14-3-3ζ与恶性肿瘤关系的研究进展

韩雪娇 李艳春 孙立春 综述 鲁海玲 审校

14-3-3ζ与恶性肿瘤关系的研究进展

韩雪娇1李艳春2孙立春1综述 鲁海玲1审校

14-3-3蛋白家族是一个高度保守的酸性多肽家族，参与细胞内信号传导、蛋白转运、细胞增殖、侵袭迁移和凋亡。研究证明，14-3-3ζ在许多恶性肿瘤中均有较高水平的表达。本文介绍了14-3-3ζ的结构、生物学功能与恶性肿瘤(乳腺癌、肺癌、肝癌、胶质细胞瘤、头颈肿瘤等)发生发展的相关研究进展，为14-3-3ζ与恶性肿瘤的治疗提供有价值的信息和思路。

14-3-3ζ；恶性肿瘤；治疗

14-3-3蛋白家族是一个分子量在28～33kDa之间，在真核生物中基因序列高度保守的酸性多肽家族，最初于1967年由Moore和Perez在哺乳动物的脑脊液提取物中发现，随着对14-3-3蛋白不断深入的研究，发现其不仅存在于脑组织中，在广泛的生物体和组织范围中都存在表达[1]。至今已经有超过200种14-3-3蛋白的亚型被报道，在哺乳动物中这个家族一共有7种亚型(α/β，γ，σ，ε，ζ，η和θ/τ)，并且有七种不同的基因编码，在植物中有15种基因编码，酵母中有2种[2]。14-3-3ζ即酪氨酸/色氨酸单加氧酶激活蛋白ζ多肽，作为14-3-3蛋白家族的一个亚型，近年来发现其在众多恶性肿瘤中均过量表达，成为肿瘤诊断预后及靶向治疗的潜在标志物[3-4]。

1 14-3-3ζ概述

14-3-3蛋白主要以同源或异源二聚体的形式存在。14-3-3蛋白主要存在于包浆中，但在细胞核、细胞膜、高尔基体等细胞器上也有分布。哺乳动物中14-3-3ζ每个单体均由9个反向平行的α单环(αA-αI)组成，呈杯形或C字形，二聚体界面由一个单体的αA与另一个单体的αC和αD构成，其中含有疏水性残基和极性残基，形成高度保守的兼性沟槽，这个区域的保守性介导了14-3-3ζ蛋白与靶蛋白的结合[5-6]。14-3-3ζ通过磷酸化丝氨酸/苏氨酸作用与靶蛋白或靶蛋白的两个结构域结合并相互作用，通过与靶蛋白相互作用，影响其蛋白酶的活性，激活或抑制其对蛋白的修饰，从而调节靶蛋白的生理活性，因此14-3-3ζ是许多细胞内信号通路调节的关键。14-3-3ζ通常与特异发生磷酸化的蛋白结合，在细胞周期中启动并维持DNA损伤监测点，进而维持细胞骨架动力学，调控细胞增长[4]。同时，14-3-3ζ在转录凋亡、信号转导、细胞迁移和侵袭等许多细胞进程中都是重要的调节因子[7]。

2 14-3-3ζ与肿瘤

2.1 14-3-3ζ与乳腺癌

2.1.1 14-3-3ζ与乳腺癌增殖 14-3-3ζ的过表达使MAPK/c-Jun信号表达增加，导致miR-221的转录上调进而抑制p27CDKI的翻译，从而促进肿瘤细胞增殖。14-3-3ζ-miR-221-p27促增殖途径在乳腺癌中发挥重要作用并与肿瘤的分级密切相关。14-3-3ζ的过表达通过miR-221与已知致癌因素共同作用来促进肿瘤细胞增殖，在乳腺癌的发生和进展中扮演着重要的角色[8]。除此以外，最近还有研究发现，14-3-3ζ的高表达与糖酵解因子相关，尤其是乳酸脱氢酶，乳腺上皮细胞中14-3-3ζ的表达促进了乳酸脱氢酶的表达，而乳腺癌细胞中糖酵解的提高可以调控细胞新陈代谢而使增殖更加持续和迅速。14-3-3ζ通过激活MEK-ERK-CREB轴来调控肿瘤细胞中乳酸脱氢酶的表达，在早期癌变前的乳腺上皮细胞中促进糖酵解导致乳腺癌的发生[9]。

