
文章信息
- 郭贞,焦锋,金子良,王理伟.2015.
- GUO Zhen, JIAO Feng, JIN Ziliang, WANG Liwei.2015.
- 转录因子HOXB7在肿瘤及相关信号通路中的
- Roles of HOXB7 in Tumors and Related Signaling Pathways
- 肿瘤防治研究, 2015, 42(02): 200-203
- Cancer Research on Prevention and Treatment, 2015, 42(02): 200-203
- http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2015.02.022
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文章历史
- 收稿日期:2014-04-20
- 修回日期:2014-11-11
HOX基因所编码的蛋白作为转录因子,与细胞或器官的正常发育及分化相关。自发现HOX基因家族与血液-淋巴系统肿瘤的发生、发展紧密相关后,HOX基因家族与各种实体肿瘤的关系逐渐成为研究热点。本文将对HOXB7在肿瘤中的研究进展作一综述。 1 HOX家族简介
人类H O X基因可分为4个基因群,分别位于7、17、12与2号染色体上,定义为HOXA、HOXB、HOXC与HOXD。此外,这些基因可分成1 3个平行同源家族,包括H O X A 1 - 1 3、HOXB1-13、HOXC1-13与HOXD1-13。HOX基因所编码的蛋白作为转录因子,与细胞或器官的正常发育及分化相关。尤其是HOXB7在输尿管的发育中发挥重要作用[1,2],且与胎儿肺的发育和成熟相关[3]。HOXB7不仅与细胞或器官的发育及分化相关,目前更多研究表明HOXB7在肿瘤细胞或组织中高表达,并对肿瘤的发生发展起着关键作用。2 HOXB7在多种肿瘤组织中高表达
目前已发现HOXB7在多种肿瘤组织中[4,5,6,7,8,9,10,11]高表达,与肿瘤分级和预后相关。Wu等[12]运用基因芯片和实时定量RT-PCR发现转录因子HOXB7在早期乳腺癌、乳腺癌骨转移组织中的表达明显高于正常乳腺上皮组织。Chen等[13]研究发现HOXB7高表达与HER-2阳性乳腺癌的预后呈负相关。HOXB7在乳腺癌中的表达显著调控HER-2癌基因在体内的成瘤作用。此外,Liao等[14]通过对224例结肠癌样本进行检测,发现HOXB7的表达与结肠癌的Dukes分期、TNM分期及患者的生存期明显相关,见表 1。
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Naora等[21]发现高表达的HOXB7可以使永生化的宫颈上皮细胞重新具有很强的细胞增殖能力。同时在乳腺癌、肺癌、胰腺癌、口腔癌[22]等研究中发现,用siRNA技术降低HOXB7的表达时,肿瘤细胞增殖受到明显抑制。 3.2 HOXB7促进肿瘤血管生成
转染HOXB7的SKBR3细胞系中发现参与血管生成过程的多种生长因子受体表达水平上调,如VEGF,IL-8和血管生成素-2。通过对肿瘤组织的血管进行CD-31和CD-34染色,比较发现肿瘤的血管上皮组织中HOXB7表达的水平更高[23]。以上结果表明HOXB7是上调多种促血管生成因子的一个关键因子。在血管瘤的移植瘤模型中也检测到了与血管相关的HOXB7的高表达[24]。除了实体瘤,多发性骨髓瘤中HOXB7高表达也与骨髓血管新生和促血管生成因子的表达相关[4, 25]。 3.3 HOXB7促进肿瘤的侵袭及转移
在乳腺癌中,HOXB7过度表达可促进乳腺癌上皮细胞发生上皮-间质转化(EMT)现象从而获得迁移和侵袭能力[12]。目前研究表明, HOXB7基因在约5 0 %的浸润性乳腺癌中过度表达,并促进小鼠移植瘤的生长及进展。在HER- 2阳性的乳腺癌患者中,高表达H O X B7者预后较差(P=0.046)。在HOXB7和HER-2/neu基因共过表达的转基因小鼠中,HOXB7对乳腺肿瘤起着双重作用:HOXB7过度表达可延缓肿瘤发生,降低肿瘤的多样性;但一旦发生肿瘤,其生长更快且更容易转移到肺部[13]。在宫颈癌细胞系中,抑制HOXB7表达,肿瘤的侵袭能力明显降低[26]。 3.4 HOXB7参与DNA损伤的修复和细胞周期的调控
