鄭舒方,胡唯偉,楊勇,陳真
(中國藥科大學(xué)藥學(xué)院,江蘇南京211198)
多形性腺瘤基因(pleomorphic adenoma gene,PLAG)家族成員包括PLAG1、PLAGL1和PLAGL2。PLAG1是從染色體易位的多形性腺瘤組織中克隆得到的高表達(dá)基因,在70%的多形性腺瘤中異常激活并高表達(dá),Kas等[1]通過分離鑒定得到兩種與PLAG1序列高度同源的編碼C2H2鋅指蛋白,即其家族成員PLAGL1和PLAGL2。PLAG1、PLAGL1和PLAGL2組成多形性腺瘤基因家族,以核蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的形式在調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生理功能和多種疾病的發(fā)生發(fā)展方面發(fā)揮重要的調(diào)控作用。PLAG1作為癌基因參與人唾液腺的多形性腺瘤的染色體易位,在成脂細(xì)胞瘤和肝母細(xì)胞瘤中高表達(dá)。PLAGL1為腫瘤抑制因子,通過調(diào)控細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期進(jìn)程抑制腫瘤細(xì)胞生長。PLAGL2在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中的作用及其潛在的致癌機(jī)制目前研究還很少,PLAGL2基因及其表達(dá)產(chǎn)物與腫瘤的關(guān)系在學(xué)術(shù)界尚存在爭議。
1.1 PLAG1 PLAG1作為一種致癌基因,參與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。雖然PLAG1誘導(dǎo)的腫瘤發(fā)生的機(jī)制已被證實(shí),但PLAG1在正常生理學(xué)中的作用尚不清楚。已知PLAG1直接調(diào)控多種靶基因,通過胰島素樣生長因子Ⅱ(Insulin-likegrowthfactorⅡ,IGF-Ⅱ)等多種生長因子來參與對(duì)細(xì)胞增殖的調(diào)控,這可能是PLAG1在胚胎發(fā)育和癌癥中的核心作用模式。PLAG1全身敲除小鼠生長遲緩和生育力降低,表明PLAG1參與對(duì)生長和發(fā)育的調(diào)控[2]。
1.2 PLAGL1 PLAGL1/ZAC作為一種抑癌基因,在許多實(shí)體腫瘤中被抑制。其抑癌機(jī)制主要是與p53通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡和停滯細(xì)胞周期來抑制腫瘤細(xì)胞的生長。已報(bào)道在包括卵巢癌在內(nèi)的多種癌癥中,染色體區(qū)域6q24-25的高甲基化導(dǎo)致 PLAGL1的轉(zhuǎn)錄被抑制[3]。組蛋白去乙?;?histonedeacetylase1,HDAC1)參與對(duì)PLAGL1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控,HDAC1作為一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,參與對(duì)多種抑癌基因的表達(dá)調(diào)控,如 JunB、Apc2、金屬硫蛋白 1、金屬硫蛋白2、Prss11。1.3 PLAGL2 PLAGL2作為一種調(diào)控發(fā)育的PLAG1樣原癌基因,在結(jié)構(gòu)和功能上PLAG1和PLAGL2高度相似。與PLAGL1不同,PLAG1和PLAGL2具有相似的DNA結(jié)合力,參與對(duì)共同靶基因的調(diào)控,如對(duì)IGF-Ⅱ基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。體外試驗(yàn)證明PLAG1和 PLAGL2具有相似的致癌特性,PLAGL2的異常表達(dá)使得成纖維細(xì)胞能夠在無血清培養(yǎng)基中生長。與PLAG1類似,PLAGL2參與對(duì)胚胎發(fā)育的調(diào)控。PLAGL2轉(zhuǎn)錄本存在于多種胎兒組織中,但在成人組織中無法通過Northernblot檢測到。與PLAG1相比,PLAGL2在成年小鼠組織中廣泛表達(dá),包括心臟、大腦、肺、脾、肝、骨骼肌、腎臟和睪丸[4],PLAG基因在人類和嚙齒類動(dòng)物之間表達(dá)差異目前還無法解釋。近期在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、外周神經(jīng)系統(tǒng)、感覺和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)對(duì)PLAG基因家族的3個(gè)基因的表達(dá)模式進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)3個(gè)成員在其中一些系統(tǒng)中共同表達(dá),但在其他組織中也表現(xiàn)出獨(dú)特的互補(bǔ)表達(dá)模式[5]。
