GKN、TFF蛋白与胃癌*

王钰虹 综述 陈 洁 陈旻湖 审校中山大学附属第一医院消化内科（510080）

胃癌是严重危害人类健康和生命的疾病，为亚洲地区最常见的恶性肿瘤之一，病死率位居全球恶性肿瘤的第二位[1]。胃癌的发生和转移是环境、宿主等多因素、多步骤相互作用的结果，目前对胃癌发生和转移分子机制的研究取得了巨大进展，但多数分子改变均非胃癌特异性。Gastrokine（GKN）和三叶因子家族（TFF）蛋白（除外 TFF3）在正常胃黏膜组织中大量表达，而在胃癌组织中表达显著下降甚至缺失，提示两者可能是胃癌的特异性抑癌基因。本文就GKN和TFF蛋白与胃癌的关系作一简要综述。

一、GKN家族蛋白

目前发现GKN家族蛋白包括三个成员，即GKN1、GKN2 和 GKN3。 GKN1，既往称为 CA11、AMP-18、foveolin 或TFIZ2，现统一命名为GKN1[2]。该基因位于染色体2p13.3，全长约6 kb，含有6个外显子和5个内含子，翻译出的肽链由185个氨基酸组成，其中第54～150位氨基酸形成一个保守的结构域BRICHOS。GKN1基因序列在不同物种之间（包括人、小鼠、大鼠、猪、牛等）的一致性很高，说明其在进化上的高度保守性[2]。GKN1是胃黏液层的组成成分之一，具有促进胃黏膜上皮细胞分裂和移行、维持胃黏膜完整和促进受损黏膜修复的功能[3]。GKN1 mRNA和蛋白在正常胃小凹上皮细胞中均高表达[2]，其表达受多种胃黏膜损伤因素的影响，幽门螺杆菌（H.pylori）感染和非甾体消炎药（NSAIDs）如阿司匹林的使用可导致GKN1表达下降，从而造成胃黏膜损伤[4,5]。

GKN2，又称为 TFIZ1、GDDR或 blottin，是 GKN家族的第二个成员。GKN2基因亦定位于染色体2p13.3，与GKN1相距22 kb。杜建军等[6]的研究发现人GKN2与来自鼠正常胃的一大小为750 bp的基因部分同源，提示该基因的进化比较保守；GKN2由5个外显子构成，编码184个氨基酸，其中第54～155位氨基酸亦含有BRICHOS蛋白功能域。进一步研究[7]发现，GKN2亦特异性表达于胃黏膜上皮细胞，具有类似GKN1维持黏膜完整和调节上皮细胞增殖的作用；其表达受不同细胞因子如肿瘤坏死因子（TNF）-α、白细胞介素（IL）-1β、IL-6 等的调节[8]。

GKN3基因在鼠科动物中定位于染色体6qD1，含有6个外显子，编码一种由181个氨基酸残基组成、大小约19 kDa（1 Da=0.9921 u）的分泌蛋白质。该蛋白亦包含BRICHOS蛋白功能域，含有通过二硫键连接的位于4个保守位点上的半胱氨酸残基和N末端信号肽。GKN3蛋白仅在胃颈黏液细胞中表达，且胃窦部含量显著高于胃底。通过校准鼠GKN3基因序列发现人GKN3基因定位于染色体2p14，与GKN2保守连锁。但采用表达的序列标记（EST）等方法并不能从人类胃活检组织中检测到GKN3蛋白，提示该蛋白在人类中的表达缺乏活性。进一步研究发现人类存在GKN3基因的提前终止密码子W59X，可能导致GKN3功能缺失。种群遗传分析显示遗传GKN3通读等位基因（read-through allele）主要存在于非洲人群中，而W59X在非非洲人群中的检出率较高，其导致GKN3失活可能是近代进化过程中地区选择性压力的结果[9]。

GKN家族成员均含有BRICHOS结构域。该结构域是由Sánchez-Pulido等[10]报道的人类又一保守的蛋白功能域家族，约由100个氨基酸组成，其保守序列主要位于一对可形成二硫键而发挥蛋白折叠作用的半胱氨酸周围。目前推测BRICHOS结构域具有以下重要功能：①介导特异性细胞内蛋白酶解过程；②作为分子内分子伴侣，稳定蛋白的分子构象；③BRICHOS结构域改变会导致包括肿瘤在内的多种疾病的发生。

二、TFF蛋白

TFF蛋白主要由胃肠道黏液分泌细胞产生并分泌至管腔中发挥作用，主要包括三个蛋白成员，分别为TFF1、TFF2和TFF3[11]。

TFF三个家族成员基因均位于染色体21q22.3，拥有独特保守的“三叶草”结构。该结构通过6个半胱氨酸残基以1-5、2-4、3-6交联的方式形成二硫键，通过二硫键连接形成3个环状结构，使TFF能抵抗蛋白酶的消化，从而在胃肠腔内发挥黏膜保护功能[11]。TFF蛋白是胃肠道黏膜损伤时上调的急性反应蛋白，具有很强的促细胞运动作用，能维持黏膜表面屏障功能和促进黏膜损伤后的修复[12]。

