c-Myc启动子结合蛋白1与肿瘤

郭三君，谢勇恩

(川北医学院免疫与分子生物学研究所，四川 南充　637000)



c-Myc启动子结合蛋白1与肿瘤

郭三君，谢勇恩

(川北医学院免疫与分子生物学研究所，四川 南充637000)

人c-Myc原癌基因启动子结合蛋白1(c-Myc promoter binding protein 1，MBP-1)是新近发现的一个定位于细胞核内的调节分子，能靶向调控多种细胞增殖、凋亡和肿瘤相关基因的表达。本文归纳和总结了其基因结构、细胞定位、调控的下游靶分子及其与肿瘤发生发展的相关性等方面的研究进展。

c-Myc启动子结合蛋白1；靶分子；肿瘤

Ray等[1]从人类宫颈癌细胞HeLa细胞cDNA表达文库中克隆出一个新基因，其表达产物能与人类c-Myc原癌基因P2启动子特异性结合，阻止c-Myc的表达，因而将其命名为c-Myc启动子结合蛋白1(c-Myc promoter binding protein 1，MBP-1)。近年来研究发现MBP-1能调控多种靶分子的表达，并可能与某些肿瘤的发生发展密切相关。

1　MBP-1 的基因结构及其表达调控

1.1MBP-1的基因结构及其表达产物的细胞定位

MBP-1和α-烯醇化酶由同一基因编码，其编码基因位于人1号染色体短臂的35区与末端之间(1p35-pter)，包含12个外显子和11个内含子，其mRNA 长度为1 783 bp，有两个开放阅读框，从第121位碱基到1 425位碱基的阅读框长度为1 305 bp,编码434个氨基酸的蛋白质，即α-烯醇化酶，其分子量为48 KD。从第409位碱基到1 425位碱基的阅读框长度为1 017 bp，编码338个氨基酸的蛋白质，即MBP-1，其分子量为37KD。α-烯醇化酶是糖酵解过程中的关键酶，主要表达于组织细胞的胞浆中，而MBP-1不参与糖代谢，主要位于细胞核内，是一种核转录因子，参与多种基因的表达调控[2-4]。目前大多数人认为MBP-1和α-烯醇化酶由相同的mRNA分子编码，只不过其翻译起始位点不同，也有人认为MBP-1和α-烯醇化酶虽然由同一基因编码，但其转录起始位点不同[5]。

1.2MBP-1 的表达调控

MBP-1是一种在哺乳动物细胞呈普遍表达的蛋白分子，目前关于其表达调控的研究报道仍不多，研究发现，乳腺癌细胞在低氧和低糖的培养条件下，其MBP-1分子的表达明显降低，与之相应的c-Myc分子表达则明显增高，这可能是肿瘤细胞在低氧和低糖的肿瘤微环境中仍能维持其增殖活性的原因之一，但低氧和低糖通过何种机制抑制MBP-1分子的表达仍有待于进一步研究加以阐明[6-7]。也有研究发现，细胞在应激状态下，其MBP-1分子的表达增高，可能与应激导致AKT/PERK/eIF2α信号通路活化有关[8]。 MicroRNA可能参与对MBP-1分子的表达调控，miR-363能靶向作用于MBP-1信使RNA 的3’非编码区，抑制MBP-1的表达，将外源性的miR-363导入胃癌细胞株SC-M1后，能增强胃癌细胞的增殖活性及其侵袭转移能力，而敲除其内源性的miR-363则能抑制胃癌细胞的增殖和转移活性[9]。

