BLZF1在肿瘤中的研究进展

周晨　苏丹燕　黄云超

【摘要】 碱性亮氨酸拉链核因子1（basic leucine zipper nuclear factor 1，BLZF1）属于b-ZIP核因子家族，编码一个3 kb的mRNA，可被翻译成45 kDa的蛋白质。BLZF1由1个亮氨酸重复序列和几个特定的磷酸化位点组成，其结构中包含亮氨酸拉链和核定位信号。BLZF1在人体正常细胞和肿瘤细胞中是普遍存在的;其在细胞核和细胞质中均有表达，但不在核仁中表达;但在类维生素A（retinoic acid，RA）治疗急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukaemia，APL）引起细胞增殖时，其表达上调。BLZF1可与GRASP55结合，形成的结合体是一种新的高尔基体中池堆叠模型，在维持高尔基体正常结构和转运蛋白质中发挥重要作用。但其在多种疾病和肿瘤中的研究还未明确。本研究从BLZF1的结构、表达及功能方面，探讨其在一些疾病和肿瘤中的作用，为BLZF1在肿瘤中的研究提供理论基础。

【关键词】 碱性亮氨酸拉链核因子1 高尔基体 肿瘤

Research Progress of BLZF1 in Oncology/ZHOU Chen， SU Danyan， HUANG Yunchao. //Medical Innovation of China， 2022， 19（18）： -188

[Abstract] BLZF1 （basic leucine zipper nuclear factor 1） belongs to the b-ZIP nuclear factor family and encodes a 3 kb mRNA translated into a 45 kDa protein. BLZF1 consists of a leucine repeat and several specific phosphorylation sites， and its structure contains a leucine zipper and a nuclear localization signal. BLZF1 is ubiquitous in human normal cells and tumor cells. It is expressed in the nucleus and cytoplasm， but not in the nucleolus. However， its expression is up-regulated when retinoic acid （RA） induces cell proliferation in APL （acute promyelocytic leukaemia）. BLZF1 can bind to GRASP55， and the formed complex is a new model of pool stacking in the Golgi apparatus， which plays an important role in maintaining structure and transporting proteins in the Golgi apparatus. However， its research in various diseases and tumors has not been clear. In this study， we explored the role of BLZF1 in some diseases and tumors from the structure， expression and function of BLZF1， and provided a theoretical basis for the study of BLZF1 in tumors.

[Key words] Basic leucine zipper nuclear factor 1 Golgi apparatus Cancer

First-author’s address： The Third Affiliated Hospital of Kunming Medical University， Kunming 650118， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2022.18.045

堿性亮氨酸拉链核因子1（basic leucine zipper nuclear factor 1，BLZF1）也称为JEM-1或Golgin-45，定位于人类1号染色体长臂2区4带2亚带，属于b-ZIP核因子家族，编码一个3 kb的mRNA，该mRNA可被翻译成一个45 kDa的蛋白质。BLZF1是在研究类维生素A（RA）治疗急性早幼粒细胞白血病（APL）引起细胞增殖的分子基础时，被首次鉴定和克隆[1]。BLZF1可在细胞核和细胞质中表达，但不在核仁中表达;BLZF1在人体正常细胞和肿瘤细胞中普遍存在，其可产生多种大小和表达不同的转录物[2]。BLZF1由1个亮氨酸重复序列和几个假定的磷酸化位点组成，值得注意的是，其结构中还含有亮氨酸拉链和核定位信号，并且在其C末端具有1个PEST序列，这表明BLZF1可能作为转录因子或共调节因子，参与细胞生长和/或控制细胞成熟[1]。因此，对BLZF1的研究至关重要。BLZF1的异常表达可能会导致一些疾病的发生。本文将从BLZF1的结构、表达及功能方面，探讨其在一些疾病和肿瘤中的作用，为BLZF1在肿瘤中的研究提供潜在的研究方向。

1 BLZF1的结构

BLZF1由1个亮氨酸重复序列和几个特定的磷酸化位点组成，并且在其C末端序列中具有1个PEST序列，其结构中还含有亮氨酸拉链和核定位信号[1]。

有研究表明，BLZF1的C端序列（Thr331->Leu400）是核转运所必需的，而亮氨酸重复结构域（Arg179->Glu206）对亚细胞定位没有影响[2]。

激活蛋白1（activator protein-1，AP-1）在细胞增殖、细胞分化和细胞死亡中有广泛作用[3-4]。在APL中，t（15;17）发生易位，在RA存在的情况下，嵌合蛋白PML-RARa与c-Jun和c-Fos发生协同作用，然后刺激含有AP-1位点的报告基因的转录[4]。又研究表明，BLZF1和AP-1在斑点核结构中共定位，且其虽然对含有AP-1结合位点的启动子没有反式激活能力，但可作为AP-1活性的有效增强剂。BZLF1显著增加了c-Jun的转录活性（3倍），并且更强烈地增加了异位共表达的c-Fos和c-Jun（5到6倍），且这些协同作用强烈依赖于BZLF1的剂量。在BLZF1亮氨酸重复序列的缺失（Arg179->Glu206）时，不会减弱其对AP-1活性增强的能力;然而当BLZF1的C末端序列（Thr331->Leu400）缺失时，其增强AP-1活性的能力被减弱。这说明BLZF1可增强AP-1的活性而无须与c-Jun或c-Fos蛋白直接相互作用[2]。