2.1.2 14-3-3ζ与乳腺癌转移 14-3-3ζ是乳腺癌多种致癌信号网的关键调节者。14-3-3ζ的过表达可以促进乳腺上皮细胞EMT的发生，并且破坏乳腺上皮细胞3D空间的生长结构，这一过程主要归功于通过p53下调导致的凋亡受阻[10]。TGF-β在乳腺癌的早期阶段抑制肿瘤的发展，但在晚期癌症中却促进肿瘤发生。有研究已经证实，14-3-3ζ在转移性乳腺癌中，可以作为一个“分子开关”，将TGF-β由抑癌因子转换为肿瘤促进因子[11]。14-3-3ζ与磷酸化的YAP1结合绑定并使其隔绝于细胞质，从而阻止了其在细胞核中的迁移以及对14-3-3σ表达的反式激活，这一过程灭活了TGF-β信号的抑癌作用进而促进了肿瘤细胞转移。14-3-3ζ可以钝化乳腺上皮细胞恶化前TGF-β的细胞抑制剂功能，在乳腺癌转移过程中作为诱因[12-13]。

2.1.3 14-3-3ζ与乳腺癌耐药 他莫昔芬作为一种选择性雌激素受体调节剂，已经成为乳腺癌内分泌治疗的首选，然而激素受体阳性患者在5～8年期间耐药复发率达到18%～28%[14]。研究发现，miR-451a可以提高乳腺癌他莫昔芬敏感细胞MCF-7及耐药细胞LCC2对他莫昔芬的敏感性。他莫昔芬处理后14-3-3ζ的表达上调，ERα的表达被下调[15]。14-3-3ζ与ERα之间可以发生相互作用，miR-451a高表达的细胞可以通过降低14-3-3ζ的表达来提高ERα的表达，同时抑制细胞增殖，促进细胞凋亡，减少Akt及mTOR的活化。另一方面，R18可以显著降低细胞增殖并提高凋亡水平，R18与14-3-3ζ siRNA相互作用来挽救敲除miR-451a后ERα的下调。由此可见，miR-451a可以通过调控14-3-3ζ及ERα的表达来抑制他莫昔芬的耐药，14-3-3ζ在这一过程中起到不可忽视的作用[16]。

2.2 14-3-3ζ与肺癌

2.2.1 14-3-3ζ与肺癌血管生成 miRNA是一类非编码小RNA，通过与3′-UTR结合从而抑制靶基因表达。在肺癌中miR-206是一个重要的肿瘤抑制基因。通过研究发现，在14-3-3ζ mRNA的3′-UTR发现了miR-206的结合位点。miR-206可以通过抑制14-3-3ζ/STAT3/HIF-1α/VEGF通路来降低非小细胞肺癌的血管生成能力。14-3-3ζ与磷酸化的STAT3结合能够促进HIF-1α的表达，从而使其下游VEGF的表达 升高，促进肺癌的血管生成。在非小细胞肺癌的异种移植模型中，无论是miR-206的过表达还是抑制14-3-3ζ的表达都抑制了STAT3/HIF-1α/VEGF通路并且降低了肿瘤的生长，并且14-3-3ζ与miR-206的表达在非小细胞肺癌中呈负相关。miR-206/14-3-3ζ发起的潜在的信号转导，对非小细胞肺癌的血管生成提供了更好的理解，这些过程对肺癌针对14-3-3ζ的靶向治疗提供了新的思路[17]。

2.2.2 14-3-3ζ与肺癌转移 14-3-3ζ蛋白在肺鳞癌中的表达要远远高于肺正常组织。研究发现14-3-3ζ的高表达与肺癌TNM分期及淋巴结转移有显著的相关性。通过实验发现，14-3-3ζ的表达与TGFβR1及pSMAD3的表达呈正相关。TGFβR1被证实与14-3-3ζ介导的肺鳞癌细胞增殖和转移有关，14-3-3ζ的敲除抑制了肺鳞癌细胞的增殖、迁移及侵袭功能。在活体组织中，14-3-3ζ的敲除可以抑制肿瘤的生长和新陈代谢。因此，14-3-3ζ促进了肿瘤的转移并且在肺鳞癌中可以作为潜在的靶向治疗预后标志物[18]。

