YBX1在腫瘤中的研究進展*

崔琪琪，王 超，劉 雙，杜潤翾，田少萍，王 勇 綜述，岳 丹△ 審校

1.天津醫科大學醫學檢驗學院，天津 300203；2.天津醫科大學第二醫院，天津市泌尿外科研究所，天津 300211

Y-盒結合蛋白-1(YBX1)是一種多功能癌蛋白，其參與癌癥相關的細胞增殖與存活，染色質失穩及耐藥性等相關廣泛基因的調節。YBX1作為多種基因的轉錄因子，參與多種DNA/RNA依賴性事件，包括DNA修復，前體mRNA剪接，mRNA轉錄，mRNA包裝，mRNA穩定性以及翻譯的調節。在細胞水平，YBX1的活性表現為參與細胞增殖和分化、細胞凋亡、應激反應和惡性細胞轉化等過程。研究表明YBX1表達顯著升高與多種常見腫瘤的預后不良和復發有關，包括腎癌、前列腺癌、胰腺癌和黑色素瘤等。此外，研究顯示YBX1的核定位和(或)過表達可用于預測20多種不同腫瘤類型患者的預后。本文對YBX1功能及其在腫瘤中的研究進展展開綜述。

1 YBX1的結構

YBX1是冷休克蛋白超家族的成員，它是一種可與DNA/RNA結合的多功能蛋白，共有3個結構域，包括經典的冷休克蛋白結構域(CSD)，富含丙氨酸/脯氨酸的N-末端結構域(A/P結構域)和具有交替帶正、負電荷氨基酸的長C末端結構域(CTD)[1]。CTD可以與其他細胞蛋白或核酸相互作用，特異識別單鏈DNA和雙鏈DNA的Y-盒序列，是DNA修復蛋白的結合位點；而A/P結構域參與基因轉錄的調控，使Y-盒結合蛋白能與轉錄復合物中其他蛋白質發生特異作用，進而使轉錄具備專一性。

2 YBX1定位與修飾

2.1YBX1在細胞中的定位 YBX1在癌細胞的細胞質與細胞核中均有表達。在細胞質中，YBX1主要參與一些mRNA剪接的轉錄后修飾[1]。當在體外和體內暴露于各種環境刺激(如氧化應激和紫外線照射)時，或在接受抗癌藥物治療的患者的癌細胞中，YBX1可以被蛋白激酶B(AKT)、p70核糖體蛋白S6激酶(p70S6K)和p90核糖體S6亞基激酶(p90RSK)等激酶磷酸化，轉位進入細胞核，以促進惡性腫瘤相關基因的轉錄。因此，在癌癥中磷酸化的YBX1作為轉錄因子起著至關重要的作用。YBX1核轉位可以在許多癌癥中觀察到，并且與癌癥預后不良和疾病進展相關[2]。核內YBX1通過多種機制參與轉錄調控及DNA損傷修復活動[3]。

2.2YBX1的轉錄后修飾 作為轉錄因子，YBX1的活性和功能受到多個水平的調節。YBX1的功能可通過多個位點的翻譯后修飾來調節。YBX1最常見的翻譯后修飾是磷酸化修飾。第一個被鑒定的，同樣也是目前研究最廣泛的YBX1磷酸化位點是CSD結構域中的絲氨酸102(S102)。SUTHERLAND等[4]研究表明，S102磷酸化可能對乳腺癌中YBX1的致癌活性至關重要。此外，S102的磷酸化水平與表皮生長因子受體(EGFR)和人表皮生長因子受體2(HER2)的表達呈正相關，而二者在原發性乳腺癌中的表達均上調。另一方面，乳腺癌中S102A-YBX1突變體會阻止EGFR和HER2的產生，并抑制乳腺癌的發展[5]。

除了乳腺癌中S102的磷酸化，質譜分析發現YBX1的CSD結構域中S165的磷酸化同樣十分重要。YBX1可能是核因子-κB(NF-κB)的潛在活化因子。抑制YBX1的S165磷酸化可能是結腸癌的一種潛在治療策略[6]。此外，對YBX1的其他修飾還包括泛素化、乙酰化、半胱天冬酶切割和甲基化[7]。

YBX1核定位和磷酸化是其作為致癌基因的重要條件。YBX1的核定位可預測各種癌癥患者的預后不良。

3 YBX1在細胞水平上性質和功能的表現

研究表明，YBX1參與蛋白質翻譯、mRNA定位和穩定、轉錄調控及細胞周期調節[8-9]。YBX1可調節蛋白質合成的總體水平，并直接增強癌癥干細胞因子如TWIST、SNAIL、MYC和HIF1α的翻譯，但可抑制宮頸癌細胞中氧化磷酸化相關蛋白的翻譯。此外，YBX1是細胞增殖的調節因子，是影響癌細胞轉移潛能以及癌癥干細胞功能的決定因素[8]。在表皮干細胞中，YBX1與RNA解旋酶DDX6相互作用，同時結合具有自我更新能力的調節因子的3′-非翻譯區(3′UTR)，如CDK1和EZH219，以促進它們的翻譯。

