Krüpple样转录因子8在恶性肿瘤中的研究进展

成撒诺，李甲初 综述，张幸平审校

(重庆医科大学附属第一医院肿瘤科，重庆 400016)

·综 述·

Krüpple样转录因子8在恶性肿瘤中的研究进展

成撒诺，李甲初 综述，张幸平△审校

(重庆医科大学附属第一医院肿瘤科，重庆 400016)

Krüpple样转录因子8；肿瘤；侵袭；血管生成

Krüpple样转录因子8(KLF8)是KLFs家族中一名年轻的成员，能结合细胞中DNA的GC box或CACCC元件，调控富含GC启动子的基因表达，参与调节细胞周期[1]。研究表明[2]，KLF8在人体多种恶性肿瘤中过表达，与肿瘤的发生、发展密切相关。新近研究发现[3-4]，KLF8与多种血管生成因子的表达关系密切，故研究KLF8参与肿瘤新生血管生成的作用及其机制有可能为抗肿瘤血管生成靶向治疗提供新的靶点和策略。现将KLF8在恶性肿瘤中的研究进展综述如下。

1 KLF8的生物学特征

KLF8位于人类X染色体，包含359个氨基酸残基。它最初是作为Krüppel样Cys2 /His2锌指蛋白质家族的一个转录抑制蛋白而被认识。与家族中的其他成员一样，KLF8有3个高度保守的锌指结构及氨基端可变的转录调节结构域[2]。KLF8的3种结构域分别为：(1)核定位序列(nuclear localization signal，NLS)，负责将KLF8转运到细胞核中。与其他家族成员不同的是KLF8有3个NLS[1]，其中2个NLS串联在锌指结构上，对KLF8的核定位及其在细胞内的功能非常重要。(2)DNA结合结构域，负责将目的基因启动子的DNA与KLF8相连。(3)转录调控区域，负责调控目的基因的表达。

KLF8蛋白翻译后的修饰包括乙酰化、泛素化、类泛素化、多聚ADP-核糖化作用(PARylation)等。研究显示，小泛素相关修饰物(SUMO-1)、SUMO-2、SUMO-3可共价修饰KLF8[5]，发挥主要作用的是SUMO-1。Lu等[6]研究显示，KLF8参与调控细胞周期蛋白D1(Cycling D1)、基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase 2，MMP2)、MMP9等蛋白的转录，并受SUMO蛋白修饰和由DNA修复酶1(poly ADP-ribose polymerase 1,PARP-1)介导的PARylation的影响。PARP-1蛋白与KLF8锌指结构1、2结合，稳定KLF8在核中的表达。

研究表明[7]，黏着斑激酶(Focal adhesion kinase,FAK)能够诱导KLF8表达。FAK通过激活PI3K-Akt信号通路，诱导KLF8启动子被转录因子特化蛋白1(specificity protein1,Sp1)激活，使KLF8作用于Cycling D1启动子的GC box区域，激活Cycling D1，使细胞增殖。

KLF8在正常组织中低表达，但在肾脏、心脏和胎盘中的表达相对较高[8]。最新研究显示[9]，KLF8主要表达于早孕期绒毛组织中的滋养细胞，可能与滋养细胞的侵袭力相关。

2 KLF8在恶性肿瘤中的表达及作用

据文献报道，KLF8在人类乳腺癌、肝癌、肾癌、胃癌和卵巢癌等多种恶性肿瘤细胞中高表达，可能与癌细胞的增殖、侵袭、转移和治疗抵抗有关。

Chen等[10]研究显示,KLF8在胃癌细胞株中的表达明显高于正常细胞。用siRNA干扰其表达后，胃癌细胞的增殖速度明显减慢，KLF8的表达缺失可导致胃癌细胞的死亡，提示KLF8有望成为胃癌治疗的一个潜在靶分子。Wang等[11]通过Kaplan-Meier生存分析发现，KLF8的表达状态与胃癌患者的生存率密切相关：KLF8阳性表达的患者术后5年生存率明显低于KLF8阴性患者，分别为20%、50%(P<0.01)。李甲初等[12]研究发现，在正常肝组织、肝硬化组织、无明确转移的肝细胞癌组织和有明确转移的肝细胞癌组织中，KLF8蛋白的相对表达量依次增高，分别为16.7%、33.3%、81.8%、83.3%(P<0.01)，提示KLF8与肝细胞癌的侵袭和转移密切相关。

Fu等[13]通过RT-PCR、Western blot等实验发现肾癌细胞中KLF8的mRNA和蛋白水平的表达均明显升高。进一步研究发现，KLF8参与调控肾癌细胞的生长、增殖、侵袭及凋亡，其表达程度与肿瘤大小、组织学类型和临床分期明显相关(肿瘤大小P<0.01、组织学类型P<0.001、临床分期P<0.001)。在与KLF8相关的信号通路的研究中发现，FAK通过激活PI3K-Akt信号通路，诱导KLF8高表达[7]。FAK在正常卵巢上皮细胞中很难被检测到，但在卵巢肿瘤中高表达，并诱导KLF8的高表达。分析表明，KLF8的表达状态与卵巢肿瘤的临床表现和不良预后有明显的相关性(P<0.01)[14]。KLF8还异常高表达于神经胶质瘤中[15]。在体外，抑制KLF8在胶质瘤中的表达会导致瘤细胞丧失增殖能力，但具体的机制尚不清楚。KLF8在促进肿瘤细胞的侵袭和肿瘤细胞的损伤修复中也发挥了重要作用。Wang等[16]通过在乳腺癌细胞中下调E钙黏蛋白(E-cadherin)、上调MMP2和MMP9后，发现KLF8的表达增加。进一步研究发现KLF8与Snail蛋白共同作用，导致肿瘤细胞发生上皮-间质转换(epithelial-mesenchymal transition,EMT)，从而促进肿瘤细胞从非侵袭状态转为侵袭状态。此外，KLF8还与乳腺癌的化疗耐药相关，乳腺癌中异常高表达的KLF8通过减少DNA损伤的程度来保护乳腺癌细胞免受化疗药物所致的细胞死亡。另一研究发现[6]，乳腺癌细胞中PARP-1高表达，而PARP-1通过PARylation修饰KLF8，使KLF8表达更稳定。肿瘤细胞损伤会引起KLF8发生SUMOylation，这种修饰作用可以保护肿瘤细胞免于化疗所致的死亡。因此，KLF8具有保护肿瘤细胞的作用，在肿瘤的发生发展和治疗抵抗中起着十分重要的作用。