三、GKN和TFF蛋白在胃癌中的表达及其作用

1.GKN：2001年Kim等[13]的研究发现，胃腺瘤和胃癌中染色体2p杂合性丢失（LOH）的发生率分别为50%和70%，表明染色体2p上可能存在与胃腺瘤、胃癌密切相关的基因，参与胃腺瘤向胃癌的转变过程，与胃癌的发生、发展密切相关。有研究发现，GKN1蛋白大量特异性地表达于正常胃黏膜上皮，在慢性萎缩性胃炎、胃肠上皮化生、胃上皮细胞异型增生、胃腺瘤等一系列癌前病变中的含量逐渐下降，胃癌组织中的表达完全缺失，而在癌旁正常胃黏膜组织中仍可检测到[2]。杜建军等[14]将GKN1转染胃癌细胞株SGC7901后发现，细胞生长受到明显抑制；Rippa等[15]发现胃癌细胞株 AGS和MKN28转染GKN1并以Fas单克隆抗体治疗后，Fas受体凋亡明显增加；且其诱导的凋亡能被caspase-3和caspase-8抑制剂所抑制[16]；由此可见，GKN1可能是新的胃癌特异性抑癌基因[14]。有研究[7]发现GKN2具有抑制胃癌细胞增殖的作用。而对于GKN3，提前终止密码子W59X引起mRNA无义突变降解，使GKN3在近代人群，尤其是非非洲人种中难以检测到并分析其功能，因此目前对GKN3在胃癌中的表达和作用仍不甚了解[9]。

2.TFF蛋白：胃癌组织中可发现TFF1基因存在LOH[17]；在胃癌小鼠模型中，TFF1基因启动子区甲基化水平明显升高，导致表达明显下调[18]；Bossenmeyer-Pourié等[19]发现，TFF1通过延迟肿瘤细胞从G1期向S期转化，从而抑制细胞增殖；TFF1还可通过抑制caspase-9活性，抑制各种因素导致的胃上皮细胞凋亡，这种看似矛盾的抗增殖和抗凋亡双重作用使TFF1在胃癌发生、发展中起有重要调节作用。TFF2在胃癌中的表达亦明显下降甚至缺失[20]；Peterson等[21]发现在H.pylori感染的野生型小鼠模型中，TFF2基因启动子区甲基化导致其沉默。TFF3在胃癌发生过程中的作用可能不同于TFF1和TFF2，其在胃癌多阶段发生过程中的表达逐渐增高[20]；Kaise等[22]发现联合检测血清TFF3和前列腺素可能有助于早期发现胃癌，尤其是肠型胃癌。

四、GKN与TFF的相互作用

鉴于GKN与TFF蛋白在组织细胞定位、生理功能和胃癌发生过程中变化趋势的相似性，推测这两个家族蛋白之间可能存在紧密联系。

有研究发现，人正常胃黏膜上皮中可分离出一种分子质量约 25 kDa的复合物，由 GKN2（18.31 kDa）与 TFF1（6.67 kDa）通过二硫键以1∶1的比例结合而成。该二硫键由GKN2的BRICHOS结构域内第38位半胱氨酸残基（Cys38）与TFF1的第58位半胱氨酸残基（Cys58）构成，由此将两个蛋白单体连接形成一个异源二聚体复合物。该复合物是TFF1在正常胃黏膜上皮发挥作用的主要形式，而胃癌细胞中TFF1与GKN2发生解离可能使TFF1失去正常的功能，从而促进肿瘤的发生、发展[23]。此外，Otto等[24]在小鼠体外实验中发现GKN2能与TFF2蛋白结合，可能是不同物种GKN对结合TFF蛋白具有不同选择偏好所致。

亦有研究发现，GKN3与TFF2共同表达于小鼠胃黏膜上皮和十二指肠Brunner’s腺，其中GKN3位于颈黏液细胞的较低部位，TFF2位于较高部位；在TFF2缺失的小鼠中，萎缩的胃黏膜可明显诱导GKN3表达，从而显著抑制胃上皮细胞增殖[9]。

除外GKN2可分别与TFF1和TFF2相互结合的报道外，目前尚无两个家族蛋白中其他成员间相互关系的研究。但推测由BRICHOS结构域与三叶草结构中的半胱氨酸残基连接形成的二硫键很可能是维系GKN与TFF蛋白之间关系的纽带，为今后继续深入研究这两个家族蛋白之间的结构和功能关系提供方向。

五、展望

由此可见，除TFF3外，其他GKN和TFF蛋白在胃癌组织和细胞株中的表达明显下调甚至缺失，并可抑制胃癌细胞增殖，提示这两个家族蛋白可能是胃癌特异性抑癌基因。但目前仍有许多问题尚待解决，如GKN和TFF两个家族蛋白是否还有其他成员？除TFF1和TFF2分别与GKN2相互结合外，是否还有其他成员之间的相互作用？GKN与TFF蛋白能否作为胃癌诊断和治疗的特异性分子靶点？对以上问题进行深入研究，将有助于进一步揭示胃癌的分子发病机制，并可能为胃癌的治疗提供新靶点。

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