2　MBP-1调控的下游靶分子

2.1抑制原癌基因c-Myc的表达

MBP-1能与c-Myc原癌基因P2启动子转录起始位点上游的TATA盒序列特异性结合，阻止c-Myc基因转录起始复合物的形成，从而负向调控c-Myc基因的表达，这是MBP-1对c-Myc基因表达的直接调控。MBP-1也可以通过其他方式间接调控c-Myc基因的表达，有研究发现Notch1受体的胞内部分(notch1 receptor intracellular domain,N1IC)与核因子YY1形成复合物，可作用于c-Myc基因 P2启动子上游的YY1反应元件，促进c-Myc基因的转录和表达，MBP-1能通过与Notch1受体的胞内部分的相互作用，抑制N1IC-YY1复合物对YY1反应元件的调控作用，从而间接抑制c-Myc基因的表达[10-11]。某些分子还能与MBP-1发挥协同作用，增强MBP-1对c-Myc的靶向调控作用，Perconti等[12]采用酵母双杂交结合GST拉下实验，鉴定出一种能与MBP-1协同作用的分子NS1-BP，该分子能增强MBP-1对c-Myc基因启动子的抑制作用。由于c-Myc原癌基因的高表达与多种肿瘤的发生发展呈正相关，MBP-1能靶向抑制c-Myc原癌基因的表达，可能是一种重要的肿瘤抑制因子。

2.2抑制ERBB2的表达

erbB-2基因又称为neu或HER-2基因，也是一种细胞原癌基因，ERBB2在多种肿瘤表达增高。 Contino等[13]构建了可表达MBP-1的真核表达质粒pFlag-MBP-1，转染人乳腺癌细胞SKBr3后，检测到ERBB2蛋白表达水平较空质粒转染细胞明显降低，进一步研究发现在ERBB2转录起始位点上游-514bp到-262bp处存在MBP-1的特异性结合位点，ERBB2可能是受MBP-1直接调控的靶分子之一。该研究还发现MBP-1对ERBB2的靶向调控需HDAC1分子参与其协同作用，MBP-1和HDAC1分子在大多数乳腺浸润性导管癌组织标本的表达量较其对应的正常乳腺导管组织标本明显偏低，MBP-1和HDAC1同时呈现低表达状态或许还可以作为乳腺癌的辅助性诊断指标之一。

2.3抑制bcl-XL基因的表达

bcl-XL基因是bcl-2基因家族的成员， Bcl-XL分子可阻止线粒体细胞色素C的释放，发挥抗凋亡作用，MBP-1通过下调Bcl-XL分子表达可以促进细胞凋亡。Ghosh等[14]将表达MBP-1的复制缺陷型重组腺病毒AdMBP-1感染乳腺癌细胞MCF-7细胞，发现能显著降低Bcl-XL分子的表达，并发现AdMBP-1感染MCF-7细胞能以剂量依赖性方式抑制bcl-XL基因启动子活性，表明Bcl-XL可能是MBP-1调控的靶分子，但bcl-XL基因的启动子区并无MBP-1直接作用的靶序列，进一步研究发现， MBP-1能增强转录因子Ets-1对其靶基因的表达调控作用，而bcl-XL基因启动子区含多个Ets结合位点，Bcl-XL是Ets-1直接调控的靶分子之一，所以，推测MBP-1可通过增强转录因子Ets-1的功能间接调控bcl-XL基因的表达。

2.4抑制基质金属蛋白酶-2的表达

基质金属蛋白酶-2(matrix metallopeptidase-2，MMP-2)是一类与肿瘤发生、侵袭和转移密切相关的蛋白水解酶。Kanda等[15]研究发现乳腺癌细胞MCF-7转染表达MBP-1的重组腺病毒后，其MMP-2的表达显著下调，将不同剂量MBP-1的重组表达质粒与含MMP-2启动子的荧光素酶报告基因表达质粒共转染MCF-7后，检测荧光素酶报告基因表达，结果发现mbp-1能以剂量依赖的方式抑制荧光素酶的表达，说明mbp-1能抑制MMP-2启动子活性，MMP-2可能也是MBP-1调控的靶分子之一。

2.5以MicroRNA作为调控的靶分子

MBP-1调控的靶分子可能还包括MicroRNA,Steele等[16]通过芯片杂交的方式分析了人前列腺癌PC3细胞转染表达MBP-1的重组腺病毒前后MicroRNA表达变化，证实MBP-1在PC3细胞过表达可以上调miR-29b的表达，并通过miR-29b调控其靶分子Mcl-1和MMP-2的表达。

