EGR1基因在泌尿系統腫瘤中的研究進展

王緯璐，朱依諄，段小群

(桂林醫學院，廣西 桂林)

1 EGR1基因簡介

早期生長因子家族分別由EGR-1，EGR-2，EGR-3，EGR-4組成，其家族之間在某種程度上具有高度的同源性，能夠被快速誘導并能迅速激活下游一系列的靶基因。其中EGR1在腫瘤的相關性研究較多，對腫瘤細胞的增殖，遷移，凋亡等功能都具有一定的調控作用。而后三者在腫瘤中的研究相對較少[2]。EGR1基因位于人類五號染色體上(5q23-q31)，其分子量大概為80000da，由533個氨基酸組成。除了典型的鋅指蛋白結合域外，還含有核定位信號(NLS)，2個激活域和一個阻遏域(NBDs)。當細胞受到外界刺激時，機體可以通過多種途徑激活EGR1的轉錄，接著通過蛋白-蛋白網絡相互作用以及激活其他轉錄因子從而調控下游一系列靶基因的表達[3-4]，與靶基因特異性結合位點結合使得EGR1能夠高效，充分地發揮其獨特的生物學功能。有趣的是，在不同的腫瘤細胞中，EGR1分別發揮著促進腫瘤生長與抑制腫瘤兩種截然不同的作用。報道表明，在上皮性卵巢癌[5]，宮頸癌[6]和胃癌[7]中，EGR1均能夠加強腫瘤細胞的轉移和侵襲能力，而在乳腺癌[8]，胰腺癌[9]，結腸癌[10]等癌癥中，EGR1能夠誘導細胞的凋亡，發揮抑癌作用。由于EGR1在各類癌癥中表現出的差異性，使得它成為近年來被研究的熱點。

2 EGR1在泌尿系統腫瘤中的表達

2.1 EGR1在前列腺癌中的表達

前列腺癌是男性中最常見的非皮膚癌，估計每年有1，600，000例病例和366，000例死亡[5]。作為泌尿生殖系統常見的疾病，前列腺癌一直以來都是困擾著男性健康的重大醫學問題。轉移性前列腺癌通常由前列腺上皮內瘤變演變形成，最近的研究發現，EGR1的水平升高與前列腺癌的進展有著很大的關聯[6]。在轉基因小鼠前列腺癌模型的數據中顯示，EGR1的表達對前列腺上皮內瘤轉變為腺癌的進展有著重要的影響。

此外，manal[7]等人使用原位雜交技術分析了96個前列腺組織標本，證明了定量的 EGR1 mRNA 水平與前列腺癌 gleason分級呈正相關，且實驗結果表明EGR1可以通過調節前列腺癌中的血管生成因子和破骨細胞生成因子來促進前列腺癌細胞的轉移。在基因靶向治療前列腺癌的研究中，我們需要進步的空間還很大，EGR1在前列腺癌中的具體作用機制目前仍不清楚，但大部分的研究表明其可能與迅速激活下游靶基因有關，例如細胞周期蛋白D2，p19INK，Fas和TGFβ1等至少30種以上的靶基因，EGR1還能夠在雌二醇的介導下調節胰島素樣生長因子2的表達[8]，從而影響前列腺腫瘤的生長和增殖。

由于篩查的普及，越來越多的前列腺癌癥患者能夠早期發現疾病，這有利于患者達到更有效的臨床治愈目的。雄激素在前列腺癌的發生發展中起到重要的作用，目前雄激素剝奪療法是治療前列腺癌的主要手段之一。為了探討EGR1在前列腺癌向激素非依賴轉化中是否也發揮著重要的作用，肖[9]等人通過對比臨床24例激素依賴前列腺癌和5例激素非依賴前列腺癌組織標本中EGR1表達水平，發現EGR1基因在雄激素非依賴性前列腺癌中呈明顯高表達的趨勢，這就表明EGR1是前列腺癌雄激素非依賴性進展過程中的重要分子生物學標記物。總而言之，EGR1以及下游基因可以做為治療前列腺癌的有效靶標，為我們治療前列腺癌提供了新的分子靶點。

2.2 EGR1與膀胱癌的關系

男性膀胱癌的發病率特別高，占發病率的77%。膀胱癌是極為常見的泌尿系統腫瘤，其發病率排名第七，死亡率排名第九[10]，嚴重影響人類生存質量與社交生活。EGR1在膀胱癌中的作用機制研究尚不多，從目前的實驗成果來看，在信號通路調節的分子層面上，EGR1常扮演著關鍵的中間角色從而影響著膀胱癌細胞的增殖與侵襲等各種生物學功能。Pham[11]等人用溶血磷脂酸處理T24細胞，然后測定EGR1 mRNA水平和蛋白質水平，結果表明溶血磷脂酸(LPA)以依賴性方式上調了EGR1mRNA和蛋白質的表達，EGR1表達載體同樣也以劑量依賴性的方式增加了酪氨酸激酶(RON)啟動子活性。同時RT-PCR和Western blot分析結果還表明，LPA誘導的RON啟動子活性在通過EGR1siRNA轉染的T24細胞中降低，這充分說明溶血磷脂酸可以通過激活膀胱癌細胞中的EGR1的表達從而增強膀胱癌細胞的侵襲能力。

