胃癌相關基因的研究新進展

蔣彪，宋文麗，蔣曉春，奉鐳，陳擁軍

(遂寧市中心醫院消化內科，四川 遂寧629000)

胃癌是目前第四大常見惡性腫瘤，也是世界范圍內癌癥相關死亡的第二大原因，我國每年胃癌新發病例約67.9 萬，同期死亡人數高達49.8 萬［1］。胃癌的診斷主要依賴于內鏡、影像學檢查和血清腫瘤標志物等，治療方式有內鏡黏膜下剝離術、內鏡下黏膜切除術、腹腔鏡胃切除術、改良胃癌根治性切除術A 和B、標準胃癌根治性切除術、擴大胃癌根治性切除術、化療、放療、多方式治療(包括新輔助和輔助化療、免疫化療、高溫化療)和臨終處理等。但其治療效果欠佳，進展期5 年生存率低于30%［2］，其中腫瘤的侵襲、轉移和對化療藥物的耐藥是導致胃癌高死亡率的主要原因［3］。因此，亟需了解胃癌發生、發展的分子機制。在胃癌發生、發展的分子機制中，基因扮演重要角色，目前已發現了許多胃癌的相關基因:它們有的以癌基因形式存在于細胞基因組中，編碼細胞生長所需的一些蛋白質，經點突變、易位和擴增等方式被激活，參與細胞的癌變;有的以抑癌基因形式在控制細胞生長、增殖及分化過程中起負調節作用;有的通過改變癌細胞的耐藥性、促進癌細胞免疫逃逸等方式影響胃癌的生物學進程。隨著腫瘤精準治療的興起，胃癌基因的研究已成為研究熱點。現就胃癌相關基因的研究新進展予以綜述。

1 原癌基因

原癌基因是指存在于生物正常細胞基因組中的癌基因，其處于低表達或不表達狀態，表達產物有細胞外生長因子、跨膜生長因子、細胞內信號轉導分子、核內信號轉導因子等，它們對維持細胞的正常生理功能、調控細胞生長和分化起重要作用。但在某些條件下，如病毒感染、化學致癌物、炎癥刺激、輻射作用等，原癌基因可被異常激活，誘導細胞發生癌變，其活化機制主要有獲得強啟動子與增強子、染色體易位、基因擴增、點突變4 種。

1.1 轉導素β1 X 連鎖受體蛋白1(transducin betalike 1 X-linked receptor 1，TBL1XR1) TBL1XR1 基因位于染色體3q26.32，由18 個外顯子組成，其在細胞的增殖、凋亡和炎癥進程中起重要作用［4］。研究發現，TBL1XR1 在食管癌、宮頸癌、乳腺癌、鼻咽癌、骨肉瘤和肝細胞癌等多種惡性腫瘤中有異常表達［5-6］。在胃癌中，TBL1XR1 呈過表達，如Liu 等［7］收集了334 例胃癌組織、30 例相應的淋巴結轉移灶和20 例癌旁組織進行免疫組織化學實驗發現，TBL1XR1 的表達水平與胃癌局部浸潤、淋巴結轉移及不良預后密切相關;TBL1XR1 還可通過激活血管內皮生長因子C 促進胃癌的淋巴管生成和淋巴結轉移。Zhou 等［8］揭示了TBL1XR1 可通過激活胞外信號調節激酶1/2 通路促進胃癌的發生、發展，利用“短發夾RNA”減少TBL1XR1 基因的表達，對胃癌細胞的增殖、遷移、侵襲、上皮-間充質轉化有抑制作用，使用特異的胞外信號調節激酶1/2 抑制劑(U0126)抑制胞外信號調節激酶1/2 通路，可顯著減弱TBL1XR1 的促腫瘤作用。因此，TBL1XR1 有望成為胃癌診治的新靶點。

1.2 溴結構域蛋白4(bromodomain-containing protein 4，BRD4) BRD4 位于染色體19q13.1，編碼的蛋白含有110 個氨基酸，可識別組蛋白中乙酰化賴氨酸的保守蛋白結構域并與之結合，促使染色質重構因子、轉錄因子等相關蛋白富集至特定的基因轉錄位點，從而調節下游眾多靶基因的表達［9-10］。研究發現，BRD4 在卵巢癌［11］、乳腺癌［12］、結腸癌［13］、非小細胞肺癌［14］、白血病［15］、黑色素瘤［16］等腫瘤中高表達，并與腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉移、耐藥、腫瘤血管生成密切相關。Coudé 等［17］發現，使用特異性短發夾RNA 減少BRD4 的表達或使用BRD4的小分子抑制劑(JQ1、I-BET151 和OTX015)能有效抑制黑色素瘤、胰腺癌、肺癌、多發性骨髓瘤、急性髓系白血病和伯基特淋巴瘤的進展。

