AEG-1在头颈部肿瘤中的研究进展

刘 亮(综述)，廖海球(审校)

(南华大学附属娄底医院 湖南省娄底市中心医院肿瘤科，湖南 娄底 417000)

星形胶质细胞上调基因1(astrocyte elevated gene 1，AEG-1)是人免疫缺陷病毒感染或肿瘤坏死因子α诱导人胚胎星形细胞后导致表达升高的一种基因，是目前肿瘤领域研究的热点。随着分子生物学研究的进展，分子靶向治疗已成为继手术、化疗和放疗之后治疗恶性肿瘤的第四种模式。大量研究已经证实,AEG-1具有癌基因的特性，它与多种恶性肿瘤(鼻咽癌、食管癌、肺癌、肝癌、乳腺癌)的发生、发展密切相关。AEG-1作为一种癌基因在各种恶性肿瘤中的表达可为研发治疗恶性肿瘤的分子靶向药物提供新的思路。

1 AEG-1概述

Su等[1]于2002年在人类免疫缺陷病毒感染的人胚胎初级星形细胞中首次克隆出AEG-1。随后在小鼠体内利用噬菌体筛选克隆出AEG-1同源物Metadherin(MTDH)[2]。AEG-1 cDNA全长3611 bp，包括12个外显子和11个内含子，定位于与许多恶性肿瘤发生高度相关的常染色体8q22上[3-4]。其启动区无TATA或CAAT盒，但富含GC序列和多个SP1基序，其中SP1基序可以与核因子κB相互作用,可能是AEG-1发挥功能的重要片段[5-6]。人类AEG-1基因编码的蛋白质相对分子质量约为64×103，等电点PI为9.33，含有582个氨基酸，包括3个核定位信号区，分别位于氨基酸79～91、432～451、561～580之间，可以介导AEG-1蛋白的核转位,从而发挥其转录调节作用。其中561～580氨基酸序列在AEG-1的核转位过程中起主要作用[7-8]。大量研究已经证实AEG-1基因是一种原癌基因，与肿瘤的发生、发展及其预后密切相关。

2 AEG-1的生物学功能

2.1AEG-1促进肿瘤细胞的增殖、侵袭与转移 肿瘤细胞增殖是肿瘤恶性生长的重要特征之一，研究发现AEG-1可促进前列腺癌、乳腺癌、食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)等多种肿瘤细胞增殖[9-11]。刘海燕等[12]用设计合成的AEG-1小分子干扰RNA转染神经母细胞瘤细胞株SK-N-SH和M17，结果显示下调AEG-1表达可显著抑制神经母细胞瘤细胞的增殖，促进细胞凋亡，并将细胞周期阻滞在G0/G1期，提示AEG-1可能通过调节细胞周期(G0/G1期)促进细胞的增殖。此外，也有大量文献证实AEG-1能促进肿瘤的侵袭与转移。Lee等[13]的研究结果表明，AEG-1过度表达能促进人宫颈癌HeLa细胞和神经胶质瘤细胞的非锚定依赖性生成,从而导致肿瘤细胞侵袭和转移能力增强。在小鼠体内利用噬菌体筛选克隆出的AEG-1同源物MTDH(metadherin)可以介导乳腺癌细胞向肺部转移，MTDH中含有一个肺归巢结构域，也称为肺归巢肽，在氨基酸序列378～440之间，它能够促进乳腺癌细胞在肺脉管系统的黏附作用而导致向肺部的转移[2]。Li等[14]发现，在高表达AEG-1的乳腺癌细胞株MCF-7中，上皮细胞标志物上皮钙黏素、角蛋白18表达水平显著降低，而间质细胞标志物波形蛋白、纤连蛋白、β联蛋白和上皮间质转化因子snail、slug表达水平均显著增强，这些分子的异常表达使该细胞株发生形态学和基膜的改变，从而导致肿瘤转移级联反应的早期阶段上皮间质转化的发生。