由于會導致生長遲緩和神經發育缺陷，體內YBX1的缺失可致胚胎死亡。YBX1還可通過與特異性衰老相關細胞因子mRNA的3′UTR結合從而對細胞的衰老進行轉錄后調節。YBX1調節翻譯的能力取決于其對蛋白質的翻譯后修飾以及與其他RNA結合蛋白(RBP)相互作用的能力[10]。在增殖的角質細胞中，YBX1對細胞因子介導的細胞衰老具有抑制作用。該過程的改變可以在體內產生不同的臨床情況。隨著年齡增加，皮膚中YBX1表達的下降可以解釋衰老皮膚中衰老細胞的增加和組織更新中的老化缺陷，如脫發、傷口愈合較慢等。

4 YBX1在腫瘤發生、發展中的作用

YBX1的水平在多種癌癥中均有所增加，其核定位與癌癥的侵襲性表型和更低的存活率相關。所以，YBX1在癌癥中的高表達水平與核轉位使YBX1成為理想的診斷標志物和可能的治療靶點[1]。

4.1YBX1在乳腺癌中的研究 YBX1的高表達與乳腺癌所有亞型的低生存率、耐藥性和高復發率相關。這強調了YBX1作為癌基因在乳腺癌中的潛在重要性[11]。CAMPBELL等[12]研究表明，YBX1能夠通過p300介導的染色質重塑將健康人的乳腺上皮細胞轉化為癌細胞導致基底樣乳腺癌的形成。JUNG等[13]研究提示，YBX1對于維持表型不同的乳腺癌細胞亞群的干細胞性和致瘤能力非常重要，YBX1主要通過性別決定區Y盒2基因(Sox2)來執行這一功能，從而導致相對更具侵襲性的癌癥亞型。YBX1與侵略性乳腺癌相關，主要在雌激素受體(ER)陰性的乳腺癌中會表現出更強侵襲性或轉移性[14]。YBX1還可以促進細胞生長，使HER2基因的表達增加，以及介導乳腺癌細胞中細胞周期、細胞增殖和耐藥性等基因的表達[15]。

YBX1在多種乳腺癌細胞系中均有表達，其表達與ER、孕激素受體(PR)和HER2表達呈負相關，并與絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號級聯呈正相關，而MAPK信號級聯是基底細胞樣乳腺癌(BLBC)中重要的通路。YBX1在70%的BLBC患者中呈高表達，它的許多靶基因與基底樣特征相關。YBX1的高表達與乳腺癌亞型的低存活率、耐藥性和高復發率相關。此外，YBX1還可以通過防止癌細胞被細胞凋亡機制消除來促進乳腺癌的進展。例如，YBX1可以與腫瘤抑制因子p53相互作用導致YBX1的核定位增加，并且還會抑制p53依賴性細胞死亡，是乳腺癌細胞凋亡的負性調節因子[16]。

4.2YBX1在腎癌中的研究 腎細胞癌(RCC)的治療方法包括手術、靶向治療和免疫治療。耐藥性RCC的出現會導致藥物失效和預后不良，因此需要為RCC開發新的和改進的治療方案。細胞核中YBX1高表達與腎癌進展和侵襲性癌癥表型密切相關，導致RCC患者預后不良。YBX1在腎癌組織中的表達高于癌旁組織，并且YBX1的核表達與RCC分期、Fuhrman腫瘤分級和轉移有關。此外，YBX1敲低可以抑制RCC細胞的黏附，YBX1對RCC腫瘤轉移具有正調節作用。YBX1與Ras-GTP酶激活蛋白1(G3BP1)可以相互作用，改變RCC細胞中YBX1的磷酸化和核轉位來抑制YBX1的活化，從而抑制RCC細胞的遷移和侵襲[17]。

4.3YBX1在其他腫瘤中的研究 YBX1還與其他類型的癌癥相關。在人類非小細胞肺癌(NSCLC)中，YBX1可以促進細胞周期蛋白D1的轉錄，而細胞周期蛋白D1是一種能夠促進細胞生長的致癌周期蛋白[18]。YBX1在骨肉瘤中表達增加，并且可以通過刺激其細胞增殖來促進骨肉瘤的生長[19]。值得注意的是，YBX1還能通過上皮-間質轉化(EMT)過程促進腫瘤的轉移和生長。在前列腺癌中，YBX1通過促進EMT從而導致更具侵襲性的前列腺癌表型的發生[20]。在頭頸癌患者中，YBX1的高表達與患者的預后不良有關。

