垂体瘤转化基因结合因子(PBF)的研究进展

王硕(综述) 涂刚(审阅)

垂体瘤转化基因结合因子(pituitary tumor transforming gene binding factor，PBF)主要是通过与垂体瘤转化基因(pituitary tumor transforming gene，PTTG)的相互作用而被发现［1］，在甲状腺癌、乳腺癌等肿瘤中都有高表达，与肿瘤的发生、发展密切相关。

1.PBF的基因结构和分布

PBF，也被称作 PTTG1交互蛋白(PTTG1IP)染色体上定位于21q22.3位点。PBF基因编码一个含180个氨基酸残基，分子量约为22kD的蛋白质。在一些研究中，PBF被认为是一种细胞表面的糖蛋白，因为它具有一个N-末端信号肽，一个跨膜区域，一个内吞基及两个可能的N-糖基化位点［1］。进一步的一些研究发现了一些潜在的转录后修饰的位点如用于cAMP-和cGMP-依赖激酶、PKC和酪蛋白激酶II的磷酸化位点及用于N-连接和O-连接的低聚糖的五个糖基化位点。此外，类似于丛蛋白(plexin)、脑信号蛋白(semaphorin)及整联蛋白(integrin)PBF中也有一个胞外的N-末端半胱氨酸丰富的蛋白结合域［2］。PBF的C-末端发现了一个二分的核定位信号位点，表明 PBF进入细胞核行使一部分功能［2］。。一系列的结合洗脱和免疫共沉淀试验证明PTTG和PBF在体内和体外都能特异性结合。缺失分析证实PTTG的PBF结合域位于C-末端的30个氨基酸上，逆向域位于123号和154号氨基酸之间［2］。

Northernblot证实PBF广泛存在于一些正常人体组织中，包括甲状腺，乳腺等［1-2］。研究发现在垂体瘤组织中PBF明显比正常垂体组织中含量升高，推测PBF可能与肿瘤发生有关。随后发现在甲状腺癌中PBF也有明显升高，并且与早期甲状腺癌的复发相关［3］。

在研究中［2］，用 PTTG 和 PBF 转染非洲绿猴肾细胞系COS-7细胞，然后通过免疫荧光染色和亚细胞分离探明起亚细胞定位。结果发现PBF主要存在于细胞核，在细胞质中也有分布。在PBF的C-末端存在一个核定位信号(nuclear localization signal，NLS)，当它发生突变后，PBF主要表达于核周和细胞质的位置，表明NLS对于PBF在细胞核的分布是必要的。PTTG主要分布于细胞质，在细胞核也有部分的分布。但是当细胞转染PBF后，PTTG增加向细胞核易位。但是在NLS突变细胞中，转染PBF并不会增加 PTTG向细胞核易位［2］。说明具有完整NLS的PBF对于PTTG向细胞核易位是必要的。

2.PBF的分子机制功能

在人甲状腺癌细胞的原代培养中发现PBF的高表达，而对这些细胞进行PTTG的检测，发现PBF的表达与PTTG呈线性关系，提示二者密切相关［4］。在对缺失PTTG的HCT116细胞转染野生型或变异型PTTG培养后发现PBF mRNA表达的显著性增高。但是，其中转染SH3结合区域发生变异的PTTG后却不能检测到PBF的表达的提高［4］，提示PTTG与PBF的表达密切相关。但是当对HCT116细胞转染PTTG培养成稳定高表达PBF的细胞系后，却没有发现对应PTTG的高表达，提示PBF可能在胞内独立的行使一些功能［4］。

在蛋白质水平上，PBF与其他人体蛋白没有明显的同源性，但是却在物种间具有高度的保守性(与鼠有73%的同源性，与青蛙67%，与鸡60%，与斑马鱼52%)，提示它可能是具有进化意义的独特功能，但是目前尚未探明［4］。

成纤维细胞生长因子-2(fibroblast growth factor-2，FGF-2)在肿瘤发生过程中血管形成中起着重要作用，研究中发现无论PTTG或者PBF单独都不能明显改变FGF-2的转录行为，但是当PTTG和PBF同时表达会大大促进FGF-2的转录［2］。表明PBF对于PTTG调节FGF-2的转录是必要的。

在对PTTG和PBF均为高表达的NIH3T3细胞系培养中细胞集落快速形成。但是当变异细胞株的PTTG使其既不能刺激PBF mRNA表达而且不能与PBF结合，培养之后不能形成细胞集落。表明PBF在胞内介导PTTG的转化作用。进一步当注射NIH3T3进入裸鼠会观察到明显的成瘤作用，印证了PBF的成瘤作用［4］。因此，PBF基因是一种原癌基因，可能和PTTG互相独立或者协同导致肿瘤形成。