在胃癌的研究中，楊陽等［18］收集了83 例進展期胃癌組織、45 例早期胃癌組織、42 例胃癌的癌前病變組織、38 例正常胃黏膜上皮組織進行免疫組織化學實驗發現，進展期胃癌組織的BRD4 表達水平顯著高于其他三種組織;同時還發現，BRD4 的表達與進展期胃癌患者的飲酒史和淋巴結轉移顯著相關。Ba 等［19］研究發現，BRD4 可通過識別乙酰化組蛋白H3 使正性轉錄延伸因子b 結合骨髓細胞瘤病毒癌基因啟動子，導致依賴于正性轉錄延伸因子b的RNA 聚合酶Ⅱ磷酸化，并刺激骨髓細胞瘤病毒癌基因的表達參與調控胃癌的增殖、凋亡。但BRD4調節胃癌是否還有其他機制，需進一步研究。

1.3 卷曲同源蛋白7(frizzled homolog protein 7，FZD7) FZD7 是卷曲蛋白家族的成員之一，其基因位于2q33 染色體上，含有574 個氨基酸。卷曲蛋白作為Wnt 信號通路的受體，激活后可產生3 種不同的信號級聯通路:經典的Wnt/β 聯蛋白信號通路、Wnt/平面細胞極性信號通路、Wnt/Ca2+信號通路，3 條信號通路的異常激活與腫瘤的發生、發展密切相關;在腎癌［20］、宮頸癌［21］、卵巢癌［22］、乳腺癌［23］、結腸癌［24］和肝細胞癌［25］等多種腫瘤中均發現了FZD7 的異常表達。

Li 等［26］通過查詢ONCOMINE 數據庫并收集了251 例胃癌組織、60 例非腫瘤組織進行免疫組織化學實驗，發現FDZ7 在胃癌組織中高表達，并與胃癌侵襲、淋巴轉移、遠處器官轉移、晚期TNM 分期顯著相關;同時他們還發現，FZD7 可通過典型的Wnt 信號通路介導胃癌干細胞的自我更新和上皮-間充質轉化的發生。Geng 等［27］發現，FZD7 在幽門螺桿菌感染的胃癌中也呈高表達，使用FZD7 小干擾RNA減弱FZD7 的表達可有效抑制幽門螺桿菌感染誘導的胃癌細胞增殖;且他們發現，微RNA(microRNA，miRNA)-27b 通過靶向結合FZD7 的3'非翻譯區負調節FZD7 表達，可抑制胃癌細胞的增殖。Flanagan等［28］在小鼠實驗中使用OMP-18R5 單克隆抗體(其可通過靶向FZD7 抑制Wnt 信號通路)能降低胃癌細胞的再生能力，證明抑制FZD7 能阻止胃癌的發生、發展。目前，關于FZD7 與胃癌的研究較少，有待進一步研究。

1.4 中性粒細胞明膠酶相關載脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL) NGAL 也稱作NRL(Neu-related lipocalin)、Lipocalin-2 或24p3，是載脂蛋白家族的一個新成員，其位于染色體9q34，總長度為5 869 bp，由活化的中性粒細胞和多種上皮細胞表達，在多種腫瘤中有異常表達，如乳腺癌［29］、結腸癌［30］、食管癌［31］、胰腺癌［32］、卵巢癌［33］等。

Wang 等［34］對333 例胃癌患者的病理切片和臨床資料研究發現，NGAL 在胃癌組織中的表達水平明顯高于非腫瘤組織，其與腫瘤大小、Lauren's 分型、淋巴結轉移、脈管侵犯、遠處轉移及TNM 分期關系密切，并證實胃癌患者血清中NGAL 的陽性率高于目前臨床常用的胃癌腫瘤標志物糖類抗原19-9、血清癌胚抗原。Han 等［35］發現，沉默NGAL 基因可減少胃癌細胞凋亡抑制蛋白Bcl-2 的表達，增加促凋亡蛋白(胱天蛋白酶9、Bcl-2 相關X 蛋白、胱天蛋白酶3 和P53)的表達，從而促進胃癌細胞的凋亡，抑制其增殖。Koh 和Lee［36］研究發現，NGAL 可通過磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/核因子κB 信號通路提高胃癌組織中基質金屬蛋白酶-9 的水平，從而促進胃癌細胞的增殖、局部浸潤及遠處轉移。NGAL 可能還有更多的信號通路或途徑參與胃癌的調控，但有待進一步研究。

