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转录因子Spl与肿瘤关系研究的新进展白雪，邓红综述(浙江大学医学院病理学教研室，浙江杭州310058)摘要 Spl参与了细胞的生长和分化等重要的生命过程，是目前研究极为广泛和系统的转录因子之一。在肿瘤的生长和转移过程中，Spl可以通过调控癌基因、抑癌基因、细胞周期调控分子和生长相关信号转导通路、血管生成相关因子和细胞的凋亡过程，对各型肿瘤细胞产生重要影响。Spl的表达水平和活性均受到严格的调控，具体机制包括对Spl蛋白本身的修饰以及其它分子对Spl的调控作用等。以Spl作为靶点的新的肿瘤治疗方法，将会对临床肿瘤化疗策略产生深远的影响。【关键词 肿瘤；转录因子，Spl；Spl；综述文献类型中图分类号 R 730231 【文献标志码 A 文章编号 1008-92922010)02-0215-06Research progress on relationship between transcription factor Spl andtumorBAI Xue，DENG Hong(Department of Pathology，College of Medicine，Zhejiang University，Hangzhou310058，China)AbstractSpl is a ubiquitous nuclear factor that plays a key role in maintaining basal transcription ofhousekeepinggenesIt has been demonstrated that Spl is involved in many cellular process。egcellgrowth and differentiationSpl plays all extremely important role in growth and metastasis of many tumorsby regulating oncogenes，tumor suppressor genes，cell cycle control molecules，growth-related signaltransductions，angiogenesisrelated factors，as well鹪apoptosisThe expression of Spl and its activity arestrictly regulatedMechanisms include the modulation of Spl and interactions between Spl and othermoleculesNew treatment with Spl as the target will bring profound impacts on the strategy of clinicalchemotherapy of tumorKey wordsNeoplasms；Transcription afctor，Spl；Spl；ReviewPublication typeJ Zhejiang Univ(Medical Sci)，2010，39(2)：215-220肿瘤的发生和发展是体内各种因子相互作用的结果。其中，转录因子在细胞核中起到了很重要的作用，参与了血管形成过程和细胞的凋亡调控。它还可以通过调控癌基因、抑癌基因和细胞周期相关分子等，影响细胞的生长发育乃至肿瘤的形成、演进和转移。收稿日期：2009-03-13修回日期：2009-0910基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(Y207308)；浙江省教育厅科研基金资助项目(20070132)作者简介：白雪(1986一)，女，本科生，临床医学系通讯作者：邓红(1964一)，博士，副教授，硕士生导师，主要从事分子肿瘤研究；Email：hongdengzjueducn万方数据浙江大学学报(医学版) 第39卷1 Spl的结构Spl蛋白属于sp类Krtippel转录因子家族(SpKLF家族)，依功能不同可以分为4个部分：DNA结合区域、Spl的活化区、Btd盒以及sp盒嵋1。位于C末端的DNA结合区域，主要由3个典型的Cys2His2型锌指结构构成。其中靠近N端的两个锌指结构(锌指2和锌指3)可与DNA的四个碱基结合旧1；最靠近C末端的锌指结构(锌指1)却只能与两个碱基相结合旧引。这种现象直接降低了Spl与DNA结合的特异性，为其调控众多基因的表达创造了条件。第二部分是Spl的活化区，包括以下四功能域：两个富含谷氨酰胺的反式活化区(A和B)，一个略带碱性的C区，以及位于羧基端的D区【4 J。其中，Spl可以通过功能域A和B，并在D的协同作用下H J，形成四聚体。