分化相关基因NDRG1与肿瘤相关性的研究进展

临床肺科杂志２００９年２月第１４卷第２期２１３分化相关基因ＮＤＲＧｌ与肿瘤相关性的研究进展张东成综述毕明宏审校【摘要】ＮＤＲｃｌ基因是近年来新发现的与细胞分化相关的基因，就其功能的研究，各国学者从不同的角度做了大量实验，已证实该基凶在多种组织中有表达，目前其功能定位于抑癌后选基因。尽管ＮＤＲＧｌ基因确切功能目前仍不十分清楚，但足它在恶性肿瘤中的异常表达引起学者们的广泛关注。恶性肿瘤是危害人类健康最严重的一类疾病，死亡率仅次于心血管系统疾病。随着环境污染的加剧和人口老龄化，恶性肿瘤发病率和死亡率将逐步增加。肿瘤的早期诊断和治疗一直是研究的热点，对于癌基因和抑癌基因的研究也在逐渐深入。ＮＤＲＧｌ基因作为近年来发现的与细胞分化相关的新基因，其与肿瘤的发生、发展及转移的关系，各国科研工作者进行了大量研究。本文仅就ＮＤＲＧｌ基因与肿瘤相关性做一综述。一、ＮＤＲＧｌ的发现和命名ＮＤＲＧｌ（Ｎ．Ｈｌｙｃｄｏｗｎｓｔｒｅ砌ｒｅｇｕｌａｔｅｄｇｅｍｌ）最初是在Ｎ・ｍｙｃ敲除的小鼠胚胎组织中发现的，因受Ｎ—ｍｙｃ的抑制而得名。多名学者通过差异显示法相继发现和分离该基因，因此其名称也有多种：在人类有还原剂和链病毒霉素敏感蛋白（ｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔ８明ｄｔｔｌｌｌｉｃａ—ｍｙｃｉｎｒｅｓｐｏｍｉｖｅｐ∞ｔｅｉｎ，Ｒｒ腰）、分化相关基因（ｄｉ雎ｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅ１，Ｄｒ９１）、钙激活蛋白（ｃａｌｃｉｕｍ∞ｔｉｖａｔｅｄｐｍｔｅｉｎ，ｃａｐ４３）、在乳腺癌中表达降低的蛋白（ｒｅｄｕｃｅｄｉｎｔｕｍｏｒ，Ｒｉｔ４２，相对分子质量为４２０００）、氧调节蛋白（ｐｒｏｔｅｉｎ弛ｇｕｌ砒ｅｄｂｙｏｘｙｇｅｎ－ｌ，ＰＲＯｘＹ—１）；在小鼠有Ｎ－ｍｙｃ下游抑制基因ｌ（Ｎｄ卜１）、ＴＤＤ５。近年来人类基因组组织（ｈｕｍ蚰ｇｅｍｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ＨｕＧｏ）基因命名委员会正式将这些基因统一命名为ＮＤＲＣｌ。二、ＮＤＲＧｌ基因的分子结构与编码产物该基因定位于染色体８ｑ２４．３，长约６０ｋｂ，包含１６个外显子和１５个内含子，其中含有一个与第ｌ外显子和第１内含子５’端重叠的ｃｐＧ岛。ＮＤＲＧｌ基因转录从第１２３位核苷酸开始，编码的ｍＲＮＡ全长３ｋｂ，广泛高表达于前列腺、肾脏、卵巢、结直肠组织，包含一个１１８２ｂｐ的编码区域；编码的蛋白产物含有３９４个氨摹酸，相对分子量４３０００，免疫组化显示该基因蛋白定位于细胞膜和细胞质上。通过对该编码产物的氨基酸序列的分析发现：（１）ｃ末端区域包含特有的１０个氨基酸的重复序列（ＣＴＲＳＲｓＨ鸭Ｅ），重复３次。（２）序列中可能含有多个潜在的磷酸化位点，如蛋白激酶ｃ（ＰＫＣ）、酪蛋白激酶２（Ｃｌ（２）、酪氨酸激酶（ＴｙＲ）等的磷酸化位点，有实验证明，蛋白激酶Ａ（ＰＫＡ）是参与其磷酸化的激酶之一。三、ＮＤＲＧｌ的功能研究目前对ＮＤＲＧｌ的功能尚不十分清楚，现有的研究结果主要有以下６个方面。