5 YBX1與耐藥

最初發現多藥耐藥相關的ATP結合盒轉運蛋白基因ABCB1及生長因子受體基因EGFR和HER2/ErbB2在癌細胞中的表達可被YBX1轉錄激活。其他耐藥性相關基因MVP/LRP、TOP2A、CD44、CD49f、BCL2、MYC和AR的表達也被YBX1轉錄激活，這表明YBX1與腫瘤藥物耐藥性有關[3]。YBX1調節耐藥性相關基因，使癌細胞對多種抗癌治療劑產生耐藥性。例如，YBX1調節了NSCLC對順鉑的敏感性，并且YBX1的高表達是NSCLC患者預后不良的潛在預測指標[21]。研究表明，乳腺癌中YBX1和ER存在明顯的相互關系，并且YBX1的表達增強顯著下調雌激素受體1(ESR1)的表達，并誘導對抗雌激素治療劑的獲得性耐藥[22]。因此，YBX1的表達增強通常伴隨著ER依賴性基因表達的減少，其可能通過驅動ER非依賴性細胞的生長和存活來促進乳腺癌的進展。此外，在接受抗雌激素治療的ER陽性患者中，YBX1表達較高的患者預后較差。

總之，YBX1涉及細胞增殖、細胞周期、存活和耐藥性基因的表達，并促進了腫瘤的惡性進展以及癌細胞對化療藥物耐藥性的獲得。

6 YBX1與癌癥的治療

6.1YBX1是一種新的治療靶點 迄今為止，已經在不同的人類癌癥中鑒定出許多分子靶標用于研發新的治療方案。例如，在乳腺癌中針對HER-2療法的建立以及在前列腺癌中針對TREK-1療法的建立[23-24]。YBX1處于許多參與細胞信號通路基因的上游，包括多藥耐藥基因(MDR1)及HER-2、EGFR、增殖細胞核抗原(PCNA)、細胞周期蛋白A和細胞周期蛋白B等與癌癥發展有關的基因。目前已經采用許多方法直接抑制YBX1的活化或者靶向YBX1的活化因子來抑制YBX1。YBX1結合位點的分子誘餌已成功應用于多種癌細胞，其可以抑制腫瘤生長，以及誘導p53介導的細胞凋亡。

6.2靶向YBX1有助于進一步開發有效的抗癌藥物 靶向YBX1可能有助于克服乳腺癌的抗雌激素耐藥性和惡性進展，其原因如下：YBX1過表達小鼠可誘發多種乳腺癌組織學特征;YBX1沉默導致與細胞增殖和細胞周期相關基因(如HER2、FGFR2和CDC6)的明顯下調，同時會上調人乳腺癌細胞系中ERα的表達[6，11，22]，從而增強對內分泌療法的反應性。此外，在體內治療性實驗模型中，YBX1過表達誘導乳腺癌細胞ERα表達下調，并獲得了對代表性的抗雌激素藥物他莫昔芬的耐藥性。

已經有研究評估了靶向YBX1的臨床前治療研究。YBX1 S102位點側翼的9個氨基酸的分子誘餌細胞可滲透肽在體外誘導了癌細胞的細胞毒性。另外，還開展了其他臨床前治療方法，包括用siRNA或miRNA沉默YBX1。通過新型的多糖藥物遞送系統，已開發出了一種靶向Dectin-1的載體，該載體可傳遞YBX1反義DNA，并且在體外YBX1沉默對細胞生存能力具有一定的抑制作用[25]。有研究顯示，在肺癌細胞中使用長鏈非編碼RNA(lncRNA)使YBX1表達沉默可以抑制細胞生長[26]。此類臨床前試驗顯示了YBX1表達沉默在體外對癌細胞的某些細胞毒性作用。

7 小結與展望

YBX1是一種重要的癌蛋白，可以調節癌癥的進展。YBX1在不同類型的癌癥增殖中調節許多細胞信號傳導途徑。不同癌癥中YBX1的核定位和核水平表達與癌癥的預后相關。因此，YBX1可以作為癌癥進展的潛在生物標志物。此外，YBX1通過上調多種耐藥相關基因在先天性和獲得性腫瘤耐藥中發揮重要作用。通過靶向YBX1來開發治療藥物將有助于克服各種進展性癌癥中腫瘤對抗癌治療劑的耐藥性。針對進展性癌癥患者靶向YBX1治療藥物的開發和臨床評估成為未來研究的關鍵。