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1、精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询垂体瘤转化基因与肺癌【摘要】 垂体肿瘤转化基因是于 1997 年被分离出的一种肿瘤转化基因, 在多种肿瘤组织内有高表达，具有反转录、诱导细胞转化、抑制姐妹染色单体分离及诱导细胞凋亡和染色体非整倍体性等功能。研究证明 PTTG 在肺癌组织中可有高表达，且其高表达与肺癌的发生发展关系密切，有望成为肺癌基因治疗新的靶位点。 【关键词】 肺肿瘤 癌基因 垂体肿瘤转化基因1 PTTG 生物学特征1997 年，Lin Pei 等从大鼠垂体肿瘤细胞系 GH4 中分离出的mRNA，构建了一个 cDNA 文库，用 396bpDNA 片段作探针，从 cDNA 文
2、库中分离出一条长约 974bp 的 cDNA 克隆，命名为 PTTG。该片段编码由 199 个氨基酸组成的相对分子量为 25103 的蛋白质。随后，从人细胞淋巴瘤瘤细胞系 Jurkat 细胞、人胚胎肝细胞中克隆出了大鼠 PTTG 相应的 cDNA，称为人 PTTG（hPTTG） 。Bezant TR 和 Chen等进一步研究证明 hPTTG 是一个至少含有 3 个成员的基因家族。该基因位于 5 号染色体长臂 5q33，5q 区与多种复发性肿瘤异常有关。精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询大多数正常成人组织中，PTTG 只有弱表达甚至检测不到，而在所有被研究的肿瘤细胞(包括肺癌、
3、乳腺癌、肝癌、垂体肿瘤等)和肿瘤细胞系(包括淋巴细胞系、骨髓细胞系、上皮细胞系等)中都有高表达。且研究发现在多种正常增生性组织和肿瘤组织中存在hPTTG1、 hPTTG2 及 hPTTG3 差异性表达，肿瘤组织以 hPTTG1 表达增加为主，hPTTG1 在肿瘤发生发展中起着关键性作用。hPTTG 蛋白是一种细胞周期依赖性癌基因，在有丝分裂期 hPTTG表达水平最高。采用 Westernblot、原位杂交、免疫组织化学等技术进一步研究 PTTG 在细胞内的分布，发现 PTTG 主要定位于细胞质，但也有部分定位于细胞核。2 PTTG 在肿瘤发生中的作用2.1 PTTG 基因高表达的机制精品文档欢
4、迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询恶性肿瘤细胞系中，PTTG cDNA 的序列分析未发现有活性突变，对正常结肠和结肠肿瘤中 PTTG 全部编码区进行序列分析，显示其与野生型 PTTG 序列无差别，说明 PTTG 是通过升高表达水平而产生致瘤作用。据推测可能是基因调控区的突变而引起对 PTTG 调控失常，从而导致 PTTG 高表达。在 PTTG 的 5端区存在调控序列，包括 1个 cAMP 反应元件(CRE )和 1 个 PEA 3 结合区，3 个 SP-GC 盒结合区序列，3 个 AP1 和一个 AP2 结合序列及一个胰岛素反应元件(NFI)序列。PEA3 具有强辅致癌物佛波醇酯的功能
5、。SP1 是一个普遍存在的与 GC 盒序列结合的反式激活子，并能调控一系列看家基因转录,在缺乏 TATA 盒启动子的模型中，SP1 已被证实能通过影响一种有活性的转录起始复合物合成来介导转录起始，因此，SP1 结合位点在调控 PTTG 中发挥着很重要作用。Clem AL 等1进一步研究也表明 Sp1对于肿瘤中 PTTG 表达的转录调节具有重要作用。2.2 PTTG 与细胞转化有研究显示 PTTG 在无其他辅助癌基因的参与下即能引起细胞转化。进一步研究发现，表达 PTTG 的 3T3 细胞能促进 bFGF 转录和分泌，推测 PTTG 可能通过 FGF 家族发挥作用。PTTG 蛋白中 PXXP 区