Par3一直被认为是一个癌细胞侵袭和转移的抑制器。敲除PAR3可以促进肺腺癌细胞的生长、迁移、肿瘤形成和转移，而这些过程都在14-3-3ζ沉默时有效地被抑制。敲除14-3-3ζ可以抑制Tiam1/Rac的GTP激活，阻断缺乏Par3细胞的侵袭行为。因此Par3的缺失通过14-3-3ζ促进了肺癌细胞的转移[19]。研究表明，14-3-3ζ在PC9及A549细胞中呈现高表达，并可以促进A549细胞及PC9细胞的迁移和侵袭，而这两者在14-3-3ζ沉默时均能被有效的抑制。此外，14-3-3ζ通过激活非典型蛋白激酶C(aPKC)上调Snail来介导癌细胞浸润也已经被证实，活化的aPKCζ通过刺激NF-κB信号通路来调节这一过程。14-3-3ζ通过aPKC/NF-κB信号通路的活化介导Snail上调，确定了一个14-3-3ζ诱导肿瘤侵袭的特定的途径，提示了一个潜在的14-3-3ζ相关的肺腺癌靶向治疗途径[20]。

2.3 14-3-3ζ与肝癌

2.3.1 14-3-3ζ与肝癌增殖 14-3-3ζ在肝癌患者中呈高表达，通过RNA的干扰使14-3-3ζ沉默后可以抑制HepG2肝癌细胞的增殖，并且14-3-3ζ的表达被减弱后可以导致Huh-7细胞的致瘤性降低。除此以外，14-3-3ζ的沉默可以通过JNK及p38信号通路来影响肝癌细胞的化学敏感性，但其潜在的机制仍不清楚[21]。

2.3.2 14-3-3ζ与肝癌凋亡 ASK1是一种可以被很多刺激因子诱导的凋亡信号中介，包括TNFα、Fas和其他抗肿瘤药物，14-3-3ζ可以与ASK1的Ser-967位点特异结合并相互作用。14-3-3ζ的过表达阻止了ASK1介导的肝细胞凋亡，破坏ASK1与14-3-3ζ的结合后可以增强ASK1介导的肝癌细胞的凋亡。这一过程证实了14-3-3ζ在肝癌凋亡过程中扮演了重要的角色[22]。

2.3.3 14-3-3ζ与肝癌转移 肝脏胆管细胞癌中14-3-3ζ的表达与aPKC-ι可以调控EMT的事实已经在体内实验及体外实验中被证实。在胆管细胞癌中14-3-3ζ和aPKC-ι的表达与癌旁组织相比共同增加，并且与肿瘤分化程度、肿瘤淋巴结转移及TNM分期相关。小干扰RNAs和siRNA解救实验表明14-3-3ζ和aPKC-ι相互调节，siRNA预处理的14-3-3ζ和aPKC-ι抑制了磷酸化GSK-3β和Snail在EMT中的表达。同时，在体内及体外实验中14-3-3ζ和aPKC-ι的沉默抑制了胆管细胞癌细胞的侵袭和迁移[23]。14-3-3ζ和aPKC-ι通过GSK-3β/Snail信号通路协同促进胆管细胞癌的EMT转化，这一过程可以作为胆管细胞癌的潜在治疗靶点。另外，组织缺氧在包括肝癌在内的实体肿瘤中十分常见，14-3-3ζ在肝癌细胞中可以被组织缺氧诱导，这一过程在临床肝癌样本中与门静脉癌栓紧密相连。14-3-3ζ通过HDAC4上调HIF-1α的表达，阻止了HIF-1α的乙酰化作用，14-3-3ζ的敲除抑制了组织缺氧诱导的HIF-1α/EMT通路介导的的肝癌细胞侵袭，沉默肝癌细胞中的14-3-3ζ后减少了门静脉癌栓的形成与远处肺转移[24]。

