BLZF1在腫瘤中的研究進展

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3 kb的mRNA，可被翻譯成45 kDa的蛋白質。BLZF1由1個亮氨酸重復序列和幾個特定的磷酸化位點組成，其結構中包含亮氨酸拉鏈和核定位信號。BLZF1在人體正常細胞和腫瘤細胞中是普遍存在的;其在細胞核和細胞質中均有表達，但不在核仁中表達;但在類維生素A（retinoic acid，RA）治療急性早幼粒細胞白血病（acute promyelocytic leukaemia，APL）引起細胞增殖時，其表達上調。BLZF1可與GRASP55結合，形成的結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構和轉運蛋白質中發揮重要作用。但其在多種疾病和腫瘤中的研究還未明確。本研究從BLZF1的結構、表達及功能方面，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。

【關鍵詞】 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號染色體長臂2區4帶2亞帶，屬于b-ZIP核因子家族，編碼一個3 kb的mRNA，該mRNA可被翻譯成一個45 kDa的蛋白質。BLZF1是在研究類維生素A（RA）治療急性早幼粒細胞白血病（APL）引起細胞增殖的分子基礎時，被首次鑒定和克隆[1]。BLZF1可在細胞核和細胞質中表達，但不在核仁中表達;BLZF1在人體正常細胞和腫瘤細胞中普遍存在，其可產生多種大小和表達不同的轉錄物[2]。BLZF1由1個亮氨酸重復序列和幾個假定的磷酸化位點組成，值得注意的是，其結構中還含有亮氨酸拉鏈和核定位信號，并且在其C末端具有1個PEST序列，這表明BLZF1可能作為轉錄因子或共調節因子，參與細胞生長和/或控制細胞成熟[1]。因此，對BLZF1的研究至關重要。BLZF1的異常表達可能會導致一些疾病的發生。本文將從BLZF1的結構、表達及功能方面，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的結構

BLZF1由1個亮氨酸重復序列和幾個特定的磷酸化位點組成，并且在其C末端序列中具有1個PEST序列，其結構中還含有亮氨酸拉鏈和核定位信號[1]。

有研究表明，BLZF1的C端序列（Thr331->Leu400）是核轉運所必需的，而亮氨酸重復結構域（Arg179->Glu206）對亞細胞定位沒有影響[2]。

激活蛋白1（activator protein-1，AP-1）在細胞增殖、細胞分化和細胞死亡中有廣泛作用[3-4]。在APL中，t（15;17）發生易位，在RA存在的情況下，嵌合蛋白PML-RARa與c-Jun和c-Fos發生協同作用，然后刺激含有AP-1位點的報告基因的轉錄[4]。又研究表明，BLZF1和AP-1在斑點核結構中共定位，且其雖然對含有AP-1結合位點的啟動子沒有反式激活能力，但可作為AP-1活性的有效增強劑。BZLF1顯著增加了c-Jun的轉錄活性（3倍），并且更強烈地增加了異位共表達的c-Fos和c-Jun（5到6倍），且這些協同作用強烈依賴于BZLF1的劑量。在BLZF1亮氨酸重復序列的缺失（Arg179->Glu206）時，不會減弱其對AP-1活性增強的能力;然而當BLZF1的C末端序列（Thr331->Leu400）缺失時，其增強AP-1活性的能力被減弱。這說明BLZF1可增強AP-1的活性而無須與c-Jun或c-Fos蛋白直接相互作用[2]。

2 BLZF1的表達

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

3 BLZF1蛋白質的降解

Wnt/β-catenin信號通路在人胚胎發育和成熟組織維持穩態過程中發揮著重要作用，并且在惡性腫瘤中經常被異常激活[6-7]。導電蛋白2（AXIN2）是β-catenin的主要靶基因[8]，Wnt通路本身的激活也會導致導電蛋白AXIN降解[9]。AXIN作為Wnt通路的關鍵節點，其濃度的調控非常重要。端瞄聚合酶（tankyrase）可調節AXIN的濃度，并且tankyrase的抑制劑XAV939通過穩定AXIN有效地抑制了Wnt信號的傳導[10]。Tankyrases屬于多聚（ADP-核糖）聚合酶（the poly ADP-ribose polymerase，PARP）蛋白質家族，其通過將ADP-核糖聚合物與蛋白質的受體結合來發揮作用[11]。這稱為聚（ADP-核糖基）化或核糖基化（PARsylaton）的修飾，是一種重要的調節機制[12]。

