Sharp1在乳腺癌中作用机制的研究进展



Sharp1在乳腺癌中作用机制的研究进展

陈靓昱李婧综述张清媛审校

作者单位：150081 哈尔滨医科大学附属肿瘤医院

关键词：肿瘤；乳腺癌；Sharp1

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在全球范围内逐年上升，且死亡率位于女性恶性肿瘤的前列，因此乳腺癌的治疗备受关注[1]。分化型胚胎软骨发育基因(Sharp1，the enhancer of split and hairy related protein-1)，又名DEC2(differentiated embryo-chondrocyte expressed gene)，在肿瘤的发生和进展中均发挥重要作用。新近研究显示Sharp1在不同类型乳腺癌的组织和细胞中表达不同，提示其可能在不同类型的乳腺癌中发挥的作用及机制也各不相同。目前全球范围内关于Sharp1与乳腺癌的相关实验研究较少，且多集中在体外细胞和动物实验水平，有报道提示Sharp1的表达情况可能与乳腺癌的发生发展具有一定的相关性，但具体通过何种方式和分子机制尚待深入研究。因此，检测Sharp1在不同分子类型乳腺癌组织中的表达情况，阐明其分子作用机制，对今后乳腺癌的临床诊治和预后评估都具有重要意义，作为新靶点Sharp1也有望成为乳腺癌临床治疗的新的希望。

1Sharp1蛋白的结构和功能

Sharp1是1种含有碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)结构的转录因子，定位于人类染色体12p11.23-pl2.1，哺乳类的sharp1基因长度约5 kb，有5个外显子和4个内含子，它的mRNA约有3.6 kb，编码含482个氨基酸的人Sharp1蛋白[2-3]。1997年Rossner等率先在成年大鼠的脑组织中克隆了Sharp1、Sharp2基因，能够在胚胎发育时期诱导神经分化[4]，2001年Fujimoto K.等克隆了人类和小鼠的DEC2基因，证实其较DEC1表达于更多的组织中，有更为严格的mRNA序列，在组织学进展中发挥更为重要的作用[2]。Sharp1基因表达于胚胎和成人组织脏器中，参与细胞的增殖、凋亡、血管新生、低氧应答及生物节律的调节[5]。新近研究证实Sharp1与肿瘤的发生进展相关，作为转录因子可能参与肿瘤细胞信号传导，调控相关基因的表达，但具体机制尚未澄清。

2Sharp1在肿瘤中的表达和作用

近期研究证实，Sharp1蛋白在口腔癌、胰腺癌、子宫内膜癌、肺癌等肿瘤组织中均有表达。Wu等研究发现在口腔癌细胞系HSC-3中铂类药物能够诱导DEC2的表达，提示DEC2具有铂类相关的抗凋亡作用[6]。Fuyuki等通过免疫组化染色发现DEC2主要定位于胰腺癌病灶周围的粘附非肿瘤组织；在胰腺癌细胞株BxPC-3中TGF-β能够促进肿瘤细胞的迁徙和浸润，同时上调DEC2的表达；过表达DEC2抑制TGF-β诱导的迁徙和浸润，这些结果表明DEC2对胰腺癌的抑制作用是通过TGF-β介导的[7]。Yunokawa发现DEC2在子宫内膜癌组织中较正常组织表达增高，提示DEC2可能在子宫内膜癌的发生进展过程中发挥作用[8]。Liao研究发现通过上调sharp1的表达，可以降低子宫内膜癌细胞中的HIF-1α表达，同时抑制肿瘤血管的生成，从而抑制细胞活性和肿瘤转移；免疫组化染色显示SHARP1的表达与子宫内膜癌肿瘤分期、病理分级、肌层浸润、淋巴结转移及子宫肌层的血管渗透和低氧诱导因子(HIF)-1α表达呈负相关。进一步机制解析发现在缺氧条件下Sharp1降低HIF-1α蛋白表达水平，并通过与HIF-1α的相互作用调控相关靶基因(VEGFA，ANGPTL4和CA9)mRNA表达水平[9]。另新近研究结果证实子宫内膜癌组织中Sharp1表达与淋巴结转移和EMT标志物呈负相关，并且揭示Sharp1是通过Notch信号传导通路抑制子宫内膜癌的浸润[10]。此外，肿瘤的血管新生是其快速生长增殖的动力之一，这一过程就依赖于血管内皮生成因子(VEGF，vascular endothelia growth factor)的产生和分泌，而HIF-1α可增加VEGF mRNA的稳定性，促进VEGF蛋白的表达，加速肿瘤新生血管的形成[11]。在缺氧条件下sharp1的表达干扰了HIF-1α与VEGF启动子HRE的结合，下调VEGF的表达从而阻断血管新生也是Sharp1抑制肿瘤生长的1种方式[12]。

