LASS2基因对恶性肿瘤转移抑制作用的研究进展

何俊，王海峰，王剑松

(昆明医科大学第二附属医院，昆明650101)



·综述·

LASS2基因对恶性肿瘤转移抑制作用的研究进展

何俊，王海峰，王剑松

(昆明医科大学第二附属医院，昆明650101)

人源性长寿保障基因2(LASS2基因)又称为肿瘤转移抑制基因1，是一种新型的人类肿瘤转移抑制基因。LASS2基因对前列腺癌、膀胱癌、肝癌、胃癌、结肠癌、乳腺癌、肺癌、脑膜瘤等多种肿瘤的侵袭和转移均有抑制作用。本文就LASS2基因对肿瘤转移抑制作用的相关研究进展作一综述。

恶性肿瘤；LASS2基因；预后

肿瘤转移是多数患者死亡的最终原因，转移的过程涉及许多因素调控，其中任何单独的步骤中断可能阻止转移级联。1988年，Steeg等[1]在进行K-1735黑色素瘤转移和非转移亚系差别筛选的研究时，发现了第一个转移抑制基因nm23，此后一类与肿瘤细胞的侵袭与转移密切相关且相对较新的肿瘤转移抑制基因相继被发现，包括NM23、KISS1、RhOGDI2、BRMS1、TIMPs、MKK4、MTSS1、KAI1等。人源性长寿保障基因2 (LASS2) 又称为肿瘤转移抑制基因1(TMSG-1)，是近年来发现的一种新型人类肿瘤转移抑制基因，该基因不仅可以抑制肿瘤的生长，也可抑制肿瘤的侵袭和转移。本文对LASS2基因的作用机制及其在肿瘤转移中的作用作一综述。

1 LASS2基因

LASS2基因是于1999年由北京大学医学院从前列腺癌细胞系的不同转移潜能亚系中克隆出来[2]，其后于2001年由复旦大学在人肝cDNA文库中克隆出和酵母长寿保障基因LAG1高度同源的新基因。LASS2基因是长寿保障基因家族的一员，与TMSG-1具有高度同源性。经比较发现，TMSG-1仅仅是LASS2基因的一个片段。所以，LASS2也被称为TMSG-1。LASS2基因位于1号染色体上，编码的蛋白质含380个氨基酸, 分子质量为45 000，包含10个外显子、9个内含子、5个跨膜域，是一个跨膜蛋白。LASS2基因具有HOX(69-131aa)、TLC(131-332aa)两个功能域。HOX功能域由60个氨基酸组成，并与特定的DNA序列结合，作为DNA结合区域和转录因子，很多和生长发育有关的基因中都包含这一保守序列[3]。除了大家熟知的功能外，最近发现homeobox基因具有转录因子重塑和成人稳态功能[4]。TLC功能域大约由200个氨基酸组成。目前研究认为，LASS家族TLC域可能在参与神经酰胺的合成后，参与细胞功能，调节细胞的生长变异。

2 LASS2的作用机制

2.1 LASS2与神经酰胺 神经酰胺在鞘磷脂途径中发挥第二信使分子作用，同时也参与细胞分化等多种生理、病理过程。神经酰胺能激活大量应激相关酶，介导细胞凋亡，在应激反应诱导的疾病或肿瘤治疗中具有重要作用。此外，神经酞胺主要是阻滞GO/G1期细胞以促进细胞凋亡。神经酰胺还可让细胞内的pHi升高, 在升高的pHi的环境下，Bax的构象发生变化介导细胞了凋亡。因此，参与调节神经酰胺的合成过程可能是LASS2作用机制之一。

2.2 LASS2与腺核甘三磷酸水解酵素(V-ATPase) V-ATPase是定位于细胞质膜及细胞器膜上的质子泵，也是一种跨膜蛋白，主要作用是转运H+、维持细胞稳态。酸性环境能促进肿瘤细胞的生成和转移，增强其侵袭能力。而酸性环境的维持离不开癌细胞的膜离子转运系统，包括Na+/H+交换体、HCO3-转运体和囊泡型H+-ATPase等。膜离子转运系统是肿瘤酸性微环境的主要调节者，可以跨质膜将H+泵出细胞，胞外积聚H+而引起的微酸环境能将基质金属蛋白酶2(MMP-2)和MMP-9由酶原形式变为活性形式，从而分解细胞外基质，引起肿瘤的浸润和转移。LASS2与V-ATPase的C亚基有直接联系，两者结合后可限制C亚基被蛋白酶水解,从而提高V-ATPase的活性，造成细胞质内H+进入到细胞器或排泌到细胞外，引起细胞质碱化而诱导肿瘤细胞凋亡。活性V-ATPase还可以通过提高细胞的运动、迁移及增殖能力，加速肿瘤的浸润和转移。