3　MBP-1与肿瘤发生发展的相关性研究

3.1MBP-1与乳腺癌

Presti等[17]对177例原发性乳腺浸润性导管癌组织及其癌旁正常组织进行了免疫组织化学检测分析，结果发现癌旁正常组织MBP-1几乎均呈现阳性表达，而癌组织标本MBP-1的阳性表达率仅为35%，并且发现MBP-1阳性的乳腺癌患者术后复发率较低，其5年生存率较高，而MBP-1阴性患者术后复发率较高，其5年生存率也相对较低，所以推测MBP-1可能与乳腺癌的发生、发展有关，MBP-1也可以作为判断乳腺癌患者预后的指标之一。

3.2MBP-1与前列腺癌

氨基酸序列分析发现，MBP-1分子包含其N端1-95个氨基酸残基和C端190-338个氨基酸残基两个具有抑制作用的功能区，Ghosh等[18]依次构建了表达完整MBP-1分子的复制缺陷型重组腺病毒AdMBP-1及表达MBP-1分子C末端功能区的复制缺陷型重组腺病毒AdMBP-CR,将其分别转染前列腺癌细胞后，均能有效抑制癌细胞增殖并促进癌细胞凋亡，给BALB/c裸小鼠皮下注射前列腺癌细胞复制荷瘤小鼠动物模型，当肿瘤体积达88 mm3时，每隔48 h瘤体内注射AdMBP-1或AdMBP-CR进行治疗，连续注射3次，观察肿瘤生长情况，结果发现注射AdMBP-1的裸鼠其肿瘤生长速度较对照组明显减慢，而注射AdMBP-CR的裸鼠其肿瘤几乎停止生长。Ghosh等[19]还发现，前列腺癌细胞中过表达MBP-1 可使丝裂原活化的蛋白激酶激酶MEK5α表达降低，这种降低可能与MBP-1介导MEK5α经蛋白酶体途径降解增多有关，MEK5α表达降低会导致MEK5/BMK1信号通路抑制，使该信号通路的靶分子NF-κB和cyclin D1的活性降低，使癌细胞的生长减慢。

3.3MBP-1与非小细胞肺癌

Ghosh等[20]将表达 MBP-1的复制缺陷型重组腺病毒AdMBP-1转染非小细胞肺癌细胞株H1299，发现MBP-1的过表达能显著抑制肺癌细胞的增殖活性，给裸鼠皮下注射H1299细胞复制非小细胞肺癌移植瘤动物模型，当肿瘤体积达184 mm3时， 给荷瘤裸鼠每天注射单剂重组腺病毒AdMBP-1，连续注射五天，观察其治疗作用，结果发现，接受重组腺病毒AdMBP-1注射的裸鼠其肿瘤生长速度明显减慢，其存活时间也较对照组明显延长。

3.4MBP-1与胃癌

Hsu等[21]对MBP-1分子在胃癌发生发展和侵袭转移中的作用进行了探讨，研究发现体外培养的胃癌细胞转染MBP-1真核表达质粒pcDNA-HA-MBP-1后可使MBP-1过量表达，过量表达MBP-1的胃癌细胞其增殖活性明显减弱，癌细胞的侵袭和转移活性也明显受到抑制，而用siRNA沉默胃癌细胞MBP-1表达则使癌细胞的增殖、侵袭和转移活性增强。随后的动物实验发现MBP-1在胃癌细胞的过表达可使其在裸鼠体内的成瘤活性降低，进一步研究发现MBP-1在胃癌细胞的高表达不仅可以下调C-Myc的表达，而且还可以下调COX-2基因的表达，由于COX-2在多种肿瘤细胞高表达，被认为是一种重要的致癌基因，所以推测MBP-1的也可以通过下调COX-2基因表达实现对胃癌细胞增殖和转移的抑制作用。耿晢等[22]构建了针对MBP-1基因的siRNA 表达载体，将其转染胃癌细胞株SGC-7901，随后检测发现其能显著下调胃癌细胞MBP-1蛋白的表达，并且发现 MBP-1的表达下调能显著增强胃癌细胞SGC-7901的增殖活性。