3Sharp1在乳腺癌中的表达和作用

在一组关于三阴性乳腺癌(TNBC，雌激素、孕激素受体与人表皮生长因子-2均为阴性)的研究中，研究人员发现Sharp1和Cyclin G2低表达患者组更容易发生转移且预后较差，该预测因素与肿块大小、年龄等因素无关，同时证实Sharp1和Cyclin G2的表达和p63alpha/beta呈正相关。通过体外研究Sharp1能够抑制HIF促进的三阴乳腺癌MDA-MB-231细胞迁徙，动物实验证实Sharp1阻断HIF诱导的浸润和转移，机制解析研究发现SHARP1作为识别细胞内在不稳定的低氧诱导因子的决定因子，其行为无论在含氧量正常或低氧细胞中均发挥作用，且不受pVHL或泛素化途径的影响，这些结果表明Sharp1-HIF通路在三阴乳腺癌的进展中发挥重要作用[13]。随后Marco等总结了Sharp1-HIF轴在三阴乳腺癌中的作用及可能机制，指出p53/p63/Tap63/sharp1/HIF通路可能与乳腺癌转移密切相关[14]。另外也有研究提示乳腺癌MCF-7细胞中Sharp1参与低氧诱导的细胞增殖是通过PI3K/Akt 通路上调c-Myc的表达实现的[15]。近年，对三阴乳腺癌以外的细胞中Sharp1的功能也展开了研究，Sharp1的抗凋亡作用引起关注。通过对雌激素受体阳性乳腺癌MCF-7细胞进行凋亡相关实验，发现DEC2和DEC1在对凋亡调控方面起相反作用。Liu等应用siRNA下调Sharp1的表达后发现，其他的一些凋亡相关的基因如Fas、Bax、c-Myc、Caspase-8、PARP蛋白的表达发生改变，其中Fas、Bax、Caspase-8、PARP的表达增加，而c-Myc的表达减少。通过基因解析发现Fas、Bax、c-Myc等基因的的启动子区域存在E-boxes序列。Sharp1作为一种转录因子，也是通过与Fax、Bax、c-Myc基因启动子区域的E-box结合来调节这些基因的转录。 Sharp1上调Fax和Bax等转录因子的表达又可以激活Caspase和PARP的级联反应，进而实现对肿瘤细胞凋亡的调控[2，16-17]。另外，应用药物如他莫昔芬(Tamoxifen)、紫杉醇对MCF-7细胞进行干预检测Sharp1的抗凋亡作用的研究也报道了初步结果。MCF-7细胞中Tamoxifen能够显著上调Sharp1的表达，联合Tamoxifen与Sharp1 siRNA预处理较单独使用Sharp1 siRNA处理相比，可以上调凋亡相关蛋白PARP和caspase-8裂解产物的表达，促进凋亡。相反，联合应用Tamoxifen与Sharp1过表达质粒预处理MCF-7后，能够显著下调 PARP和caspase-8的裂解产物的表达，抑制凋亡[18]。这些结果提示Sharp1具有抑制乳腺癌细胞凋亡的作用，并能抑制由Tamoxifen诱导的乳腺癌细胞MCF-7的凋亡。Wu等应用紫杉醇处理MCF-7细胞后检测到Sharp1的表达明显上调，应用siRNA抑制Sharp1蛋白表达后，可以上调相关凋亡基因如Fax、Bax等的表达，从而诱发MCF-7细胞发生凋亡，进一步证实Sharp1在肿瘤细胞的凋亡过程中发挥抑制作用[19]。

综上所述，现阶段Sharp1/DEC2基因与恶性肿瘤关系的研究还处于起步阶段，近年乳腺癌的研究正在展开，在TNBC中Sharp1-HIF通路可能发挥重要作用，促进TNBC的增殖、浸润和转移。另外，Sharp1的上调可以降低HIF及VEGF的表达，抑制肿瘤细胞转移。通过对MCF-7细胞进行药物干预处理发现sharp1通过调控凋亡相关蛋白如Fas、Bax、Caspase-8、C-myc的表达发挥抗凋亡作用。这些结果都为今后的基础研究提供新的理论支持，为临床乳腺癌的诊断和治疗提供新的思路，Sharp1/DEC2基因也有望成为乳腺癌治疗的新靶点。

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(编辑：吴小红)

(收稿日期2015-03-19修回日期 2015-06-11)

文章编号：1001-5930(2016)02-0347-02

中图分类号：R737.9

文献标识码：B

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2016.02.053