神經生長因子及突觸核蛋白家族基因同腫瘤關系的研究

劉祎皓，張琪琦，菅志遠通信作者

(桂林醫學院附屬醫院胃腸外科，廣西 桂林 541000)

0 引言

神經生長因子NGF及其受體TrkA及p75受體(p75NTR)在腫瘤細胞的增值、分化及凋亡中起到了很重要的作用，NGF及其受體NGFR之間的相互作用一定程度上可能會影響腫瘤細胞的凋亡。突觸核蛋白家族多見于神經突觸，包括α-Synucleins(SNCA)，β-Synucleins(SNCB)和γ-synuclein(SNCG)。一些文獻報道反映，SNCA基因啟動子甲基化水平用于結直腸腫瘤術前診斷的靈敏度及準確度均較高。而SNCG在多種腫瘤組織中呈高表達狀態，這也就證實了該基因對一些惡性腫瘤的發展過程起到不同程度的推進作用。隨著生活質量的不斷提高，人類對健康的追求越來越高，但與此同時惡性腫瘤的發病率亦逐年增長。因此，對于腫瘤的發生機制以及高效診斷的研究也就愈發受到國內外學者的重視。

1 NGFR基因、SNCA基因、SNCG基因

1.1 NGFR基因

1.1.1 NGFR基因的結構

NGFR基因屬于TNF受體家族，已知它含有α、β、γ3個亞基，通過與細胞表面的兩類受體結合而發揮作用，一類是由原癌基因TrkA編碼的高親和力蛋白酪氨酸激酶，由細胞膜外部、跨膜部、胞質部三個部分組成。另一類作為腫瘤壞死因子受體(TNFR)家族的一員，被稱為低親和力受體(p75NTR)，是一種抑癌基因，同樣由胞質區、跨膜區和細胞外區組成。

1.1.2 NGFR基因的功能

當NGF與TrkA結合使得TrkA激活時，一系列的磷酸化級聯反應啟動激活抗凋亡蛋白的生物效應。p75NTR則通過改變周期中調節蛋白的表達水平，同時增加G1期細胞數量來影響細胞周期，進而抑制腫瘤的生長。此外，P75與TrkA在淋巴轉移上有協同作用。P75增強了NGF與TrkA的結合力，從而增加腫瘤淋巴結轉移幾率[2]。

1.2 SNCA基因

1.2.1 SNCA基因的結構

α-synuclein作為一種突觸前蛋白基因，位于人體第4號染色體中，由SNCA基因編碼，由140個氨基酸組成，由氨基末端、中間疏水、羧基末端三個結構域組成。SNCA是一個天然的不折疊、無序蛋白，正常生理狀態下缺乏穩定的三維結構，通常以無規則卷曲形式存在。

1.2.2 SNCA基因的功能

Garcia- Reitboeck等[3]、Greten-Harrison等[4]的研究發現，在胚胎發育期，SNCA通過參與神經遞質的釋放和貯存影響胎兒神經系統的發育[5]。Cabin等[6]在小鼠實驗中經超微電鏡觀察到該基因可敲除神經元中某些突觸囊泡。與此同時，該實驗通過連續重復的電刺激作用的實驗，同樣證實SNCA能通過調節突觸囊泡池的大小來發揮作用。

1.3 SNCG基因

1.3.1 SNCG基因的結構

神經突觸核蛋白γ(synuclein，SNCG)是一種主要在大腦的突觸前末梢和外周神經系統中表達的可溶性小分子蛋白，定位于染色體10q23，長約5kb，由5個外顯子構成，轉錄成1kb的mRNA，編碼127氨基酸的多肽。

1.3.2 SNCG基因的功能

SNCG在人體某些器官中呈現高表達信號，比如大腦，但在心臟、結腸、卵巢中則呈現低表達狀態，甚至在胸腺、乳腺、前列腺等器官零表達。更有趣的是，在胚胎初期，SNCG及其mRNA并未在人腦結構中發現，但在成人期，發現人的丘腦、海馬、大腦和小腦皮質中十分豐富。SNCG在多種腫瘤組織中表達，通過DNA甲基化、轉錄因子SP1結合位點影響、激動蛋白-1(Activator protein1，AP-1)激活等途徑實現在腫瘤細胞中的異常表達。但其在正常組織以及癌旁組織中卻幾乎不表達[7]。

2 三種基因與常見腫瘤的關系

2.1 乳腺癌

NGF與TrkA結合后通過誘導信號傳導級聯反應，啟動抗腫瘤細胞凋亡傳導通路，促使NGF生成，從而發揮其促腫瘤效應。還可通過激活乳腺癌中p185HER的活性，產生促進癌細胞生長的生物信號。此外，NGF可通過縮短細胞周期來加速乳腺癌細胞增殖的速度，發揮其促腫瘤生長作用。