通过GST pull-down/affinity色谱法和免疫共沉淀实验确定了四个可与HOXB7结合的蛋白,这四个HOXB7结合蛋白包括DNA-依赖蛋白激酶全酶的成员(Ku70、Ku80、DNA-PKCS)以及PAPR通过非同源末端连接途径及多聚核糖聚合酶对断裂的DNA双链进行修复[27]。 在结直肠癌中,HOXB7可加速G0/G1向S期的转化,并上调cyclin D1的表达水平,进而调控细胞周期[14]。 4 HOXB7调控肿瘤生物学行为的分子机制
HOXB7通过调控多种信号分子如b F GF、PLZF/PBX1、microRNA等介导肿瘤的侵袭和转移,见图 1。
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图 1 HOXB7调控信号分子通路的模式图 Figure 1 Mode chart of HOXB7 regulating multiple molecular pathways |
成纤维生长因子FGFs调节包括胚胎发育在内的多种生物学过程。分泌型FGF-结合蛋白(BPS)可从细胞外基质释放存储的FGFs ,FGFs与其同源受体结合,从而调节FGF信号通路[28]。在乳腺癌、黑色素瘤等多种肿瘤中,HOXB7可通过直接上调bFGF从而促进肿瘤相关血管生成和细胞增殖。bFGF还可激活Ras-MAPK信号通路从而促进乳腺癌中EMT的发生,进而促进乳腺癌的侵袭及转移[12]。 4.2 HOXB7与PLZF/PBX1信号转导通路
早幼粒细胞白血病锌指(PLZF)是一个转录抑制因子和肿瘤抑制因子。PLZF在黑色素细胞中表达而不表达于黑色素瘤细胞中,恢复PLZF表达可显著抑制黑色素瘤细胞的生长。通过DNA微阵列分析PLZF的候选靶基因,发现前B细胞白血病转录因子1(PBX1)是PLZF调控的基因之一。 PBX1在黑色素瘤细胞中高表达,其表达可因PLZF基因的表达而降低。PBX1表达降低后可抑制黑色素瘤细胞的生长,PBX1可结合其下游的转录因子HOXB7,当PLZF抑制PBX1的表达后,HOXB7调控的靶基因包括肿瘤相关的血管生成因子如bFGF、血管生成素-2和MMP9等表达水平降低。在黑色素瘤中,由于PLZF表达缺失使得PBX1与HOXB7表达增加,从而促进黑色素瘤的发生与发展[29]。 4.3 HOXB7与microRNA的关系
骨形态发生蛋白(BMPs)在黑色素瘤进展中起重要作用。降低黑色素瘤中miR-196a的表达,HOX-B7 mRNA和蛋白质表达水平增加,诱导bFGF提高ETS-1的活性,调控BMP4的表达,介导肿瘤细胞的迁移[30]。在胰腺癌中也发现miR-196a可调节HOXB7发挥作用[31]。在子宫颈癌中,miR-196b的下调与无疾病生存期(DFS)呈负相关,并且HOXB7是miR-196b的靶基因,而血管内皮生长因子(VEGF)又受HOXB7的调节。miR-196b表达上调导致肿瘤细胞增殖减慢、迁移和侵袭的能力降低以及肿瘤血管生成减少。siRNA敲除HOXB7或VEGF可产生与miR-196b表达上调时相同的生物学效应[18]。此研究结果表明,该miR-196b/HOXB7/VEGF通路在宫颈癌进展中起重要作用。此外,功能性HOXB7/PBX2二聚体 的解除可导致miR-221和miR-222转录减少,通过提高c-fos的表达来诱导黑色素瘤细胞的凋亡[20]。5 展望
HOXB7作为促进肿瘤增殖、侵袭转移以及血管生成的一个关键因子,提示其可作为肿瘤分子治疗的一个有效靶点。HOX基因还可作为“生物指纹”来区分来源于脐血的功能不同的干细胞群[32]。因此,对于HOXB7与肿瘤干细胞的研究也可能会更有研究意义。此外,也有相关研究支持HOXB7作为分子诊断的标志物。如HOXB7可作为卵巢癌的肿瘤标志物[33];亦可作为胆管狭窄的新诊断依据[34]。
然而,目前HOXB7在多种肿瘤中的研究结果大多处于对肿瘤细胞生物学功能的影响,缺乏具体的机制研究。阐明HOXB7与肿瘤发生发展的机制尚待进一步研究。如何将HOXB7作为高灵敏度及特异性的分子标志物还有待解决。这些尚待解决的问题也为下一步关于HOXB7的研究提供相关方向,以期为肿瘤的诊断和治疗提供一些新的参考依据。
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