腫瘤抑制候選基因2的研究進展

劉赫迪，楊美宇，商 楊，孫 蕾，于建渤

(牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院，黑龍江 牡丹江 157011)

腫瘤抑制候選基因2(tumor suppressor candidate 2,TUSC2)，也稱FUS1(下文統(tǒng)稱TUSC2)，位于人類染色體3p21.3區(qū)，是一種高度保守、普遍存在的線粒體蛋白。其作為腫瘤抑制因子，可通過多種機制在腫瘤細胞中低水平表達，恢復(fù)其表達水平，可抑制腫瘤生長來限制癌癥的發(fā)展。因此，TUSC2作為炎癥和癌變的抑制因子可作為治療疾病的潛在靶標。通過收集近五年相關(guān)文獻，本文對TUSC2基因在癌癥發(fā)生發(fā)展及在臨床應(yīng)用方面進行討論。

1 TUSC2概述

TUSC2位于人類染色體3p21.3上，是一種新型抑癌基因[1]，通過調(diào)節(jié)G1細胞周期和凋亡、鈣信號傳導(dǎo)以及酪氨酸激酶，例如c-Abl、EGFR、PDGFR、AKT，進而影響基因表達來發(fā)揮抑癌作用。TUSC2已被證實在多種癌癥中發(fā)揮抑癌基因的作用，例如在甲狀腺癌、肺癌、乳腺癌等[2]。另外，在染色體Y和X上的抑癌候選基因2假基因(TUSC2P)的轉(zhuǎn)錄與其相應(yīng)蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄TUSC2的3’-UTR同源，兩者通過相互作用抑制或阻止內(nèi)源性miRNA功能，發(fā)揮抑癌作用[3]。

2 TUSC2基因功能

TUSC2通過參與維持線粒體穩(wěn)態(tài)、鈣信號調(diào)節(jié)及參與酪氨酸激酶的調(diào)節(jié)從而在細胞器及更微觀層面發(fā)揮其抑制癌癥進程的作用。

2.1 參與維持線粒體穩(wěn)態(tài)及鈣信號調(diào)節(jié)TUSC2作為一種線粒體腫瘤抑制劑，通過維持平衡的活性氧(reactive oxygen species,ROS)產(chǎn)生和線粒體穩(wěn)態(tài)來維持調(diào)節(jié)細胞氧化應(yīng)激的作用。ROS抑制TUSC2的表達，表明ROS水平高的個體在正常組織中低表達TUSC2，可能更容易發(fā)生氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的癌癥治療副作用，比如放療過程。通過觀察小鼠受輻射的胃腸道上皮細胞情況及小鼠全身輻射方法，進一步證明FUS1通過調(diào)節(jié)抗氧化反應(yīng)途徑來調(diào)節(jié)正常組織的放射敏感性[4]。同時，TUSC2還可以通過調(diào)節(jié)線粒體鈣和鈣耦合機制來抑制癌癥進展[5]。

2.2 參與調(diào)節(jié)酪氨酸激酶c-Abl蛋白作為一種非受體酪氨酸激酶，參與細胞增殖、細胞存活、細胞粘附、細胞遷移和凋亡的調(diào)控。在非小細胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)中，缺乏TUSC2蛋白可以阻止活性c-Abl的下調(diào)，表明TUSC2基因表達缺失可能導(dǎo)致c-Abl激活從而對NSCLC的進展產(chǎn)生影響[6]。LKB1和TUSC2是肺癌中的兩個抑癌基因，LKB1與TUSC2共表達對抗血管生成協(xié)同作用的分子機制與影響血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor,PDGF)及其受體的相互作用有關(guān)，兩者共表達在細胞凋亡和生長方面發(fā)揮抗癌作用[7]。

3 TUSC2基因與腫瘤

TUSC2基因在多種侵襲性癌癥中都有明顯表達，例如在間變性甲狀腺癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC)、肺癌、三陰乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)、食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)、鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)、卵巢癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤以及急性髓細胞性白血病(acute myeloid leukemia,AML)中，TUSC2在癌癥的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起著多重作用。具體來說，該基因可以通過抑制癌基因誘導(dǎo)的細胞衰老和凋亡，影響癌細胞的生長和侵襲能力，增加對化療藥物的化學(xué)敏感性這些方面來發(fā)揮其抑癌作用。