PLAG家族蛋白在N端C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域中高度同源,PLAGL1和PLAGL2分別與PLAG1有83%和90%相似度;C端具有反式激活功能,PLAGL1和PLAGL2與PLAG1相同度不超過30%,但PLAG1與PLAGL2最后28個(gè)氨基酸有90%的相似度。基于鋅指結(jié)構(gòu)域中DNA結(jié)合域之間的高度相似性,PLAG家族成員很可能識(shí)別類似的富含GC的共有DNA結(jié)合序列并調(diào)節(jié)相同的靶基因和下游信號(hào)通路[6]。
2.1 PLAG1 PLAG1基因位于染色體8q12,主要的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物長度為 7.3kb,也有 3 種較短的剪接體:7.2/7.0kb,和 6.9 kb。PLAG1由5個(gè)外顯子組成,前三個(gè)外顯子因缺少編碼相應(yīng)RNA的啟動(dòng)子序列不可翻譯,第四和第五個(gè)外顯子含有1593bp的編碼序列,可翻譯成56kDa的蛋白。PLAG1的N末端含有7個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域,負(fù)責(zé)與DNA的結(jié)合,C端包含具有轉(zhuǎn)錄激活活性的絲氨酸富集區(qū)域。PLAG1已被證明為核蛋白,在其結(jié)構(gòu)中存在兩個(gè)核定位信號(hào):一個(gè)是N端鋅指結(jié)構(gòu)域,另一個(gè)是位于N端的核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白a2識(shí)別位點(diǎn),參與蛋白質(zhì)與核孔對(duì)接[7]。人PLAG1同小鼠有96%的相似性,位于4號(hào)染色體上,由6個(gè)外顯子組成,含有1500bp的編碼序列,包含第五個(gè)外顯子的3'末端和第六個(gè)外顯子的5'末端,可翻譯成含有499個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。
2.2 PLAGL1 PLAGL1(也稱為 LOT1或 ZAC1)的 DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域中顯示出與PLAG1的高度同源性,但這兩種蛋白的DNA結(jié)合特異性略有不同。人PLAGL1/ZAC位于與生長抑制相關(guān)的染色體6q24~25上,長度≥70kb,并在許多實(shí)體腫瘤中缺失。PLAGL1具有與p53相似的抑制腫瘤細(xì)胞生長的能力[8]。PLAGL1含有5個(gè)外顯子,前三個(gè)外顯子不可翻譯,第四個(gè)外顯子含有ATG起始密碼子,第五個(gè)外顯子含有TAA終止密碼子。PLAGL1蛋白由463個(gè)氨基酸編碼,N端含有7個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域,C端富含絲氨酸和脯氨酸。上述結(jié)構(gòu)可能與其誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和凋亡有關(guān)。
2.3 PLAGL2 PLAGL2 位于染色體 20q11.1,其編碼蛋白包括496個(gè)氨基酸,相對(duì)分子質(zhì)量55kD,N端含有6個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域,C端富含脯氨酸和絲氨酸,N端的鋅指結(jié)構(gòu)為DNA結(jié)合序列,其結(jié)合位點(diǎn)包含一個(gè)核心序列和一個(gè)G-簇序列,并被7個(gè)隨機(jī)核苷酸分開。C端主要參與轉(zhuǎn)錄激活。相比于PLAG1和PLAGL1,PLAGL2在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中的作用及其潛在的致癌機(jī)制目前研究還很少。