2.2AEG-1促进肿瘤血管的生成 肿瘤血管的形成可以为肿瘤的生长提供丰富的营养物质，是恶性肿瘤生长、浸润与转移的重要环节。Emdad等[15]检测到高表达AEG-1的肝癌细胞中，其多种血管生成因子的表达也明显增多。Li等[16]利用微血管密度测定、蛋白印迹、免疫组织化学等方法分析了临床125例乳腺癌患者,试验结果显示，AEG-1的表达水平与血管内皮细胞生长因子和微血管密度呈高度正相关。相反，种植有AEG-1小分子干扰RNA的鸡胚绒毛膜血管生成模型非小细胞肺癌细胞有较少的新血管形成[17]。以上研究结果均证实了AEG-1的高表达可以促进肿瘤新生血管的生成，从而为不断浸润生长的肿瘤组织提供充足的营养,最终加速恶性肿瘤的侵袭及转移。

2.3AEG-1增强肿瘤细胞对化疗药物的耐药性 肿瘤细胞对化疗药物产生耐药是导致化疗失败的主要原因之一。Li等[18]发现对顺铂耐药的卵巢癌组织中AEG-1的表达显著高于对顺铂敏感的卵巢癌组织，提示AEG-1高表达导致了肿瘤对化疗药物的耐药。Yoo等[19]探讨了AEG-1引起肝细胞癌患者对5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-FU)耐药的机制,结果表明，高表达的AEG-1通过上调双氢嘧啶脱氢酶的表达而催化5-FU转化成为无活性的代谢产物；肝细胞癌中高表达的AEG-1能够激活转录因子的转录活性及表达,转录因子又能使5-FU产生细胞毒性靶点之一的胸苷酸的合成增加，进而导致5-FU的药效下降。以上研究表明，AEG-1基因的上调介导了肿瘤细胞化疗耐药的产生，而且其介导的耐药性的分子机制是多靶点、多环节的。

3 AEG-1与头颈部肿瘤

3.1AEG-1在食管癌中的表达及其相关的作用机制 ESCC术后转移、复发是患者死亡的主要原因之一。肿瘤新生血管的生成能为肿瘤组织提供丰富的营养，从而促进肿瘤细胞的克隆性增殖及恶性演进，因此与肿瘤的复发和转移有密切的关系，微血管密度是肿瘤微血管生成的一项重要指标[20]。有研究显示，ESCC组织AEG-1蛋白阳性表达率和微血管密度值均显著高于非癌食管组织，淋巴结转移组的AEG-1蛋白阳性表达率和微血管密度值显著高于无淋巴结转移组，且AEG-1标记阳性的淋巴结转移组微血管密度值升高更显著，提示AEG-1的高表达能促进ESCC新生血管的生成，从而促进ESCC的复发及转移，影响患者的预后[21]。

Yu等[11]的研究也得出了相似的结论，石蜡包埋的存档ESCC标本中AEG-1呈高表达，并与ESCC的TNM分期和临床分期呈正相关，而且AEG-1水平越高，患者的存活期越短。并进一步研究发现，AEG-1的过度表达可能是通过Akt/FoxO3a途径降低p27(Kip1)蛋白表达和诱导细胞周期蛋白D1表达，从而促进肿瘤细胞的增殖及其非锚定依赖性生长能力。

国外的一项最新研究显示，在ESCC的临床标本中组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以上调miR-375的表达而抑制肿瘤的生长，并找到了受miR-375调控的靶基因——AEG-1[22]。研究发现，ESCC临床标本中AEG-1的蛋白水平及mRNA均呈高表达，而恢复miR-375可使AEG-1的表达下降，提示AEG-1作为致癌基因参与了ESCC的发生、发展,并为研制新的ESCC基因靶向治疗药物提供了新的靶点[22]。

3.2AEG-1与脑胶质瘤 脑胶质瘤是常见的颅内原发性肿瘤，Xia等[23]通过Western blotting、反转录-多聚酶联反应和免疫组织化学法检测少突胶质瘤细胞及相邻的非癌脑组织中AEG-1的表达，结果显示，少突胶质瘤细胞AEG-1的蛋白和mRNA水平均较非癌脑组织中高,差异有统计学意义，其石蜡包埋的少突胶质瘤标本中AEG-1的表达也显著增高，再次证明AEG-1是一种癌基因。