2.3 其他 Gong等[5]在蛋白修饰、降解等特定条件下，引导LASS2进入细胞核，发现其在细胞核内发挥调节rRNA转录作用，推测LASS2可能是一种潜在的转录因子。Su等[6]研究证实，TMSG1是通过Caspase依赖的线粒体途径诱导而细胞凋亡的。

3 LASS2对肿瘤转移的抑制作用

肿瘤细胞从原发部位黏附并侵入基底膜，通过细胞外基质侵入淋巴管、血管和体腔，迁徙到其他部位；又与基底膜相互作用而穿出脉管系统，继续生长，形成同样类型的肿瘤；然后又再一次转移下去，如此形成恶性循环。不是所有的恶性肿瘤都会发生转移，但出现转移却是恶性肿瘤的确凿证据。研究发现LASS2与部分肿瘤的侵袭、转移密切相关。

3.1 前列腺癌 Ma等[2]从人前列腺癌细胞系中克隆出LASS2基因，并发现其在高转移潜能的前列腺癌细胞系PC-3M-IE8中表达量低于低转移潜能前列腺癌细胞PC-3M-2B4，故推测此基因对肿瘤侵袭、转移具有抑制作用，与Su等[7]研究结论一致。Xu等[8]合成特异性沉默LASS2基因的小干扰RNA，先下调低转移潜能前列腺癌细胞PC-3M-2B4中LASS2的表达，再通过小干扰RNA使LASS2沉默、增加液泡ATP酶的活性，从而增强其侵袭能力并促进其转移。以上研究均提示LASS2可作为抑制前列腺癌转移扩散的一个有效治疗靶点。最新研究对LASS2基因的作用机制提出了外显子参与学说，即在人类前列腺癌细胞中KLF6/Sp1与外显子1相结合启动LASS2基因，并以此作为转录起始关键事件[9]。

3.2 膀胱癌 Wang等[10]对膀胱癌细胞株EJ-M3、EJ、T24和BIU-87中LASS2基因表达进行检测，发现增殖和侵袭能力高的膀胱癌细胞株EJ-M3和BIU-87 LASS2 mRNA表达量低于低转移能力的膀胱癌细胞株T24和EJ细胞[11]。LASS2基因表达随着膀胱癌细胞增殖和侵袭能力的增强而降低，说明LASS2基因是一种新的肿瘤转移抑制基因。王海峰等[12]以33例已行膀胱全切除术的膀胱癌患者为研究对象，对LASS2的表达和膀胱癌预后的关系进行了分析，发现LASS2基因蛋白和mRNA相对表达量低的膀胱癌患者预后较差；认为LASS2基因表达可能与膀胱癌的发生和发展相关，并可作为其预后判断指标。最新研究发现，LASS2是miRNA-9的直接靶基因，模拟转染miR-9可以下调LASS2表达，miRNA-9靶向LASS2基因可增强膀胱癌的耐药性[13]。

3.3 肝癌 谭宁等[14]研究显示，低转移潜能的肝癌细胞系MHCC97-L中LASS2基因的表达水平高于高转移潜能肝癌细胞系HCCLM3；该研究将载有LASS2基因的真核表达载体pCMV-HA2-LASS2转染至HCCLM3，经筛选后得到稳定表达LASS2基因的HCCLM3细胞系，并证实过表达LASS2基因的HCCLM3细胞侵袭和转移能力均受到明显的抑制。Tang等[15]通过观察细胞内外H+浓度、细胞凋亡情况和线粒体凋亡相关蛋白含量等，证实LASS2基因过表达可抑制肿瘤细胞生长与转移。

3.4 胃癌 汪波[16]研究显示，胃良性疾病组织中LASS2阳性率为80%(16/20)，明显高于胃癌组织中的46.9%(38/81)；淋巴结转移、TNM分期越晚，癌组织LASS2蛋白及mRNA表达越低，证实LASS2基因可抑制胃癌细胞的转移。