PLAGL1是印跡基因,在發(fā)育過程中,PLAGL1在各種組織中僅由父本等位基因表達(dá),與絕大多數(shù)印跡基因一樣,富含CpG序列的差異甲基化區(qū)域(DMR)參與其轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié),體外試驗(yàn)證明CpG島的甲基化誘導(dǎo)抑制基因轉(zhuǎn)錄的異染色質(zhì)修飾[9]。除P1啟動(dòng)子外,PLAGL1轉(zhuǎn)錄本也可來自兩個(gè)額外的啟動(dòng)子,P1上游的P2啟動(dòng)子位于未甲基化的CpG島上,P3啟動(dòng)子位于獨(dú)特區(qū)域,該區(qū)域產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄本只含有該基因的最后3個(gè)外顯子。除了以上3種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之外,PLAGL1區(qū)域編碼兩種非編碼RNA(ncRNA),HYMAI和PLAGL1it,它們?cè)趯⒔M蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶募集到啟動(dòng)子和與染色質(zhì)相互作用中發(fā)揮著重要的作用。染色體3p21上的CTNNB1基因作為轉(zhuǎn)位伴侶,參與PLAG1的染色體易位。在正常情況下,CTNNB1基因編碼參與細(xì)胞-細(xì)胞黏附和WNT-β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,在細(xì)胞中普遍表達(dá)。而PLAG1僅在胎兒組織中普遍表達(dá),染色體易位后,受活性CTNNB1啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng),PLAG1異位過表達(dá)。已有報(bào)道,PLAG1在多個(gè)賴氨酸殘基上發(fā)生蘇?;?sumoylation),且蘇?;瘜?duì)PLAG1的轉(zhuǎn)錄能力具有明顯的抑制作用。PLAG1和PLAGL2通過乙?;?acetylation)修飾,靶向相同的賴氨酸殘基并抑制其反式激活能力。PLAG1和PLAGL2轉(zhuǎn)錄激活機(jī)制相似,二者都只在胎兒組織中轉(zhuǎn)錄后表達(dá),而PLAGL1在胎兒和成人組織中普遍表達(dá),是生長因子信號(hào)通路作用的靶標(biāo),PLAGL1在許多類型的人類腫瘤中被抑制。
PLAG家族蛋白在N端具有高度同源的C2H2鋅指結(jié)構(gòu),是蛋白質(zhì)-DNA識(shí)別中起主要作用的結(jié)構(gòu)域,可以識(shí)別含GRGGG(N)6-8RGGK片段的DNA,C端結(jié)構(gòu)域具有反式激活能力,以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)證明PLAG家族蛋白具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的功能。PLAG家族在結(jié)構(gòu)上高度同源,但功能不同,這與其結(jié)合的DNA結(jié)構(gòu)域不同有關(guān)。PLAG1和PLAGL2特異性識(shí)別并瞬時(shí)激活DNA結(jié)合域共有序列的轉(zhuǎn)錄,該序列由核心序列(GRGGC)和G-簇(RGGK)組成,中間被6~8個(gè)隨機(jī)核苷酸分隔開。兩個(gè)非連續(xù)的鋅指結(jié)構(gòu)域是結(jié)合的關(guān)鍵,其中,鋅指結(jié)構(gòu)域3識(shí)別G-簇,鋅指結(jié)構(gòu)域6,7識(shí)別核心序列。
4.1 PLAG家族與胃癌 在胃腺癌(gastricadenocarcinoma,GAC)患者組織樣本中,檢測到PLAGL1基因的缺失和啟動(dòng)子的高甲基化。在該研究中,12.4%的GAC樣本檢測出PLAGL1基因的拷貝數(shù)丟失,并與其mRNA轉(zhuǎn)錄水平密切相關(guān)。已報(bào)道,PLAGL1基因的啟動(dòng)子超甲基化與許多人類惡性腫瘤密切相關(guān),由于在GAC中未檢測到P2啟動(dòng)子的甲基化,所以PLAGL1主要由P1啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)。研究者在GAC樣品中檢測PLAGL1基因的P1啟動(dòng)子上存在13個(gè)潛在CpG位點(diǎn),P1啟動(dòng)子的甲基化抑制PLAGL1的表達(dá)。亞硫酸氫鹽測序證明了啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)和PLAGL1mRNA轉(zhuǎn)錄水平之間的強(qiáng)相關(guān)性[10]。
