pokemon基因在大肠癌中的研究进展

李 丽综述 姚运红审校

Pokemon(POK erythroid ontogenic factor)蛋白，即POK红系髓性致癌因子，也被称为LRF、OCZF、FBI-1，是转录抑制因子POK家族的一员,现已被确认为原癌基因。 Pokemon在人类肿瘤如淋巴瘤、肺癌、结肠癌、前列腺癌和膀胱癌中均有高表达。它还能控制其他癌基因的活性,并对肿瘤细胞的一些重要特性产生影响,可能是其他癌基因引发癌症所必需的。本文就pokemon在大肠癌中的研究综述如下。

1 Pokemon基因的发现

1.1 Pokemon基因的发现

1997年Pessler等从HeLa细胞的细胞核中抽提纯化出1种称之为FBI-1的细胞因子，它能识别与短转录诱导物元件(定位在HIV-1转录起始位点的下游)相符的1个大的双重结合位点。FBI-1与HIV-1启动子结合的同时，也能和细胞与病毒转录单元中的衰减子结合，而这些单元的转录受转录延伸阻遏物调控。1999年，Morrison等克隆出了编码FBI-1的cDNA序列，并发现FBI-1包含N末端的POZ/BTB域和C末端的Kruppel型锌指结构。同年，Davies等也成功分离出1个新的POK蛋白白血病/淋巴瘤相关因子(Leukemia/lmy-phoma -related factor,LRF),并利用生物信息学方法克隆出了编码LRF蛋白的cDNA。 Maeda等2005年首次报道的pokemon基因,即POK红系髓性致癌因子(POK erythroid myeloid ontogenic factor)，能够特异性地抑制抑癌基因ARF，促进肿瘤的发生发展,并推断pokemon可能是1种原癌基因，且位于多种原癌基因上游，它在癌基因转化过程中起到关键性作用[1,2]。

1.2 Pokemon基因的结构和分布

人类原癌基因pokemon是由ZBTB7A基因3984665-3988242碱基序列编码的POK家族蛋白,定位于人类染色体的19p13.3区域上，全长21.6 kb，转录产物mRNA为4456 bp，由2个外显子组成，含1个编码框架，编码含585个氨基酸残基的蛋白多肽,N末端包含POZ/BTB结构域，藉此形成同源性或异源性聚体；C末端含锌指结构，可结合DNA[3]。POK蛋白介导蛋白二聚体形成，通过募集组蛋白脱乙酰基酶(HDACs)引起染色质结构改变,引起特定DNA基因的开关，从而行使转录抑制功能[4,5]。POK蛋白的特殊结构决定了它在胚胎发育、分化和肿瘤形成中有重要作用[1,6]。

目前已经发现Pokemon主要存在于细胞核中,但也有少部分文献报道存在于细胞质和细胞膜。Lee等[7]对HeLa细胞的FBI-1定位，发现内源性过表达的FBI-1主要定位于HeLa细胞的细胞核，但也有少部分FBI-1定位于细胞质，并且发现无核定位信号序列FBI-1的POZ结构域可改变内源性FBI-1的亚细胞定位，并使其定位于细胞质。王鹏飞等[8]报道在大肠癌中Pokemon在组织中主要定位在细胞核和细胞质，而李亚玲[9]报道在大肠癌中Pokemon在组织中主要定位在细胞质和细胞膜。有待进一步研究。

