神经生长因子及突触核蛋白家族基因同肿瘤关系的研究

刘祎皓，张琪琦，菅志远通信作者

(桂林医学院附属医院胃肠外科，广西 桂林 541000)

0 引言

神经生长因子NGF及其受体TrkA及p75受体(p75NTR)在肿瘤细胞的增值、分化及凋亡中起到了很重要的作用，NGF及其受体NGFR之间的相互作用一定程度上可能会影响肿瘤细胞的凋亡。突触核蛋白家族多见于神经突触，包括α-Synucleins(SNCA)，β-Synucleins(SNCB)和γ-synuclein(SNCG)。一些文献报道反映，SNCA基因启动子甲基化水平用于结直肠肿瘤术前诊断的灵敏度及准确度均较高。而SNCG在多种肿瘤组织中呈高表达状态，这也就证实了该基因对一些恶性肿瘤的发展过程起到不同程度的推进作用。随着生活质量的不断提高，人类对健康的追求越来越高，但与此同时恶性肿瘤的发病率亦逐年增长。因此，对于肿瘤的发生机制以及高效诊断的研究也就愈发受到国内外学者的重视。

1 NGFR基因、SNCA基因、SNCG基因

1.1 NGFR基因

1.1.1 NGFR基因的结构

NGFR基因属于TNF受体家族，已知它含有α、β、γ3个亚基，通过与细胞表面的两类受体结合而发挥作用，一类是由原癌基因TrkA编码的高亲和力蛋白酪氨酸激酶，由细胞膜外部、跨膜部、胞质部三个部分组成。另一类作为肿瘤坏死因子受体(TNFR)家族的一员，被称为低亲和力受体(p75NTR)，是一种抑癌基因，同样由胞质区、跨膜区和细胞外区组成。

1.1.2 NGFR基因的功能

当NGF与TrkA结合使得TrkA激活时，一系列的磷酸化级联反应启动激活抗凋亡蛋白的生物效应。p75NTR则通过改变周期中调节蛋白的表达水平，同时增加G1期细胞数量来影响细胞周期，进而抑制肿瘤的生长。此外，P75与TrkA在淋巴转移上有协同作用。P75增强了NGF与TrkA的结合力，从而增加肿瘤淋巴结转移几率[2]。

1.2 SNCA基因

1.2.1 SNCA基因的结构

α-synuclein作为一种突触前蛋白基因，位于人体第4号染色体中，由SNCA基因编码，由140个氨基酸组成，由氨基末端、中间疏水、羧基末端三个结构域组成。SNCA是一个天然的不折叠、无序蛋白，正常生理状态下缺乏稳定的三维结构，通常以无规则卷曲形式存在。

1.2.2 SNCA基因的功能

Garcia- Reitboeck等[3]、Greten-Harrison等[4]的研究发现，在胚胎发育期，SNCA通过参与神经递质的释放和贮存影响胎儿神经系统的发育[5]。Cabin等[6]在小鼠实验中经超微电镜观察到该基因可敲除神经元中某些突触囊泡。与此同时，该实验通过连续重复的电刺激作用的实验，同样证实SNCA能通过调节突触囊泡池的大小来发挥作用。

1.3 SNCG基因

1.3.1 SNCG基因的结构

神经突触核蛋白γ(synuclein，SNCG)是一种主要在大脑的突触前末梢和外周神经系统中表达的可溶性小分子蛋白，定位于染色体10q23，长约5kb，由5个外显子构成，转录成1kb的mRNA，编码127氨基酸的多肽。

1.3.2 SNCG基因的功能

SNCG在人体某些器官中呈现高表达信号，比如大脑，但在心脏、结肠、卵巢中则呈现低表达状态，甚至在胸腺、乳腺、前列腺等器官零表达。更有趣的是，在胚胎初期，SNCG及其mRNA并未在人脑结构中发现，但在成人期，发现人的丘脑、海马、大脑和小脑皮质中十分丰富。SNCG在多种肿瘤组织中表达，通过DNA甲基化、转录因子SP1结合位点影响、激动蛋白-1(Activator protein1，AP-1)激活等途径实现在肿瘤细胞中的异常表达。但其在正常组织以及癌旁组织中却几乎不表达[7]。

2 三种基因与常见肿瘤的关系

2.1 乳腺癌

NGF与TrkA结合后通过诱导信号传导级联反应，启动抗肿瘤细胞凋亡传导通路，促使NGF生成，从而发挥其促肿瘤效应。还可通过激活乳腺癌中p185HER的活性，产生促进癌细胞生长的生物信号。此外，NGF可通过缩短细胞周期来加速乳腺癌细胞增殖的速度，发挥其促肿瘤生长作用。

