AEG-1在頭頸部腫瘤中的研究進展

劉 亮(綜述)，廖海球(審校)

(南華大學附屬婁底醫(yī)院 湖南省婁底市中心醫(yī)院腫瘤科，湖南 婁底 417000)

星形膠質(zhì)細胞上調(diào)基因1(astrocyte elevated gene 1，AEG-1)是人免疫缺陷病毒感染或腫瘤壞死因子α誘導人胚胎星形細胞后導致表達升高的一種基因，是目前腫瘤領(lǐng)域研究的熱點。隨著分子生物學研究的進展，分子靶向治療已成為繼手術(shù)、化療和放療之后治療惡性腫瘤的第四種模式。大量研究已經(jīng)證實,AEG-1具有癌基因的特性，它與多種惡性腫瘤(鼻咽癌、食管癌、肺癌、肝癌、乳腺癌)的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。AEG-1作為一種癌基因在各種惡性腫瘤中的表達可為研發(fā)治療惡性腫瘤的分子靶向藥物提供新的思路。

1 AEG-1概述

Su等[1]于2002年在人類免疫缺陷病毒感染的人胚胎初級星形細胞中首次克隆出AEG-1。隨后在小鼠體內(nèi)利用噬菌體篩選克隆出AEG-1同源物Metadherin(MTDH)[2]。AEG-1 cDNA全長3611 bp，包括12個外顯子和11個內(nèi)含子，定位于與許多惡性腫瘤發(fā)生高度相關(guān)的常染色體8q22上[3-4]。其啟動區(qū)無TATA或CAAT盒，但富含GC序列和多個SP1基序，其中SP1基序可以與核因子κB相互作用,可能是AEG-1發(fā)揮功能的重要片段[5-6]。人類AEG-1基因編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量約為64×103，等電點PI為9.33，含有582個氨基酸，包括3個核定位信號區(qū)，分別位于氨基酸79～91、432～451、561～580之間，可以介導AEG-1蛋白的核轉(zhuǎn)位,從而發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用。其中561～580氨基酸序列在AEG-1的核轉(zhuǎn)位過程中起主要作用[7-8]。大量研究已經(jīng)證實AEG-1基因是一種原癌基因，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及其預后密切相關(guān)。

2 AEG-1的生物學功能

2.1AEG-1促進腫瘤細胞的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移 腫瘤細胞增殖是腫瘤惡性生長的重要特征之一，研究發(fā)現(xiàn)AEG-1可促進前列腺癌、乳腺癌、食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)等多種腫瘤細胞增殖[9-11]。劉海燕等[12]用設(shè)計合成的AEG-1小分子干擾RNA轉(zhuǎn)染神經(jīng)母細胞瘤細胞株SK-N-SH和M17，結(jié)果顯示下調(diào)AEG-1表達可顯著抑制神經(jīng)母細胞瘤細胞的增殖，促進細胞凋亡，并將細胞周期阻滯在G0/G1期，提示AEG-1可能通過調(diào)節(jié)細胞周期(G0/G1期)促進細胞的增殖。此外，也有大量文獻證實AEG-1能促進腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。Lee等[13]的研究結(jié)果表明，AEG-1過度表達能促進人宮頸癌HeLa細胞和神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的非錨定依賴性生成,從而導致腫瘤細胞侵襲和轉(zhuǎn)移能力增強。在小鼠體內(nèi)利用噬菌體篩選克隆出的AEG-1同源物MTDH(metadherin)可以介導乳腺癌細胞向肺部轉(zhuǎn)移，MTDH中含有一個肺歸巢結(jié)構(gòu)域，也稱為肺歸巢肽，在氨基酸序列378～440之間，它能夠促進乳腺癌細胞在肺脈管系統(tǒng)的黏附作用而導致向肺部的轉(zhuǎn)移[2]。Li等[14]發(fā)現(xiàn)，在高表達AEG-1的乳腺癌細胞株MCF-7中，上皮細胞標志物上皮鈣黏素、角蛋白18表達水平顯著降低，而間質(zhì)細胞標志物波形蛋白、纖連蛋白、β聯(lián)蛋白和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化因子snail、slug表達水平均顯著增強，這些分子的異常表達使該細胞株發(fā)生形態(tài)學和基膜的改變，從而導致腫瘤轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應的早期階段上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生。