ｌ与细胞分化和器官成熟有关早在１９９７年ｖ蚰Ｂｅｌｚｅｎ等在寻找与细胞分化有关的分子遗传学方面的标记物时，观察到ＮＤＲＧｌ在结肠上皮细胞分化的过程中上调表达，而在结肠癌细胞株中表达降低。提示该基因的表达与细胞分作者单位：２３３０００安徽，蚌埠医学院肿瘤内科万方数据化有关。Ｈｅ等…用ＲＴ－ＰＣＲ方法进行检测ＮＤＲＧｌ基因在不同发育时期小鼠肝中的表达，发现ＮＤＲＧｌ基因的表达量随婴鼠肝的发育而增高。在１８ｄ胎鼠肝中ＮＤＲＧｌ基因的表达量最低，在出生后２０ｄ的鼠肝中达到最高，在终末分化的成鼠肝中的表达量又有所降低；用ＲＴ・ＰｃＲ的方法检测ＮＤＲＧｌ基因在不同发育时期人胎肝和胎心中ＮＤＲｃｌ基因的表达量，结果表明，ＮＤＲｃｌ基因在人胎肝和胎心中的表达量随发育时期的增加而增加，ＮＤＲＧｌ基因在１９周胎肝和胎心中的表达最高于１６周胎肝和胎心中的表达量，也高于成人肝组织中的表达量。这表明ＮＤＲＧｌ在肝细胞分化的一定阶段可能发挥重要功能。２与组织缺氧有关卢洪等【２１分别在常规（常氧组）和组织化学染色法检测两组ＮＤＲＧｌ蛋白表达，并用图像分析仪测光密度值（ＯＤ值）；低氧组细胞ＮＤＲＧｌ呈强阳性表达，而常氧组表达较弱，低氧组细胞ＮＤＲＧｌ蛋白表达水平（Ｏ．１６３４±Ｏ．００７９）显著高于常氧组（０．１３５８±０．００２７）（Ｐ＜导因子（ＨＩＦ．１ａ）依赖的方式被缺氧诱导表达。３与激素作用有关Ｔｕ等旧１通过对前列腺癌细胞中的蛋白组学分析时发现，雄激素通过热休克蛋白９０和Ｂ－连环蛋白调节许多ＮＤＲＧｌ相关蛋白组成员的表达；ＮＤＲＧｌ在雄激素诱导细胞分化和抑制前列腺癌转移方面都有重要作用。Ｆｏｔｏｖａｔｉ等Ｈ１在研究乳腺癌中１７Ｂ－雌二醇（Ｅ２）对ＮＤＲＧｌ表达的影响时发现，ＮＤＲｃｌ的表达与雌激素受体（ＥＲ－ａ）水平呈负相关。ＮＤＲＧｌ有望成为判断恶性肿瘤中激素类药物疗效的分子标记物。４与抑癌基因有关有报道指出ｐ５３和ＰＴＥＮ（ｐｈｏｓ—ｔ雠ｓｉｎｈｏｍｏｌｏｇｄｅｌｅｔｅｄｏｎｃｈｍｍｏｓｏｍｅｌＯ）可以上调ＮＤＲＧｌ的表达，而已知转移相关基因基质金属蛋白酶１、２、９和１３的表达受胛ＥＮ和ｐ５３的，因此推测ＮＤＲＣｌ可能是ＦｒｒＥＮ和ｐ５３下游调节通路上的一种蛋白酶基因，通过该通路参与肿瘤的转移抑制，也有可能ＮＤＲＧｌ基因通过ｐ５３基因和ＩｙＩ＇ＥＮ基因的，参与抑制ＶＥＧＦ基冈的表达，从而抑制肿瘤新生血管的形成，进而抑制肿瘤转移¨Ｊ。免疫组织化学也证实在前列腺癌、乳腺癌和子宫内膜癌中ＰＩＥＮ和ＮＤＲＧｌ的表达具有显著的相关性怕’７Ｊ。５能被多种分化调节剂诱导表达肿瘤诱导分化治疗的概念提出后，受到国内外学者的广泛关注。研究证明，许多ＮＤＲＧｌｍＲＮＡ及蛋白表达，促进细胞分化。由于ＮＤＲＧｌ具有低氧（低氧组）条件下培养结肠腺癌ｓｗ４８０细胞。运用免疫Ｏ．０５）。已经证实，在几乎任何细胞中ＮＤＲＧｌ均可以缺氧诱ｐｈａｔ鹊ｅ蚰ｄ分化诱导剂如维甲酸、巴豆油、维生素Ｄ、佛波酯等均可上调促进细胞分化并受多种分化诱导剂的特点，故理论上将２１４临床肺科杂志２００９年２月第１４卷第２期ＮＤＲｃｌ用于研究肿瘤的诱导分化治疗具有较好的前景。