四聚体的形成使结合有Spl的DNA弯曲成环状，从而使位于远处的Spl蛋白转移到启动子上，启动基因转录。已形成的Spl四聚体还能招募更多的四聚体与DNA环连接处相结合，对基因转录起到正反馈调控作用。而Btd盒和Sp盒则可能参与spl转录活性的调节，其中sp盒还与Spl蛋白的水解有关”J。2 Spl在正常机体及胚胎发育中的作用及其机制正常情况下，Spl在体内各种细胞中均有广泛表达，并对许多持家基因(如核酸代谢相关基因旧、氧化磷酸化相关基因【6o等)具有重要的调控作用，尤其是对启动子中缺乏TATA盒的基因的表达具有决定性的作用。它还可以通过阻止DNA CpG岛的甲基化，以维持基因转录的活化状态Hj。同时Spl通过与其它一些蛋白分子的结合(如HDACl1等)，可以表现出对某些靶基因的负向调控作用，这些基因包括p21【7】、B类球蛋白基因旧1等。Matin等揭示了Spl对胚胎发育具有重要意义。他们敲除了小鼠的Spl基因，发现该小鼠的胚胎发育滞后、畸形，并在着床后第11天即在母体腹中死亡一J。随后的研究发现：Spl在老鼠神经系统和果蝇胚胎发育0l、人类男性生殖细胞的分化发育1，以及胚胎时期人体角膜的早期形成121中都具有举足轻重的作用。spl调控胚胎发育的机制可能与其和蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)的交互作用131有关。3正常机体对Spl的调控Spl是体内广泛表达的转录因子，机体对它的表达水平及活性有着严格的调控。由于蛋白酶体对其加速水解，Spl的表达水平随着细胞的衰老呈现出逐渐下降的趋势【l4I。很多参与细胞周期调控的蛋白也参与调控Spl的表达，提示Spl的表达应该也受到细胞周期的影响。而对Spl活性调控的主要方式可以分为对Spl蛋白的修饰：主要包括对Spl蛋白的不同氨基酸位点的磷酸化和去磷酸化5|、O-糖基化等，以及Spl蛋白与其它因子的相互作用。这些因子主要包括SpKLF家族的一些成员(如Sp3忙J、KLF4【l卅)、各种信号转导通路中的关键蛋白(如PKC1 3|、cdUN)等等。4 Spl在肿瘤中的作用41 Spl在不同肿瘤细胞中的表达及其特异性作用Spl在胃癌、胰腺癌、乳腺癌和甲状腺肿瘤细胞中都有高表达【2 J。Zhang等人发现，在同一患者体内，肿瘤组织中的Spl表达水平显著高于周围正常组织；且与肿瘤的浸润程度呈正相关J，Spl高表达的患者中位生存时间显著短于低表达或不表达Spl的胃癌患者81，而下调Spl的过表达能抑制癌细胞形成肿瘤引。因此，目前Spl被公认为是一个促癌蛋白。在不同肿瘤细胞中，Spl往往显示出特异性的作用：在结肠癌细胞SW480中，它能增强骨桥蛋白的表达，促进肿瘤转移m1；在前列腺癌细胞中，它可以增加基质金属蛋白酶I的表达水平B，促进上皮间质转化(epithelial tomesenchymal transition，EMT)；在乳腺癌细胞中，它可以通过与雌激素受体Ot的相互作用对胰岛素样生长因子(insulin1ike growth factor，IGF)产生影响，进而作用于癌细胞1；它还可以以不依赖于p21的方式，通过与垂体肿瘤转万方数据第2期白雪，等转录因子Spl与肿瘤关系研究的新进展换基因(pituitary tumor transforming gene，PTrGl)共同作用，促进细胞由静息态的G，期进入DNA合成的S期【23J，从而启动细胞有丝分裂。42 spl与细胞凋亡除了早已明确的促血管形成作用以外，Spl对肿瘤细胞的作用还表现在它对细胞凋亡的调节上。由于众多肿瘤细胞均高表达Spl，早期认为Spl主要起到抑制凋亡的作用。近来研究表明：Spl在细胞凋亡中的作用相当复杂，它既可以阻止凋亡的发生，又可以促进细胞进入凋亡程序。Spl抑制凋亡发生的机制与其参与DNA损伤修复有关。1wahori和Olofsson等分别发现，Spl常在DNA损伤部位聚集，并诱导特定部位发生SQTQ区域磷酸化，以减轻紫外线照射对DNA的损伤oJ，降低凋亡发生率。此外，spl抑制凋亡的机制还包括：促进凋亡抑制蛋白NFBDl的表达J、影响NFKB信号转导通路口、促进凋亡抑制蛋白生存素的表达3等。相反地，Spl在细胞凋亡过程的早期会受到半胱天冬氨酸酶caspase的剪切，而其片段则对凋亡起到了重要的促进作用汹J。Deniaud等人采用未经转化的细胞系，并使之Spl过表达。结果发现，无论在何种细胞中Spl都起到促进凋亡的作用。但在不同细胞系中，Spl作用的机制却并不相同，可分为依赖和非依赖c鹊p鼬e-8两种作用方式。具体机制可能与Spl和p53上调的凋亡调节蛋白(p53upregulatedmodulator of apoptosis，PUMA)的编码基因的启动子相结合，促进后者表达闭1；磷酸化的Spl增加FAS配体的表达pu等作用有关。肿瘤细胞自身的变异可能直接赋予其成功逃避Spl诱发凋亡的能力旧J。这可能直接导致Spl对正常细胞凋亡的诱导作用在肿瘤细胞上失效，从而仅仅起到促进肿瘤演进的作用。