SNCG与乳腺癌恶性表型表达成正相关，文献报道中提到SNCG能激活ERK信号通路引起乳腺癌转移，同时抑制ERK信号通路，反向调控SNCG蛋白表达水平。因此，下调SNCG表达水平能降低乳腺癌转移的概率，与乳腺癌的发生发展以及预后具有相关性[8-10]。

2.2 卵巢癌

Dissen等[11]用免疫组化的方法测定NGF两种受体(p75NTR和TrkA)在小鼠卵巢中的表达和分布的实验中得出结论：NGF及其受体参与卵泡的增值与分化，是初级卵泡生长过程所必需的[12]。刘凤娟等[13]研究显示，VEGF与NGFF的表达存在显著相关性，提示NGF与p-trkA之间的作用影响VEGF的表达水平，通过促进血管的生成来调控肿瘤的生长过程。Li等[14]的研究提出NGF通过WNT/β-catenin通路促进卵巢肿瘤细胞的转移。Bruening等[15]发现，卵巢癌中SNCG蛋白过表达发生在基因转录水平。Fekete等[16]经过一项meta分析得出结论：SNCG能够作为卵巢癌患者预后及复发率判断的指标，且灵敏度优于其他肿瘤标记物。

2.3 前列腺癌

Klwaja等[17]通过细胞周期分析，p75NTR作为一种前列腺肿瘤抑制因子，它可通过增强细胞周期静止，减少肿瘤细胞的增殖，同时加快细胞的凋亡的过程实现抑制前列腺癌细胞的生长。而SCNG在与雄激素密切相关的肿瘤中也有着过度表达的现象。SNCG可作为前列腺癌的特异性肿瘤相关标志，为前列腺癌的早期诊断、治疗提供一定的依据。

2.4 膀胱癌

在对膀胱癌发病机制的研究中发现，p75NGFR通过抑制细胞增殖和促进其凋亡发挥其作为抑癌基因的“使命”。在陈志刚等[18]的研究中我们发现，SNCG在膀胱癌组织中高水平表达，膀胱癌组织中抗SNCG抗体检测能反映该基因的表达水平，且特异性较高。因此，SNCG作为新的有效的膀胱癌分子标志物，在今后用于诊断及术后预后判断的作用值得深究。

2.5 结直肠癌

周凯等[19]对结直肠癌组织中NGFR mRNA表达的研究显示NGFR启动子甲基化是导致结直肠癌NGFR表达降低的主要原因之一，且与TNM分期呈负相关。Lind等[20]研究发现，SNCA在直肠癌细胞株中表现为高甲基化水平，在结肠癌中甲基化比例也高达70%以上。Ye等[21]对结直肠癌组织、癌旁组织中突触核蛋白家族基因表达水平进行检测，发现SNCG蛋白表达水平与肿瘤分化程度成正相关，且在高表达者中，淋巴结转移率较低表达群体明显升高。由此可知，SCNG也参与了肿瘤的发生发展过程，可作为结直肠癌预后判断的一种检测指标。

2.6 甲基化与恶性肿瘤的关系

DNA甲基化是指将S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine，SAM)转移到特定碱基的过程，需要在DNA甲基转移酶的帮助下完成[22]。目前有研究认为，作为DNA甲基化过程中最重要的程序之一的表观遗传修饰，在胃肠道恶性肿瘤患者体内被证实存在异常。结直肠癌中有超过400个基因，因甲基化修饰而失活，且甲基化程度与肿瘤分化、分期密切相关[23]。随着近年来表观遗传学研究的深入开展，在胃肠道肿瘤，尤其是胃癌研究中，屡次发现启动子高甲基化造成多种抑癌基因失活。因此，DNA甲基化在未来肿瘤研究中可作为一项重要的切入方向。

3 总结和展望

综上所述，NGFR、SNCA、SNCG的异常甲基化可视为导致恶性肿瘤组织中上述三种基因表达下调或者缺失的主要原因，并且是引起这些恶性肿瘤发生发展的重要因素。已有初步研究证实NGFR、SNCA在结直肠癌进展过程中处于低表达状态与其启动子的异常甲基化有关，而SNCG作为突触核蛋白家族中的一员，也被发现在宫颈癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤中均有异常表达。胃组织细胞与结直肠组织细胞在胚胎期同属于一个胚胎干细胞，因此，我们推测，NGFR、SNCA在胃癌组织中可能也为低表达，而引起低表达的原因，同样可能与其启动子的异常甲基化有关，然而其确切情况尚需深入研究。而两者甲基化对胃癌的影响，在国内外尚未发现相关报道。因此研究NGFR、SNCA在胃癌中的表达情况及NGFR、SNCA启动子的甲基化情况、胃癌这三者之间的关系，具有重要意义。并且NGFR、SNCA甲基化很有可能成为胃癌早期诊断和预后的重要指标，对提高胃癌的早期诊断从而改善患者的生存质量都具有一定的理论支持和临床意义。