RNA结合基序蛋白38与恶性肿瘤的研究进展

叶甲舟 佘晓敏 刘子钰 高星 刘志辉 李永强 林燕

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院化疗一科

RNA 结合蛋白（RNA binding protein，RBP）是一种能与单链或双链RNA特异性结合形成核糖核蛋白复合物的蛋白质，在RNA代谢过程中发挥重要的调控作用［1］。RNA 结合基序蛋白 38（RNA binding motif protein 38，RBM38，又称 RNPC1）是 RBP 家族中的一员，广泛分布于骨髓、乳腺、结直肠、肺等脏器［2］。有研究表明，RBM38的下游调控靶点数量众多且作用模式丰富，主要在转录后调控起关键作用，通过控制靶基因的mRNA稳定性和翻译水平产生不同的结果，进而调控细胞状态。在乳腺癌、肝癌、结直肠癌、恶性血液性疾病等多种恶性肿瘤中已发现RBM38异常表达，且与其发生发展密切相关［3-7］，但是在不同肿瘤中RBM38表达存在差异，可能发挥了不同的作用。近年来随着研究不断深入，以RBM38为切入点探索肿瘤的分子机制研究取得了一定进展，为肿瘤研究提供了新的发展方向。本文就RBM38与恶性肿瘤的研究进展作一综述。

1 RBM38的结构

RBM38基因是在2001年人类基因组测序计划中DELOUKAS等［8］检测人类20号染色体基因序列时首次提出，是20q13附近的一个肿瘤相关性基因，位于20q13.31上，含有6个外显子，可编码RBM38a和RBM38b两种选择性剪接异构体。RBM38蛋白包含一个高度保守的RRM，含35～107个氨基酸，由2个亚基RNP1和RNP2组成，能结合单链RNA，在79、120、138和239位氨基酸上也各有一个内含子［9］。迄今为止在人类RBM38基因中已发现34个功能性的单核苷酸多态性（SNPs），其中14个以错义突变形式表达，12个以无义突变表达，8个以外显子剪接增强表达［2］。

2 RBM38的生理功能

RBM38通过基因转录后调控，广泛参与细胞增殖、迁移、侵袭，细胞周期调控，细胞肌源性分化及细胞衰老等多种生物学过程［10-12］。目前已知RBM38可与 p21、p73、HuR、p53、p63、c-Myc、mdm2 和巨噬细胞抑制因子-1（MIC-1）的 mRNA 的 3′非翻译区（3′UTR）上的 ARE 结合［3，13-17］，但 RBM38 对这些基因具体的调控机制及结果不相同。

RBM38首先被发现在p53-mdm2的负反馈环中承担重要的调控作用。正常情况下，mdm2作为p53的下游调控基因，被p53激活后反过来抑制p53活性，两者形成一个负反馈调节，使体内p53处于低水平状态［18］。mdm2是p53基因的一个负性调控因子，而p53通过其P2启动子诱导mdm2转录，从而与p53形成反馈调节环［19］。XU 等［15］研究发现，RBM38 可通过与mdm2 3′UTR中多个AU富集区结合而破坏mdm2转录本的稳定性，导致mdm2转录本和蛋白表达降低。也有研究报道RBM38异常表达促使的p53-mdm2环失调导致mdm2稳定及p53降解，进而影响肿瘤发生发展［20］。RBM38也能通过PEP8途径抑制p53活性。p53激活后，RBM38与p53mRNA上的翻译因子eIF4E结合，抑制p53翻译，而PEP8属于RBM38与eIF4E结合界面的一部分［6］。LUCCHESI等［21］研究发现，当RBM38的丝氨酸195（Ser195）被磷酸化时，PEP8中的Ser-6可与eIF4E中的Asp-202形成氢键，抑制RBM38与eIF4E的相互作用，从而解除RBM38对p53 mRNA的翻译抑制，增加p53表达。