3.PBF在肿瘤中的表达

a)PBF与甲状腺癌

Stratford等［4］对27例分化型甲状腺癌(乳头状甲状腺癌和滤泡状甲状腺癌)组织与正常组织比较，PBF表达明显升高，但是不同病理类型甲状腺癌中PBF的表达情况没有显著性差异。进一步对其中24位甲状腺癌患者进行随访发现，甲状腺癌复发患者比未复发患者的甲状腺组织中PBF表达明显升高，提示PBF与甲癌的复发密切相关，可能成为分化型甲状腺癌复发的标志物。对27例甲状腺癌患者研究，发现在分化型甲状腺癌中FGF-2表达明显上调，FGF-2与分化型甲癌密切相关［5］。在原代培养甲状腺细胞体外实验中，并且敲除SH3结构域后会下调FGF-2的表达，而SH3结构域与PBF表达密切相关。虽然PBF对于FGF-2的表达没有直接作用，但是PTTG和PBF的联合表达会明显上调FGF-2的表达。表明PBF可能是通过促进PTTG上调FGF-2的表达而发挥促进肿瘤发生作用的。

放射性碘治疗是目前甲癌综合治疗中的一个重要组成部分，低摄碘是甲癌转移及预后差的重要原因之一。在对甲癌患者随访中发现甲状腺滤泡细胞的摄碘作用与PTTG的高表达有关，而甲状腺细胞的摄碘作用主要依靠甲状腺滤泡细胞基底血浆膜上的钠碘转运体(NIS)实现。在进一步的研究中发现与正常甲状腺组织相比，甲癌组织中存在PTTG和PBF的高表达，同时存在NIS的低表达，表明NIS同PTTG和PBF的表达存在负相关。PBF是通过抑制NIS表达的转录及阻断NIS的转运作用，从而调节NIS的表达进而影响到甲状腺的摄碘作用［5］。因此PBF和PTTG可能成为改善甲癌细胞摄碘的靶点从而改善甲癌的治疗和预后［5］。

b)PBF与乳腺癌

Watkins等［6］证实146例乳癌中均有PBF的过度表达，在雌激素受体(estrogen receptor，ER)阳性乳腺癌比雌激素阴性乳腺癌PBF表达增高，但在不同病理类型乳腺癌中，PBF的表达并没有显著性差异。

用雌激素处理MCF-7细胞后，会明显增加PBF基因及其蛋白表达［6］。通过基因芯片分析发现，在PBF启动子上存在一个18bp的雌激素反应元件(oestrogen response elements，ERE)序列，用雌激素刺激PBF表达后进行基因芯片分析发现ERE序列中的启动子区域明显的受雌激素调节，并且具有结合ERα的能力［6］，说明雌激素调控PBF的主要机制是通过PBF的ERE序列的启动子区域。在对MCF-7细胞转染PBF后用雌激素处理后会增加其侵袭性，但是靶向敲除PBF后用雌激素处理会明显降低MCF-7细胞侵袭性［6］，表明雌激素通过激活PBF途径会增加乳癌细胞侵袭性。标记PBF的免疫沉淀试验证实PBF是一种分泌蛋白，并且PBF的分泌明显增加乳腺癌细胞的侵袭性。用雌激素拮抗剂ICI182780处理后，细胞培养中检测到PBF表达明显降低［6］。因此雌激素拮抗剂可能对于PBF高表达的乳癌有治疗作用。综上所述，PBF在甲状腺癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤中高表达，可能通过多种机制参与了肿瘤的形成并与肿瘤的侵袭性有着密切的关系。通过对PBF基因结构、作用机制深入研究，可以进一步的调控其转录和表达，于诊断、治疗和改善预后。此外，近年来通过基因工程技术已经的到PBF的多克隆抗体，运用免疫组化技术检测PBF的表达，可以作为分化型甲癌肿瘤的预后判断指标，使其能够做到早期预防、早期治疗。

1 Mo Z.et al.(2009)Antitumor effect of FPBF(beta-TrCP)-induced targeted PTTG1 degradation in HeLa cells.JBiotechnol 139，:6-11.

2 Martin L.et al.(2011)Proto-oncogene PBF/PTTG1IP Regulates Thyroid Cell Growth and Represses Radioiodide Treatment.Cacer Research.10，1158.

3 Smith V.E.et al.(2011)Expression and function of the novel proto-oncogene PBF in thyroid cancer:a new target for augmenting radioiodine uptake.Journal of Endocrinology 210，157-163.

4 Smith V.E.et al.(2010)Pituitary tumor-transforming gene and its binding factor in endocrine cancer.Expert Rev Mol Med.12;e38.

5 Smith V.E.et al.(2009)A novel mechanism of sodium iodide symporter repression in differentiated thyroid cancer.J Cell Sci 122:3393-402.

6 Watkins R.J.et al.(2010)PTTG Binding Factor-a New Gene in Breat Cancer.Cancer Res 70，3739-3749.