核內不均一核糖核蛋白A2/B1的研究進展△

高立斌　石靜嫻　李祺福

廈門大學醫學院基礎醫學部，廈門　361102

核內不均一核糖核蛋白A2/B1的研究進展△

高立斌石靜嫻李祺福#

廈門大學醫學院基礎醫學部，廈門361102

核內不均一核糖核蛋白A2/B1（hnRNPA2/B1）是核不均一核糖核蛋白家族的成員，其在細胞生命活動中起著非常重要的作用，主要參與pre-mRNA的可變剪接和轉錄調控、端粒維持及細胞增殖、遷移過程，在很多腫瘤中呈高表達的狀態。本文就hnRNPA2/B1在腫瘤中的作用與機制及其所涉及的其他功能作一綜述。

hnRNPA2/B1；腫瘤；可變剪接

癌癥是世界上的頭號殺手，每年有數以萬計的人類死于癌癥，癌細胞具有無限增殖、遷移和抵抗凋亡的能力。了解癌癥的發展機制，對于癌癥的預防和治療具有重要意義，核內不均一核糖核蛋白A2/B1（hnRNPA2/B1）在癌癥的發生、發展過程中起重要作用，有文獻報導hnRNPA2/B1在肺癌、肝癌、神經膠質瘤中呈高表達狀態，本文通過對近年來hnRNPA2/B1在不同腫瘤中的研究進展加以闡述，全面介紹hnRNPA2/B1在腫瘤生命活動中的作用及功能，為全面理解hnRNPA2/B1在癌癥發生、發展中的作用有重要啟示，為進一步找尋治療靶點提供重要的借鑒意義。

1　HnRNPA2/B1的結構

HnRNPA2/B1在人類細胞中是定位于7號染色體p15上的一個單拷貝基因產物［1］，hnRNPA2/B1的pre-mRNA通過其外顯子（exon）的可變剪接產生4個異構蛋白（isoform）：B1（包含所有的exons），A2（無exon 2），B1b（無exon 9）和A2b（無exon 2和9）［2］，目前人類細胞中僅發現了A2和B1兩種異構蛋白的表達，B1比A2在N端多12個氨基酸。它們都具有兩個高度保守的RNA識別序列（amine（N）-terminal RNA recognition motifs，RRM），它們具有精氨酸/甘氨酸富集區域（RGG）［3］（圖1），RGG序列具有一個獨特的特點，那就是精氨酸經常會發生翻譯后修飾，這種修飾會使兩個甲基到精氨酸的胍基氮，產生二甲基精氨酸，進而可能會影響hnRNPA2/B1的定位［4］。hnRNPA2/B1主要定位在細胞核中，也有部分存在核質穿梭的現象。

圖1　HnRNPA2/B1的結構［3］

2　HnRNPA2/B1參與上皮間質轉化介導的腫瘤細胞遷移

HnRNPA2/B1對于細胞的增殖、遷移和凋亡有重要的作用。Tauler等［5］通過微陣列分析在非小細胞肺癌細胞系A549，H1703和H358（這些細胞具有不同的上皮間質轉化標志物，例如E-cadherin，Fibronectin和Vimentin）中沉默hnRNPA2/B1對一些基因表達的影響，這些基因主要涉及遷移、增殖和凋亡。沉默hnRNPA2/B1促進細胞增殖和克隆形成能力，抑制遷移，E-cadherin表達增加，E-cadherin的抑制因子Twist和Snail表達減少，這揭示hnRNPA2/B1可能在上皮間質轉化（EMT）中起作用。Zhou等［6］發現在肝癌細胞中hnRNPA2/B1反式激活Snail轉錄，反過來會抑制Snail的靶基因E-cadherin的表達，促進肝癌細胞EMT，沉默EMT轉化因子Snail會降低hnRNPA2/B1提高的侵襲和轉移能力。肝細胞癌（HCC）樣本中，hnRNPA2/B1一般呈過表達狀態，其與Snail的表達呈正相關性，簡言之hnRNPA2/B1是EMT發生的激活劑。

