BLZF1在腫瘤中的研究進(jìn)展

周晨　蘇丹燕　黃云超

【摘要】 堿性亮氨酸拉鏈核因子1（basic leucine zipper nuclear factor 1，BLZF1）屬于b-ZIP核因子家族，編碼一個(gè)3 kb的mRNA，可被翻譯成45 kDa的蛋白質(zhì)。BLZF1由1個(gè)亮氨酸重復(fù)序列和幾個(gè)特定的磷酸化位點(diǎn)組成，其結(jié)構(gòu)中包含亮氨酸拉鏈和核定位信號(hào)。BLZF1在人體正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中是普遍存在的;其在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均有表達(dá)，但不在核仁中表達(dá);但在類維生素A（retinoic acid，RA）治療急性早幼粒細(xì)胞白血病（acute promyelocytic leukaemia，APL）引起細(xì)胞增殖時(shí)，其表達(dá)上調(diào)。BLZF1可與GRASP55結(jié)合，形成的結(jié)合體是一種新的高爾基體中池堆疊模型，在維持高爾基體正常結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)中發(fā)揮重要作用。但其在多種疾病和腫瘤中的研究還未明確。本研究從BLZF1的結(jié)構(gòu)、表達(dá)及功能方面，探討其在一些疾病和腫瘤中的作用，為BLZF1在腫瘤中的研究提供理論基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】 堿性亮氨酸拉鏈核因子1 高爾基體 腫瘤

Research Progress of BLZF1 in Oncology/ZHOU Chen， SU Danyan， HUANG Yunchao. //Medical Innovation of China， 2022， 19（18）： -188

[Abstract] BLZF1 （basic leucine zipper nuclear factor 1） belongs to the b-ZIP nuclear factor family and encodes a 3 kb mRNA translated into a 45 kDa protein. BLZF1 consists of a leucine repeat and several specific phosphorylation sites， and its structure contains a leucine zipper and a nuclear localization signal. BLZF1 is ubiquitous in human normal cells and tumor cells. It is expressed in the nucleus and cytoplasm， but not in the nucleolus. However， its expression is up-regulated when retinoic acid （RA） induces cell proliferation in APL （acute promyelocytic leukaemia）. BLZF1 can bind to GRASP55， and the formed complex is a new model of pool stacking in the Golgi apparatus， which plays an important role in maintaining structure and transporting proteins in the Golgi apparatus. However， its research in various diseases and tumors has not been clear. In this study， we explored the role of BLZF1 in some diseases and tumors from the structure， expression and function of BLZF1， and provided a theoretical basis for the study of BLZF1 in tumors.

[Key words] Basic leucine zipper nuclear factor 1 Golgi apparatus Cancer

First-author’s address： The Third Affiliated Hospital of Kunming Medical University， Kunming 650118， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.18.045

堿性亮氨酸拉鏈核因子1（basic leucine zipper nuclear factor 1，BLZF1）也稱為JEM-1或Golgin-45，定位于人類1號(hào)染色體長(zhǎng)臂2區(qū)4帶2亞帶，屬于b-ZIP核因子家族，編碼一個(gè)3 kb的mRNA，該mRNA可被翻譯成一個(gè)45 kDa的蛋白質(zhì)。BLZF1是在研究類維生素A（RA）治療急性早幼粒細(xì)胞白血病（APL）引起細(xì)胞增殖的分子基礎(chǔ)時(shí)，被首次鑒定和克隆[1]。BLZF1可在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，但不在核仁中表達(dá);BLZF1在人體正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中普遍存在，其可產(chǎn)生多種大小和表達(dá)不同的轉(zhuǎn)錄物[2]。BLZF1由1個(gè)亮氨酸重復(fù)序列和幾個(gè)假定的磷酸化位點(diǎn)組成，值得注意的是，其結(jié)構(gòu)中還含有亮氨酸拉鏈和核定位信號(hào)，并且在其C末端具有1個(gè)PEST序列，這表明BLZF1可能作為轉(zhuǎn)錄因子或共調(diào)節(jié)因子，參與細(xì)胞生長(zhǎng)和/或控制細(xì)胞成熟[1]。因此，對(duì)BLZF1的研究至關(guān)重要。BLZF1的異常表達(dá)可能會(huì)導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生。本文將從BLZF1的結(jié)構(gòu)、表達(dá)及功能方面，探討其在一些疾病和腫瘤中的作用，為BLZF1在腫瘤中的研究提供潛在的研究方向。