3.5 结肠癌 裴斐等[17]研究发现，未发生转移的结肠癌患者癌组织LASS2蛋白表达多为强阳性(阳性率为52.4%)，而转移者癌组织多为弱阳性或阴性(阳性率为35.0%)。余泽炎等[18]研究显示， 76例份结直肠正常组织中，65例份呈强阳性、11例份呈弱阳性, LASS2蛋白均呈阳性表达；而在98例份结直肠癌组织中却有32例份LASS2蛋白为阴性表达,其余均为弱阳性或强阳性，且LASS2蛋白表达与肿瘤分化程度、浸润程度、远处转移及淋巴结转移呈明显负相关。以上均提示LASS2蛋白有助于预测结直肠癌的浸润及转移，并可作为一个新的治疗靶点。

3.6 乳腺癌 裴斐等[17]研究显示，未转移的乳腺癌患者癌组织LASS2蛋白阳性率为36%，明显高于转移者(7.4%)。Su等[19]采用LASS2真核表达载体转染人乳腺癌高侵袭细胞系MDA-MB-231，发现LASS2基因可促进细胞凋亡，抑制该基因表达可促进乳腺癌的发生、发展。Fan等[20]将盐酸多柔比星/阿霉素加入LASS2基因高表达的乳腺癌细胞，发现细胞凋亡率明显升高，分析原因可能是LASS2基因过度表达会增强肿瘤细胞对多柔比星/阿霉素细胞的毒性易感性，由此预测LASS2基因可能作为一个预测乳腺癌患者病情及化疗敏感性的相关指标。刘琳等[21]研究显示，乳腺浸润性导管癌组织LASS2蛋白表达与患者的病理分级、临床分期、转移以及预后均呈负相关，提示LASS2基因可能抑制了乳腺癌细胞的增殖和侵袭能力，具有抑癌基因的作用，证实LASS2有助于预测乳腺癌患者的预后。

3.7 肺癌 Ma等[2]研究显示，与人肺巨细胞癌低转移亚系PG-LH7相比，高转移亚系PG-BE1中LASS2基因表达明显降低，说明LASS2基因可以抑制人肺巨细胞癌的转移。

3.8 脑膜瘤 Ke等[22]研究显示，脑膜瘤组织LASS2蛋白表达与肿瘤复发、转移密切相关，LASS2蛋白表达越低，患者的整体生存期以及无进展生存期越短，与患者的性别和辛普森分级无关。同时该研究证明，LASS2是影响脑膜瘤患者预后的独立因素，可作为脑膜瘤预后的潜在生物标志物。

综上所述，临床中许多恶性肿瘤的发生、转移均与LASS2基因低表达密切相关；LASS2基因表达情况可反映肿瘤的治疗效果，可作为肿瘤预后标记物之一。但LASS2基因不容易被早期检测到，故诊断肿瘤的特异性和敏感性较低，且不能准确反映肿瘤的侵袭和转移部位，不能作为肿瘤筛查指标。虽目前临床对LASS2的认识还不够深入，许多针对LASS2靶向治疗干预肿瘤进展的研究正在进行，将为未来的肿瘤靶向治疗开拓新思路。

[1] Steeg PS, Bevilacqua G, Kopper L, et al. Evidence for a novel gene associated with low tumor metastatic potential[J]. J Natl Cancer Inst, 1988,80(3):200-204.

[2] Ma C, Liu Y, Zheng J, et al. Identification of tumor metastasisrelated gene TMSG-1 by mRNA differential display[J]. Sci China C Life Sci, 2002,45(5):553-560.

[3] Mc Ginnis W, Krumlauf R. Homeobox genes and axial patterning[J]. Cell, 1992,68(2):283-302.

[4] Mahdipour E, Mace KA. Hox transcription factor regulation of adult bone-marrow-derived cell behaviour during tissue repair and regeneration[J]. Expert Opin Biol Ther, 2011,11(8):1079-1090.

[5] Gong MZ, You JF, Cui XL, et al. Identification of nucleolar localization signal sequence of tumor metastasis suppressor gene-1[J]. Zhonghua Binglixue Zazhi, 2011,40(11):767-771.

