YBX1在肿瘤中的研究进展*

崔琪琪，王 超，刘 双，杜润翾，田少萍，王 勇 综述，岳 丹△ 审校

1.天津医科大学医学检验学院，天津 300203；2.天津医科大学第二医院，天津市泌尿外科研究所，天津 300211

Y-盒结合蛋白-1(YBX1)是一种多功能癌蛋白，其参与癌症相关的细胞增殖与存活，染色质失稳及耐药性等相关广泛基因的调节。YBX1作为多种基因的转录因子，参与多种DNA/RNA依赖性事件，包括DNA修复，前体mRNA剪接，mRNA转录，mRNA包装，mRNA稳定性以及翻译的调节。在细胞水平，YBX1的活性表现为参与细胞增殖和分化、细胞凋亡、应激反应和恶性细胞转化等过程。研究表明YBX1表达显著升高与多种常见肿瘤的预后不良和复发有关，包括肾癌、前列腺癌、胰腺癌和黑色素瘤等。此外，研究显示YBX1的核定位和(或)过表达可用于预测20多种不同肿瘤类型患者的预后。本文对YBX1功能及其在肿瘤中的研究进展展开综述。

1 YBX1的结构

YBX1是冷休克蛋白超家族的成员，它是一种可与DNA/RNA结合的多功能蛋白，共有3个结构域，包括经典的冷休克蛋白结构域(CSD)，富含丙氨酸/脯氨酸的N-末端结构域(A/P结构域)和具有交替带正、负电荷氨基酸的长C末端结构域(CTD)[1]。CTD可以与其他细胞蛋白或核酸相互作用，特异识别单链DNA和双链DNA的Y-盒序列，是DNA修复蛋白的结合位点；而A/P结构域参与基因转录的调控，使Y-盒结合蛋白能与转录复合物中其他蛋白质发生特异作用，进而使转录具备专一性。

2 YBX1定位与修饰

2.1YBX1在细胞中的定位 YBX1在癌细胞的细胞质与细胞核中均有表达。在细胞质中，YBX1主要参与一些mRNA剪接的转录后修饰[1]。当在体外和体内暴露于各种环境刺激(如氧化应激和紫外线照射)时，或在接受抗癌药物治疗的患者的癌细胞中，YBX1可以被蛋白激酶B(AKT)、p70核糖体蛋白S6激酶(p70S6K)和p90核糖体S6亚基激酶(p90RSK)等激酶磷酸化，转位进入细胞核，以促进恶性肿瘤相关基因的转录。因此，在癌症中磷酸化的YBX1作为转录因子起着至关重要的作用。YBX1核转位可以在许多癌症中观察到，并且与癌症预后不良和疾病进展相关[2]。核内YBX1通过多种机制参与转录调控及DNA损伤修复活动[3]。

2.2YBX1的转录后修饰 作为转录因子，YBX1的活性和功能受到多个水平的调节。YBX1的功能可通过多个位点的翻译后修饰来调节。YBX1最常见的翻译后修饰是磷酸化修饰。第一个被鉴定的，同样也是目前研究最广泛的YBX1磷酸化位点是CSD结构域中的丝氨酸102(S102)。SUTHERLAND等[4]研究表明，S102磷酸化可能对乳腺癌中YBX1的致癌活性至关重要。此外，S102的磷酸化水平与表皮生长因子受体(EGFR)和人表皮生长因子受体2(HER2)的表达呈正相关，而二者在原发性乳腺癌中的表达均上调。另一方面，乳腺癌中S102A-YBX1突变体会阻止EGFR和HER2的产生，并抑制乳腺癌的发展[5]。

除了乳腺癌中S102的磷酸化，质谱分析发现YBX1的CSD结构域中S165的磷酸化同样十分重要。YBX1可能是核因子-κB(NF-κB)的潜在活化因子。抑制YBX1的S165磷酸化可能是结肠癌的一种潜在治疗策略[6]。此外，对YBX1的其他修饰还包括泛素化、乙酰化、半胱天冬酶切割和甲基化[7]。

YBX1核定位和磷酸化是其作为致癌基因的重要条件。YBX1的核定位可预测各种癌症患者的预后不良。

3 YBX1在细胞水平上性质和功能的表现

研究表明，YBX1参与蛋白质翻译、mRNA定位和稳定、转录调控及细胞周期调节[8-9]。YBX1可调节蛋白质合成的总体水平，并直接增强癌症干细胞因子如TWIST、SNAIL、MYC和HIF1α的翻译，但可抑制宫颈癌细胞中氧化磷酸化相关蛋白的翻译。此外，YBX1是细胞增殖的调节因子，是影响癌细胞转移潜能以及癌症干细胞功能的决定因素[8]。在表皮干细胞中，YBX1与RNA解旋酶DDX6相互作用，同时结合具有自我更新能力的调节因子的3′-非翻译区(3′UTR)，如CDK1和EZH219，以促进它们的翻译。