1 BLZF1的結(jié)構(gòu)

BLZF1由1個(gè)亮氨酸重復(fù)序列和幾個(gè)特定的磷酸化位點(diǎn)組成，并且在其C末端序列中具有1個(gè)PEST序列，其結(jié)構(gòu)中還含有亮氨酸拉鏈和核定位信號(hào)[1]。

有研究表明，BLZF1的C端序列（Thr331->Leu400）是核轉(zhuǎn)運(yùn)所必需的，而亮氨酸重復(fù)結(jié)構(gòu)域（Arg179->Glu206）對(duì)亞細(xì)胞定位沒(méi)有影響[2]。

激活蛋白1（activator protein-1，AP-1）在細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化和細(xì)胞死亡中有廣泛作用[3-4]。在APL中，t（15;17）發(fā)生易位，在RA存在的情況下，嵌合蛋白PML-RARa與c-Jun和c-Fos發(fā)生協(xié)同作用，然后刺激含有AP-1位點(diǎn)的報(bào)告基因的轉(zhuǎn)錄[4]。又研究表明，BLZF1和AP-1在斑點(diǎn)核結(jié)構(gòu)中共定位，且其雖然對(duì)含有AP-1結(jié)合位點(diǎn)的啟動(dòng)子沒(méi)有反式激活能力，但可作為AP-1活性的有效增強(qiáng)劑。BZLF1顯著增加了c-Jun的轉(zhuǎn)錄活性（3倍），并且更強(qiáng)烈地增加了異位共表達(dá)的c-Fos和c-Jun（5到6倍），且這些協(xié)同作用強(qiáng)烈依賴于BZLF1的劑量。在BLZF1亮氨酸重復(fù)序列的缺失（Arg179->Glu206）時(shí)，不會(huì)減弱其對(duì)AP-1活性增強(qiáng)的能力;然而當(dāng)BLZF1的C末端序列（Thr331->Leu400）缺失時(shí)，其增強(qiáng)AP-1活性的能力被減弱。這說(shuō)明BLZF1可增強(qiáng)AP-1的活性而無(wú)須與c-Jun或c-Fos蛋白直接相互作用[2]。

2 BLZF1的表達(dá)

BLZF1在人體正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中是普遍存在的;其在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均有表達(dá)，但不在核仁中表達(dá)[2]。早期研究顯示，BLZF1的mRNA可在成熟細(xì)胞的早期增殖反應(yīng)中被RA上調(diào)，而在晚期其表達(dá)降低，這可能與細(xì)胞生長(zhǎng)停滯和成熟有關(guān)[1]。后續(xù)研究表明，BLZF1的3 kb轉(zhuǎn)錄物在APL細(xì)胞系中的NB4細(xì)胞中幾乎沒(méi)有表達(dá)，但在RA誘導(dǎo)細(xì)胞增殖時(shí)，BLZF1的表達(dá)出現(xiàn)雙相模式（在6 h和48 h達(dá)到峰值）。BLZF1的上調(diào)與APL細(xì)胞的成熟有關(guān)。盡管BLZF1在許多人類白血病和腫瘤細(xì)胞類型中表達(dá)，但其表達(dá)水平差異很大。BLZF1在髓性白血病衍生細(xì)胞系中的表達(dá)是可變的，而在單核細(xì)胞和紅細(xì)胞白血病衍生細(xì)胞系中的表達(dá)水平分別呈低表達(dá)和高表達(dá)。BLZF1的mRNA在正常造血細(xì)胞、胸腺細(xì)胞和外周血白細(xì)胞表達(dá)很少或不表達(dá)。然而其在人類實(shí)體瘤的細(xì)胞中最常見(jiàn)的表達(dá)形式是3 kb的BLZF1 mRNA[5]。