SNCG與乳腺癌惡性表型表達成正相關，文獻報道中提到SNCG能激活ERK信號通路引起乳腺癌轉移，同時抑制ERK信號通路，反向調控SNCG蛋白表達水平。因此，下調SNCG表達水平能降低乳腺癌轉移的概率，與乳腺癌的發生發展以及預后具有相關性[8-10]。

2.2 卵巢癌

Dissen等[11]用免疫組化的方法測定NGF兩種受體(p75NTR和TrkA)在小鼠卵巢中的表達和分布的實驗中得出結論：NGF及其受體參與卵泡的增值與分化，是初級卵泡生長過程所必需的[12]。劉鳳娟等[13]研究顯示，VEGF與NGFF的表達存在顯著相關性，提示NGF與p-trkA之間的作用影響VEGF的表達水平，通過促進血管的生成來調控腫瘤的生長過程。Li等[14]的研究提出NGF通過WNT/β-catenin通路促進卵巢腫瘤細胞的轉移。Bruening等[15]發現，卵巢癌中SNCG蛋白過表達發生在基因轉錄水平。Fekete等[16]經過一項meta分析得出結論：SNCG能夠作為卵巢癌患者預后及復發率判斷的指標，且靈敏度優于其他腫瘤標記物。

2.3 前列腺癌

Klwaja等[17]通過細胞周期分析，p75NTR作為一種前列腺腫瘤抑制因子，它可通過增強細胞周期靜止，減少腫瘤細胞的增殖，同時加快細胞的凋亡的過程實現抑制前列腺癌細胞的生長。而SCNG在與雄激素密切相關的腫瘤中也有著過度表達的現象。SNCG可作為前列腺癌的特異性腫瘤相關標志，為前列腺癌的早期診斷、治療提供一定的依據。

2.4 膀胱癌

在對膀胱癌發病機制的研究中發現，p75NGFR通過抑制細胞增殖和促進其凋亡發揮其作為抑癌基因的“使命”。在陳志剛等[18]的研究中我們發現，SNCG在膀胱癌組織中高水平表達，膀胱癌組織中抗SNCG抗體檢測能反映該基因的表達水平，且特異性較高。因此，SNCG作為新的有效的膀胱癌分子標志物，在今后用于診斷及術后預后判斷的作用值得深究。

2.5 結直腸癌

周凱等[19]對結直腸癌組織中NGFR mRNA表達的研究顯示NGFR啟動子甲基化是導致結直腸癌NGFR表達降低的主要原因之一，且與TNM分期呈負相關。Lind等[20]研究發現，SNCA在直腸癌細胞株中表現為高甲基化水平，在結腸癌中甲基化比例也高達70%以上。Ye等[21]對結直腸癌組織、癌旁組織中突觸核蛋白家族基因表達水平進行檢測，發現SNCG蛋白表達水平與腫瘤分化程度成正相關，且在高表達者中，淋巴結轉移率較低表達群體明顯升高。由此可知，SCNG也參與了腫瘤的發生發展過程，可作為結直腸癌預后判斷的一種檢測指標。

2.6 甲基化與惡性腫瘤的關系

DNA甲基化是指將S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine，SAM)轉移到特定堿基的過程，需要在DNA甲基轉移酶的幫助下完成[22]。目前有研究認為，作為DNA甲基化過程中最重要的程序之一的表觀遺傳修飾，在胃腸道惡性腫瘤患者體內被證實存在異常。結直腸癌中有超過400個基因，因甲基化修飾而失活，且甲基化程度與腫瘤分化、分期密切相關[23]。隨著近年來表觀遺傳學研究的深入開展，在胃腸道腫瘤，尤其是胃癌研究中，屢次發現啟動子高甲基化造成多種抑癌基因失活。因此，DNA甲基化在未來腫瘤研究中可作為一項重要的切入方向。

3 總結和展望

綜上所述，NGFR、SNCA、SNCG的異常甲基化可視為導致惡性腫瘤組織中上述三種基因表達下調或者缺失的主要原因，并且是引起這些惡性腫瘤發生發展的重要因素。已有初步研究證實NGFR、SNCA在結直腸癌進展過程中處于低表達狀態與其啟動子的異常甲基化有關，而SNCG作為突觸核蛋白家族中的一員，也被發現在宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌、結直腸癌等多種惡性腫瘤中均有異常表達。胃組織細胞與結直腸組織細胞在胚胎期同屬于一個胚胎干細胞，因此，我們推測，NGFR、SNCA在胃癌組織中可能也為低表達，而引起低表達的原因，同樣可能與其啟動子的異常甲基化有關，然而其確切情況尚需深入研究。而兩者甲基化對胃癌的影響，在國內外尚未發現相關報道。因此研究NGFR、SNCA在胃癌中的表達情況及NGFR、SNCA啟動子的甲基化情況、胃癌這三者之間的關系，具有重要意義。并且NGFR、SNCA甲基化很有可能成為胃癌早期診斷和預后的重要指標，對提高胃癌的早期診斷從而改善患者的生存質量都具有一定的理論支持和臨床意義。