SMTNL 2在肾细胞癌中的研究进展

陈琛 郑文忠 李贤新

SMTNL 2在肾细胞癌中的研究进展

陈琛 郑文忠 李贤新

肾细胞癌是一类多基因相关的肿瘤，不同组织学类型的肾细胞癌有不同的基因改变及临床特征，其对治疗的反应也不尽相同。因此，对肾细胞癌相关基因的研究不仅加深了人们对肾细胞癌发病机制的了解，而且具有重要的临床意义。本研究主要介绍了SMTNL 2基因及其编码蛋白的分子生物学特点及总结发现其可能为肾细胞癌发生发展过程中潜在的关键基因。

肾细胞癌；类平滑肌样蛋白-2；c-Jun氨基末端激酶；激活转录因子-2

肾细胞癌是泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，其发病率仅次于膀胱癌，约占全身恶性肿瘤的3%。肾细胞癌有多种组织学类型，如肾脏透明细胞癌、乳头状肾细胞癌、嗜色细胞癌及嫌色细胞癌等，其中以肾脏透明细胞癌最为多见，约占其75%[1-2]。近年来，肾细胞癌发病率在全世界范围内呈明显增高趋势[3]。早期肾细胞癌症状不明显，故初次就诊时，约有30%的患者已经发生远处转移并进展至晚期癌症。由于肾细胞癌对放、化疗均不敏感，故外科手术切除肿瘤组织是治疗原发性肾细胞癌的主要方法[4]。肾癌发生、发展的分子机制目前仍不清楚。对患者进行预后评估并根据预后评估结果对肾癌患者进行个性化治疗非常重要。目前尚无临床应用的肾癌预后标志物。由此对肾细胞癌相关基因的鉴定及其功能分析对阐明肾细胞癌发生、发展机制及生物学特点具有重大的实际意义。本研究就SMTNL 2基因的分子生物学特点、细胞内信号传导通路及在肿瘤发生、发展中的可能作用进行如下综述。

1 SMTNL2的基因定位及其产物特征

SMTNL 2（类平滑肌样蛋白-2）基因定位于17号染色体短臂

1区3带第2亚带，有8个外显子和7个内含子，全长24.339 kb，其m RNA长度为2.285 kb。SMTNL 2基因编码的蛋白称为类平滑肌蛋白-2，由461个氨基酸残基构成，和平滑肌蛋白类似，SMTNL 2基因编码的蛋白含有1个钙调蛋白同源的结构域（CH结构域）。在细胞骨架及信号传导相关蛋白，CH结构域被发现，其可通过与F-肌动蛋白相互作用来调节肌动蛋白细胞骨架重构，进而影响细胞的生物学行为[5]。另外，SMTNL 2基因编码的蛋白含有1个碱性亮氨酸拉链结构域。碱性亮氨酸拉链结构域包括1个亮氨酸拉链亚结构域和1个碱性区亚结构域[6]，碱性区内含2个典型的核定位序列，亮氨酸拉链区及N 末端各含1个核输出序列[7]。

2 SMTNL2的生物学功能

在人类蛋白质表达图集和基因表达数据库（Gene Expression Omnibus，GEO）[8-9]中有研究数据表明，SMTNL 2在骨骼肌、肝脏、肺、肾脏组织均有表达，其中以骨骼肌中表达量最高。Porter等[10]研究发现，在眼外肌和腓肠肌细胞系分化的过程中SMTNL 2蛋白的表达量会增加。Haslett等[11]在对正常人骨骼肌组织和杜氏肌营养不良症患者骨骼肌分别进行活检时发现，杜氏肌营养不良症患者骨骼肌中的SMTNL 2表达量比正常人降低了50%。另一研究发现在膝关节固定48 h后，通过微阵列研究测算股四头肌外侧头的SMTNL 2表达量，发现原先高表达SMTNL 2的股四头肌外侧头，在经过48 h膝关节固定，SMTNL 2的表达量显著下降[12]。此外SMTNL 2在肌肉中的表达可作为预测有氧运动的生物学标志物[13]。在最近的一项研究中，Gordon等[14]通过结合分子对接位点和磷酸化位点预测的方法发现SMTNL 2是c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的一种底物，并证明分子对接位点是JNK与底物高亲和结合并产生磷酸化作用的必要条件，即分子对接位点可有效帮助JNK与底物相结合。在通过肽的竞争分析中，他们发现SMTNL 2中的分子对接位点可通过竞争性抑制的方式影响JNK介导的激活转录因子-2（ATF 2）的磷酸化。另有研究发现，JNK激酶活性在肌肉收缩、氧化应激及C 2C 13分化过程中活性增加[15-17]。在杜氏肌营养不良症的小鼠中发现JNK 1的活性增加[18-19]。由于缺少SMTNL 2基因敲除的小鼠模型，所以现阶段很难探究JNK介导SMTNL 2蛋白磷酸化的确切功能。所以对JNK介导SMTNL 2蛋白磷酸化的功能研究有重要意义。