p63是p53家族的一个抑癌基因，RBM38常通过改变p63 mRNA的稳定性，从而调节p63活性。ZHANG等［22］发现，过表达RBM38后p63的转录和蛋白质表达随之减少，而敲除RBM38可延长p63转录本的半衰期进而增加p63转录和蛋白质表达。p73与p53基因具有同源性，两者编码的蛋白质结构和功能差异不大，都能参与靶基因激活、细胞周期调控及诱导细胞凋亡的过程［23］。但是与p63相反，RBM38通过调节p73 mRNA的稳定性致使p73表达升高，而敲除TAp73或p21可以抑制RBM38诱导的生长抑制和衰老能力，两者同时敲除则这些抑制作用也被完全消除［16］。基于p73与RBM38的相互调节，YAN等［16］提出新的前馈回路：在一定应激信号下，p73被诱导转录，然后激活p73目标基因表达，如p21和RBM38基因；反之，RBM38与p73和p21转录本结合并稳定。此回路有望作为p53通路缺失肿瘤新的潜在靶点。

p21是一种细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂，在调节细胞周期从G1期向S期、G2期向M期转变中起着关键作用［24］。而RBM38是维持p53诱导的p21转录产物稳定性所必需的介质。研究表明，DNA损伤后，p53介导RBM38升高，随后才能诱导p21高表达，而RBM38缺失则抑制了DNA损伤及p21的积累，进而影响细胞周期正常调控；同时RBM38还能通过不依赖p53途径，控制标靶miRNA活性，直接稳定p21转录本的稳定性表达而诱导细胞周期阻滞在G1 期［25］。此外，还有研究［26］发现，RBM38a和RBM38b的RRM基序都与p21转录本中的3′UTR直接结合，但只有RBM38a能稳定基础和应激诱导p21转录本，两者结合后可促进p21转录本从细胞核转运到细胞质，并保护转录本不被细胞液RNase降解；而RBM38b则可能协助上述过程。

RBM38对c-Myc、E2F1及巨噬细胞抑制因子-1（MIC-1）等亦有调控作用。RBM38可通过直接结合致癌转录因子c-Myc mRNA 3′UTR中的靶区，破坏c-Myc转录本的稳定，抑制c-Myc表达；而c-Myc通过与RBM38基因启动子区域的E盒基序直接结合负调控RBM38的表达［3］。E2F1与RBM38之间存在一个调节E2F1增殖活性的负反馈环：E2F1可直接激活RBM38表达，进而抑制E2F1促细胞增殖的功能［27］。而RBM38作为MIC-1转录后表达的正向调节因子，也可与MIC-1 mRNA结合而抑制细胞生长［17］。

总之，RBM38对不同目标基因的调控极为复杂，当其结合并稳定p21、p73、HuR等mRNA时可增加其蛋白表达量；而结合MIC-1 mRNA可抑制细胞生长；结合p53 mRNA则降低mRNA水平，从而降低后续的翻译水平；对p63、mdm2和c-Myc的mRNA稳定性则具有抑制作用；因此阐明其对靶标的差异性调节，可能为肿瘤的靶向治疗提供有效靶点。