3　HnRNPA2/B1參與腫瘤細胞增殖

3.1HnRNPA2/B1通過參與基因轉錄調控細胞增殖

HnRNPA2/B1在很多腫瘤中都過表達，可以作為腫瘤的早期標志物［7-8］，尤其是肺癌［9］，hnRNPA2/B1的上調與肺癌的發展有很大關系。Xuan等［10］發現在非小細胞肺癌細胞中環氧合酶-2（COX-2）與hnRNPA2/B1有相互作用，hnRNPA2/B1能夠結合在COX-2核心啟動子上，調控非小細胞肺癌細胞的生長。利用RNAi下調hnRNPA2/B1的表達，COX-2的表達減少，前列腺素（PGE2）產生也減少，抑制小細胞肺癌細胞的生長（體內和體外實驗都有驗證），結果揭示hnRNPA2/B1通過激活COX-2信號進而促進細胞的生長，hnRNPA2/B1/COX-2通路可以作為人類肺癌治療的靶標。

3.2HnRNPA2/B1通過參與基因可變剪接調控細胞增殖

HnRNPA2/B1還參與pre-mRNA的可變剪接。Shilo等［11］發現剪接因子SRSF1、SRSF6和hnRNPA2/B1在不同的癌癥中都是上調的，當肝癌細胞過表達hnRNPA2會持續激活Ras-MAPK-ERK信號通路，敲低會抑制Ras-MAPK-ERK信號通路。HnRNPA2調控A-Raf的可變剪接，減少短的A-Raf（負性調控）的異構體，增加全長的A-Raf異構體，導致Raf-MEK-ERK信號通路持續激活和細胞的轉化。

David等［12］研究發現丙酮酸激酶的同工酶PKM2在癌細胞中廣泛表達，促進有氧糖酵解，提供癌細胞的能量來源，致癌轉錄因子c-Myc上調PTB、hnRNPA1和hnRNPA2的轉錄，通過這些拼接因子的可變剪接，保證一個高的PKM2/PKM1比率，從而為癌細胞提供能量來源。

3.3HnRNPA2/B1影響增殖信號通路中關鍵蛋白的表達

He等［13］發現hnRNPA2/B1在皮膚鱗狀細胞癌細胞（Colo16）和人永生化上皮細胞（HaCaT）細胞周期進程中會發生表達變化，通過RNAi手段降低hnRNPA2的表達會降低非凋亡相關的增殖，抑制hnRNPA2的表達會增加p21的表達量，降低BRCA1的表達量，而p53的表達量沒有太大變化，這揭示hnRNPA2在細胞增殖中扮演重要角色。

4　HnRNPA2/B1參與腫瘤細胞凋亡

4.1HnRNPA2/B1通過參與基因可變剪接影響細胞凋亡

Golan-Gerstl等［14］研究發現在神經膠質瘤細胞（U87MG），hnRNPA2/B1調控某些抑癌基因和促癌基因的轉錄調控，分別包括抑癌基因細胞型Fas相關死亡區域蛋白樣白介素-1轉換酶抑制蛋白（c-FLIP），BIN1蛋白（bridging integrator protein-1，BIN1），WWOX（WW domain containing oxidoreductase，WWOX）和促癌基因受體型酪氨酸激酶（RON），hnRNPA2/B1提高這些基因致癌亞型的表達。

4.2HnRNPA2/B1通過影響關鍵信號通路調控細胞凋亡

在A549細胞中抑制hnRNPB1的表達會通過調節DNA-PK的活性抑制增殖，并促進p53依賴的凋亡［15］。Barcelo等［16］發現在KRAS依賴的一些人類胰腺導管癌細胞（PDAC）中，hnRNPA2/B1與KRAS有相互作用，降低hnRNPA2/B1的表達會顯著降低細胞的活性，錨定依賴的生長，裸鼠成瘤能力，而且會增加細胞的凋亡和AKT信號的失活，減少KRAS和PI3K的相互作用。Deng等［17］發現在膠質瘤細胞中敲低hnRNPA2/B1會降低細胞的活性，在分子水平上降低hnRNPA2/B1的表達量會減少P-STAT3的表達。