6、域对 PTTG 介导的细胞转化活性非常重要，它是 SH3 潜在结合位点，而精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询SH3 又是细胞内小 G 蛋白重要的信号转导介质。PXXP 区域内的点突变(p163A，p170L，p172A 和 p173L)可导致 PTTG 丧失诱导细胞转化，肿瘤形成和促进 bFGF 产生能力，但是仍有 PTTGmRNA 和蛋白质表达，推测 PTTG 可能通过 SH3 介导的细胞内信号转导途径发挥作用。Boelaert K 等2研究表明 PXXP 结构和磷酸化有可能对 PTTG 在体外的不同活性产生独立而又关键的影响。他们认为磷酸化可能调节PTTG 影响细胞增殖和
7、转化的能力。Pei 认为 PTTG 可通过激活癌基因c-myc 而引起细胞转化和肿瘤形成。 2.3 PTTG 基因的反式激活作用Chien 等利用酵母 2-杂交筛选等技术发现了一种新蛋白质，称为PTTG 结合因子（PBF） ，其在体内体外均可特异性地与 PTTG 结合，促进 PTTG 向核内移位及加强其反式激活功能。Pei 等进一步研究发现 MAPK 使 PXXP 花图结构域中的 Ser162 磷酸化，促使 PTTG 由细胞质向细胞核转位，并进而促进 PTTG 转录激活 bFGF。Ishikawa 等通过实验证明 PTTG 可能通过对 bFGF 的转录激活作用来促进肿瘤的血管生成和肿瘤形成。M
8、APK 磷酸化及 MAPKK 与 PTTG 相互作用不仅能增强 PTTG 反式激活功能，也能促进 PTTG 表达蛋白移位至核内，PTTG 表达蛋白在转录起始位点附近与 c-myc 结合，从而激活 c-myc精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询转录，c-myc 蛋白过度表达可促进细胞转化及多种肿瘤发生。因此，PTTG 也可能通过反式激活作用激活原癌基因，生长因子等间接致癌。2.4 PTTG 抑制姐妹染色单体分离PTTG 作为人类封闭素（Securin）可以粘附于分裂酶(separase/ESP1)，抑制姐妹染色单体分离，破坏细胞分裂，导致染色体不稳定。ESP1（estradiol
9、-stimulated protein 1）是目前惟一能促使姐妹染色单体分离的基因，用 RNAi 的方法干扰 Hela 细胞的 ESP1 后导致细胞变成多倍体细胞，引起细胞凋亡3。罗勇军等4准确检测了 ESP1 与 PTTG 在 A549、SPC-A-1 和 MRC-5 细胞 S 和G2/M 的表达变化,提示肿瘤细胞的染色体非整倍体性与 PTTG 的表达增高有关，说明细胞中姐妹染色体的分离主要依靠于1 在2/期被激活，而导致姐妹染色体的分离。推测 PTTG 诱导肿瘤形成是由于姐妹染色单体不能正常分离，导致非整倍体的形成，进一步发展成为肿瘤。2.5 PTTG 诱导细胞凋亡和染色体非整倍体性双重作
10、用精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询目前结果57表明 PTTG 过度表达可引起 p53 依赖性和 p53 非依赖性细胞凋亡，而在 p53 缺乏情况下，PTTG 仍可导致细胞非整倍体形成并可促进遗传的不稳定性。PTTG 这种既能导致细胞凋亡，又能引起细胞非整倍体形成的双重作用是独特的，是 PTTG 诱导肿瘤形成的一种可能机制。3 PTTG 与肺癌的关系自 PTTG 发现以来，有关 PTTG 与肿瘤的研究日益增多。众多研究结果显示813，PTTG 在垂体瘤、肺癌、乳腺癌、甲状腺癌及其它消化道肿瘤等肿瘤组织中均有较高的表达，且与肿瘤的发生发展关系密切，并可能具有预后判断与指导辅助治
11、疗的作用。Honda S 等10对已知 p53 状况的原发性非小细胞肺癌中 PTTG与抑制染色体分离及影响 bFGF 表达的情况进行了研究，结果显示肺癌组织中的 PTTG mRNA 平均相对值 1.46，明显高于正常肺组织的平均相对值（0.88） ，差异具有统计学意义。无论 p53 状况如何，PTTG精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询的平均相对值与 tCINs 或 bFGF 的免疫反应性均无关。尽管 PTTG 对tCINs 和 bFGF 的产生并不是惟一因素，证据表明过度表达的 PTTG在原发性非小细胞肺癌的发生发展中起重要作用。孙少萍等14研究显示 PTTG 与 c-myc