3 RBM38在恶性肿瘤中的作用

3.1 RBM38与乳腺癌

RBM38被发现前，GINESTIER 等［28］已发现乳腺癌组织中存在染色体20q13上的频繁扩增，此后也证实RBM38基因位于20q13.31上，因此RBM38与乳腺癌的发生发展密切相关。近年大量研究证实在乳腺癌中RBM38主要通过调控其下游靶标发挥抑癌作用。其中部分研究显示，RBM38通过抑制p53对靶基因的激活能力，调节雌激素（ER）、孕激素（PR）水平而参与乳腺癌发展进程。XUE等［29］敲除乳腺癌细胞中RBM38的表达，发现能促进细胞增殖和侵袭，而过表达则可诱导细胞周期阻滞，抑制细胞迁移和侵袭；进一步分析乳腺癌临床组织样本，发现RBM38 mRNA低表达与临床分期偏晚和p53突变水平高有关，而RBM38蛋白低表达与淋巴结转移数目多、p53突变水平高和PR阴性有关。ZHOU等［30］研究显示，RBM38可以稳定ER受体和PR受体表达，从而调节乳腺癌增殖；且在乳腺癌组织中RBM38与ERα的表达呈正相关，两者存在一个调节反馈回路，即RBM38的异位表达可提高乳腺癌细胞ERα的转录和表达，而ERα过表达可降低RBM38转录和蛋白水平，这一回路提示RBM38在ER阳性乳腺癌的ERα调控中起重要作用。也有研究发现RBM38参与野生型p53乳腺癌的发展［25］。

此外，RBM38还可通过降低c-Myc水平，增加PTEN表达而抑制乳腺癌进展。ZHOU等［30］还发现，乳腺癌组织和细胞中PTEN与RBM38表达水平均呈正相关，且RBM38通过与PTEN转录本3′UTR的多个AREs结合发挥肿瘤抑制作用，因此认为RBM38介导的肿瘤生长抑制作用可能与PTEN活性有关。还有研究［3］报道在乳腺癌中RBM38和c-Myc存在相互拮抗的RBM38-c-Myc反馈环路：RBM38介导的c-Myc表达抑制也可抑制RBM38的表达；此外RBM38也可通过直接结合c-Myc mRNA 3′UTR中的靶区，破坏c-Myc转录本稳定而抑制c-Myc表达；而c-Myc又可通过与RBM38基因启动子区域的E盒基序直接结合而负调控乳腺癌细胞中RBM38的表达，这一拮抗环也为乳腺癌的靶向治疗提供了研究思路。

3.2 RBM38与肝癌

现有研究显示RBM38可能通过稳定p53-mdm2环抑制肝癌的发生。p53-mdm2通路在肝癌中经常发生改变，mdm2和p53基因突变可增加mdm2的稳定性，加速p53降解，破坏p53-mdm2平衡，从而诱导肝细胞癌变，最终促进肝癌发生［15，31］。YE 等［6］报道RBM38作为稳定p53-mdm2环的重要分子，在肝癌组织中RBM38失活，而mdm2表达增加，野生型p53表达随之降低，最终破坏p53-mdm2环的平衡；相反，若增加RBM38表达则可抑制肝癌细胞mdm2的表达，恢复野生型p53的表达，从而在体外抑制肝癌细胞迁移和侵袭；裸鼠体内实验也显示RBM38对肝癌的体内致瘤性有一定抑制作用。以上体内外研究结果表明，上调RBM38可能通过抑制mdm2从而拯救野生型p53，进而改变肝癌的生物学功能和进展。此外，RBM38在肝脂肪变性中也可能发挥作用。JIANG等［13］分别构建了RBM38和TAp63基因敲除小鼠模型，发现两组小鼠都易发自发性肿瘤，而且存活时间缩短，表现出衰老相关表型，炎性细胞因子水平也随之提高。不仅如此，TAp63的缺失还可以影响脂质代谢和糖耐量，小鼠易发肝脏脂肪变性。然而，在同时敲除RBM38和TAp63的小鼠中，RBM38的缺失反而通过增加TAp63的表达，进而延缓早衰，抑制肿瘤发生和肝脏脂肪变性，减轻衰老相关表型，降低MEFs和肝组织细胞中炎性细胞因子（IL17D和Tnfsf15）的水平，从而延长小鼠寿命。