1.3 Pokemon生物学作用

1.3.1 Pokemon对癌细胞增殖和转移的促进作用 Pokemon主要抑制p14AFR基因转录从而促进癌的增殖和转移。一般情况下，p14AFR通过抑制MDM2来促进p53的转录表达，形成p14AFR-MDM2-p53功能调节通路[10]。已发现的Pokemon的主要功能是直接结合p14AFR启动子并抑制其转录活性，从而通过p14AFR-MDM2-p53通路抑制p53的转录表达，导致癌的发生发展[2]。Pokemon引起的p53表达降低可抑制P21CIP1的转录表达[11]。最近Jeon等发现Pokemon可结合到PRb启动子的4个GC富含区域直接抑制PRb的转录表达，解除PRb对细胞周期的阻止，影响细胞增殖、分化、凋亡、恶性转化等[12]。Komiya等发现Pokemon与14-3-3β结合形成复合体，结合到MKP-1启动子上抑制MKP-1表达，从而增强ERK1/2活性，促进肿瘤发生和肿瘤侵袭转移。沉默Pokemon可令MMP-9表达下降及抑制肿瘤发生和肿瘤侵袭转移[13]。由此可见，Pokemon通过抑制p14AFR的转录抑制p14AFR-MDM2-p53通路的功能，也可直接抑制PRb转录及促进MMP-9等的表达，影响癌的发生发展，是1个能够影响多方面肿瘤生物学特性及多种肿瘤基因的多面手，从而确立其作为“关键”癌基因的地位。

1.3.2 Pokemon对细胞转化的影响 通过早期小鼠胚胎成纤维细胞MEFs实验，测试是否缺失pokemon基因会影响细胞生长或分化。对于多种癌基因联合包括腺病毒E1A + H2rasV12、Myc + H2rasV12 、SV40 large T antigen + RasV12及Bcl6 + RasV1转染pokemon 阴性MEFs ,细胞未能获得任何增殖优势和转化。而同时转染pokemon和多种癌基因联合的MEFs则显示明显的增殖优势和琼脂糖克隆形成能力，并使肿瘤细胞获得抗凋亡的能力。因此推论pokemon对MEFs致瘤转化起到了关键作用，在与其他癌基因联合的时候可充当1个原癌基因[2]。

2 Pokemon与肿瘤

Pokemon是新近发现的转录抑制因子,通过下列路径和功能与肿瘤的发生相关：①Pokemon特异地抑制肿瘤抑制基因ARF的转录，它作为ARF的特异性抑制剂通过Pokemon↑→ARF↓→MDM2→p53↓→肿瘤发生的致癌模式而发挥作用[2]。②研究发现，BTB/POZ域是一段存在细胞和病毒调节蛋白氨基末端的高度保守的蛋白—蛋白互相作用域，它是许多转录因子、致癌基因蛋白、离子通道蛋白和一些机动蛋白相关蛋白的反应基序[14,15]。 Yoon等[16]发现，Kaiso(另一POK家族成员)特异连接甲基化DNA序列并提高对靶基因的抑制。Pokemon具有BTB/POZ域和Kruppel锌指结构，暗示Pokemon也可通过蛋白-蛋白相互作用发挥类似作用，可能存在多个靶基因，并通过对靶基因的渐进控制(比如启动子甲基化)而发挥作用。③近年来研究还发现含BTB/POZ结构域蛋白与Cullin E3连接酶功能相关。POZ结构域蛋白家族作为Cullin3 E3泛素化连接酶复合体的接合体而发挥作用，因此，Pokemon可能又通过蛋白泛素化来调节其靶点和通路[17]。④Davies等[18]发现，Pokemon还为癌基因LAZ-3/BCL-6潜在的靶点。在人类乳腺癌、肺癌、鼻咽癌、结肠癌、前列腺癌、膀胱癌、宫颈癌、胃癌、胰腺癌、淋巴瘤、白血病等多种肿瘤组织中都发现有Pokemon 的高表达[2,19～26]。

2.1 Pokemon与大肠癌的关系

大肠分为盲肠、结肠和直肠，其中结肠癌、直肠癌统称为大肠癌。在消化道肿瘤中，大肠癌的发病率仅次于胃癌和食管癌。大肠癌是指大肠黏膜上皮在环境或遗传等多种致癌因素作用下发生的恶性病变，预后不良，死亡率较高，是最常见的消化道恶性肿瘤之一。