2.2AEG-1促進腫瘤血管的生成 腫瘤血管的形成可以為腫瘤的生長提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，是惡性腫瘤生長、浸潤與轉(zhuǎn)移的重要環(huán)節(jié)。Emdad等[15]檢測到高表達AEG-1的肝癌細胞中，其多種血管生成因子的表達也明顯增多。Li等[16]利用微血管密度測定、蛋白印跡、免疫組織化學等方法分析了臨床125例乳腺癌患者,試驗結(jié)果顯示，AEG-1的表達水平與血管內(nèi)皮細胞生長因子和微血管密度呈高度正相關(guān)。相反，種植有AEG-1小分子干擾RNA的雞胚絨毛膜血管生成模型非小細胞肺癌細胞有較少的新血管形成[17]。以上研究結(jié)果均證實了AEG-1的高表達可以促進腫瘤新生血管的生成，從而為不斷浸潤生長的腫瘤組織提供充足的營養(yǎng),最終加速惡性腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移。

2.3AEG-1增強腫瘤細胞對化療藥物的耐藥性 腫瘤細胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥是導致化療失敗的主要原因之一。Li等[18]發(fā)現(xiàn)對順鉑耐藥的卵巢癌組織中AEG-1的表達顯著高于對順鉑敏感的卵巢癌組織，提示AEG-1高表達導致了腫瘤對化療藥物的耐藥。Yoo等[19]探討了AEG-1引起肝細胞癌患者對5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-FU)耐藥的機制,結(jié)果表明，高表達的AEG-1通過上調(diào)雙氫嘧啶脫氫酶的表達而催化5-FU轉(zhuǎn)化成為無活性的代謝產(chǎn)物；肝細胞癌中高表達的AEG-1能夠激活轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄活性及表達,轉(zhuǎn)錄因子又能使5-FU產(chǎn)生細胞毒性靶點之一的胸苷酸的合成增加，進而導致5-FU的藥效下降。以上研究表明，AEG-1基因的上調(diào)介導了腫瘤細胞化療耐藥的產(chǎn)生，而且其介導的耐藥性的分子機制是多靶點、多環(huán)節(jié)的。

3 AEG-1與頭頸部腫瘤

3.1AEG-1在食管癌中的表達及其相關(guān)的作用機制 ESCC術(shù)后轉(zhuǎn)移、復發(fā)是患者死亡的主要原因之一。腫瘤新生血管的生成能為腫瘤組織提供豐富的營養(yǎng)，從而促進腫瘤細胞的克隆性增殖及惡性演進，因此與腫瘤的復發(fā)和轉(zhuǎn)移有密切的關(guān)系，微血管密度是腫瘤微血管生成的一項重要指標[20]。有研究顯示，ESCC組織AEG-1蛋白陽性表達率和微血管密度值均顯著高于非癌食管組織，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的AEG-1蛋白陽性表達率和微血管密度值顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，且AEG-1標記陽性的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組微血管密度值升高更顯著，提示AEG-1的高表達能促進ESCC新生血管的生成，從而促進ESCC的復發(fā)及轉(zhuǎn)移，影響患者的預后[21]。

Yu等[11]的研究也得出了相似的結(jié)論，石蠟包埋的存檔ESCC標本中AEG-1呈高表達，并與ESCC的TNM分期和臨床分期呈正相關(guān)，而且AEG-1水平越高，患者的存活期越短。并進一步研究發(fā)現(xiàn)，AEG-1的過度表達可能是通過Akt/FoxO3a途徑降低p27(Kip1)蛋白表達和誘導細胞周期蛋白D1表達，從而促進腫瘤細胞的增殖及其非錨定依賴性生長能力。

國外的一項最新研究顯示，在ESCC的臨床標本中組蛋白去乙酰化酶抑制劑可以上調(diào)miR-375的表達而抑制腫瘤的生長，并找到了受miR-375調(diào)控的靶基因——AEG-1[22]。研究發(fā)現(xiàn)，ESCC臨床標本中AEG-1的蛋白水平及mRNA均呈高表達，而恢復miR-375可使AEG-1的表達下降，提示AEG-1作為致癌基因參與了ESCC的發(fā)生、發(fā)展,并為研制新的ESCC基因靶向治療藥物提供了新的靶點[22]。

3.2AEG-1與腦膠質(zhì)瘤 腦膠質(zhì)瘤是常見的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，Xia等[23]通過Western blotting、反轉(zhuǎn)錄-多聚酶聯(lián)反應和免疫組織化學法檢測少突膠質(zhì)瘤細胞及相鄰的非癌腦組織中AEG-1的表達，結(jié)果顯示，少突膠質(zhì)瘤細胞AEG-1的蛋白和mRNA水平均較非癌腦組織中高,差異有統(tǒng)計學意義，其石蠟包埋的少突膠質(zhì)瘤標本中AEG-1的表達也顯著增高，再次證明AEG-1是一種癌基因。

