分化抑制因子—1與頭頸部腫瘤關系的研究進展

姜樹義　王衛之　彭又云

【摘要】 近年研究表明，Id-1在人類多種頭頸部惡性腫瘤諸如口腔鱗癌、鼻咽癌、喉癌、涎腺腫瘤等中過表達并通過多條信號通路推進細胞周期的演進，促進腫瘤細胞增殖、遷移、浸潤，抑制細胞分化和誘導血管的發生，與腫瘤的預后密切相關，而且有望成為腫瘤治療中的新靶點。

【關鍵詞】 分化抑制因子-1； 腫瘤； 侵襲； 轉移

分化抑制因子（Inhibitor of Differentiation Protein， Id-1），又稱DNA結合抑制因子（DNA-Binding Protein Inhibitor），因其在細胞周期調控過程中的重要作用而備受關注。大量研究結果證明，Id在人體腫瘤標本及體外培養的腫瘤細胞中均呈現高表達的趨勢[1-2]。近年研究揭示，其與多種腫瘤的生物學特性有著密切聯系，已成為眾多研究的重點[3-6]。

1 Id的結構與功能

Id蛋白家族廣泛存在于哺乳動物細胞中，由位于不同染色體上的4種Id基因所編碼，即20p1、2p25、1p36和6p22～21[7]。Id蛋白屬于HLH家族成員之一，HLH轉錄因子結構包括兩個保守較高的由15～20個氨基酸組成的α螺旋，中間以不同長度和序列的保守性較差的袢環（loop）區段相分割。大部分HLH蛋白有一個與HLH基序相鄰的強堿性區域，能與DNA的E盒或相關N盒結合，含有此區的HLH成為堿性HLH（bHLH）蛋白，其參與細胞命運和細胞分化過程的基因調控[8-9]。Id-1與靶基因特異DNA調控區結合，調控基因表達，對細胞分化起負性調節作用，與多種腫瘤的發生、發展、侵襲、血管生成有密切關系，因此具有癌基因的某些特性，具有癌基因的某些特性[10]。Id蛋白具有與bHLH相同的形成二聚體的能力，但本身缺乏DNA結合所必需的堿性氨基酸序列，主要與bHLH形成Id-bHLH異二聚體，抑制bHLH與DNA及其他組織特異性bHLH轉錄因子結合，對bHLH轉錄因子活性起負調節作用，從而抑制細胞的分化，促進細胞增殖。此外，Id蛋白也能與非HLH蛋白，如Rb、Ets結構域轉錄因子、同源盒家族轉錄因子Pax、小鼠Id相關蛋白 （MIDAq）等相互作用表現其生物學活性。

2 Id-1與口腔鱗癌

以往研究結果顯示，Id-1在許多上皮來源的腫瘤組織如前列腺癌、食管和口腔的鱗狀上皮癌等均呈高表達，推測Id-1可能參與了這類上皮源性腫瘤的發生[11]。Nishimine等[12]用免疫組織化學法對83例口腔鱗癌（oral squamous cell carcinoma， OSCC）患者及8例正常人的牙齦上皮組織中的Id-1～3的表達進行比較發現，在OSCC細胞中，Id-1蛋白的陽性表達率為27.7%，而在正常牙齦中Id蛋白呈極弱陽性或陰性表達。Langlands等[13]的實驗亦證實此結論，他們發現幾乎所有的OSCC細胞中Id-1均呈強陽性表達。Dong等[14]人于2004至2008年間通過對128例臨床OSCC患者和60例非腫瘤性口腔黏膜標本運用免疫組化等方法進行研究后發現，在非腫瘤性口腔黏膜組織中，Id1呈現弱表達或陰性表達，而在128列OSCC患者中，Id-1呈現不規則表達，陰性表達、弱陽性表達、陽性表達和強陽性表的比例分別為16.4%（21例）、18.8%（24例）、50.0%（64例）和14.8%（19例）。此外，他們還發現，Id-1的高表達和OSCC的臨床不良預后有關[15]。Id1的表達與腫瘤的直徑、淋巴結的轉移、腫瘤的復發率均呈正相關，在腫瘤的第Ⅲ、Ⅳ期的Id1表達量也明顯高于第1、2期。究其機制，根據近年的研究[16-17]，可能為Id1經TNF-α誘導后，滅活Bax以及caspase3途徑而活化bcl-2途徑，上調核轉錄因子-?b（nuclear factor-kappa b， NF-?b）的功能活性和抗凋亡效應因子bcl-xL和ICAM-1從而促進細胞增殖，抑制細胞凋亡。

