FJX1基因在實體腫瘤中的功能研究進展

韓野，匡玉庭，朱東明

(蘇州大學附屬第一醫院普通外科，江蘇 蘇州 215006)

果蠅高爾基體固有跨膜激酶four-jointed(Fj)基因編碼一種細胞分泌表面蛋白，在果蠅的眼睛、腿部、翅膀以及視神經葉中表達，作為一種細胞間信號，參與調節腿和翅膀的部分近距離生長以及眼睛的分化[1-2]。四連接同源基因(four-jointed box kinase 1,FJX1)位于11號染色體(11p13)，1999年在脊椎動物體內經鑒定與Fj高度同源，編碼的細胞表面分泌蛋白含有437個氨基酸，可以在脊椎動物體內多處表達。在小鼠克隆胚胎同源體，以及其胚胎后期發育過程中直至成年后的大腦中都可以發現FJX1基因表達[3]，Strutt等[4]證實FJX1基因單個外顯子編碼的分泌蛋白質在高爾基體中也存在表達。在果蠅中，Fj是調節細胞極性通路的重要存在，其作為Notch信號通路的下游靶基因可以調節細胞生長和分化；同樣，在哺乳動物中FJX1也可能參與Notch等信號通路進而影響實體腫瘤的發生發展[5]。本文針對FJX1基因在實體腫瘤中的功能進行闡述。

1 FJX1與頭面部腫瘤

基因擴增及缺失表達在多種腫瘤中起關鍵作用，在實體瘤中表現為基因組區域的增減，并通過影響一系列基因表達來促進腫瘤發生發展；基因擴增及缺失表達通常涵蓋整個染色體臂，具有廣泛性，使得在這些區域中鑒定腫瘤候選基因十分困難。在頭頸部鱗狀細胞癌中，基因擴增和缺失也常見。J?rvinen等[6]在一項研究中納入18株口腔舌鱗狀細胞癌細胞系，并通過微陣列全基因組拷貝數以及其基因表達變化，確定腫瘤基因畸變的變化主要集中在9個區域，其中涵蓋的基因9%～64%明顯擴增，包括11p12-p13染色體臂上的FJX1基因；而整個基因組中，有26%的擴增基因存在明顯的過表達，但FJX1基因的擴增表達作用目前尚未明確。在另一項口腔鱗狀細胞癌研究中，研究者用微陣列比較基因組雜交(Array-CGH)技術來定義最小的共同擴增區域，然后通過表達分析來識別跨度小于3 Mb的擴增子中的候選驅動基因，結果發現FJX1異常高表達，同時在淋巴結中也發現其異常高表達，并在一系列實驗中證實其可能通過Notch信號影響腫瘤的發生發展[7]。

Chai等[8]發現FJX1基因在原發性鼻咽癌中過表達，其表達蛋白可能作為一種腫瘤抗原，設計針對FJX1蛋白9～20個氨基酸序列匹配的特異性短肽，作為免疫治療方案潛在的藥物；結果證實，這些短肽具有免疫原性，可以刺激T細胞誘導產生針對腫瘤細胞的細胞毒性因子，從而達到抗腫瘤作用。此外，該研究還表明主要組織相容性復合體Ⅱ類肽能夠誘導T細胞增殖。2019年，研究者用基因表達微陣列發現，相對于癌旁組織，原發性鼻咽癌患者癌組織中FJX1表達上調；組織水平實驗進一步證實原發性鼻咽癌患者癌組織中FJX1mRNA和蛋白表達水平升高；細胞實驗中，siRNA敲低實驗和過表達實驗均表明FJX1基因可以促進腫瘤細胞增殖，細胞錨定依賴性生長以及細胞侵襲；FJX1過表達，特異性周期蛋白D1和E1 mRNA表達水平增加，證實FJX1可以通過調節細胞周期的關鍵蛋白來促進腫瘤細胞增殖[9]。在頭頸部鱗狀細胞癌患者中，黑色素瘤相關抗原D4B和FJX1蛋白在癌組織中過表達，二者衍生的兩個主要組織相容性-A2限制性氨基酸肽能夠在體外誘導抗腫瘤免疫應答；研究者設計針對黑色素瘤相關抗原D4B和FJX1肽組成的雙抗原肽疫苗(PV1)，通過實驗評估其免疫原性和功效，證實患者T細胞暴露于PV1刺激后，能夠誘導分泌細胞毒性細胞因子實現特異性抗腫瘤作用[10]。

2 FJX1與呼吸道腫瘤

通過注射人小細胞肺癌SBC-5細胞，建立多器官轉移的小鼠模型，進一步用cDNA微陣列分析來自肺、肝、腎和骨骼的25個腫瘤轉移灶的基因表達，共發現435個異常表達基因；其中在肺癌腎轉移病灶中，FJX1基因表達較正常組織異常升高[11]。這些異常表達基因可能提示在不同轉移器官中存在特定的腫瘤微環境基因[11]，但FJX1在肺癌腎轉移中機制尚未明確。

2012年一項針對非小細胞肺癌患者復發的研究，納入57例患者，用Affymetrix和Illumina GeneChip分析對每個冰凍組織RNA樣品進行兩次分析，重復交叉研究后發現，FJX1與非小細胞肺癌患者復發相關，同時與存活率相關，提示FJX1可能作為原癌基因影響肺癌患者的轉移與復發[12]。