5　HnRNPA2/B1定位變化與腫瘤進展的研究現狀

Cui等［18］發現在鼠肝癌細胞，hnRNPA2/B1不論是在轉錄水平還是翻譯水平都有上調，在人類肝炎病毒陽性的組織和肝癌組織中hnRNPA2/B1也是上調的，而在正常組織中則沒有hnRNPA2/B1上調。他們發現在肝癌發展過程中hnRNPA2/B1會發生轉位現象，當肝癌從高分化向低分化發展過程中，hnRNPA2/B1會從胞核向胞質移動。Mizuno等［19］在人肝癌組織中鑒定出了24個差異蛋白，其中就有hnRNPA2/B1，而且還用共免疫沉淀發現人端粒酶催化亞基（hTERT）與hnRNPA2/B1有相互作用，沉默hnRNPA2/B1后會抑制端粒酶的活性。免疫組化分析結果表明hnRNPA2/B1的核和質的表達增加與肝癌分化的組織學分級和微血管的侵襲有顯著的相關性。而且對74個接受手術治療的肝癌病人的生存分析，發現hnRNPA2/B1可以作為一個單獨的預后因子。

Jing等［20］發現hnRNPA2/B1是一種核基質蛋白，在胃腺癌中表達會增加，當用促分化的藥物HMBA處理時其表達會下降，而且他們發現hnRNPA2/B1與c-myc、p53、Rb有共定位現象，當用環六亞甲基雙乙酰胺（HMBA）處理時，hnRNPA2/B1會向胞質移位。Stockley等［21］發現RNAi沉默hnRNPA2減少前列腺癌細胞（PCa）的克隆形成能力和增殖，而過表達hnRNPA2增加PCa細胞的增殖。在一些前列腺癌病例中，尤其是在高分化的病例中，細胞核中hnRNPA2呈過表達狀態，也能觀察到hnRNPA2在細胞質中的表達。異位表達hnRNP-△RGG（主要表達在胞質）增加PCa的增殖，揭示胞質的hnRNPA2與PCa有功能的相關性，胞質中的hnRNPA2與一些mRNA的3'-UTR穩定性有關，包括CTNNB1。野生型的hnRNPA2和hnRNP-△RGG都會作用CTNNB1的3'-UTR mRNA，增加CTNNB1 mRNA的表達和β-catenin蛋白的表達和核定位。

6　總結和展望

HnRNPA2/B1在腫瘤發生、發展過程中起著重要作用，參與細胞增殖、遷移、凋亡、基因轉錄和可變剪接。在肺癌細胞中，hnRNPA2/B1促進細胞增殖和遷移，抑制細胞凋亡，在肝癌細胞中，hnRNPA2/B1促進EMT的發生，hnRNPA2/B1在低分化的癌癥中還存在定位的變化，而且hnRNPA2/B1還參與可變剪接，通過控制能量代謝有關基因的可變剪接，從而為癌細胞提供能量。由此可見hnRNPA2/B1可以作為腫瘤發生的一個潛在標志物，但目前對hnRNPA2/B1的研究僅局限于其對腫瘤細胞生物學功能的影響，對其分子機制很少涉及，僅有報道其參與一些基因的轉錄和可變剪接。所以深入挖掘hnRNPA2/B1對一些pre-mRNA和非編碼RNA的可變剪接和一些目的基因的轉錄，探究hnRNPA2/B1的定位變化的具體機制。對于闡述hnRNPA2/B1在癌癥中具體分子機制具有重大的意義，對于尋找治療腫瘤的靶點具有指示作用。

［1］Chen M，David CJ，Manley JL.Tumor metabolism:hnRNP proteins get in on the act［J］.Cell Cycle，2010，9（10）:1863-1864.

［2］Han SP，Friend LR，Carson JH，et al.Differential subcellular distributions and trafficking functions of hnRNP A2/B1 spliceoforms［J］.Traffic，2010，11（7）:886-898.

［3］He Y，Smith R.Nuclear functions of heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A/B［J］.Cell Mol Life Sci，2009，66（7）: 1239-1256.

［4］Nichols RC，Wang XW，Tang J，et al.The RGG domain in hnRNP A2 affects subcellular localization［J］.Exp Cell Res，2000，256（2）:522-532.