2.4 14-3-3ζ与其他肿瘤

14-3-3ζ在胶质细胞瘤中的表达被上调并且与胶质瘤患者的预后紧密相关。通过MTS实验，证实了14-3-3ζ高表达的细胞较低表达的胶质瘤细胞有更强的生存能力。体外实验证实14-3-3ζ的表达可以促进胶质细胞瘤的侵袭[25]。另外，在A172胶质瘤细胞中，14-3-3ζ的异常表达阻碍了BIS损耗导致的细胞衰老，同时与STAT3的减少相平行。BIS的敲除可以减少14-3-3ζ在胶质细胞瘤中的表达，在BIS介导的胶质瘤细胞衰老中14-3-3ζ是STAT3/SKP2/P27轴活性的关键因子。这表明14-3-3ζ可以作为靶向治疗胶质瘤的新策略[26]。

口腔鳞状细胞癌代表了多数的头颈部肿瘤(大约85%)，预后较差。诊断不及时、扩散转移及耐药导致了口腔鳞状细胞癌的高死亡率[27]。通过定量的蛋白组学分析显示14-3-3ζ及14-3-3σ在恶变前的口腔损伤及口腔鳞状细胞癌中较正常口腔上皮组织中均呈现高表达[28]。在非转移口腔癌细胞SCC4及HSC2和转移性Tu167及MDA1986细胞系中，无论在mRNA还是蛋白水平，14-3-3ζ在转移性细胞系中呈现较高表达。另外，已经确定了14-3-3ζ的287个结合蛋白，其中包括在转移性口腔癌细胞(MDA1986)中的249种蛋白和在非转移口腔癌细胞(SCC4)中的80种蛋白，表明14-3-3ζ在口腔癌症的转移中扮演重要角色[29]。

3 小结与展望

14-3-3ζ通过与许多蛋白结合，调控靶蛋白的结构、活性等过程来调节细胞周期、调控细胞凋亡和影响肿瘤形成。这些途径对肿瘤细胞的发生发展至关重要，甚至导致肿瘤细胞的侵袭转移。其不同程度的表达在肿瘤发生发展中的作用不容小觑。从14-3-3ζ的活性，与靶蛋白相互作用机制以及其在细胞内信号传导的角度出发，探索14-3-3ζ在恶性肿瘤中的调控作用，有望开发出抑制14-3-3ζ生物学功能的药物，为恶性肿瘤的治疗提供新的策略。尽管目前对14-3-3ζ蛋白的生物学功能有了较深的认识，然而其调控肿瘤细胞生物学功能的分子机制及其在恶性肿瘤治疗中的作用不甚清楚，这些问题仍需要进一步的探索研究。

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Researchprogressoftherelationshipbetween14-3-3ζandmalignanttumor

HANXuejiao1，LIYanchun2，SUNlichun1，LUHailing1

1.Department of Oncology，Harbin Medical University Cancer Hospital，Harbin 150081，China；2.Department of Pharmacy，Heilongjiang Municipal Corps Hospital of Chinese People′s Armed Police Force

The 14-3-3 protein is a highly conserved acidic polypeptide family involved in intracellular signaling，protein transportation，cell proliferation，invasion，migration，and apoptosis.Many studies have shown that 14-3-3ζ has a high expression level in many malignant tumors.This paper introduces the structure of 14-3-3ζ，the biological function，and the development of the malignant tumor (breast cancer，lung cancer，hepatocellular carcinoma，glioma，head and neck neoplasms)related to the development of 14-3-3ζ and treatment of malignant tumor in order to provide valuable information and ideas.

14-3-3ζ；Malignant tumors；Treatment

黑龙江省卫生厅科研课题(2013069)；黑龙江省政府博士后科研资助项目(LBH-Z15182)；黑龙江省自然科学基金项目(H201447)

1.哈尔滨医科大学附属肿瘤医院内四科(哈尔滨 150081)；2.武警黑龙江省总队医院药剂科

韩雪娇，女，(1993-)，硕士研究生，从事肺癌耐药机制的研究。

鲁海玲，E-mail：luhailing2004@163.com

R73

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.06.012

(收稿：2017-06-10)