3 FJX1與消化道腫瘤

目前FJX1基因在消化道腫瘤中的研究主要集中在結直腸腫瘤。從GSE115513數據庫中篩選結直腸腫瘤差異表達的miRNA和差異表達基因，并篩選相對應mRNA表達數據，構建miRNA-mRNA調控網絡圖，進一步對差異表達的miRNA和差異表達基因進行功能富集分析，以及蛋白質-蛋白質相互作用分析、生存分析，發現FJX1基因在結直腸腫瘤中可以作為潛在致病因素預測結直腸癌患者預后[13]。此外，另一項研究在結腸腺癌數據庫中發現，miRNA-1249表達下調，FJX1基因過表達可以逆轉miRNA-1249對腫瘤細胞生長、遷移和侵襲的抑制作用，表明FJX1作為miRNA-1249的靶基因參與結腸腺癌的發生發展；單因素和多因素分析表明，FJX1高表達可以作為結腸腺癌的獨立預測因子影響患者的總體生存時間[14]。

長鏈非編碼RNA具有廣泛的生物學功能，并且可能在腫瘤發生和發展中發揮重要作用。Wang等[15]從癌癥基因組圖譜(TCGA)數據庫中，全面分析了結腸腺癌患者蛋白質編碼和非編碼RNA的測序數據，構建結腸腺癌特異性競爭性內源RNA網絡，并評估非編碼RNA對結腸腺癌患者總體生存的影響，結果顯示FJX1與總體生存顯著相關(P<0.05)。相對于結直腸癌患者癌旁組織，長鏈非編碼RNA人漿細胞瘤轉化遷移基因-1(plasmacytoma variant translocation 1，PVT1)在結直腸癌組織中表達上調，其高表達的結直腸癌患者預后較差；同樣，相對于正常上皮細胞，PVT1在結直腸腫瘤細胞中高表達；其缺失表達可以抑制結直腸腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲，并抑制體內腫瘤生長[16]。miRNA-106b-5p為PVT1的靶點，抑制miRNA-106b-5p表達可以逆轉PVT1敲低對結直腸腫瘤細胞惡性表型的抑制作用；而miRNA-106b-5p在下游可以調控FJX1表達，其對結直腸腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲的抑制作用因FJX1表達上調而減弱；因此，PVT1通過靶向作用于miR-106b-5p間接調節FJX1表達從而影響結直腸癌的發生發展[16]。

血管生成對于腫瘤生長和轉移至關重要。在實體腫瘤中，腫瘤血管生成常常提示與患者預后不良相關[17-18]。Al-Greene等[18]發現與正常腸上皮組織相比，FJX1mRNA以及FJX1蛋白在結直腸腫瘤組織中表達上調，并且FJX1高表達與患者預后不良相關；FJX1mRNA表達可能通過低氧誘導因子-1α依賴性方式促進內皮細胞毛細血管的形成，從而促進腫瘤血管生成進一步促進腫瘤的發生發展。

4 FJX1與卵巢癌

Lu等[19]用Affymetrix U133 Plus 2.0microarrays檢測共鑒定出400多個來自10種浸潤性卵巢癌和5個正常卵巢的純化內皮細胞之間差異表達基因，其中FJX1在卵巢癌細胞中較正常卵巢內皮細胞表達上調7.7倍(P<0.05)，但其功能卻未進一步闡述。而另一項研究通過用全基因組轉錄譜方法發現，在卵巢癌中FJX1表達可能與腫瘤血管生成相關；進一步證實其在卵巢癌內皮細胞中異常高表達且定位于脈管系統，從而促進卵巢癌發生發展[17]。FJX1基因作為卵巢癌的候選腫瘤脈管系統標志物[20]，有可能成為卵巢癌的生物標志物和分子靶標治療位點。

5 FJX1與黑色素瘤

在黑色素瘤細胞中，長鏈非編碼RNA叉頭框家族D3反義RNA1(FOXD3-AS1)較正常上皮細胞表達明顯上調，敲除FOXD3-AS1表達可以抑制腫瘤細胞增殖和遷移，同時促進腫瘤細胞凋亡[21]。在黑色素瘤中FOXD3-AS1可以與miRNA-127-3p結合，并且靶向負調控miRNA-127-3p表達；miR-127-3p過表達則可以抑制黑色素瘤的發生發展；進一步研究發現miR-127-3p在下游可以負向調節FJX1表達，而FJX1過表達可以逆轉FOXD3-AS1沉默介導的黑色素瘤細胞表型抑制作用[21]。因此，FJX1在黑色素瘤中可能作為原癌基因發揮作用[21]，并通過FOXD3-AS1/miR-127-3p/FJX1調控軸控制黑色素瘤的發生發展。

6 總結

目前，已基本明確FJX1在實體腫瘤中作為原癌基因發揮作用，其機制多涉及FJX1上游表達調控，尤其表觀遺傳學，如結直腸腫瘤及黑色素瘤中非編碼RNA調控。在卵巢癌中，FJX1可能參與腫瘤血管生成進而影響腫瘤的發生發展；在頭面部腫瘤中，FJX1參與主要組織相容性復合體Ⅱ介導的免疫過程，可能作為其免疫治療靶點。

FJX1作為Fj同源體，在脊椎動物腎臟、肺以及腸等器官中呈不同程度表達，因此其也可能涉及細胞極性通路信號傳導途徑[22]；此外，FJX1在多囊腎疾病發展過程中可能參與Hippo-YAP信號通路[23]，大腦發育過程中參與Notch信號通路[5]以及Fj在眼發育過程中參與JAK/STAT[24]等信號通路。FJX1也可能通過上述信號通路參與腫瘤的發生發展，有待進一步研究探索。