［5］Tauler J，Zudaire E，Liu H，et al.HnRNP A2/B1 modulates epithelial-mesenchymal transition in lung cancer cell lines［J］.Cancer Res，2010，70（18）:7137-7147.

［6］Zhou ZJ，Dai Z，Zhou SL，et al.HnRNPAB induces epithelial-mesenchymal transition and promotes metastasis of hepatocellular carcinoma by transcriptionally activating snail［J］. Cancer Res，2014，74（10）:2750-2762.

［7］Jing GJ，Xu DH，Shi SL，et al.Aberrant expression and localization of hnRNP-A2/B1 is a common event in human gastric adenocarcinoma［J］.J Gastroenterol Hepatol，2011，26（1）:108-115.

［8］Liang Y，Shi SL，Li QF，et al.The localization of hnRNP A2/ B1 in nuclear matrix and the aberrant expression during the RA-induced differentiation of human neuroblastoma SK-NSH cells［J］.J Cell Biochem，2011，112（7）:1722-1729.

［9］Zhou J，Allred DC，Avis I，et al.Differential expression of the early lung cancer detection marker，heterogeneous nuclear ribonucleoprotein-A2/B1（hnRNP-A2/B1）in normal breast and neoplastic breast cancer［J］.Breast Cancer Res Treat，2001，66（3）:217-224.

［10］Xuan Y，Wang J，Ban L，et al.hnRNPA2/B1 activates cyclooxygenase-2 and promotes tumor growth in human lung cancers［J］.Mole Oncol，2016，10（4）:610-624.

［11］Shilo A，Ben Hur V，Denichenko P，et al.Splicing factor hnRNP A2 activates the Ras-MAPK-ERK pathway by controlling A-Raf splicing in hepatocellular carcinoma development［J］.Rna，2014，20（4）:505-515.

［12］David CJ，Chen M，Assanah M，et al.HnRNP proteins controlled by c-Myc deregulate pyruvate kinase mRNA splicing in cancer［J］.Nature，2010，463（7279）:364-368.

［13］He YW，Brown MA，Rothnagel JA，et al.Roles of heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A and B in cell proliferation［J］.J Cell Science，2005，118:3173-3183.

［14］Golan-Gerstl R，Cohen M，Shilo A，et al.Splicing factor hnRNP A2/B1 regulates tumor suppressor gene splicing and is an oncogenic driver in glioblastoma［J］.Cancer Res，2011，71（13）:4464-4472.

［15］Iwanaga K，Sueoka N，Sato A，et al.Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein B1 protein impairs DNA repair mediated through the inhibition of DNA-dependent protein kinase activity［J］.Biochem Bioph Res Com，2005，333（3）: 888-895.

［16］Barcelo C，Etchin J，Mansour MR，et al.Ribonucleoprotein HnRNPA2B1 interacts with and regulates oncogenic KRAS in pancreatic ductal adenocarcinoma cells［J］.Gastroenterology，2014，147（4）:882-892，e8.

［17］Deng J，Chen S，Wang F，et al.Effects of hnRNP A2/B1 knockdown on inhibition of glioblastoma cell invasion，growth and survival［J］.Mol Neurobiol，2016，53（2）:1132-1144.

［18］Cui H，Wu F，Sun Y，et al.Up-regulation and subcellular localization of hnRNP A2/B1 in the development of hepatocellular carcinoma［J］.BMC Cancer，2010，10（1）:356.

［19］Mizuno H，Honda M，Shirasaki T，et al.Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2/B1 in association with hTERT is a potential biomarker for hepatocellular carcinoma［J］. Liver International，2012，32（7）:1146-1155.

［20］Jing GJ，Xu DH，Shi SL，et al.Aberrant expression and localization of hnRNP-A2/B1 is a common event in human gastric adenocarcinoma［J］.J Gastroen Hepatol，2011，26（1）:108-115.

［21］Stockley J，Villasevil MEM，Nixon C，et al.The RNA-binding protein hnRNPA2 regulates β-catenin protein expression and is overexpressed in prostate cancer［J］.RNA Biology，2014，11（6）:755-765.

R730.5

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.07.01

2016-05-20）

國家自然科學基金（81272245）

（corresponding author），郵箱：chifulee@xmu.edu.cn