4.2 PLAG家族與白血病 Landrette等[11]證實(shí),急性髓系白血病(acutemyeloidleukemia,AML)與16號(hào)染色體的頻繁倒置產(chǎn)生編碼融合蛋白CBFβ-SMMHC的CBFB-MYH11融合基因密切相關(guān)。PLAG1和PLAGL2在小鼠體內(nèi)獨(dú)立的與CBFβ-SMMHC協(xié)同作用,在短時(shí)間內(nèi)有效的誘導(dǎo)白血病。PLAG1和PLAGL2通過誘導(dǎo)細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)化,促進(jìn)細(xì)胞增殖,引起造血祖細(xì)胞的擴(kuò)增,增強(qiáng)細(xì)胞體外自我更新能力,研究表明,PLAG1和 PLAGL2通過擴(kuò)增表達(dá) CBFβ-SMMHC的造血細(xì)胞參與急性髓系白血病的發(fā)生發(fā)展。
miRNA(microRNA)是一種長度為19~25個(gè)堿基的非編碼小RNA,可通過與下游靶基因mRNA的3'UTR區(qū)結(jié)合引起其翻譯抑制或mRNA降解,在轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用。多項(xiàng)研究表明miRNA在細(xì)胞增殖、分化、凋亡、轉(zhuǎn)移、血管新生及腫瘤發(fā)展中均發(fā)揮重要作用。同時(shí)在多種造血系統(tǒng)惡性疾患中存在miRNA的異常表達(dá),參與惡性血液病的發(fā)生和化療耐藥過程。研究發(fā)現(xiàn),PLAG1表達(dá)受miR-107、-141、-155、-181a、-181b 和-424 的調(diào)控。由于啟動(dòng)子的高甲基化,一些miRNA的轉(zhuǎn)錄沉默被認(rèn)為是導(dǎo)致PLAG1過表達(dá)的原因,最終導(dǎo)致慢性淋巴細(xì)胞白血病的發(fā)生發(fā)展。在慢性淋巴細(xì)胞白血病患者B細(xì)胞中,PLAG1mRNA水平與健康供體B細(xì)胞并無差異,但 PLAG1蛋白水平卻上調(diào),提示miRNA主要通過翻譯抑制而非mRNA轉(zhuǎn)錄抑制來調(diào)控PLAG1。腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TNF-relatedapoptosisinducingligand,TRAIL)是一種Ⅱ型跨膜蛋白,主要由免疫細(xì)胞表達(dá),屬于腫瘤壞死因子超家族成員。TRAIL通過與凋亡誘導(dǎo)受體TRAIL-R1和TRAIL-R2結(jié)合,激活內(nèi)源性和外源性凋亡通路來特異性地殺傷腫瘤細(xì)胞,而對(duì)正常細(xì)胞毒性較低,在腫瘤治療中擁有良好的應(yīng)用前景。研究表明多數(shù)人類腫瘤細(xì)胞包括白血病細(xì)胞對(duì)TRAIL原發(fā)或繼發(fā)耐藥,極大程度限制了TRAIL的臨床應(yīng)用。然而,TRAIL耐藥的發(fā)生機(jī)制仍有待進(jìn)一步闡明。miR-424和27a過靶向PLAG1的3'UTR抑制了PLAG1的表達(dá),PLAG1的下調(diào)增加AML細(xì)胞對(duì)TRAIL誘導(dǎo)的凋亡的敏感性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)PLAG1作為轉(zhuǎn)錄因子可以增強(qiáng)Bcl2啟動(dòng)子活性,使其在mRNA水平上調(diào),PLAG1通過轉(zhuǎn)錄激活Bc12發(fā)揮抗凋亡作用,即同時(shí)干擾內(nèi)源性和外源性凋亡通路,阻斷caspase-3、caspase-8和PARP的激活。因此,miR-424、miR-27a具有抑制 PLAG1的功能,可能作為克服AML耐藥治療的新靶點(diǎn)[12]。
4.3 PLAG家族與肝癌 PLAG1基因與肝母細(xì)胞瘤有關(guān),與正常肝組織相比,PLAG1在20個(gè)肝母細(xì)胞瘤中有19個(gè)高表達(dá)。PLAG1mRNA轉(zhuǎn)錄水平在肝母細(xì)胞瘤腫瘤中比正常肝臟高3~12倍,與胎兒肝臟組織中的表達(dá)水平相當(dāng)。熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)檢測證明在肝母細(xì)胞瘤衍生的細(xì)胞系中,PLAG1反式激活來自胚胎IGF-Ⅱ啟動(dòng)子P3的轉(zhuǎn)錄,同時(shí)在幾乎所有肝母細(xì)胞瘤中都檢測到IGF-Ⅱ的上調(diào)[13]。