乙酰肝素酶在細胞外基質和細胞膜的降解以及腫瘤轉移，侵襲，新血管形成中起關鍵作用，并且在惡性腫瘤中經常被上調[12]。在膀胱癌中，乙酰肝素酶基因的mRNA轉錄物的表達隨著腫瘤侵襲性的增加而增加。EGR1與乙酰肝素酶基因的誘導轉錄密切相關，莊發現EGR1蛋白與乙酰肝素酶蛋白表達呈正相關(P＜0.01)，EGR1及乙酰肝素酶蛋白的高表達在膀胱癌的發生，侵襲、轉移過程中發揮著重要作用，并且EGR1參與了非肌層浸潤型膀胱癌進展為肌層浸潤型膀胱癌的轉變過程[13]。Egerod等人在289例非肌肉浸潤性尿路上皮膀胱癌患者的腫瘤組織芯片上，通過免疫組織化學檢查了EGR1蛋白的表達，發現EGR1的表達與腫瘤的分期，等級，生長模式相關。結果表明 T1期膀胱腫瘤的EGR1陽性腫瘤細胞水平顯著高于Ta腫瘤的水平；與低級別腫瘤相比，高級別腫瘤顯示出更高水平的EGR1陽性腫瘤表達水平。但當比較性別因素與腫瘤尺寸時，并未發現EGR1的表達與性別以及腫瘤大小等因素之間存在明顯的內在聯系[14]。

EGR1做為一種基因調節劑，在藥物治療膀胱癌中也起到一定的調節作用。血紅素堿是一種有效的抗癌劑，它可以抑制膀胱癌細胞的生長，并通過產生自由基誘導癌細胞的凋亡。研究表明，血紅素堿誘導的細胞凋亡與EGR1表達之間的有著某種特殊的潛在關系，當靶向敲低EGR1基因的表達后，抑制EGR1的表達能夠有效緩解血紅素堿誘導的PARP降解和凋亡細胞的積累，意味著血紅素堿誘導的細胞凋亡依賴EGR1基因的調控[15]。總之，EGR1對于膀胱腫瘤存在一定的調控作用，而更深層面的調控機制有待科研人員發掘。

2.3 EGR1在腎癌中的表達

全球的數據顯示，每年估計有超過30萬的腎癌新增病例[16]。近幾年來，我們在生物學和遺傳學的研究中對于腎癌形成的病因取得了很大的進展，基因組表征和靶向治療為我們更好的了解這種惡性腫瘤發生的病因和發病機制提供了寶貴的幫助。研究表明，EGR1與腎癌的發生發展有著密不可分的關系，與正常的腎臟組織相比較，在小兒腎臟惡性腫瘤威廉姆斯腫瘤中，EGR1的表達呈升高的趨勢。研究報道，在建立的幼鼠模型中，過表達EGR1基因能夠促進小鼠腎臟細胞的生長，同時促進腫瘤細胞的增殖，并且還具有有效的拮抗抗威廉姆斯腫瘤藥物的作用[17-18]。

做為腎癌最常見的腫瘤形式，腎透明細胞癌的發病率在近幾年一直處在攀升的階段[19]。手術治療目前是治療腎透明細胞癌的主要方式，但由于其具有復發性，轉移性等特點，我們迫切需要在基因分子水平深入探討其發展的可能機制，這樣才能讓病患更好的達到理想治療預期，提高臨床治愈率。丁[20]通過免疫組織化學方法分別檢測48例腎透明細胞癌、28例癌旁組織中EGR1蛋白的表達，發現EGR1主要分布在細胞核中，在腎透明細胞癌組織中的陽性表達率明顯高于其在癌旁腎組織中的表達(P＜0.05)，且在低分化組中，EGR1的表達明顯高于其在中，高分化組中的表達水平。綜上所述，EGR1與腎透明細胞癌的發生、發展及浸潤轉移密切相關。

3 討論

在全世界范圍內，泌尿生殖系統腫瘤對于臨床醫生來說一直都是一個比較棘手的問題，隨著近年來各種腔鏡的不斷發展，腫瘤監測手段的不斷完善，膀胱癌，腎癌，前列腺癌的診療效果與患者的預后均得到了大幅度的改善。科技發展讓泌尿系統腫瘤的治療逐漸步入精準醫學的時代。這就要求科研人員在分子與基因組的層面精確尋找疾病形成的原因和治療的靶點，EGR1被證實在泌尿系統的三大腫瘤中均影響著癌癥細胞的增殖，但是相對其在前列腺癌中的研究，后兩者關于EGR1的研究報道尚不多，如果充分了解其對泌尿系統腫瘤細胞作用的分子機制，并且清楚明白它在各種信號通路中扮演的角色，將有利于我們實現對于泌尿系統腫瘤患者進行個性化精準治療的目標。