肿瘤防治研究  2014, Vol. 42 Issue (2): 200-203
本刊由国家卫生和计划生育委员会主管,湖北省卫生厅、中国抗癌协会、湖北省肿瘤医院主办。
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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

文章历史

收稿日期:2014-04-20
修回日期:2014-11-11
转录因子HOXB7在肿瘤及相关信号通路中的
郭贞, 焦锋, 金子良, 王理伟     
200090 上海,上海交通大学附属第一人民医院肿瘤科
摘要:转录因子HOXB7在多种肿瘤组织中高表达,且与肿瘤分期、预后密切相关。研究表明, HOXB7不仅参与调控细胞增殖和凋亡,在肿瘤转移过程中也发挥重要作用。多个信号转导通路可以 调控HOXB7的表达与活化,同时HOXB7也可影响通路中多个重要因子,其在肿瘤发生发展中发挥重 要作用,可成为肿瘤治疗的潜在靶点。
关键词 HOXB7     肿瘤     转录因子     信号通路    
Roles of HOXB7 in Tumors and Related Signaling Pathways
GUO Zhen, JIAO Feng, JIN Ziliang, WANG Liwei     
Department of Oncology, Shanghai Jiao Tong University Affiliated Shanghai First People’s Hospital, Shanghai 200090, China
Abstract:The overexpression of transcription factor HOXB7 in tumor tissue is often closely related to tumor staging and prognosis. Studies have shown that HOXB7 plays important roles in not only cell proliferation and apoptosis but also in tumor metastasis process. Multiple signal transduction pathways could regulate the expression and activation of HOXB7 while HOXB7 could also affect multiple important factors in the pathway. It has become a potential target for tumor therapy.
Key words: HOXB7     Tumor     Transcription factor     Signaling pathway    
0 引言

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

表 1 HOXB7在多种肿瘤组织中高表达及相关功能 Table 1 High expression of HOXB7 and related functions in many tumor tissues
3 转录因子HOXB7在肿瘤发生发展中的作用 3.1 HOXB7促进肿瘤细胞增殖

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

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
4.1 HOXB7与碱性成纤维生长因子(bFGF)信号通路

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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