12、 在肺癌中的表达呈明显的正相关，提示两者在肺癌的发生发展中可能存在协同作用，但其详细机制还需进一步研究。邓国敏等15研究证实 PTTG 在肺癌组织尤其是肺腺癌中表达上调，提示该基因对肺癌的发生、发展起重要作用，同时认为 PTTG 基因有望成为肺癌基因治疗新的靶位点。上一页 1 2 下一页而 Mu YM 等16应用从人垂体肿瘤中克隆出的 hPTTG 稳定转染Hela 细胞和肺癌 A549 细胞系进行体外同位素标记，结果显示，hPTTG 的过表达显著抑制两种细胞系的由黏附细胞生长特性所决定的克隆形成，其对 A549 细胞生长的抑制效应与 p21 的激活关系密切，而对 Hela 细胞则未发现这一表现
13、。这些结果显示过度表达的 hPTTG抑制细胞生长是通过 p21 依赖及 p21 非依赖等不同机制实现的。最近，Rehfeld N 等17用免疫组化方法检测了与肺癌组织学亚型相关的 PTTG1 表达的作用，结果显示，小细胞肺癌中 PTTG1 的高表达与病人改善预后有关，而在非小细胞肺癌中 PTTG1 的高表达与明显缩短的生存期、晚期淋巴结转移及远处转移有关。这些结果强精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询调 PTTG1 高表达在肺癌的生物学中有重要作用，其作用在小细胞肺癌与非小细胞肺癌中不同。因此，我们需要进一步研究了解 PTTG1在不同肺癌亚型中的不同作用途径。为了更好地理解 P
14、TTG 在维持肺癌表型中的作用，Karkar SS 等18使用 RNA 干扰直接抑制 PTTG，他们用 PTTG siRNA 转染 H1299细胞后发现，与未转染细胞或者转染对照 siRNA 的细胞相比，前者的 PTTGmRNA 在 24h48h 内几乎完全缺失。蛋白印迹分析显示转染组中 PTTG 蛋白在 48h 内减少了几乎 60%。进一步的体内外实验表明，转染组中集落形成明显减少，将 PTTG siRNA 转染的 H1299 细胞注入小鼠体内后肿瘤的生长明显受到了抑制。转染组的 H1299 肿瘤中可以见到 PTTG 与 Ki67、bFGF、CD34 一样受到抑制。因此，他们得出结论，通过
15、PTTGsiRNA 减少 PTTG 表达可抑制体内外肿瘤的生长。PTTG 基因是一种强有力的肿瘤转化基因，与大多数肿瘤的发生有密切关系，然而 PTTG 基因的研究中仍有许多问题需要解决，其高表达与肺癌的关系还有待更深入的研究。陈刚等19将重组体 pcDNA3.1-PTTG 片段可作为一种新的工具，精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询并提供一种可选择的以 PTTG 为靶点的反义基因疗法。窦国睿等20利用反义 PTTGcDNA 转染增加了胆囊癌对化疗的敏感性，为改善胆囊癌化疗疗效提供新的途径。因而 PTTG 可能成为肿瘤基因治疗的新靶点。【参考文献】1 Clem AL, Hamid
16、 T, Kakar SS. Characterization of the role of Sp1 and NF-Y in differential regulation of PTTG/securin expression in tumor cellsJ. Gene, 2003, 322:113-121.2 Boelaert K, Yu R, Tannahill LA, et al. PTTGs C-terminal PXXP motifs modulate critical cellular processes in vitroJ. J Endocrinol, 2004, 33(3):663-677.3 Waizenegger I, Gimenez Abian JF, Wernic D, et al. Regulation of human separase by securin binding and