抑癌基因和促凋亡基因活性降低、癌基因和抗凋亡基因活性增强是肿瘤发生和恶性增长的主要原因。3种最常见的抑癌基因p14ARF、RB和p53都是细胞周期调节因子，它们在细胞周期的多个监测点调节细胞生长，避免细胞发生基因突变[27]。它们的上游基因被抑制或下游产物失活都会导致肿瘤的发生。近年来，随着肿瘤分子生物学研究的深入，越来越多的基因被发现参与了大肠癌的发生过程，其中Survivin、p16、p27、cyclinD1、Smad4、HSPlO、ras等参与了大肠癌的早期发生；GST纯合性缺失、B-连环素、MMP-7、Tiaml与大肠癌的转移相关；SNC6和SNC19、环氧合酶-2、KAI1、Fas/Fas配体等参与大肠癌的发生、发展、浸润、转移全过程；engoglin、VEGF参与了大肠癌组织中的血管生成,抑癌基因APC、β-catenin、DCC、p53、结直肠癌突变基因、PTEN等突变对大肠癌的诊断有十分重要的意义[28,9]。但是没有1个基因在研究群体中表达达到100%，所以寻找其它的相关基因及不同的基因调控链组合仍是要解决的难题。

邬贽斌等[29]利用RT-PCR技术对39例结直肠癌及癌旁组织进行Pokemon基因检测，结果显示结直肠癌组织和癌旁组织中均有Pokemon基因表达，且癌组织中基因表达明显高于癌旁正常组织，说明Pokemon与结直肠癌的发生有相关性。Pokemon基因的表达与患者的性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤部位、结直肠癌的Dukes分期无相关性，与癌组织的分化程度相关，高分化组Pokemon基因的表达高于中低分化组，两者相比较有显著性差异。提示Pokemon基因可能与结直肠癌的恶性程度有关。

王鹏飞等[8]研究发现Pokemon的表达水平可能与大肠癌的淋巴结转移有关，有淋巴结转移的患者癌组织中Pokemon mRNA表达水平高于无淋巴结转移者，这与崔明等对乳腺癌中Pokemon的表达进行研究的结果相近[30]；但与研究免疫组化中Pokemon蛋白与淋巴结转移的关系并不一致，提示Pokemon基因表达与蛋白表达可能并不呈平行关系，在翻译水平可能存在其它影响因素，需要进一步研究证实。而生存分析研究中提示Pokemon阳性表达的大肠癌患者预后不良，与报道称弥漫性大B细胞淋巴瘤患者中Pokemon阳性的预后较好、Pokemon和Bcl-6均阳性的预后更好[1]不一致，更需进一步研究证实。

李亚玲等[9]报道的5株大肠癌细胞中，Pokemon在4株细胞(SW480、SW480l/M5、SW620、LOVO)中有mRNA和蛋白表达，p14ARF在1株细胞(HCTIl6)中有mRNA和蛋白表达。Pokemon表达与p14ARF表达与大肠癌分化程度呈负相关，与大肠癌Dukes分期及转移无关。郭睿等[31]构建的pGshRNA-Pokemon干扰载体,瞬时转染大肠癌SW480细胞，Pokemon的mRNA表达抑制率在48 h 最高(83.1%)， Pokemon的蛋白表达抑制率在72 h 最高(73.5%)，随着Pokemon表达抑制，SW480细胞凋亡增加。

2.2 Pokemon基因在大肠癌中的应用前景

Pokemon可能在大肠癌的发生发展过程中发挥了很关键的作用，现有的研究表明Pokemon可能是治疗癌症有效的新的靶基因[2]。Pokemon视为肿瘤总开关[1,32,33]的原因是在肿瘤转化分子网络机制中它能控制其他癌基因的活性，并对肿瘤细胞的一些重要特性产生影响，而一般致癌基因仅控制肿瘤细胞增长。2004年 Ari Melnick等合成了1种可以与Bcl-6中POZ域侧沟特异性结合的阻遏蛋白，在体内外有效阻断了Bcl-6发挥功能[34]，而Poz域则是Pokemon蛋白发挥致癌作用、促发肿瘤恶性行为的关键作用部位。所以Pokemon作为1个新的重要的癌基因，对大肠癌的增殖、凋亡、细胞周期改变、侵袭、转移的确切作用及其机理还不清楚，有待进一步研究。

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