3.5MBP-1与其它肿瘤

Pal等[23]研究发现，一种具有抗肿瘤活性的前体药物ormeloxifen能抑制人白血病细胞株K562的增殖，这种抑制作用可能与ormeloxifen上调MBP-1和p21分子表达有关。最近研究表明MBP-1过量表达可以抑制食管癌细胞增殖并促进其凋亡[24-25]。但也有研究发现维甲酸可以明显抑制甲状腺癌细胞的增殖活性，而这种抑制作用可能与维甲酸诱导甲状腺癌细胞MBP-1的低表达有关[26]。

4　结语

MBP-1除了能靶向抑制c-Myc的表达外，还能调控ERBB2、Bcl-XL及MMP-2等肿瘤相关分子的表达。多种肿瘤细胞中过表达MBP-1可以抑制肿瘤细胞的增殖，并促进其凋亡，表达MBP-1重组腺病毒能够抑制前列腺癌、肺癌等裸鼠移植瘤的生长，MBP-1是一种与肿瘤发生发展密切相关的核内调节因子，但有关MBP-1的表达调控与肿瘤发生发展的相关性及其作为肿瘤基因治疗靶分子的可行性等研究还不够深入，还有很多方面值得进一步研究。

[1]Ray R,Miller DM.Cloning and characterization of a human c-myc promoter-binding protein[J].Mol Cell Biol,1991,11(4):2154-2161.

[2]Subramanian A,Miller DM.Structural Analysis of a-Enolase.Mapping the functional domains involved in down-regulation of the c-myc protooncogene[J].J Biol Chem,2000,275(8):5958-5965.

[3]Feo S,Arcuri D,Piddini E,etal.ENO1 gene product binds to the c-myc promoter and acts as a transcriptional repressor:relationship with c-Myc promoter-binding protein 1 (MBP-1)[J].FEBS Lett,2000,473(1):47-52.

[4]White RA,Adkison LR,Dowler LL,etal.Chromosomal localization of the human gene encoding c-myc promoter-binding protein (MBP-1) to chromosome 1p35-pter[J].Genomics,1997,39(3):406-408

[5]Lung J,Liu KJ,Chang JY,etal.MBP-1 is efficiently encoded by an alternative transcript of the ENO1 gene but post-translationally regulated by proteasome- dependent protein turnover[J].FEBS J,2010,277(20):4308-4321

[6]Sedoris KC,Thomas SD,Miller DM.Hypoxia induces differential translation of enolase/MBP-1[J].BMC Cancer,2010,10:157.

[7]Sedoris KC,Thomas SD,Miller DM.C-myc promoter binding protein regulates the cellular response to an altered glucose concentration[J].Biochemistry,2007,46(29):8659-8668.

[8]Maranto C,Perconti G,Contino F，etal.Cellular stress induces cap-independent alpha-enolase/MBP-1 translation[J].FEBS Lett,2015,589(16):2110-2116.

[9]Hsu KW,Wang AM,Ping YH,etal.Downregulation of tumor suppressor MBP-1 by microRNA-363 in gastric carcinogenesis[J].Carcinogenesis,2014,35(1):208-217.

[10]Hsu KW,Hsieh RH,Lee YH,etal.The activated Notch1 receptor cooperates with alpha-enolase and MBP-1 in modulating c-myc activity[J].Mol Cell Biol,2008,28(15):4829-4842.

[11]Tokunaga M,Shiheido H,Tabata N,etal.MIP-2A is a novel target of an anilinoquinazoline derivative for inhibition of tumour cell proliferation[J].PLoS One,2013,8(9):e76774.

[12]Perconti G,Ferro A,Amato F,etal.The kelch protein NS1-BP interacts with alpha-enolase/MBP-1 and is involved in c-Myc gene transcriptional control[J].Biochim Biophys Acta,2007,1773(12):1774- 1785.