3 BLZF1蛋白質(zhì)的降解

Wnt/β-catenin信號(hào)通路在人胚胎發(fā)育和成熟組織維持穩(wěn)態(tài)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，并且在惡性腫瘤中經(jīng)常被異常激活[6-7]。導(dǎo)電蛋白2（AXIN2）是β-catenin的主要靶基因[8]，Wnt通路本身的激活也會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電蛋白AXIN降解[9]。AXIN作為Wnt通路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其濃度的調(diào)控非常重要。端瞄聚合酶（tankyrase）可調(diào)節(jié)AXIN的濃度，并且tankyrase的抑制劑XAV939通過(guò)穩(wěn)定AXIN有效地抑制了Wnt信號(hào)的傳導(dǎo)[10]。Tankyrases屬于多聚（ADP-核糖）聚合酶（the poly ADP-ribose polymerase，PARP）蛋白質(zhì)家族，其通過(guò)將ADP-核糖聚合物與蛋白質(zhì)的受體結(jié)合來(lái)發(fā)揮作用[11]。這稱為聚（ADP-核糖基）化或核糖基化（PARsylaton）的修飾，是一種重要的調(diào)節(jié)機(jī)制[12]。

在BLZF1的C末端有一個(gè)與tankyrase結(jié)合的結(jié)構(gòu)域（tankyrase-binding domain，TBD），若敲除TBD，就消除了BLZF1和tankyrase之間的相互作用，并使得BLZF1結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。然而當(dāng)使用tankyrase的抑制劑（如XAV939和IWR-1）時(shí)，顯著增加BLZF1的蛋白質(zhì)表達(dá)水平[13]。有研究表明RNF146可用于降解PARsylation修飾后的蛋白，然而在RNF146耗盡時(shí)，BLZF1的蛋白質(zhì)表達(dá)水平增高。這表明BLZF1以依賴PARsylation的方式被tankyrase和RNF146降解[14]。

4 BLZF1蛋白質(zhì)與高爾基體的關(guān)系

BLZF1是一種高爾基基質(zhì)蛋白，它不僅是維持正常高爾基體結(jié)構(gòu)所必需的，也是高爾基體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)所必需的。若敲低BLZF1則會(huì)破壞高爾基體的基本結(jié)構(gòu)并且阻斷分泌蛋白的運(yùn)輸[15]。

在哺乳動(dòng)物的細(xì)胞中，高爾基體形成緊密排列的堆疊扁平池，橫向連接成帶狀結(jié)構(gòu)，高爾基體在蛋白質(zhì)運(yùn)輸和分選協(xié)調(diào)糖基化的準(zhǔn)確順序中都是非常重要的。高爾基外周膜蛋白又稱為高爾基重組堆疊蛋白（golgi reassembly stacking proteins，GRASP），它介導(dǎo)著高爾基體結(jié)構(gòu)的堆疊和帶狀形成[16-18]。在脊椎動(dòng)物中，有研究發(fā)現(xiàn)了兩種GRASP亞型，即GRASP55和GRASP65。兩個(gè)GRASP都通過(guò)其N末端的肉豆蔻酰化甘氨酸錨定在高爾基體的池膜上[17-19]。GRASP55與Golgin45（BLZF1）相互作用，主要存在于高爾基體的中池部分，而GRASP65與GM130結(jié)合，主要位于水池（cis-cisternae）[15，20]。

高爾基體之間及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（the endoplasmic reticulum，ER）和高爾基體之間的膜運(yùn)輸受rab GTPase家族成員的高度調(diào)控;rab1的GTP形式可以與囊泡束縛因子p115和順式-高爾基體基質(zhì)蛋白GM130相互作用，從而調(diào)節(jié)蛋白從ER到高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)[21-23]。BLZF1可通過(guò)其C端序列與GRASP55的結(jié)構(gòu)域結(jié)合，GRASP55- Golgin45是一種新的高爾基體中池堆疊模型;并且在其結(jié)合部位發(fā)現(xiàn)了鋅指結(jié)構(gòu)[24]。有研究表明，BLZF1可與rab1激活的突變體發(fā)生強(qiáng)烈相互作用[15]，但也有研究指出，BLZF1可能與rab2的GTP形式相互作用，這種相互作用模式可能受到rabGTP酶的調(diào)控[25]。