3 KLF8与肿瘤新生血管生成的关系

新生血管生成不仅对于恶性肿瘤的生长、发展至关重要，而且还是肿瘤转移的关键步骤。目前已经明确，恶性肿瘤的远处转移是肿瘤细胞通过新生血管网的血管内皮细胞、基底膜的缺陷穿越进入血管，向远处扩散。参与此过程的细胞因子包括血管内皮生长因子(VEGF)、血管生成素(angiopoietin,Ang)、基质金属蛋白酶类(matrix metalloproteinase,MMPs)、低氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)等。

VEGF是重要的促血管生长因子[17]，在肿瘤新生血管生成中发挥着重要作用。当肿瘤直径超过1 mm以后，被激活的肿瘤组织通过自分泌或旁分泌方式分泌VEGF，促进肿瘤周围组织建立起丰富的毛细血管网。HIF-1与VEGF之间关系密切，有研究表明HIF-1可促进VEGF的表达，从而促进肿瘤血管的发生[18]。HIF-1同时还调控着多种血管生成因子的转录，如Ang1、Ang2和胎盘生长因子。Ang2在肿瘤血管新生中作用显著，在多种肿瘤组织中均可见Ang2及其受体表达增加，尤其是在肿瘤边缘的新生血管区。研究显示[19]，Ang2是胶质瘤、乳腺癌、黑色素瘤细胞转移和侵袭的调控因子，是胰腺癌淋巴结转移的促进因子，而VEGF可显著上调Ang2在宿主基质细胞中的表达[17]。有研究显示VEGF可激活FAK和相关蛋白，从而维持上皮细胞的存活信号通路。VEGF还可通过PI3K-Akt途径抑制细胞凋亡，而FAK可通过激活PI3K-Akt信号通路诱导KLF8表达，说明KLF8与VEGF之间有着密切的联系，并且可能还与HIF-1和Ang2之间有着间接的联系[20]。

MMPs是一类能降解细胞外基质的高度保守的蛋白水解酶，恶性肿瘤细胞通过MMP2和MMP9实现肿瘤的侵袭和转移。Li等[21]研究发现在肝癌细胞中，KLF8通过上调Cycling D1和MMP2的活性来促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，并抑制肿瘤细胞凋亡。Wang等[16]发现KLF8可直接结合并激活人MMP9基因启动子促进MMP9的表达，从而促进乳腺癌细胞的侵袭和转移。Han等[3]研究发现，在肝癌细胞中，KLF8的表达量与MMP9呈正相关，提示MMP9可能是KLF8的一个下游基因。肝癌的TNM分期越晚，KLF8、MMP9蛋白的表达量及肿瘤血管侵袭的程度越高，提示KLF8可能与肿瘤新生血管生成有关。

另有研究显示[4]，在肝癌组织中KLF8过表达组与对照组比较，VEGF、Ang2、HIF1-α及 MMP2 这些促血管生成因子的mRNA表达增加，提示KLF8可能通过调控VEGF、Ang2、HIF1-α及MMP2来调控肿瘤血管生成，从而决定肿瘤的侵袭程度。

微血管密度(microvessel density,MVD)是目前广泛应用的评估肿瘤血管生成程度的“金标准”，已被证实与肿瘤的转移及预后有关[11]。Wang等[11]通过免疫组化实验发现胃癌组织中MVD≥32，KLF8的表达程度与MVD水平呈正相关(P<0.001)。Li等[21]建立小鼠的肝癌模型后，用KLF8-RNAi慢病毒感染，肿瘤的新生血管明显减少，MVD值从64.3减少到21.0(P<0.01)。提示KLF8可能通过新生血管生成参与肿瘤的发展过程。

上述研究结果表明，KLF8与多种参与肿瘤新生血管生成的因子相关，它们之间可能存在着一个相互调控的网络，但其具体的作用机制仍不清楚。

4 结 语

KLF8是KLFs家族的成员之一，在肿瘤的发生发展和侵袭转移中发挥着重要的作用。KLF8不仅在肿瘤细胞中高表达，还与多种血管生成因子密切相关，参与肿瘤血管新生的调控，使其可能成为抗肿瘤血管生成治疗的新靶点。但目前关于KLF8与恶性肿瘤中血管生成因子之间的作用机制尚未完全明确，有待进一步的深入研究。

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:10.3969/j.issn.1671-8348.2015.13.044

国家自然科学基金资助项目(81001096)；重庆市自然科学基金资助项目(CSTC,2010BB5395)。

成撒诺(1989-)，硕士研究生，主要从事抗肿瘤血管生成方面的研究。

△通讯作者，E-mail:Zhang.xinping@163.com。

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1671-8348(2015)13-1849-03

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2015-02-19)