3.3 RBM38与恶性血液疾病

RBM38在恶性血液疾病中同样发挥着重要调控作用。目前，在急性髓细胞白血病、急性早幼粒细胞白血病、淋巴瘤等恶性血液疾病中均发现RBM38基因异常表达。WAMPFLER等［11］发现RBM38与急性髓细胞白血病中性粒细胞的成熟密切相关，RBM38在急性髓细胞白血病患者的病变细胞中的转录水平、mRNA水平和蛋白质水平均明显低于正常成熟中性粒细胞；且在急性早幼粒细胞白血病细胞株NB4诱导分化中性粒细胞的过程中RBM38表达水平升高，而敲除RBM38则抑制了NB4细胞的中性粒细胞分化，同时导致p21CIP1 mRNA表达下降。而p21CIP1是一种能被RBM38稳定的细胞周期抑制剂，已有研究证实其缺失可能促进白血病的发生［32］。由此推测，RBM38可能通过保护p21CIP1拮抗急性髓细胞白血病肿瘤细胞的活性，也是中性粒细胞正常分化过程中必不可少的因子。此外，RBM38也被推测在淋巴瘤的进展中有一定作用。狗淋巴瘤在临床和形态上与人类淋巴瘤相似，已被用作癌症治疗和预防的一种临床研究模型。ZHANG等［7］研究证实，在狗淋巴瘤中存在RBM38-p53的负反馈调控环：正常情况下，p53可维持RBM38正常表达；但在应激情况下，p53被激活，进而诱导RBM38表达，而RBM38过表达则抑制p53的翻译，并推测RBM38可能通过诱导p53的失活而在淋巴瘤发生发展中发挥促癌作用。

3.4 RBM38与其他肿瘤

RBM38除了在以上肿瘤中发挥重要的调控作用外，近年来也被发现在结直肠癌、胃癌、肾癌以及肺腺癌等肿瘤中发挥作用，但在不同癌种存在差异表达且发挥不同作用。在结直肠癌中，RBM38基因发现前也有研究提出20q13上存在可能与结直肠癌发生发展有关的 DNA 扩增现象［33］。近年的研究［4，34］进一步证实RBM38在结直肠癌组织中的表达水平低于癌旁正常组织，且与肿瘤分化程度相关，可能成为结直肠癌诊断和治疗的特异性标志物。在胃癌组织中RBM38蛋白也呈低表达，且与肿瘤大小、浸润深度、淋巴结转移、TNM分期及患者不良预后有关［35］。因此认为，RBM38在胃癌的发生发展中也可能作为抑癌基因起作用，是潜在的诊断和预后评估指标。HUANG等［5］检测RBM38在肾细胞癌组织和细胞系中表达，结果同样发现均呈低表达，且RBM38低表达的患者生存时间较高表达患者明显缩短；进一步在肾细胞癌细胞系中过表达RBM38发现能减缓细胞生长速度，而敲除RBM38则可促进细胞生长和集落形成，作用机制可能是RBM38通过与p21结合，诱导细胞周期阻滞于G1期，进而发挥抑癌作用；也可能通过上调E-cadherin并下调β-catenin的表达，抑制EMT过程，从而抑制肾癌细胞的迁移和侵袭。然而，在肺腺癌组织中RBM38和p53的表达均高于癌旁组织，且随着RBM38蛋白表达增加，p53蛋白表达呈减少趋势，两者同时均呈TNM分期相关性，两者的相对表达水平随TNM分期的发展而增加［36］。推测RBM38可能通过抑制p53的翻译从而促进肺腺癌的发生发展，具有作为肺腺癌治疗靶点的潜在应用价值。

4 小结

综上所述，RBM38作为一种RNA结合蛋白，在RNA的转录后翻译过程中扮演了重要角色。目前研究发现，RBM38与多种基因mRNA上3′UTR的ARE结合，从而调控相关基因的表达，进而对恶性肿瘤的发生发展产生重要影响，有望成为诊断和治疗的潜在靶标。近年来RBM38的研究虽然已取得了一定的进展，但是由于RBM38调控机制和恶性肿瘤发生发展的复杂性，当前仍有许多问题亟待解决，相信随着对RBM38的深入研究，能进一步明确其作用机制，为肿瘤靶向药物开发及临床治疗提供新的途径。