3 Id-1與鼻咽癌

近年來關于Id-1蛋白與鼻咽癌（Nasopharyngeal neoplasms）的研究鮮見。Wang等[18]探究發現，將Id-1cDNA全長的基因經逆轉錄病毒轉染鼻咽癌CNE1細胞株后，不依賴血清的NPC細胞增殖能力加強，生長速度加快，處于S期的細胞比例顯著增多。此外，Cheung等[19]通過對鼻咽癌CNE1細胞株的研究發現，Id-1能夠通過磷酸化Raf-1和MEK1/2激酶而抑制Bax的表達，并促進Bcl1-2活性表達增強，最終達到抑制化療藥物紫杉醇誘導的癌細胞凋亡的效果。與此同時，Li等[20]在研究鼻咽癌NP69細胞株中EB病毒潛伏性膜蛋白（LMP1）調節Id-1蛋白表達的通路時發現，LMP1的羧基末端活化去1和2（CTAR-1、CTAR-2）通過活化NF-KB，促進感染EBV病毒的癌前病變的鼻咽癌上皮細胞的惡性轉變。

4 Id-1與甲狀腺腫瘤

通過對103例人體甲狀腺正常組織、增生性組織（多結節性甲狀腺腫、Graves病）和腫瘤組織中Id-1的表達和分布的對比研究，Kebebew等[21]發現Id-1在正常組織中的表達水平最低，而在間變性甲狀腺癌的表達水平相較于良惡性甲狀腺組織最高。惡性腫瘤組織中Id-1的表達量高于增生性甲狀腺組織。但是在不同年齡、性別、腫瘤分期、腫瘤分化程度以及腫瘤原發灶與淋巴結轉移癌、原發腫瘤與復發腫瘤的對比中，Id-1的表達水平并未具有統計學意義的差別，據此提示Id-1并非甲狀腺癌分化和侵襲表型的標記物。Ciarrocchi等[22]運用免疫組化、免疫熒光、微陣列分析等方法證實Id-1通過使腫瘤細胞獲取侵襲能力參與甲狀腺腫瘤進程。其中，微陣列分析數據顯示，在甲狀腺腫瘤細胞中，Id-1控制著一系列已知在其他類型腫瘤中與腫瘤細胞的侵襲能力和轉移潛能相關的基因的表達。這些基因編碼蛋白產物，增強腫瘤細胞的遷移和浸潤。endprint

5 Id-1與涎腺腫瘤

Yang等[23]在對不同惡性程度的唾液腺黏液表皮樣癌組織中Id-1的表達情況的探討時發現，Id-1在正常唾液腺中的陽性表達率明顯低于在黏液表皮樣癌組織中的陽性表達率；在中分化和低分化黏液表皮樣癌組織中Id-1的蛋白表達率明顯高于高分化黏液表皮樣癌；而Id-1在中分化和低分化黏液表皮樣癌組織中的蛋白表達率差異無統計學意義（P>0.05）。該結果提示中分化和低分化黏液表皮樣癌可能具有更強的細胞增殖能力，這與其具有更高的惡性程度和更差的預后特征相符合，同時說明ld-1表達水平的升高可能打破了正常細胞內癌基因與抑癌基因相互制約的平衡關系，進而激活某條信號傳導通路推進細胞周期進程、抑制細胞分化、促進細胞增殖，從而誘導正常細胞向腫瘤細胞轉化。

謝衛紅[24]通過免疫組化等方法檢測了54例涎腺腺樣囊性癌、12例多形性腺瘤和10例正常涎腺組織中Id-1的表達，結果顯示Id-1在上述組織中的陽性率分別為72.2%、33.3%和10.0%，涎腺腺樣囊性癌與多形性腺瘤以及涎腺腺樣囊性癌與正常涎腺比較，差異均具有統計學意義（P<0.05），這表明Id-1的表達與涎腺腺樣囊性癌惡性生物行為相關；轉移組和無轉移組陽性率分別為81.6%和50.0%，比較差異具有統計學意義（P<0.05）；Ⅰ～Ⅱ期和Ⅲ～Ⅳ期陽性率分別為46.2%和80.5%，比較差異具有統計學意義（P<0.05），提示Id-1蛋白在涎腺腺樣囊性癌的浸潤和轉移過程中起到了促進作用，因此可作為涎腺腺樣囊性癌預后的指標之一。

綜上所述，Id-1與頭頸部腫瘤密切相關，對Id-1的進一步研究必將使人們對頭頸部腫瘤的發生發展以及轉移預后等得到更深入的了解。此外，Id-1的這種在腫瘤中高表達的特性或許會提供一種靶向藥物治療的新途徑。

參考文獻

[1] Yokota Y， Mori S. Role of Id family proteins in growth control[J]. J Cell Physiol，2002，190（1）：21-28.

[2] Lasorella A， Uo T， Iavarone A. Id proteins at the cross-road of development and cancer[J]. Oncogene，2001，20（58）：8326-8333.