甲狀腺癌是最常見的內(nèi)分泌腫瘤，甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)總體預(yù)后良好，但間變性甲狀腺癌(ATC)卻是最罕見也最致命的亞型。通過RT-PCR和免疫組化分析以及在PTC(TPC-1)和ATC(8505C)細胞系中進行功能實驗證明，TUSC2的表達能夠抑制細胞增殖，遷移和侵襲；TUSC2還可以增強對阿霉素或星形孢菌素凋亡治療的敏感性，表明TUSC2與甲狀腺癌侵襲性呈負相關(guān)，在甲狀腺癌中起到抑癌作用[2]。

全球范圍內(nèi)，肺癌在過去幾十年一直是男性最常見的癌癥之一[8]。肺癌進展和變化受到多種基因和miRNA表達變化的影響，miR-19a在肺癌中的高表達被認為是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵miRNA，通過Western blot分析發(fā)現(xiàn)TUSC2是miR-19a的靶點，miR-19a靶基因可抑制肺癌細胞的生存，遷移與侵襲能力。在侵襲實驗中發(fā)現(xiàn)在肺癌細胞系LK79中miR-19a的表達較高，TUSC2表現(xiàn)出抑制作用，提示TUSC2可以影響肺癌細胞遷移和侵襲能力[9]。

在三陰乳腺癌(TNBC)病程的早期和晚期，化學(xué)療法是主要治療方法[10]。與其他乳腺癌亞型相比，TNBC患者通常具有較差的結(jié)局，這可能是由于其固有的侵略性臨床行為以及缺乏公認治療分子靶標有關(guān)[11]。在TNBC的研究中，miR-138的高表達，與患者預(yù)后不良和腫瘤發(fā)展有關(guān)，TUSC2作為其下游腫瘤抑制因子，直接受miR-138的抑制，miR-138通過抑制TUSC2的表達在TNBC亞型中發(fā)揮促癌作用[12]。

食管鱗狀細胞癌(ESCC)是食管癌的主要組織學(xué)類型，占所有食道癌病例的90%[13]。在食道癌細胞株中，利用熒光素酶活性測定證明miRNA-TUSC2和miRNA-TUSC2P的相互作用是直接的，TUSC2P和TUSC2的缺失可加速食管癌細胞增殖和侵襲，減少細胞凋亡。TUSC2P通過競爭結(jié)合來抑制TUSC2的表達，進而抑制食管鱗癌的功能[8]。

在鼻咽癌方面，與正常非腫瘤鼻咽上皮組織相比，miR-663b在鼻咽癌(NPC)組織中顯著上調(diào)，miR-663b的表達隨著NPC的發(fā)展而逐漸增加，NPC晚期臨床階段和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與其表達增加也有關(guān)。TUSC2作為miR-663b的靶基因，在NPC組織和細胞系中顯著下調(diào)。在NPC中過表達的miR-663b可抑制TUSC2表達，從而促進NPC細胞的增殖，遷移和侵襲[14]。另外，在卵巢癌中miR-663也可以通過抑制TUSC2表達從而促進卵巢癌細胞的生長和侵襲能力[15]。

急性髓細胞性白血病(AML)是成人中最常見的白血病類型，AML作為一種異質(zhì)性疾病，其特征是骨髓和外周血中的髓樣骨細胞(成纖維細胞)克隆增殖，盡管支持療法和預(yù)后風(fēng)險分級的進展已經(jīng)優(yōu)化了既定的療法，但總體長期生存率仍然比較低[16]。AML患者中TUSC2的表達水平明顯降低，miR-378可以提高細胞生存率并促進腫瘤生長和血管生成，在AML中被上調(diào)并影響預(yù)后。TUSC2的表達情況與miR-378呈負相關(guān)，TUSC2的低表達與非M3 AML患者較短的總生存期有關(guān)，表明TUSC2在AML中起腫瘤抑制作用，進而影響AML患者預(yù)后[17]。

膠質(zhì)母細胞瘤占惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤病理的82%，組織學(xué)特征是具有明顯的細胞和有絲分裂活性，血管增殖和壞死[18]。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞中，GAS5-AS1過表達顯著降低腫瘤的重量和體積，同時還可以抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的增殖、遷移和侵襲，miR-106b-5p作為GAS5-AS1的潛在靶標，通過海綿效應(yīng)相互結(jié)合，促進其靶基因TUSC2的表達，進而抑制膠質(zhì)瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[19]。另有研究發(fā)現(xiàn)，TUSC2過表達可顯著上調(diào)膠質(zhì)母細胞瘤中miR-197的表達，從而抑制人膠質(zhì)母細胞瘤的細胞增殖和侵襲，其中miR-197可以抑制細胞增殖且與轉(zhuǎn)移呈負相關(guān)，敲低miR-197可以削弱TUSC2的生物學(xué)功能，TUSC2通過上調(diào)人膠質(zhì)母細胞瘤中miR-197充當(dāng)腫瘤抑制基因[20]。