由于会导致生长迟缓和神经发育缺陷，体内YBX1的缺失可致胚胎死亡。YBX1还可通过与特异性衰老相关细胞因子mRNA的3′UTR结合从而对细胞的衰老进行转录后调节。YBX1调节翻译的能力取决于其对蛋白质的翻译后修饰以及与其他RNA结合蛋白(RBP)相互作用的能力[10]。在增殖的角质细胞中，YBX1对细胞因子介导的细胞衰老具有抑制作用。该过程的改变可以在体内产生不同的临床情况。随着年龄增加，皮肤中YBX1表达的下降可以解释衰老皮肤中衰老细胞的增加和组织更新中的老化缺陷，如脱发、伤口愈合较慢等。

4 YBX1在肿瘤发生、发展中的作用

YBX1的水平在多种癌症中均有所增加，其核定位与癌症的侵袭性表型和更低的存活率相关。所以，YBX1在癌症中的高表达水平与核转位使YBX1成为理想的诊断标志物和可能的治疗靶点[1]。

4.1YBX1在乳腺癌中的研究 YBX1的高表达与乳腺癌所有亚型的低生存率、耐药性和高复发率相关。这强调了YBX1作为癌基因在乳腺癌中的潜在重要性[11]。CAMPBELL等[12]研究表明，YBX1能够通过p300介导的染色质重塑将健康人的乳腺上皮细胞转化为癌细胞导致基底样乳腺癌的形成。JUNG等[13]研究提示，YBX1对于维持表型不同的乳腺癌细胞亚群的干细胞性和致瘤能力非常重要，YBX1主要通过性别决定区Y盒2基因(Sox2)来执行这一功能，从而导致相对更具侵袭性的癌症亚型。YBX1与侵略性乳腺癌相关，主要在雌激素受体(ER)阴性的乳腺癌中会表现出更强侵袭性或转移性[14]。YBX1还可以促进细胞生长，使HER2基因的表达增加，以及介导乳腺癌细胞中细胞周期、细胞增殖和耐药性等基因的表达[15]。

YBX1在多种乳腺癌细胞系中均有表达，其表达与ER、孕激素受体(PR)和HER2表达呈负相关，并与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联呈正相关，而MAPK信号级联是基底细胞样乳腺癌(BLBC)中重要的通路。YBX1在70%的BLBC患者中呈高表达，它的许多靶基因与基底样特征相关。YBX1的高表达与乳腺癌亚型的低存活率、耐药性和高复发率相关。此外，YBX1还可以通过防止癌细胞被细胞凋亡机制消除来促进乳腺癌的进展。例如，YBX1可以与肿瘤抑制因子p53相互作用导致YBX1的核定位增加，并且还会抑制p53依赖性细胞死亡，是乳腺癌细胞凋亡的负性调节因子[16]。

4.2YBX1在肾癌中的研究 肾细胞癌(RCC)的治疗方法包括手术、靶向治疗和免疫治疗。耐药性RCC的出现会导致药物失效和预后不良，因此需要为RCC开发新的和改进的治疗方案。细胞核中YBX1高表达与肾癌进展和侵袭性癌症表型密切相关，导致RCC患者预后不良。YBX1在肾癌组织中的表达高于癌旁组织，并且YBX1的核表达与RCC分期、Fuhrman肿瘤分级和转移有关。此外，YBX1敲低可以抑制RCC细胞的黏附，YBX1对RCC肿瘤转移具有正调节作用。YBX1与Ras-GTP酶激活蛋白1(G3BP1)可以相互作用，改变RCC细胞中YBX1的磷酸化和核转位来抑制YBX1的活化，从而抑制RCC细胞的迁移和侵袭[17]。

4.3YBX1在其他肿瘤中的研究 YBX1还与其他类型的癌症相关。在人类非小细胞肺癌(NSCLC)中，YBX1可以促进细胞周期蛋白D1的转录，而细胞周期蛋白D1是一种能够促进细胞生长的致癌周期蛋白[18]。YBX1在骨肉瘤中表达增加，并且可以通过刺激其细胞增殖来促进骨肉瘤的生长[19]。值得注意的是，YBX1还能通过上皮-间质转化(EMT)过程促进肿瘤的转移和生长。在前列腺癌中，YBX1通过促进EMT从而导致更具侵袭性的前列腺癌表型的发生[20]。在头颈癌患者中，YBX1的高表达与患者的预后不良有关。