2 抑癌基因

抑癌基因是一類存在于正常細胞內可抑制細胞生長，并具有潛在抑癌作用的基因。迄今為止，科學家已從細胞中分離鑒定出100 多種抑癌基因，最常見的有Rb、p53、APC、nm23 等，按照功能不同可分為細胞信號轉導和表觀遺傳學調控基因、細胞周期負調控基因、負調控轉錄因子基因、與發育和干細胞增生相關調控基因、DNA 錯配修復基因。

2.1 肝激酶B1(liver kinase B1，LKB1) LKB1 又稱絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶11，定位在第19 號染色體短臂13.3 區，由433 個氨基酸組成，其最早被發現于Peutz-Jeghers 綜合征患者中［37］。LKB1 通過抑制細胞生長和遷移、誘導細胞周期阻滯、促進腫瘤細胞凋亡、調節細胞極性發揮抑癌作用。

多個研究發現，在大腸癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌和宮頸癌等腫瘤組織中存在著LKB1 基因的缺失、突變［38-40］。在乳腺癌中，Liang 等［41］發現LKB1 的過度表達顯著抑制了乳腺癌細胞的浸潤，減慢乳腺脂肪墊和微血管的生長，并抑制腫瘤向肺的轉移;在肺癌中，Livak 和Schmittgen［42］證明LKB1 的表達可通過抑制組織因子和血管內皮生長因子的表達，從而抑制肺癌細胞的侵襲能力。

在胃癌中，Sun 等［43］研究發現LKB1 在胃癌細胞株和胃癌組織中的表達水平明顯低于正常胃黏膜上皮細胞，且與胃癌TNM 分期、浸潤深度、淋巴結轉移和血管浸潤呈負相關，而與患者的性別、年齡無關。Jiang 等［44］研究證實，LKB1 表達的恢復可降低胃癌細胞的存活率、遷移率和CD44(一種細胞表面糖蛋白，參與細胞間相互作用、細胞黏附和細胞遷移)的表達水平，使細胞周期阻滯在G2期，并可增加胃癌細胞對抗癌藥物的敏感性。而對于LKB1 抑制腫瘤細胞的機制或信號通路，目前研究得最多的為AMP 活化的蛋白激酶途徑［45］:當LKB1 表達下調或失活時，可導致AMP 活化的蛋白激酶不能被激活，使其不再向哺乳動物雷帕霉素靶蛋白發出抑制信號，引起細胞失控性生長，從而導致腫瘤的發生發展;此外，LKB1 也可以通過直接磷酸化、與p53 相互作用等途徑參與腫瘤的發生，但LKB1 調控的下游靶點眾多，涉及的信號通路十分復雜，因此LKB1 調控胃癌發生、發展的機制尚未完全清楚。

2.2 脂肪非典型鈣黏蛋白4(FAT tumor suppressor homolog 4，FAT4) FAT4 屬于鈣黏蛋白超家族的成員之一，位于染色體4q28.1，有17 個外顯子，其信使RNA 接近16 kb，編碼的蛋白質含4 981 個氨基酸，參與了組織分化與發育、腫瘤的發生。

Qi 等［46］首先提出FAT4 具有腫瘤抑制作用，并發現FAT4 等位基因的失活可導致小鼠乳腺上皮細胞的瘤變。由于FAT4 的基因突變、缺失或啟動子高甲基化等遺傳因素的異常，FAT4 在許多腫瘤中存在低表達，從而促進腫瘤的發生、發展，如肝細胞癌、惡性黑色素瘤、頭頸部鱗狀細胞癌、乳腺癌、結直腸癌、胰腺癌等［47-48］。