[6] Su J, Yu W, Gong M, et al. Overexpression of a novel tumor metastasis suppressor gene TMSG1/LASS2 induces apoptosis via a caspase-dependent mitochondrial pathway[J]. J Cell Biochem, 2015,116(7):1310-1307.

[7] Su J, You JF, Wang JL, et al. Overexpression of human tumor metastasis-related gene TMSG-1 suppresses cell proliferation and invasion of a highly metastatic prostate cancer cell line PC-3M-1E8 in vitro[J]. Zhonghua Zhong Liu Za Zhi, 2008,30(6):404-407.

[8] Xu X, Liu B, Zou P, et al. Silencing of LASS2/TMSG1 enhances invasion and metastasis capacity of prostate cancer cell[J]. J Cell Biochem, 2014,115(4):731-743.

[9] Gong M, Yu W, Pei F, et al. KLF6/Sp1 initiates transcription of the tmsg-1 gene in human prostate carcinoma cells: an exon involved mechanism[J]. J Cell Biochem, 2012,113(1):329-339.

[10] Wang H, Yang D, Wang K, et al. Expression and potential role of chemokine receptor CXCR4 in human bladder carcinoma cell lines with different metastatic ahility[J]. Mol Med Rep, 2011,4(3):525-528.

[11] Yang D, Wang H, Wang J, et al. Establishment of a fluorescent implantation metastasis model of bladder cancer and real-time microscopic detection in nude mice[J]. Asian Pacific J Cancer Prey, 2011,12(2):393-396．

[12] 王海峰,王剑松,丁明霞,等.新的肿瘤转移抑制基因LASS2在不同侵袭潜能的膀胱癌细胞中表达的体外研究[J].现代泌尿生殖肿瘤杂志,201l,3(5):193-197．

[13] Wang H, Zhang W, Zuo Y, et al. miR-9 promotes cell proliferation and inhibits apoptosis by targeting LASS2 in bladder cancer[J]. Tumour Biol, 2015,36(12):9631-9640.

[14] 谭宁,覃文新,万晓桢,等.LASS2基因抑制HCCLM3肝癌细胞的转移[J].肿瘤,2007,27(5):335-340.

[15] Tang N, Jin J, Deng Y, et al. LASS2 interacts with V-ATPase and inhibits cell growth of hepatocellular carcinoma[J]. Sheng Li Xue Bao, 2010,62(3):196-202.

[16] 汪波.TMSG-1在胃癌中的表达及其临床意义[J].中国实用医药,2013,23(1):1-2.

[17] 裴斐,由江峰,宁钧宇,等.人肿瘤转移抑制基因TMSG-1单克隆抗体的制备、鉴定及在肿瘤检测中的应用[J].中华病理学杂志,2005,34(1):15-21.

[18] 余泽炎,钟武,陈利生.TMSG-1蛋白在结直肠癌中的表达及意义[J].结直肠肛门外科,2012,18(1):7-10.

[19] Su J, You JF, Wang JL, et al. Overexpression of tumor metastasis suppressor gene 1 suppresses proliferation and invasion, but enhances apoptosis of human breast cancer cells MDA-MB-231 cells[J]. Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi, 2007,36(10):672-676.

[20] Fan S, Niu Y, Tan N, et al. LASS2 enhances chemosensitivity of breast cancer by counteracting acidic tumor microenvironment through inhibiting activity of V-ATPase proton pump[J]. Oncogene, 2013,32(13):1682-1690.

[21] 刘琳,赵坡,张忠梅,等.乳腺癌TMSG-1蛋白的表达及临床病理意义[J].中国现代医学杂志,2013,23(13):59-61.

[22] Ke RH, Wang Y, Mao Y, et al. Decreased expression of LASS2 is associated with worse prognosis in meningiomas[J]. J Neurooncol, 2014,118(2):369-376.

国家自然科学基金资助项目(81260374, 81460384)；云南省教育厅基金 (2014Z072)；云南省科技厅面上项目(2015FB196)；云南省科技厅-昆明医科大学联合专项(2014FA015,2014FZ031)；云南省卫生厅内设机构项目(2014NS081)。

王剑松(E-mail: jiansongwang@yahoo.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.36.036

R73-37

A

1002-266X(2016)36-0100-03

2016-04-19)