4 TUSC2的臨床應(yīng)用

相比于常規(guī)的癌癥治療方案，如手術(shù)與放療、化療相互結(jié)合，利用基因靶向技術(shù)同臨床癌癥治療相互結(jié)合不光具有極大的潛力，對提高癌癥治療成功率也有光明的前景。TUSC2基因通過與放化療相互結(jié)合的臨床治療形式，不僅可以有效的改善癌癥患者的耐藥性，還可以增加患病小鼠生存時間及抗腫瘤功效，提示該基因可作為未來臨床治療方面一個切實可行的靶基因。

厄洛替尼作為有效的一線治療選擇，對患有表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)突變晚期或轉(zhuǎn)移性NSCLC患者具有良好耐藥性[21]。TUSC2-厄洛替尼聯(lián)合應(yīng)用顯著抑制腫瘤細胞活性，腫瘤生長和轉(zhuǎn)移并誘導(dǎo)凋亡。在野生型EGFR NSCLC中TUSC2的恢復(fù)可以逆轉(zhuǎn)對厄洛替尼的耐藥性[22]。另有研究顯示，抑癌基因TUSC2在TUSC2缺陷EGFR野生型肺癌細胞中的表達增加了對厄洛替尼的敏感性，金諾芬-TUSC2-厄洛替尼協(xié)同可以明顯抑制腫瘤生長，延長動物生存時間。提示TUSC2的治療活性可應(yīng)用于野生型EGFR肺癌患者[23]。

在非小細胞肺癌患者中進行Ⅰ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，施用TUSC2納米顆?？梢园踩仂o脈注射給肺癌患者。隨后進行Ⅰ/Ⅱ臨床試驗，確定將TUSC2納米顆粒與厄洛替尼組合對療效有益[24]。同時在體外實驗中發(fā)現(xiàn)，TUSC2顯著抑制G12V和G12DKras-突變型同基因小鼠的腫瘤生長，并延長生存期?？筆D-1在抑制腫瘤生長和提高生存率方面效果有限，聯(lián)合TUSC2基因修復(fù)對抑制腫瘤生長和生存期的影響大大提高。聯(lián)合療法對兩種類型的Kras-突變型腫瘤(包括皮下腫瘤和肺轉(zhuǎn)移瘤)均有顯著的治療作用，提示TUSC2基因可能改變Kras小鼠的抗腫瘤機制[25]。

5 前景與展望

TUSC2作為抑癌基因，通過調(diào)節(jié)G1細胞周期進程，促細胞凋亡等方式進行抗腫瘤的作用，已被證實在多個癌癥中起到抑癌作用，其在食管鱗狀癌、鼻咽癌、卵巢癌、急性髓細胞性白血病中皆為低表達。同時，通過實驗數(shù)據(jù)，建立動物模型分析及相應(yīng)基因納米顆粒的臨床應(yīng)用，都證實TUSC2可以在多種癌癥中起到抑制腫瘤發(fā)展作用。隨著醫(yī)療水平和科技方面的進步，癌癥患者越來越關(guān)注癌癥預(yù)后和治療方法，即使有手術(shù)加放化療的聯(lián)合應(yīng)用，仍然有部分癌癥患者預(yù)后及生存率得不到良好的保證。TUSC2作為一種新型抑癌基因，對于其抑癌機制及在腫瘤中的作用已成為新的研究熱點。正確利用TUSC2抑癌機制并結(jié)合臨床療法，可為腫瘤的治療和預(yù)后提供新思路，使腫瘤患者能夠得到有效的治療。

盡管TUSC2已被證實參與G1細胞周期的阻滯，細胞凋亡，線粒體調(diào)節(jié)和鈣信號傳導(dǎo)以及酪氨酸激酶調(diào)節(jié)過程，但是該基因用來調(diào)節(jié)這些過程和信號分子的精確機制仍然沒有非常明確，需進一步研究分析，發(fā)現(xiàn)與其他腫瘤之間聯(lián)系，為腫瘤治療提供新的理論依據(jù)。