在胃癌中，Yoshida 等［49］發現FAT4 可因點突變、基因缺失、啟動子的甲基化而低表達，從而影響胃癌的發生、發展。Ma 等［50］對122 例胃癌組織、85 例癌旁正常組織進行免疫組織化學實驗發現，FAT4 的低表達與胃癌組織的浸潤程度及淋巴結轉移密切相關，且是胃癌患者累計生存率低下的獨立預后因素;同時他們應用全長FAT4 互補DNA 克隆轉染胃癌細胞，使外源性FAT4 在胃癌細胞中過表達，可逆轉胃癌的上述改變。而對于FAT4 在調控胃癌發生、發展中的具體途徑或信號通路，Cai 等［51］實驗發現，FAT4 可通過調控Wnt/β 聯蛋白信號通路起抑制腫瘤作用。另外，Ma 等［50］證實FAT4 的低表達還可通過Hippo-Yap 信號通路促進胃癌細胞的增殖、遷移并增強胃癌細胞的耐藥性，其中Hippo 信號通路的效應分子Yap 可以作為治療靶點，其被轉錄輔助因子退變樣蛋白4(一種Yap 蛋白的天然拮抗劑)模擬肽競爭性抑制可導致胃癌細胞的生長停滯。可見，FAT4 基因作為胃癌的抑癌基因，有望成為胃癌基因治療的新靶點。

2.3 CHFR(check point with FHA and ring finger)

CHFR 是一個有絲分裂前期檢查點基因，其位于染色體12q24.3，編碼產物為含664 個氨基酸的蛋白質，含有3 個結構域:叉頭相關區、環指區和半胱氨酸富集區(CR)。CHFR 在正常組織中廣泛表達，其通過控制細胞周期相關蛋白(細胞分裂周期蛋白2、細胞周期蛋白B)延遲染色體凝集和中心體分離，使細胞停滯于有絲分裂前期，延遲細胞進入分裂中期，從而起到抑癌基因的作用。研究發現，CHFR 基因的CpG 島甲基化與多種腫瘤相關，如白血病、宮頸癌、淋巴瘤、乳腺癌、結腸癌、肺癌等［52-54］。

Satoh 等［55］檢測了8 個有絲分裂檢查點基因在一組胃癌細胞株和原發性胃癌標本中的甲基化狀態，發現只有CHFR 在胃癌中存在特異性甲基化。且這種甲基化使得胃癌細胞對微管抑制劑(一類與細胞微管蛋白結合，從而干擾細胞有絲分裂達到抗腫瘤效果的藥物，如多西他賽、紫杉醇)敏感，提示CHFR 的啟動子甲基化可能是預測胃癌對微管抑制劑治療敏感的一個有用的分子標記。Dai 等［56］和Shi 等［57］分別進行了關于CHFR 與胃癌的Meta 分析，結果均支持CHFR 啟動子高甲基化可促進胃癌的發生，但與腫瘤分期、淋巴結轉移之間未證實存在關聯，并發現CHFR 可通過泛素化、降解聚腺苷酸二磷酸核糖轉移酶-1 基因來調控細胞有絲分裂。但Yang 等［58］通過分析公共數據庫(www.KMplot.com)中的相關數據并行免疫組織化學實驗得出，CHFR水平與胃癌患者的生存率呈負相關，且胃癌組織的CHFR 水平高于癌旁組織，CHFR 的高表達可促進胃癌的上皮-間充質轉化，從而增強胃癌細胞的遷移能力。

2.4 N-Myc 下游調節基因1(N-Myc downstreamregulated gene-1，NDRG1) NDRG1 又稱鈣激活蛋白43，定位于人染色體8q24. 3，其5'端包含一個CpG 島，編碼含394 個氨基酸的蛋白質，主要表達于上皮細胞，在肌肉、結締組織、血管和大多數神經系統中不表達，參與細胞生長和分化、胚胎發生和發育、脂質生物合成、髓鞘形成、應激和免疫應答等過程［59］。

NDRG1 與腫瘤的關系中有兩種不同的觀點:①在大腸癌、乳腺癌、白血病、前列腺癌、胰腺癌中，其被證實為抑癌基因，學者發現，NDRG1 可以促進白血病細胞的分化，逆轉其惡性表型，從而不同程度地改善白血病預后［60-61］;②在肝癌、肺癌中發現，NDRG1 的高表達可導致腫瘤的發生、發展，提示其為原癌基因［62］。