核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白α2(karyopherinα2,KPNA2)是核轉(zhuǎn)運(yùn)家族蛋白之一,可以作為銜接蛋白與核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1形成異二聚體,促進(jìn)核蛋白導(dǎo)入。已知過表達(dá)的KPNA2可以促進(jìn)肝癌(hepatocarcinoma,HCC)細(xì)胞的增殖,Hu 等[14]證實(shí) PLAG1可通過與KPNA2相互作用而進(jìn)入細(xì)胞核,在臨床樣本中觀察到KPNA2和PLAG1在細(xì)胞核中的共定位。敲低PLAG1可以顯著抑制KPNA2對(duì)細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移能力的促進(jìn)。PLAG1和KPNA2可被用來預(yù)測肝切除術(shù)后HCC患者的預(yù)后。
付琳等[15]檢測106例臨床血漿樣本,在肝癌組,肝硬化組和健康對(duì)照組分別檢測到71.4%、23.5%和6.7%的PLAG1 mRNA高表達(dá)。肝癌組PLAG1mRNA表達(dá)水平顯著高于肝硬化組和健康對(duì)照組。揭示肝癌患者血漿中PLAG1mRNA的表達(dá)水平可作為肝癌診斷和轉(zhuǎn)移的新型腫瘤標(biāo)志物。
PLAGL1在肝癌細(xì)胞系中的轉(zhuǎn)錄水平顯著低于正常成纖維細(xì)胞,但并未檢測到蛋白表達(dá)水平的差異,PLAGL1與P53基因轉(zhuǎn)錄在正常細(xì)胞增殖期間互相協(xié)調(diào),而在癌細(xì)胞中受到干擾。推測肝癌發(fā)生過程中可能存在PLAGL1蛋白的異常轉(zhuǎn)運(yùn)[16]。
4.4 PLAG家族與神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤具有強(qiáng)大的自我更新能力和不成熟的分化特征,這也與其可塑性和治療抗性有關(guān)。Zheng等[17]通過對(duì)18例臨床原發(fā)性膠質(zhì)瘤樣本和20種膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系的研究證實(shí)PLAGL2通過上游Wnt抑制蛋白 Dickkopf-1(DKK1)和 Wnt受體蛋白Frizzled(Fzd2,9)對(duì) Wnt/β-catenin信號(hào)通路進(jìn)行調(diào)控,進(jìn)而促使神經(jīng)腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的自我更新,PLAGL2作為神經(jīng)腦膠質(zhì)瘤的癌基因不斷賦予癌細(xì)胞干細(xì)胞樣特性。這一發(fā)現(xiàn)提示我們,PLAGL2作為具有調(diào)控細(xì)胞分化和自我更新能力的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤致癌基因,是惡性膠質(zhì)瘤治療的很好的靶標(biāo)。
4.5 PLAG家族與結(jié)腸癌 結(jié)直腸癌(colorectalcancer,CRC)是最常見的具有異質(zhì)生物和遺傳特征的惡性腫瘤之一?;?-氟尿嘧啶(5-Fu)的輔助化療對(duì)于CRC患者是一種有效且常用的療法,但只有不到25%的晚期CRC患者能響應(yīng)該治療,對(duì)5-Fu的耐藥性是CRC化療的主要障礙。微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatelliteinstability,MSI)是具有典型臨床病理特征的CRC亞型。MSICRC具有更強(qiáng)的致癌作用和5-FU抗性,潛在的分子機(jī)制仍不清楚。Shi等[18]研究發(fā)現(xiàn)MSICRC的超甲基化引起了miR-181a/135a/302c的減少,而miR-181a/135a/302c通過抑制PLAG1/IGF2信號(hào)傳導(dǎo)增強(qiáng)CRC細(xì)胞對(duì)基于5-Fu的輔助化療的敏感性。該研究有助于我們更好地了解MSICRC中的化學(xué)耐藥機(jī)制,為開發(fā)CRC患者的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供線索。