3 SMTNL2基因在肾细胞癌组织中的表达

Galvez-Santisteban等[20]的研究发现，肾细胞癌及乳腺癌患者癌组织中SMTNL 2的表达较正常组织有明显下降。Lenburg等[21]使用Affymetrix U 133 A和U 133 B基因芯片对肾透明细胞癌组织进行高通量测序，通过全基因组表达分析及微阵列数据参数分析，发现在肾透明细胞癌中SMTNL 2基因表达显著降低，表明SMTNL 2基因在肾细胞癌的发生发展过程中具有重要作用。但就其在肾细胞癌发生发展过程中的具体作用机制目前研究尚少，鉴于SMTNL 2基因在肾细胞癌组织中的表达特性，故有必要性对其具体功能进行深入研究。

4 c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）信号通路及激活转录因子-2（Activating transcription factor,ATF2）的生物学功能

4.1 JNK信号通路 JNK蛋白分别由基因jnk 1、jnk 2、jnk 3编码，JNK 1(MAPK 8)和JNK 2(MAPK 9)几乎在所有细胞中均有表达，而JNK 3（MAPK 10)主要发现于脑、心脏及睾丸组织中。JNK信号通路是MAPK中的重要通路之一，其主要位于细胞质，包含有Thr、Pro和Tyr 3种氨基酸组成的双磷酸化功能区域，通过与c-Jun N端的活化区的结合，JNK信号通路使其63、73位丝氨酸的残基磷酸化[22]。JNK的活化是通过氨基末端残基磷酸化实现的，活化的JNK将移位到细胞核中产生生物学效应。JNK信号通路能被各种应激刺激所激活，这些应激刺激包括高渗、缺血再灌注、紫外线、生长因子等。但是JNK信号通过是如何被激活的机制目前不明朗。推测可能是双磷酸化后改变了T环的结构和N端和C端的重新排列，从而产生了一个功能性活化位点[23]。

4.2 JNK在肿瘤发生、发展过程中的作用Behrens等[24]通过对诱导Ras的转化实验的研究，发现Ras介导c-Jun的磷酸化是由JNK信号通路完成的。而且JNK信号通路磷酸化c-Jun位点的突变可抑制Ras引起的成瘤。另外，一些瘤基因的转化功能呈JNK依赖性的，这些证据表明JNK与肿瘤发生明显相关，但就其确切作用机制目前还不清楚[25]。Chen[26]等研究发现，在野生型小鼠中TPA可诱导ERK的磷酸化和AP-1 DNA结合活性。但在Jnk 2-/-小鼠中却受到了抑制，提示JNK信号转导通路在肿瘤的侵袭演进重要作用。JNK信号通路在正常组织中主要起到调节细胞凋亡作用，与ERK的增殖作用相反，提示在肿瘤的发展过程中，JNK依赖性的凋亡受到抑制，表明JNK信号途径成份是潜在的抑瘤基因。杜昌国和王健[27]等通过采用免疫组织化学方法，研究癌旁正常组织(20例)、肾透明细胞癌组织(52例)中P 38和JNK蛋白的表达情况，结果发现在肾透明细胞癌中P 38和JNK的表达高于癌旁组织，且与肿瘤的临床TNM分期、病理分化相关，提示P 38和JNK与肾组织癌变、侵袭和转移过程有关。

4.3 ATF-2的生物学功能ATF-2为碱性亮氨酸拉链转录因子家族的成员。ATF-2主要通过磷酸化修饰而激活，通常由p 38/JNK信号通路直接磷酸化ATF-2的Thr 69/71位点，从而激活ATF-2。在肿瘤发生中ATF-2兼具癌基因和肿瘤抑制因子的特性，不同组织/细胞类型中ATF-2的亚细胞定位可能是决定其发挥何种作用的关键，当ATF 2定位于细胞质中时，其主要表现为肿瘤抑制因子特性，当ATF 2定位于细胞核中时，其主要表现为癌基因特性。ATF-2的核内或者胞浆定位能力受蛋白激酶PKCε的调控[28]。磷酸化的ATF-2可形成同二聚体，或与Fos/Jun家族成员及其他ATF/CREB家族成员选择性形成异二聚体而激活[29]。ATF-2激活的下游靶基因有细胞周期蛋白D 1、肿瘤侵袭相关分子、细胞黏附分子、细胞凋亡相关因子、抑癌基因等[30-31]。

5 总结

现代分子生物学实验技术发展日新月异，在21世纪初完成的人类基因组计划以及后续基因组计划的全面展开，使肾细胞癌相关基因被不断发现和深入研究成为了可能。SMTNL 2基因作为JNK的底物，通过分子对接位点与JNK结合并参与磷酸化，通过竞争性抑制影响ATF 2的磷酸化激活，进而影响细胞的生物学功能。由于SMTNL 2基因在肾透明细胞癌组织中低表达，说明SMTNL 2可能成为肾细胞癌早期诊断及治疗的有效分子标志物。因此其在肾透明细胞癌发生和发展中的许多机制及功能尚待进一步深入研究。

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10.3969/j.issn.1009-4393.2015.14.004

广东 518036 安徽医科大学北京大学深圳医院临床学院 （陈琛） 北京大学深圳医院泌尿外科（陈琛 郑文忠 李贤新）

李贤新 E-mail：xianxinli@163.com