5 Spl作用于肿瘤的分子机制Spl对肿瘤的促进作用与其参与众多癌基因、抑癌基因、细胞周期调控分子、生长相关信号转导通路分子的调节密切相关。51 spl与肿瘤相关基因之间的相互作用Spl可以反式激活原癌基因N-myc2|、TCLl33】以及Src1等，进而促进神经系统肿瘤、淋巴瘤的发生；它还可以与金属基质蛋白酶II相互作用，促进上皮间质转换。此外，与Spl相关的原癌基因还包括cmyc、bcl-2等等。Spl也与众多抑癌基因相关，其中包括众所周知的p53、视网膜母细胞瘤抑制基因pRB、p2l等引。Spl还参与了嘌呤嘧啶代谢相关基因(如胸苷酸合成酶基因、阿糖腺苷脱氨酶基因、DNA多聚酶q基因、氨基甲酰磷酸合成酶天冬氨酸氨甲酰基转移酶基因、氨甲酰天冬氨酸脱水酶基因等)表达的调控旧J。52肿瘤中Spl与细胞周期调控分子、信号转导通路分子的关系Spl可以促进很多正向调控细胞周期分子的表达，如cyclin D1、E2F1、cfos，TGF-a等B J，进而促进细胞进行有丝分裂。Abdelrahim等用siRNA阻断spl的作用，导致处于有丝分裂活化期的细胞比例下降p5|。而Spl调节下游基因转录的能力也随着细胞所在细胞周期的不同状态而发生改变，且这种变化与Spl的磷酸化有关m J。参与spl蛋白调控的细胞周期相关蛋白有很多。Tapias等人报道：E2FDPI、Star3、Rb、CDK4、SKP2、Rad51、BRCA2和p2l能活化Spl启动子，增加Spl mRNA在Hela细胞中表达水平；而NFKB、p53的高表达则能降低Spl mRNA的表达水平7|。值得注意的是p2l在对Spl进行正调节的同时还能激活spl的降解”。Spl与细胞周期调控分子的广泛联系提示，它可能是调节细胞周期的关键分子。TGFp通路是与Spl密切相关的肿瘤发生过程中的经典信号转导通路。在肿瘤的发生过程中，固定于组织中的上皮细胞的表型在TGFB的诱导下，逐渐转化为具有迁移特性的间充质细胞表型的过程是很关键的一步b8J。在这个过程中，上皮细胞逐渐失去对自身特有蛋白的表达，而转向表达闯质细胞特有的蛋白。Jungert等人发现，Spl对TGFB诱导的EMT起到了重要的促进作用，其作用机制与中间丝波形蛋白和在TGFB信号通路的主要蛋白Smad有关391。Spl与TGFt3之间存在反馈关系，它可以直接调控TGFB及其受体的表达水平；TGFp也可以反过来增强Spl对DNA中富含万方数据218 浙江大学学报(医学版) 第39卷GC区的亲合力J。Spl还与钙离子、PKC和Wnt通路相关。钙离子和PKC是调控上皮细胞生长和分化的信号，You等人发现，二者能引起Spl的磷酸化，从而导致下游基因的转录情况的改变【l3I，考虑与肿瘤细胞的一些非正常改变有关。Wnt信号通路被公认在胚胎发育和细胞分化中具有关键性的作用。Wnt信号通路与肿瘤的关联度很大，绝大多数结直肠肿瘤都与Wnt信号通路的活化性变异有关。Sleiman等发现，Spl可以影响Wnt通路的信号转导，但具体这种影响产生的机制还有赖进一步的探索J。6 Spl作为肿瘤用药靶点的研究人类肿瘤中Spl的高表达可见于各种类型的肿瘤，并且有Spl高表达的肿瘤患者往往预后差。因此，降低肿瘤细胞中Spl的活性及其表达水平便成为Spl治疗的首要途径。由于Spl的作用机理是同DNA结合而启动转录，目前通常将仍在研究中的阻断Spl作用的药物分为两类：第一类是直接降低Spl的表达水平，此类药物包括mithranmycin等旧J。第二类阻断Spl与DNA特定序列的结合，这又可以分为两型：与Spl上和DNA结合的位点相作用(如Ishibashi)汪J、与DNA上的Spl结合位点相结合，竞争性阻断Spl的作用(如COX-2抑制剂21等)。Spl在体内还和很多基础表达基因相关。阻断Spl一方面可能阻断肿瘤演进和转移，但同时也可能带来严重的不良反应。因此，除非找到特异性抑制肿瘤细胞中spl或只是使spl恢复常态而非过度降低的方法，否则这种阻断Spl以治疗癌症的用药策略尚不能应用于临床。发展基于Spl的抗肿瘤药物仍然还有很长的路要走。References：12BLACK A R，BLACK J D，AZIZKHANCLIFFORDJSpl and Krfippel-like factor family of transeriptionfactors in cell growth regulation and cancerJJCell Physiol，2001，188：143160SAFE S，ABDELRAHIM MSp transcription factorfamily and its role in cancerJEur J Cancer-2005。41：243804483OKA S，SHIRAISHI Y，YOSttIDA T，et 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