Wang等[19]研究證實(shí)PLAGL2過表達(dá)可以顯著上調(diào)間充質(zhì)標(biāo)記蛋白,N-鈣粘蛋白和波形蛋白,同時(shí)下調(diào)E-鈣粘蛋白,誘導(dǎo)腫瘤上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),是癌癥預(yù)后不良相關(guān)的獨(dú)立預(yù)測因子。Liu等[20]證實(shí)通過激活PLAGL2/IGF2/-連環(huán)蛋白信號(hào)通路可以促進(jìn)CRC的增殖、遷移和轉(zhuǎn)移。PLAGL2作為原癌基因在CRC中過表達(dá),并且它可以通過與Wnt6的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合而激活Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路[21]。腸上皮干細(xì)胞(intestinalepithelialstemcell,IESC)由兩種主要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子TCF4/β-連環(huán)蛋白復(fù)合物和ASCL2進(jìn)行調(diào)節(jié),這兩種主要的轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)IESC特異性因子的表達(dá),包括Lgr5、Ephb2和Rnf43。PLAGL2通過激活Wnt基因表達(dá),增強(qiáng)腸道器官中的TCF/LEF基因轉(zhuǎn)錄,并且直接增強(qiáng)ASCL2的表達(dá),促進(jìn)腸上皮干細(xì)胞樣的特征。PLAGL2還在Wnt配體耗竭時(shí)促進(jìn)腸細(xì)胞的生長,這一發(fā)現(xiàn)提示我們,PLAGL2的表達(dá)與CRC中的腸上皮干細(xì)胞特征密切相關(guān),可能是治療結(jié)直腸癌的相關(guān)靶標(biāo)[22]。DJ-1是PARK7基因編碼的肽酶C56蛋白家族的一個(gè)成員,它可以作為一個(gè)正向的雄激素受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子,也可以用作氧化還原敏感的分子伴侶,作為氧化應(yīng)激的傳感器。研究表明DJ-1可以通過激活PLAGL2-Wnt-BMP4信號(hào)通路來促進(jìn)CRC轉(zhuǎn)移,這也為CRC患者的術(shù)后輔助治療提供了新的治療靶點(diǎn)[23]。
已證實(shí)PLAGL1在CRC中表達(dá)下調(diào),并且較低的mRNA和蛋白水平與CRC轉(zhuǎn)移進(jìn)展相關(guān)[24]。
4.6 PLAG家族與膀胱癌 Qu等[25]對(duì)203例膀胱尿路上皮癌切除術(shù)患者的臨床樣本進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)PLAGL2在膀胱尿路上皮癌的表達(dá)顯著高于正常膀胱組織,PLAGL2高表達(dá)患者的復(fù)發(fā)時(shí)間和總生存期顯著低于PLAGL2低表達(dá)患者。因此,研究者認(rèn)為PLAGL2表達(dá)可以作為膀胱尿路上皮癌切除術(shù)患者無復(fù)發(fā)生存期(relapsefreesurvival,RFS)和總生存期(overallsurvival,OS)的預(yù)測指標(biāo)。
4.7 PLAG家族與前列腺癌 Guo等[26]研究發(fā)現(xiàn)PLAGL2在前列腺癌患者臨床樣本和前列腺腫瘤細(xì)胞系中表達(dá)顯著升高。PLAGL2前列腺癌患者生化復(fù)發(fā)(biochemicalrecurrence,BCR)和總生存期(overallsurvival,OS)的獨(dú)立預(yù)后因素,過表達(dá)PLAGL2患者的生化復(fù)發(fā)早期發(fā)展和總生存期短。這項(xiàng)研究表明PLAGL2表達(dá)增加與前列腺癌患者切除術(shù)后的病情進(jìn)展相關(guān),并且可能作為前列腺癌的新的不良預(yù)后標(biāo)志物。Jacobs等[27]在前列腺癌患者組織樣本中,檢測到PLAGL1基因的缺失和啟動(dòng)子的高甲基化。