６ＮＤＲＧｌ突变与外周神经系统疾病０ｋｕｄａ等＂１建立了一个ＮＤＲＧｌ敲除的老鼠模型，组织学分析发现神经鞘细胞功能丧失，外周神经脱髓鞘，说明ＮＤＲＧｌ对于维持外周神经髓鞘形成是必需的。也有报道在神经再牛过程中，ＮＤＲＧｌ在神经鞘细胞的终末分化中同样发挥重要作用。现已证明ＮＤＲＧｌ的１个尤意义突变可以导致遗传性运动和感觉神经病以及夏科一马里一图斯病（ｃｈａｒｃｏｔ—Ｍ撕ｅ－Ｔ００ｔｈｄｉｓｅ船ｅ）。四、ＮＤＲＧｌ与肿瘤发生、发展及转移的关系ｌ与肿瘤的发生发展ＮＤＲＧｌ摹闪作为新发现的有争议的抑癌基因，已证实在多种组织中有表达，并且在体外实验中也已证明町以抑制肿瘤生长。在对多种瘤株和多种肿瘤组织中ＮＤＲＧｌ基因的分子表达进行检测时，发现瘤株和瘤组织中ＮＤＲＧｌ基因均呈现低表达，而在ＮＤＲＧｌ基因高表达时则肿瘤细胞的生长即出现明显抑制。将ＮＤＲＧｌｃＤＮＡ导入肿瘤细胞株后，在体内外均可引起肿瘤细胞的生长抑制。ｓｕ—ｃｈａｒｉｔａＢ卸ｄｙ叩ａｄｌｌｙａｙ等一１研究发现：在乳腺癌细胞中ＮＤＲＧｌ基因蛋白表达显著降低，有抑制肿瘤生长作用。但是有部分学者认为癌组织和细胞中，该基因表达上调，发挥癌基因作用。ｗａｎｇ等¨叫运用ＲＴ．ＰＣＲ和ＮｏｎｈｅｍＢ１０ｔ方法采集外科手术切除胰腺癌标本和癌旁正常组织３３例，检测ＮＤＲＧｌ基因ｍＲＮＡ表达情况，研究发现在胰腺癌细胞中该基因表达上调，与正常癌旁组织相比较有显著性差异。ｃｈｅｎ等¨ｏ应用免疫组化、原位杂交及ＲＴ－ＰｃＲ技术检测ＮＤＲＧｌ基因在正常子宫内膜与子宫内膜癌中的表达，发现ＮＤＲＧｌ在子宫内膜癌中蛋白水平和ｍＲＮＡ水平与正常子宫内膜相比都明显升高，它叮能在子官内膜癌的发牛发展中起到促进作用。ｗ醐ｇ等¨刈通过１５２例外科手术切除和尸解中临床资料完整的结直肠癌组织切片观察，运用免疫组化和原位杂交技术，发现在正常结直肠黏膜一结直肠腺瘤一无淋巴结转移的结直肠癌一有淋巴结转移的结肠癌的发生发展过程中，ＮＤＲＧｌ基因蛋白的表达逐渐增高，并且表达有显著性差异，但与结肠癌的分化程度无关。证实在结直肠肿瘤的发生发展过程中ＮＤＲＧｌ基因町能起促进作用。２与肿瘤的转移、侵袭及预后另一部分学者认为ＮＤＲＧｌ与肿瘤的侵袭及转移有着更大的关系。将ＮＤＲＧｌｃＤＮＡ导人转移性结肠癌细胞系ｓｗ６２０中，原先高转移性的结肠癌细胞系ｓｗ６２０体外侵袭能力明显下降，将其种植到裸鼠体内，肝脏转移能力也明显降低，提示ＮＤＲＣｌ基因的表达也许可抑制结肠癌细胞系的转移潜能。Ｂ明ｄｙｏｐａｄＩｌｙａｙ等研究ＮＤＲＧｌ基因在前列腺癌中对于肿瘤转移的作用，应用免疫组化和蛋白电泳方法，发现在进展期前列腺癌组织和前列腺癌细胞株中表达显著下调，能够明显抑制肿瘤的转移，降低肿瘤细胞的侵袭力，但是对于原发病灶并没有显著影响。左晓明等¨副应用免疫组化法检测２６例伴淋巴结转移的乳腺浸润性导管癌和４５例无淋巴结转移的乳腺癌中的ＮＤＲＧｌ的表达状态，结果乳腺癌伴淋巴结转移的标本中ＮＤＲＧｌ的表达率低于无淋巴结转移标本（Ｐ＜０．０１）。实验表明ＮＤＲＧｌ与浸润件导管癌的侵袭和转移能力密切相关，可能是一个候选的肿瘤转移抑制基因，并且可能成为乳腺癌的一个有用的预后指标。