5 BLZF1相關(guān)的疾病

5.1 非腫瘤相關(guān) 有研究發(fā)現(xiàn)唾液中BZLF1的表達(dá)與唾液中的EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）的DNA拷貝數(shù)之間存在顯著相關(guān)性，證明了在復(fù)制性EBV感染期間，在唾液樣本中檢測(cè)BZLF1 mRNA的可行性。原發(fā)性EBV感染的住院時(shí)間也與唾液中BZLF1的表達(dá)量及唾液中的高病毒載量密切相關(guān)。該研究還表明在感染期間EBV復(fù)制時(shí)，可在唾液標(biāo)本中檢測(cè)到BZLF1 mRNA[26]。在登革熱病毒感染的人類肝細(xì)胞中，BLZF1的表達(dá)被差異調(diào)節(jié)，且顯示出兩倍以上的調(diào)節(jié)[27]。

5.2 腫瘤相關(guān) BLZF1在急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞系的NB4中保持沉默，但在RA誘導(dǎo)細(xì)胞成熟的過(guò)程中其表達(dá)被上調(diào)[1]。在肝細(xì)胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織中，BLZF1在mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平上均降低，BLZF1在肝細(xì)胞癌組織中與相應(yīng)的非腫瘤組織相比在mRNA和蛋白質(zhì)水平上均下調(diào);且BLZF1的低表達(dá)與不良的臨床病理特征相關(guān)，如腫瘤分化差、血清AFP水平較高和腫瘤包膜缺失，這表明BLZF1是一種新型的不利于肝癌患者預(yù)后的生物標(biāo)志物[28]。BLZF1在胃癌組織中表達(dá)下調(diào);且BLZF1蛋白的低表達(dá)與胃癌不良的臨床病理特征相關(guān)，如較差的組織分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等，這表明BLZF1低表達(dá)在一定程度上反映了胃癌的不良預(yù)后[29]。在使用生物信息學(xué)分析確定與去勢(shì)抵抗性前列腺癌（the castrate-resistant prostate cancer，CRPC）相關(guān)的關(guān)鍵基因時(shí)，BLZF1是與CRPC密切相關(guān)的前5個(gè)中心基因之一[30]。

6 展望

BLZF1對(duì)維持高爾基體結(jié)構(gòu)非常重要，其也是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)所必需的。若敲低BLZF1則會(huì)破壞高爾基體基本結(jié)構(gòu)并可阻斷分泌蛋白的運(yùn)輸[15]。BLZF1可與GRASP55結(jié)合形成復(fù)合體，GRASP55-Golgin45是一種新的高爾基體中池堆疊模型，它對(duì)于維持高爾基體正常的結(jié)構(gòu)和在蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)中必不可少[24]。

AP-1在細(xì)胞增殖、分化和死亡中有廣泛作用[3-4]，而B(niǎo)LZF1可增強(qiáng)AP-1的活性[2]，BLZF1可能也在這些生物學(xué)表現(xiàn)中發(fā)揮作用。Wnt/β-catenin信號(hào)通路常在腫瘤中被異常激活[6]，BLZF1通過(guò)與tankyrase的作用調(diào)節(jié)AXIN的濃度參與Wnt/β-catenin信號(hào)通路[14]，表明BLZF1可能與惡性腫瘤相關(guān)。目前研究提示BLZF1的表達(dá)水平與急性早幼粒細(xì)胞白血病、肝細(xì)胞癌、胃癌、去勢(shì)抵抗性前列腺癌等惡性腫瘤相關(guān)，但這些都只基于基因表達(dá)水平的研究。對(duì)于BLZF1如何在惡性腫瘤中發(fā)揮作用仍然不明確，在未來(lái)，我們還需要進(jìn)一步研究BLZF1在惡性腫瘤中的分子機(jī)制。

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（收稿日期：2022-04-11） （本文編輯：張明瀾）