Chang 等［63］研究了101 例胃癌及癌旁組織中NDRG1 蛋白的表達及臨床病理資料均支持NDRG1在胃癌中作為抑癌基因的觀點;但Murakami 等［64］發現，NDRG1 可通過激活c-Jun 氨基端激酶通路和白細胞介素-1α 自分泌環促進胃癌組織的血管生成。Ureshino 等［65］使用生物信息學方法發現在高轉移胃癌細胞株58AS1 的3 691 個上調基因中，NDRG1 的表達水平高于親本低轉移胃癌細胞株，敲除NDRG1 后，胃癌細胞株的生長受到了抑制，提示NDRG1 為原癌基因。Chen 等［66］通過PubMed、EMBASE 和Web of Science 系統收集的相關資料進行了Meta 分析，結果顯示NDRG1 的低表達與大腸癌、胰腺癌、肝癌、膽囊癌顯著相關;而在胃癌、食管癌中，NDRG1 的表達與總體生存率無關。其原因可能為NDRG1 的表達部位具有異質性，它分別可以在細胞核、細胞質和細胞膜中表達，但大多數研究未分別評估不同部位中NDRG1 的表達情況，這可能削弱了Meta 分析的可靠性。可見，NDRG1 可通過各種信號通路或途徑調控胃癌的發生、發展，但其明確機制有待進一步研究。

3 miRNA

miRNA 是一類高度保守的非編碼單鏈RNA，長度為18 ～25 個核苷酸，其最早在線蟲中被發現，命名為lin-4 基因。目前，已在人類中發現2 500 多個miRNA 參與了人體1/3 以上基因表達的調控，miRNA 可通過其種子序列識別靶基因信使RNA 3'非翻譯區上的結合位點，從而發揮轉錄抑制、信使RNA的切割和降解作用。另外，miRNA 也可以充當Toll 樣受體蛋白家族的配體激活Toll 樣受體，從而參與細胞生長、發育、凋亡等的調控。由于miRNA 調控網絡的復雜性，其在腫瘤細胞的增殖、轉移、耐藥、能量代謝、免疫逃逸等過程中可表現為原癌基因或抑癌基因的作用。

miRNA 可以通過以下機制參與胃癌的調控，①miRNA 可通過與功能基因的結合起到原癌基因的作用，如miR-221 靶向作用于核轉錄因子基因HMBOXl，可促進胃癌細胞的增殖和侵襲，并減少癌細胞的凋亡［67］;miR-532 通過抑制裸角質膜同源蛋白的表達和激活Wnt/β 聯蛋白通路，進而促進胃癌細胞的遷移和侵襲［68］。②miRNA 通過與功能基因的結合起抑癌基因的作用，如miR-630 通過靶向抑制叉頭框蛋白M1 的表達，阻斷Ras/磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B 信號通路，從而發揮抑制胃癌細胞上皮-間充質轉化的作用［69］;miR-198 可通過下調Toll 樣受體-4 抑制胃癌細胞的增殖和遷移［70］;miR-106b 可通過促進Smad7 的表達，阻斷轉化生長因子-β/Smad 信號通路，進而導致CD44+胃癌腫瘤干細胞的干性特征受到抑制［71］。③miRNA 可通過調控蛋白的表達發揮作用，如miR-103/107 可通過下調小窩蛋白1，使胃癌細胞產生藥物耐藥性。④miRNA 之間可相互影響發揮作用，如miR-378 的表達上調，可以通過與miR-125a 競爭在血管內皮生長因子上的結合位點，來促進血管內皮生長因子的表達，從而促進胃癌組織血管的生成［72］。可見，miRNA 在調控胃癌的發生、發展中表現多種作用，且具有易于檢測(存在于血液、胃液等體液中)，在煮沸、酸堿、反復凍融的條件下不易降解的特點，因此其有望應用于胃癌的早期篩查和基因治療。

4 小 結

科學家們已對胃癌的相關基因做了許多研究，并揭示了TBL1XR1、BRD4、FZD7、NGAL、LKB1、FAT4、CHFR、NDRG1 及部分miRNA 等基因在胃癌細胞增殖、侵襲、轉移、凋亡、血管生成、耐藥等機制中的作用，其中許多基因是胃癌診斷、治療的潛在分子標志物和靶點，如使用特異的胞外信號調節激酶1/2 抑制劑(U0126)抑制胞外信號調節激酶1/2通路可顯著減弱TBL1XR1 的促腫瘤作用［8］;在小鼠實驗中使用OMP-18R5 單克隆抗體能夠降低胃癌細胞的再生能力［28］等。但胃癌相關基因的治療技術應用于臨床還存在許多問題，未來需進一步研究。