在BLZF1的C末端有一個與tankyrase結合的結構域（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結構穩定。然而當使用tankyrase的抑制劑（如XAV939和IWR-1）時，顯著增加BLZF1的蛋白質表達水平[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，BLZF1的蛋白質表達水平增高。這表明BLZF1以依賴PARsylation的方式被tankyrase和RNF146降解[14]。

4 BLZF1蛋白質與高爾基體的關系

BLZF1是一種高爾基基質蛋白，它不僅是維持正常高爾基體結構所必需的，也是高爾基體-內質網轉運蛋白質所必需的。若敲低BLZF1則會破壞高爾基體的基本結構并且阻斷分泌蛋白的運輸[15]。

在哺乳動物的細胞中，高爾基體形成緊密排列的堆疊扁平池，橫向連接成帶狀結構，高爾基體在蛋白質運輸和分選協調糖基化的準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），它介導著高爾基體結構的堆疊和帶狀形成[16-18]。在脊椎動物中，有研究發現了兩種GRASP亞型，即GRASP55和GRASP65。兩個GRASP都通過其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結合，主要位于水池（cis-cisternae）[15，20]。

高爾基體之間及內質網（the endoplasmic reticulum，ER）和高爾基體之間的膜運輸受rab GTPase家族成員的高度調控;rab1的GTP形式可以與囊泡束縛因子p115和順式-高爾基體基質蛋白GM130相互作用，從而調節蛋白從ER到高爾基體的轉運[21-23]。BLZF1可通過其C端序列與GRASP55的結構域結合，GRASP55- Golgin45是一種新的高爾基體中池堆疊模型;并且在其結合部位發現了鋅指結構[24]。有研究表明，BLZF1可與rab1激活的突變體發生強烈相互作用[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酶的調控[25]。

5 BLZF1相關的疾病

5.1 非腫瘤相關 有研究發現唾液中BZLF1的表達與唾液中的EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）的DNA拷貝數之間存在顯著相關性，證明了在復制性EBV感染期間，在唾液樣本中檢測BZLF1 mRNA的可行性。原發性EBV感染的住院時間也與唾液中BZLF1的表達量及唾液中的高病毒載量密切相關。該研究還表明在感染期間EBV復制時，可在唾液標本中檢測到BZLF1 mRNA[26]。在登革熱病毒感染的人類肝細胞中，BLZF1的表達被差異調節，且顯示出兩倍以上的調節[27]。

5.2 腫瘤相關 BLZF1在急性早幼粒細胞白血病細胞系的NB4中保持沉默，但在RA誘導細胞成熟的過程中其表達被上調[1]。在肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織中，BLZF1在mRNA和蛋白質表達水平上均降低，BLZF1在肝細胞癌組織中與相應的非腫瘤組織相比在mRNA和蛋白質水平上均下調;且BLZF1的低表達與不良的臨床病理特征相關，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后的生物標志物[28]。BLZF1在胃癌組織中表達下調;且BLZF1蛋白的低表達與胃癌不良的臨床病理特征相關，如較差的組織分化、淋巴結轉移等，這表明BLZF1低表達在一定程度上反映了胃癌的不良預后[29]。在使用生物信息學分析確定與去勢抵抗性前列腺癌（the castrate-resistant prostate cancer，CRPC）相關的關鍵基因時，BLZF1是與CRPC密切相關的前5個中心基因之一[30]。

6 展望

BLZF1對維持高爾基體結構非常重要，其也是內質網與高爾基體轉運蛋白質所必需的。若敲低BLZF1則會破壞高爾基體基本結構并可阻斷分泌蛋白的運輸[15]。BLZF1可與GRASP55結合形成復合體，GRASP55-Golgin45是一種新的高爾基體中池堆疊模型，它對于維持高爾基體正常的結構和在蛋白質的轉運中必不可少[24]。

AP-1在細胞增殖、分化和死亡中有廣泛作用[3-4]，而BLZF1可增強AP-1的活性[2]，BLZF1可能也在這些生物學表現中發揮作用。Wnt/β-catenin信號通路常在腫瘤中被異常激活[6]，BLZF1通過與tankyrase的作用調節AXIN的濃度參與Wnt/β-catenin信號通路[14]，表明BLZF1可能與惡性腫瘤相關。目前研究提示BLZF1的表達水平與急性早幼粒細胞白血病、肝細胞癌、胃癌、去勢抵抗性前列腺癌等惡性腫瘤相關，但這些都只基于基因表達水平的研究。對于BLZF1如何在惡性腫瘤中發揮作用仍然不明確，在未來，我們還需要進一步研究BLZF1在惡性腫瘤中的分子機制。

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（收稿日期：2022-04-11） （本文編輯：張明瀾）