4.8 PLAG家族與肺癌 LKB1(liverkinaseB1)是一種多功能激酶,可以通過激活代謝調(diào)節(jié)因子AMP依賴的蛋白激酶[Adenosine5'-monophosphate(AMP)-activatedprotein kinase,AMPK]來抑制真核細(xì)胞生長調(diào)節(jié)因子 mTORC1,LKB1的缺失與肺癌的高轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良有關(guān)。已有報(bào)道AMPK在不同腫瘤微環(huán)境可以發(fā)揮抗癌或促癌作用,AMPK抑制mTORC1活性,使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期,細(xì)胞生長、增殖停滯,且誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,使腫瘤生長停滯或消退。但腫瘤微環(huán)境不適合癌細(xì)胞增殖的情況下,AMPK介導(dǎo)細(xì)胞存活使其脫離基質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)[28]。在脫離基質(zhì)過程中,PLAG1上調(diào)并激活谷氨酰胺酶谷氨酸脫氫酶1(glutamate dehydrogenase1,GDH1)啟動(dòng)子,而 PLAG1敲低則降低了GDH1表達(dá)并增加了失巢凋亡。PLAG1介導(dǎo)的GDH1的表達(dá)增強(qiáng)激活CamKK2及其下游底物AMPK,為肺癌細(xì)胞提供抗失巢凋亡和促轉(zhuǎn)移信號(hào)傳導(dǎo)。在LKB1缺失的細(xì)胞中GDH1表達(dá)上調(diào),GDH1介導(dǎo)CamKK2-AMPK信號(hào)通路激活,AMPK抗失巢凋亡和促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移,在沒有LKB1缺失的細(xì)胞中GDH1發(fā)揮不了以上作用。因此靶向PLAG1-GDH1信號(hào)通路是預(yù)防LKB1缺失性肺癌轉(zhuǎn)移發(fā)展的潛在治療靶點(diǎn)[29]。
Yang等[30]證實(shí)PLAGL2過表達(dá)引起末端細(xì)支氣管和支氣管肺泡管連接處表達(dá)pro-SP-C和Clara細(xì)胞分泌蛋白(claracellsecretoryprotein,CCSP)的上皮細(xì)胞增加。通過公共肺癌基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫分析顯示,人PLAGL2表達(dá)與肺腺癌呈相關(guān)性,且在女性患者中,PLAGL2的表達(dá)與患者存活預(yù)后呈負(fù)相關(guān),即高表達(dá)PLAGL2的女性患者預(yù)后較差,而男性患者中無此相關(guān)性。因此,研究者們認(rèn)為PLAGL2可以作為肺腺癌發(fā)展和判斷預(yù)后的新指標(biāo)。
4.9 PLAG家族與腎癌 許多兒童期Wilms腫瘤是由microRNA發(fā)生突變引起的,但這些突變引發(fā)腫瘤發(fā)生機(jī)制尚不明確。Chen等[31]發(fā)現(xiàn) PLAG1是這些 microRNA的靶基因,并且在Wilms腫瘤中過表達(dá)。Wilms腫瘤中PLAG1拷貝數(shù)增加,PLAG1表達(dá)水平與Wilms腫瘤的預(yù)后相關(guān)。PLAG1過表達(dá)在體外加速Wilms腫瘤細(xì)胞的生長,并在體內(nèi)誘導(dǎo)發(fā)育中的小鼠腎臟的腫瘤生長。PLAG1激活關(guān)鍵的Wilms腫瘤致癌基因IGF2,并驅(qū)動(dòng)mTORC1信號(hào)傳導(dǎo)通路的靶蛋白。以上研究將microRNA突變與PLAG1-IGF2信號(hào)通路聯(lián)系起來,為解釋W(xué)ilms腫瘤突變驅(qū)動(dòng)疾病發(fā)病機(jī)制提供了新的見解。
由于PLAG家族在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用,因此成為分子生物學(xué)研究的重點(diǎn),特別是PLAG家族成員PLAG1和PLAGL2在急性髓系白血病,肝癌,結(jié)直腸癌中的研究進(jìn)展,確立了其作為腫瘤潛在治療靶點(diǎn)的價(jià)值。然而還有許多問題亟須解決,如尚未發(fā)現(xiàn)PLAG家族成員及其靶分子在治療臨床惡性腫瘤潛在藥物靶點(diǎn),PLAG家族成員是否參與對(duì)腫瘤微環(huán)境的調(diào)控等科學(xué)問題。深入研究PLAG家族成員在腫瘤中的作用機(jī)制,很可能為腫瘤的治療提供新的突破。