[3] Zhao Z R， Zhang Z Y， Zhang H， et al. Overexpression of Id-1 protein is a marker in colorectal cancer progression[J]. Oncol Rep，2008，19（2）：419-424.

[4] Iwatsuki M， Fukagawa T， Mimori K， et al. Bone marrow and peripheral blood expression of ID1 in human gastric carcinoma patients is a bona fide indicator of lymph node and peritoneal metastasis[J]. Br J Cancer，2009，100（12）：1937-1942.

[5] Yang H Y， Liu H L， Ke J， et al. Expression and prognostic value of Id protein family in human breast carcinoma[J]. Oncol Rep，2010，23（2）：321-328.

[6] Zielinski A J， Fong S， Allison J， et al. The helix-loop-helix Id-1 inhibits PSA expression in prostate cancer cells[J]. Int J Cancer，2010，126（10）：2490-2496.

[7] Norton J D. ID helix-loop-helix proteins in cell growth， differentiation and tumorigenesis[J]. J Cell Sci，2000，113（Pt22）：3897-3905.

[8]吳劍，史子敏.Id4因子與腫瘤相關性的研究進展[J].實用臨床醫學，2010，11（10）：117-119.

[9] Yang Y， Wang H C， Sun X H. Id1 induces apoptosis through inhibition of RORgammat expression[J]. BMC Immunol，2008，9（20）：1186-1471.

[10] Zielinski A J， Fong S， Allison J， et al. The helix-loop-helix Id-1 inhibits PSA expression in prostate cancer cells[J]. Int J Cancer，2010，126（10）：2490-2496.

[11]劉玉波，于小玲，趙輝.前列腺癌組織BMP2表達及其與DIF1的相關性[J].齊魯醫學雜志，2011，26（2）：114-115.

[12] Nishimine M， Nakamura M， Mishima K， et al. Id proteins are overexpressed in human oral squamous cell carcinomas[J]. J Oral Pathol Med，2003，32（6）：350-357.endprint

[13] Langlands K， Down G A， Kealey T. Id proteins are dynamically expressed in normal epidermis and dysregulated in squamous cell carcinoma[J]. Cancer Res，2000，60（21）：5929-5933.

[14] Dong Z， Liu S， Zhou C， et al. Overexpression of Id-1 is associated with tumor angiogenesis and poor clinical outcome in oral squamous cell carcinoma[J]. Oral Oncol，2010，46（3）：154-157.

[15] Dong Z， Liu S， Zhou C， et al. Overexpression of Id-1 is associated with tumor angiogenesis and poor clinical outcomein oral squamous cell carcinoma[J]. Oral Oncol，2010，46（3）：154-157.

[16] Ling M T， Wang X， Ouyang X S， et al. Id-1 expression promotes cell survival through activation of NF-B signalling pathway in prostate cancer cells[J]. Oncogene，2003，22（29）：4498-4508.

[17]宋毅，宮媛媛，吳星偉.靈杞黃斑顆粒對損傷鼠視網膜c-fos、caspase-3、bcl-xL表達的影響[J].四川中醫，2011，29（11）：14-16.

[18 ]Wang X， Xu K， Ling M T， et al. Evidence of increased Id-1 expression and its role in cell proliferation in nasopharyngeal carcinoma cells[J]. MolCarcinog，2002，35（1）：42-49.

[19] Cheung H W， Ling M T， Tsao S W， et al. Id-1-induced Raf/MEK pathway activation is essential for its protective role against taxol-induced apoptosis in nasopharyngeal carcinoma cells[J]. Carcinogenesis，2004，25（6）：881-887.

[20] Li H M， Zhuang Z H， Wang Q， et al. Epstein-Barr virus latent membrane protein 1（LMP1） upregulates Id1 expression in nasopharyngeal epithelial cells[J]. Oncogene，2004，23（25）：4488-4494.

[21] Kebebew E， Peng M， Treseler P A， et al. Id1 gene expression is up-regulated in hyperplastic and neoplastic thyroid tissue and regulates growth and differentiation in thyroidcancer cells[J]. J Clin Endocrinol Metab，2004，89（12）：6105-6511.

[22] Ciarrocchi A， Piana S， Valcavi R， et al. Inhibitor of DNA binding-1 induces mesenchymal features and promotes invasiveness in thyroid tumourcells[J]. Eur J Cancer，2011，47（6）：934-945.

[23] Yang S， Li A， Guo L J， et al. The expression of inhibitor-1 of DNA binding/differentiation-1and thrombospondin-1 in mucoepidermoid carcinoma of different malignant degree[J]. West China Journal of Stomatology，2008，26（4）：425-429.

[24]謝衛紅，趙軍方.涎腺腺樣囊性癌中Id-1表達的研究[J].中國實用醫刊，2009，36（22）：1-2.

（收稿日期：2013-11-15） （本文編輯：王宇）endprint