[13]Contino F,Mazzarella C,Ferro A,etal.Negative transcriptional control of ERBB2 gene by MBP-1 and HDAC1:diagnostic implications in breast cancer[J].BMC Cancer,2013,13:81.

[14]Ghosh AK,Majumder M,Steele R,etal.MBP-1 mediated apoptosis involves cytochrome c release from mitochondria[J].Oncogene,2002,21(18):2775-2784.

[15]Kanda T,Raychoudhuri A,Steele R,etal.MBP-1 inhibits breast cancer growth and metastasis in immunocompetent mice[J].Cancer Res,2009,69(24):9354-9359.

[16]Steele R,Mott JL,Ray RB.MBP-1 upregulates miR-29b that represses Mcl-1,collagens,and matrix-metalloproteinase-2 in prostate cancer cells[J].Genes Cancer,2010,1(4):381-387.

[17]Lo Presti M,Ferro A,Contino F,etal.Myc promoter-binding protein-1 (MBP-1) is a novel potential prognostic marker in invasive ductal breast carcinoma[J].PLoS One,2010,5(9):e12961.

[18]Ghosh AK,Steele R,Ray RB.Carboxyl-terminal repressor domain of MBP-1 is sufficient for regression of prostate tumor growth in nude mice[J].Cancer Res,2005,65(3):718-721.

[19]Ghosh AK,Steele R,Ray RB.c-myc Promoter-binding protein 1 (MBP-1) regulates prostate cancer cell growth by inhibiting MAPK pathway[J].J Biol Chem,2005,280(14):14325-14330.

[20]Ghosh AK,Steele R,Ryerse J,etal.Tumor-suppressive effects of MBP-1 in non-small cell lung cancer cells[J].Cancer Res,2006,66(24):11907-11912.

[21]Hsu KW,Hsieh RH,Wu CW,etal.MBP-1 suppresses growth and metastasis of gastric cancer cells through COX-2[J].Mol Biol Cell,2009,20(24):5127-5137.

[22]耿晢，姚海燕，韩跃武.RNA干扰MBP-1基因对胃癌细胞SGC-7109增殖影响[J].国际检验医学杂志，2014，35(24)：3300-3302.

[23]Pal P,Kanaujiya JK,Lochab S,etal.2-D gel electrophoresis-based proteomic analysis reveals that ormeloxifen induces G0-G1 growth arrest and ERK-mediated apoptosis in chronic myeloid leukemia cells K562[J].Proteomics,2011,11(8):1517-1529.

[24]李雪婷，谢勇恩.MBP-1分子真核表达载体的构建及其在食管癌细胞株Eca109中的高表达[J].川北医学院学报，2011,26(6)：469-471.

[25]李雪婷，谢勇恩. MBP-1过表达对食管癌Eca-109细胞增殖和凋亡的影响[J].基础医学与临床，2014,34(2):246-248.

[26]Trojanowicz B,Winkler A,Hammje K,etal.Retinoic acid-mediated down-regulation of ENO1/MBP-1 gene products caused decreased invasiveness of the follicular thyroid carcinoma cell lines[J].J Mol Endocrinol,2009,42(3):249-260.

(学术编辑：胡为民)

c-Myc promoter binding protein 1 and tumor

GUO San-jun，XIE Yong-en

(ResearchInstituteofImmunologyandMolecularBiology,NorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

Human c-Myc promoter binding protein 1 (MBP-1)is a molecule recently discovered located in cell nucleus.MBP-1 can modulate the expressing of multiple genes related to cell proliferation,apoptosis and tumor.This article summarizes the research progress of this molecule,including its gene structure,cellular location,down streaming target molecules and its association to tumor.

MBP-1;Targeted molecule;Tumor

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.05.044

川北医学院科研项目(CBY14-A-ZD12)

2015-12-22

郭三君(1990-)，女，硕士研究生。

谢勇恩，E-mail: cbyxye0369@163.com

时间：2016-10-2511∶31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20161014.1716.088.html

1005-3697(2016)05-0773-04

【文献标志码】A