万方数据五、展望ＮＤＲＧｌ基因作为近年来发现的一种与细胞分化相关的新基因，其在多组织巾有表达且牛物学功能复杂。它在肿瘤组织中的表达水平还存在争议，在肿瘤组织中是发挥抑癌基因还是癌基因作用学者们还未达成共识，还需要进一步研究。该基因可能在不同肿瘤组织中表达有差异性，或者在肿瘤不同阶段表达不同，这也需要进一步的研究加以证实。ＮＤＲＧｌ作为组织分化相关基因，其对多种分化诱导剂敏感，如果进一步的研究证实该基因具有诱导肿瘤细胞分化作用，发挥抑癌基因的作用，那么将ＮＤＲＧｌ基凶用于肿瘤的诱导分化治疗，从理论上讲是大有前景的。参考文献［１］ＨｅＪ，ｚｈｏｕＲＬ．ｃｏｎ＿ｅｌａｔｉ伽ｏｆＮＤＲｃｌ学ｅｎｅｗｉｔｈｌｉｖｅｒｔｉｓ８ｕｅｄｉ自ｆｅｒ＿锄ｔｉａｔｉｏｎａｎｄｈｅｐａｔｏｃａｒｃｉｎｏｇｅｎｅｓｉｓ．Ｊｏｕｎｌａｌ０ｆＰｅｋｉｎｇＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ（ｈｅａｌｔｈｓｃｉｅｎｃ∞），２００３，３５：４７ｌ一４７５．［２］卢洪，罗国锋，江从庆，等．低氧培养的ｓｗ４８０细胞中ＮＤＲＧｌ和ＭＩＶＩＰ．２的表达．医学新知杂志，２００６，１６（５）：２７５—２７９．［３］ＴｕＬＣ，Ｙ锄ｘ，Ｈ∞ｄＬ，ｅｔａＩ．ＰｍｔｅｏｍｉｃｓＡｎａｌｙＢｉＢｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒａｃ－ｔｏ眦０ｆＮ—ｍｙｃＤ０ｗｎｓ№锄ＲｅｇＩｌｌａｔｅｄＧｅｎｅｌ卸ｄＩｔｓＩｎｔｅｍｃｔｉｏｎＢｗｉ血ｔｈｅＡｎｄｍｇｅｎＲｅｓｐｏｎ∞ＰｒｏｇｍｍｉｎＰｍ８ｔａｔｅＣ锄ｃｅｒＣｅＵ８．ＭｏｌＣｅｌｌＰｍｔ∞ｍｉｃｓ，２００７，６（４）：５７５—５８８．［４］ＦｏｔｏｖａｔｉＡ，ＦｕｊｉｉＴ，ＹａｍａｇｕｃｈｉＭ，ｅｔａＪ．１７Ｂｅｔａ．ｅ８ｔｍｄｉｏｌｉｎｄｕ懈ｄｏ帅一ｒ锷ｕｌａｔｉ佣ｏｆｃａｐ４３／ＮＤＲＧｌ／Ｄｒｇ－１，ａｐｕｔａｌｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ．ｔｉｏｎ一陀ｌａｔｅｄ锄ｄｍｅ汹ｔａ８ｉ８８ｕｐｐ陀ｓｓｏｒｇｅｎｅ，ｉｎｈｕｍ粕ｂｒｅ舾ｔｃ锄ｃｅｒｃｅｎｓ．ＣＪｉｎＣ鲫ｃｅｒＲ酷，２００６，１２：３０１０一３０１８．［５］ｗａｎｇｚ，ｕｕＱ，ｃｈｅｎＱ，ｅｔ８１．０ｖｅｒｅｌｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＮＤＲＧｌ：ｌ越ａｔｉｏｎ８ｈｉｐｗｉｔｈｐｍｌｉｆｂ讯“ｖｅａｃｔｉｖｉｔｙａｒＩｄｉｎｖ拍ｉｖｅｎｅ８８ｏｆｂｒｅ酗ｔｃａｎｃｅｒｃｅＵｌｉｎｅＭｄｂｍ∞ｔｃ∞ｃ日眦ｔａ８ｔａ８ｉ８．ＣｈｉｎＪＰａｔｌｌｏｌ。２００６，３５：３３３—３３８．［６］Ｂ帅ｄｙｏｐａｄｈｙａｙｓ，ＰａｉｓＫ，Ｈｉｒａｔａｓ，ｅｔａ１．Ｐ１１ＥＮｕｐ—ｒｅｇｌｌｌａｔｅｓｔｈｅｔｕｍｏｒｍｅｔ鹅ｔ舶ｉ８８ｕｐｐｒｅ８∞ｒｇｅｎｅＤ唱－ｌｉ“ｐｍ８ｔａｔｅ锄ｄｂ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