5 YBX1与耐药

最初发现多药耐药相关的ATP结合盒转运蛋白基因ABCB1及生长因子受体基因EGFR和HER2/ErbB2在癌细胞中的表达可被YBX1转录激活。其他耐药性相关基因MVP/LRP、TOP2A、CD44、CD49f、BCL2、MYC和AR的表达也被YBX1转录激活，这表明YBX1与肿瘤药物耐药性有关[3]。YBX1调节耐药性相关基因，使癌细胞对多种抗癌治疗剂产生耐药性。例如，YBX1调节了NSCLC对顺铂的敏感性，并且YBX1的高表达是NSCLC患者预后不良的潜在预测指标[21]。研究表明，乳腺癌中YBX1和ER存在明显的相互关系，并且YBX1的表达增强显著下调雌激素受体1(ESR1)的表达，并诱导对抗雌激素治疗剂的获得性耐药[22]。因此，YBX1的表达增强通常伴随着ER依赖性基因表达的减少，其可能通过驱动ER非依赖性细胞的生长和存活来促进乳腺癌的进展。此外，在接受抗雌激素治疗的ER阳性患者中，YBX1表达较高的患者预后较差。

总之，YBX1涉及细胞增殖、细胞周期、存活和耐药性基因的表达，并促进了肿瘤的恶性进展以及癌细胞对化疗药物耐药性的获得。

6 YBX1与癌症的治疗

6.1YBX1是一种新的治疗靶点 迄今为止，已经在不同的人类癌症中鉴定出许多分子靶标用于研发新的治疗方案。例如，在乳腺癌中针对HER-2疗法的建立以及在前列腺癌中针对TREK-1疗法的建立[23-24]。YBX1处于许多参与细胞信号通路基因的上游，包括多药耐药基因(MDR1)及HER-2、EGFR、增殖细胞核抗原(PCNA)、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B等与癌症发展有关的基因。目前已经采用许多方法直接抑制YBX1的活化或者靶向YBX1的活化因子来抑制YBX1。YBX1结合位点的分子诱饵已成功应用于多种癌细胞，其可以抑制肿瘤生长，以及诱导p53介导的细胞凋亡。

6.2靶向YBX1有助于进一步开发有效的抗癌药物 靶向YBX1可能有助于克服乳腺癌的抗雌激素耐药性和恶性进展，其原因如下：YBX1过表达小鼠可诱发多种乳腺癌组织学特征;YBX1沉默导致与细胞增殖和细胞周期相关基因(如HER2、FGFR2和CDC6)的明显下调，同时会上调人乳腺癌细胞系中ERα的表达[6，11，22]，从而增强对内分泌疗法的反应性。此外，在体内治疗性实验模型中，YBX1过表达诱导乳腺癌细胞ERα表达下调，并获得了对代表性的抗雌激素药物他莫昔芬的耐药性。

已经有研究评估了靶向YBX1的临床前治疗研究。YBX1 S102位点侧翼的9个氨基酸的分子诱饵细胞可渗透肽在体外诱导了癌细胞的细胞毒性。另外，还开展了其他临床前治疗方法，包括用siRNA或miRNA沉默YBX1。通过新型的多糖药物递送系统，已开发出了一种靶向Dectin-1的载体，该载体可传递YBX1反义DNA，并且在体外YBX1沉默对细胞生存能力具有一定的抑制作用[25]。有研究显示，在肺癌细胞中使用长链非编码RNA(lncRNA)使YBX1表达沉默可以抑制细胞生长[26]。此类临床前试验显示了YBX1表达沉默在体外对癌细胞的某些细胞毒性作用。

7 小结与展望

YBX1是一种重要的癌蛋白，可以调节癌症的进展。YBX1在不同类型的癌症增殖中调节许多细胞信号传导途径。不同癌症中YBX1的核定位和核水平表达与癌症的预后相关。因此，YBX1可以作为癌症进展的潜在生物标志物。此外，YBX1通过上调多种耐药相关基因在先天性和获得性肿瘤耐药中发挥重要作用。通过靶向YBX1来开发治疗药物将有助于克服各种进展性癌症中肿瘤对抗癌治疗剂的耐药性。针对进展性癌症患者靶向YBX1治疗药物的开发和临床评估成为未来研究的关键。