑制腫瘤細(xì)胞的生長．例如采用腺病毒作為載體，將正常的野生型腫瘤抑制基因?qū)肽[瘤細(xì)胞替代突變的該腫瘤抑制基因［20］，能有效控制腫瘤細(xì)胞的生長或引起凋亡［21］．TCEB3C作為一種潛在的、新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，其對于治療腫瘤應(yīng)用方面的探索仍需繼續(xù)開展，這種治療方案與傳統(tǒng)的化療和放療方式相結(jié)合將會(huì)成為抗腫瘤的有力手段．

【參考文獻(xiàn)】

［1］Xu JH，Hu SL，Shen GD，et al．Tumor suppressor genes and their underlying interactions in paclitaxel resistance in cancer therapy［J］．Cancer Cell Int，2016，16：13．

［2］Bonaldo MF，Lennon G，Soares MB．Normalization and subtraction：two approaches to facilitate gene discovery［J］．Genome Res，1996， 6（9）：791－806．

［3］Morison IM，Ramsay JP，Spencer HG．A census of mammalian imprinting［J］．Trends Genet，2005，21（8）：457－465．

［4］Edfeldt K，Ahmad T，?kerstr?m G，et al．TCEB3C a putative tumor suppressor gene of small intestinal neuroendocrine tumors［J］．Endocr Relat Cancer，2014，21（2）：275－284．

［5］Yamazaki K，Guo L，Sugahara K，et al．Identification and biochemi?cal characterization of a novel transcription elongation factor，Elongin A3［J］．J Biol Chem，2002，277（29）：26444－26451．

［6］Nusbaum C，Zody MC，Borowsky ML，et al．DNA sequence and analysis of human chromosome 18［J］．Nature，2005，437（7058）：551－555．

［7］Duan DR，Pause A，Burgess WH，et al．Inhibition of transcription elongation by the VHL tumor suppressor protein［J］．Science，1995，269（5229）：1402－1406．

［8］Conaway JW，Kamura T，Conaway RC．The Elongin BC complex and the von Hippel?Lindau tumor suppressor protein［J］．Biochim Biophys Acta，1998，1377（2）：M49－54．

［9］Yasukawa T，Kamura T，Kitajima S，et al．Mammalian Elongin A complex mediates DNA?damage?induced ubiquitylation and degrada?tion of Rpb1［J］．EMBO J，2008，27（24）：3256－3266．

［10］Strichman?Almashanu LZ，Lee RS，Onyango PO，et al．A genome?wide screen for normally methylated human CpG islands that can identify novel imprinted genes［J］．Genome Res，2002，12（4）：543－554．

［11］Li SS，Yu SL，Singh S．Epigenetic states and expression of imprinted genes in human embryonic stem cells［J］．World J Stem Cells，2010，2（4）：97－102．

［12］Edfeldt K．Small Intestinal Neuroendocrine Tumours：Genetic and Epigenetic Studies and Novel Serum Biomarkers［J］．Medical＆Health Sciences，2014．

［13］Rehfeld A，Plass M，D?ssing K，et al．Alternative Polyadenylation of Tumor Suppressor Genes in Small Intestinal Neuroendocrine Tumors［J］．Front Endocrinol（Lausanne），2014，5：46．

［14］Bondy ML，Scheurer ME，Malmer B，et al．Brain tumor epidemiolo?gy：consensus from the Brain Tumor Epidemiology Consortium［J］．Cancer，2008，113（7 Suppl）：1953－1968．

［15］Sadetzki S，Chetrit A，F(xiàn)reedman L，et al．Long?term follow?up for brain tumor development after childhood exposure to ionizing radia?tion for tinea capitis［J］．Radiat Res，2005，163（4）：424－432．

［16］Hosking FJ，F(xiàn)eldman D，Bruchim R，et al．Search for inherited susceptibility to radiation?associated meningioma by genomewide SNP linkage disequilibrium mapping［J］．Br J Cancer，2011，104（6）：1049－1054．

［17］Cao Y，Zhu LZ，Jiang MJ，et al．Clinical impacts of a micropapillary pattern in lung adenocarcinoma：a review［J］．Onco Targets Ther，2016，9：149－158．

［18］Renieri A，Mencarelli MA，Cetta F，et al．Oligogenic germline mutations identified in early non?smokers lung adenocarcinoma patients［J］．Lung Cancer，2014，85（2）：168－174．

［19］涂艷陽，周皓甦，張永生．STAT3：膠質(zhì)瘤治療的新方向［J］．轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志，2014，1（3）：5－6．

［20］李曉東，王小菁．腫瘤抑制基因p53的研究進(jìn)展［J］．華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002（3）：112－119．

［21］袁璧釵，林 東．腫瘤抑制基因p53與人類腫瘤研究進(jìn)展［J］．基層醫(yī)學(xué)論壇，2005，9（10）：929－930．

·臨床與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)·

The research progress of a newly discovered TCEB3C tumor suppressor gene

TU Yan?Yang1，QI Jing1，ZHANG Yong?Sheng2
Fourth Military Medical University：1Department of Experimental Surgery of Tangdu Hospital，2Tangdu Hospital，Xi’an 710038，China

【Abstract】The human TCEB3C gene encoded transcription elongation factor B polypeptide 3C on chromosome 18．As an imprinting gene and single?exon genes，TCEB3C appear to have originated from retrotransposition events with the high degree of conservation of the putative elongin BC?binding residues．The expression of TCEB3C is epigenetically regulated by DNA methyl?ation and histone methylation．Over?expression of TCEB3C in SI?NETs will inhibit the survival rate of the tumor cell line CNDT2．5 and the growth of cells．According to haplotype analysis and other analysis，TCEB3C is also related to the occurrence of radiation?associated meningioma and lung adenocarcinoma．The biological function and research progress of TCEB3C are reviewed in this paper．

【Keywords】TCEB3C；tumor suppressor gene；SI?NETs；imprinted gene

【中圖分類號】R730．2

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

文章編號：2095?6894（2016）03?01?04

收稿日期：2016－01－18；接受日期：2016－02－05

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（81572983）

作者簡介：涂艷陽．博士，副教授，副主任醫(yī)師．Tel：029?84777469 E?mail：tu．fmmu＠gmail．com