AEG-1促进脑胶质瘤发生、发展的机制包括：①过表达的AEG-1可以通过增加谷氨酸的兴奋毒性促进神经胶质瘤诱导的神经退行性病变。Lee等[24]的研究结果表明，AEG-1的表达与兴奋性氨基酸转运蛋白的表达及脑胶质瘤患者的神经细胞数呈负相关。此外，AEG-1介导的兴奋性氨基酸转运蛋白抑制可引起神经胶质细胞摄取谷氨酸减少，导致神经元细胞的死亡。②AEG-1过表达可以导致脑胶质母细胞瘤细胞的坏死。Noch等[25]发现用缺氧、缺糖诱导下的脑胶质瘤细胞株中AEG-1的表达显著上调，提示AEG-1过表达可能减少了活性氧类的产生以及增加了对葡萄糖的摄取，使脑胶质母细胞瘤细胞处于缺氧和营养匮乏状态而发生坏死，坏死是脑胶质母细胞瘤预后差的一个重要的病理特点。③高表达的AEG-1通过促进基质金属蛋白酶9的转录而增强脑胶质瘤细胞的侵袭能力[26]。

3.3AEG-1与唾液癌 Liao等[27]的研究发现，AEG-1基因在唾液腺癌中表达上调，并与其TNM分期呈正相关，而且唾液腺癌患者中AEG-1基因表达水平高者，其整体存活时间较短，而AEG-1表达低者有更长的生存时间，提示通过检测AEG-1的表达水平可以预测唾液腺癌患者的临床分期和评估其预后。

3.4AEG-1与鼻咽癌 李果等[28]采用Western blotting技术检测AEG-1蛋白在4株鼻咽癌细胞株、47例鼻咽癌组织及21例鼻咽部黏膜中的表达，研究结果显示，AEG-1蛋白在鼻咽癌细胞和组织中的表达较鼻咽部黏膜均显著增高，且其表达水平与患者T分级、临床分期及颈部淋巴结转移均呈显著正相关。由此可见，AEG-1也与鼻咽癌的发生、发展密切相关。

3.5AEG-1与头颈部其他肿瘤 一项研究显示[29]，miR-375在咽鳞状细胞癌、上颌窦鳞状细胞癌和ESCC的癌组织中的表达较正常上皮组织中明显减少,提示miR-375是一种肿瘤抑制基因。通过全基因组基因表达分析，基因表达数据和荧光素酶报告分析显示，AEG-1是miR-375调控的分子靶点。头颈部鳞癌组织中AEG-1表达水平显著上调，而在头颈部鳞癌细胞转染si-AEG-1可显著抑制肿瘤细胞的增殖。因此，AEG-1是一种致癌基因导致头颈部鳞癌的发生。识别新的肿瘤抑制miRNA和其调节癌症的途径可能会为潜在的头颈部肿瘤发生的分子机制提供新的见解，并为其基因靶向治疗提供新的思路。

4 展 望

自发现AEG-1以来，它逐渐成为了肿瘤领域研究的热点。AEG-1已被证实是一种癌基因，参与了多种恶性肿瘤的发生、发展，有望成为一种新的肿瘤标志物应用于临床，并且指导肿瘤患者的预后评估。此外,抑制恶性肿瘤中AEG-1的表达不仅可以有效地阻断肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移、肿瘤新生血管的生成等过程,还能提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，阻断抗癌药物耐药的产生，实现多环节抑癌的治疗目的，而研发AEG-1抑制剂用于恶性肿瘤的治疗任重而道远。目前和未来的研究主要集中于使用转基因和基因剔除等手段认知AEG-1基因在肿瘤进展中的功能。临床资料和基础实验都证实了AEG-1基因具有潜在的靶向治疗肿瘤的作用，然而其具体的信号通路和作用机制还不甚明了，因此了解AEG-1基因与其上、下游因子之间的相互作用，有助于开发以AEG-1基因为靶向的小分子复合物。

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