AEG-1促進腦膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展的機制包括：①過表達的AEG-1可以通過增加谷氨酸的興奮毒性促進神經(jīng)膠質(zhì)瘤誘導的神經(jīng)退行性病變。Lee等[24]的研究結(jié)果表明，AEG-1的表達與興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白的表達及腦膠質(zhì)瘤患者的神經(jīng)細胞數(shù)呈負相關(guān)。此外，AEG-1介導的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白抑制可引起神經(jīng)膠質(zhì)細胞攝取谷氨酸減少，導致神經(jīng)元細胞的死亡。②AEG-1過表達可以導致腦膠質(zhì)母細胞瘤細胞的壞死。Noch等[25]發(fā)現(xiàn)用缺氧、缺糖誘導下的腦膠質(zhì)瘤細胞株中AEG-1的表達顯著上調(diào)，提示AEG-1過表達可能減少了活性氧類的產(chǎn)生以及增加了對葡萄糖的攝取，使腦膠質(zhì)母細胞瘤細胞處于缺氧和營養(yǎng)匱乏狀態(tài)而發(fā)生壞死，壞死是腦膠質(zhì)母細胞瘤預后差的一個重要的病理特點。③高表達的AEG-1通過促進基質(zhì)金屬蛋白酶9的轉(zhuǎn)錄而增強腦膠質(zhì)瘤細胞的侵襲能力[26]。

3.3AEG-1與唾液癌 Liao等[27]的研究發(fā)現(xiàn)，AEG-1基因在唾液腺癌中表達上調(diào)，并與其TNM分期呈正相關(guān)，而且唾液腺癌患者中AEG-1基因表達水平高者，其整體存活時間較短，而AEG-1表達低者有更長的生存時間，提示通過檢測AEG-1的表達水平可以預測唾液腺癌患者的臨床分期和評估其預后。

3.4AEG-1與鼻咽癌 李果等[28]采用Western blotting技術(shù)檢測AEG-1蛋白在4株鼻咽癌細胞株、47例鼻咽癌組織及21例鼻咽部黏膜中的表達，研究結(jié)果顯示，AEG-1蛋白在鼻咽癌細胞和組織中的表達較鼻咽部黏膜均顯著增高，且其表達水平與患者T分級、臨床分期及頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈顯著正相關(guān)。由此可見，AEG-1也與鼻咽癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

3.5AEG-1與頭頸部其他腫瘤 一項研究顯示[29]，miR-375在咽鱗狀細胞癌、上頜竇鱗狀細胞癌和ESCC的癌組織中的表達較正常上皮組織中明顯減少,提示miR-375是一種腫瘤抑制基因。通過全基因組基因表達分析，基因表達數(shù)據(jù)和熒光素酶報告分析顯示，AEG-1是miR-375調(diào)控的分子靶點。頭頸部鱗癌組織中AEG-1表達水平顯著上調(diào)，而在頭頸部鱗癌細胞轉(zhuǎn)染si-AEG-1可顯著抑制腫瘤細胞的增殖。因此，AEG-1是一種致癌基因?qū)е骂^頸部鱗癌的發(fā)生。識別新的腫瘤抑制miRNA和其調(diào)節(jié)癌癥的途徑可能會為潛在的頭頸部腫瘤發(fā)生的分子機制提供新的見解，并為其基因靶向治療提供新的思路。

4 展 望

自發(fā)現(xiàn)AEG-1以來，它逐漸成為了腫瘤領(lǐng)域研究的熱點。AEG-1已被證實是一種癌基因，參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，有望成為一種新的腫瘤標志物應用于臨床，并且指導腫瘤患者的預后評估。此外,抑制惡性腫瘤中AEG-1的表達不僅可以有效地阻斷腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、腫瘤新生血管的生成等過程,還能提高腫瘤細胞對化療藥物的敏感性，阻斷抗癌藥物耐藥的產(chǎn)生，實現(xiàn)多環(huán)節(jié)抑癌的治療目的，而研發(fā)AEG-1抑制劑用于惡性腫瘤的治療任重而道遠。目前和未來的研究主要集中于使用轉(zhuǎn)基因和基因剔除等手段認知AEG-1基因在腫瘤進展中的功能。臨床資料和基礎(chǔ)實驗都證實了AEG-1基因具有潛在的靶向治療腫瘤的作用，然而其具體的信號通路和作用機制還不甚明了，因此了解AEG-1基因與其上、下游因子之間的相互作用，有助于開發(fā)以AEG-1基因為靶向的小分子復合物。

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