2 BLZF1的表达

BLZF1在人体正常细胞和肿瘤细胞中是普遍存在的;其在细胞核和细胞质中均有表达，但不在核仁中表达[2]。早期研究显示，BLZF1的mRNA可在成熟细胞的早期增殖反应中被RA上调，而在晚期其表达降低，这可能与细胞生长停滞和成熟有关[1]。后续研究表明，BLZF1的3 kb转录物在APL细胞系中的NB4细胞中几乎没有表达，但在RA诱导细胞增殖时，BLZF1的表达出现双相模式（在6 h和48 h达到峰值）。BLZF1的上调与APL细胞的成熟有关。尽管BLZF1在许多人类白血病和肿瘤细胞类型中表达，但其表达水平差异很大。BLZF1在髓性白血病衍生细胞系中的表达是可变的，而在单核细胞和红细胞白血病衍生细胞系中的表达水平分别呈低表达和高表达。BLZF1的mRNA在正常造血细胞、胸腺细胞和外周血白细胞表达很少或不表达。然而其在人类实体瘤的细胞中最常见的表达形式是3 kb的BLZF1 mRNA[5]。

3 BLZF1蛋白质的降解

Wnt/β-catenin信号通路在人胚胎发育和成熟组织维持稳态过程中发挥着重要作用，并且在恶性肿瘤中经常被异常激活[6-7]。导电蛋白2（AXIN2）是β-catenin的主要靶基因[8]，Wnt通路本身的激活也会导致导电蛋白AXIN降解[9]。AXIN作为Wnt通路的关键节点，其浓度的调控非常重要。端瞄聚合酶（tankyrase）可调节AXIN的浓度，并且tankyrase的抑制剂XAV939通过稳定AXIN有效地抑制了Wnt信号的传导[10]。Tankyrases属于多聚（ADP-核糖）聚合酶（the poly ADP-ribose polymerase，PARP）蛋白质家族，其通过将ADP-核糖聚合物与蛋白质的受体结合来发挥作用[11]。这称为聚（ADP-核糖基）化或核糖基化（PARsylaton）的修饰，是一种重要的调节机制[12]。

在BLZF1的C末端有一个与tankyrase结合的结构域（tankyrase-binding domain，TBD），若敲除TBD，就消除了BLZF1和tankyrase之间的相互作用，并使得BLZF1结构稳定。然而当使用tankyrase的抑制剂（如XAV939和IWR-1）时，显著增加BLZF1的蛋白质表达水平[13]。有研究表明RNF146可用于降解PARsylation修饰后的蛋白，然而在RNF146耗尽时，BLZF1的蛋白质表达水平增高。这表明BLZF1以依赖PARsylation的方式被tankyrase和RNF146降解[14]。

4 BLZF1蛋白质与高尔基体的关系

BLZF1是一种高尔基基质蛋白，它不仅是维持正常高尔基体结构所必需的，也是高尔基体-内质网转运蛋白质所必需的。若敲低BLZF1则会破坏高尔基体的基本结构并且阻断分泌蛋白的运输[15]。

在哺乳动物的细胞中，高尔基体形成紧密排列的堆叠扁平池，横向连接成带状结构，高尔基体在蛋白质运输和分选协调糖基化的准确顺序中都是非常重要的。高尔基外周膜蛋白又称为高尔基重组堆叠蛋白（golgi reassembly stacking proteins，GRASP），它介导着高尔基体结构的堆叠和带状形成[16-18]。在脊椎动物中，有研究发现了两种GRASP亚型，即GRASP55和GRASP65。两个GRASP都通过其N末端的肉豆蔻酰化甘氨酸锚定在高尔基体的池膜上[17-19]。GRASP55与Golgin45（BLZF1）相互作用，主要存在于高尔基体的中池部分，而GRASP65与GM130结合，主要位于水池（cis-cisternae）[15，20]。

高尔基体之间及内质网（the endoplasmic reticulum，ER）和高尔基体之间的膜运输受rab GTPase家族成员的高度调控;rab1的GTP形式可以与囊泡束缚因子p115和顺式-高尔基体基质蛋白GM130相互作用，从而调节蛋白从ER到高尔基体的转运[21-23]。BLZF1可通过其C端序列与GRASP55的结构域结合，GRASP55- Golgin45是一种新的高尔基体中池堆叠模型;并且在其结合部位发现了锌指结构[24]。有研究表明，BLZF1可与rab1激活的突变体发生强烈相互作用[15]，但也有研究指出，BLZF1可能与rab2的GTP形式相互作用，这种相互作用模式可能受到rabGTP酶的調控[25]。

5 BLZF1相关的疾病

5.1 非肿瘤相关 有研究发现唾液中BZLF1的表达与唾液中的EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）的DNA拷贝数之间存在显著相关性，证明了在复制性EBV感染期间，在唾液样本中检测BZLF1 mRNA的可行性。原发性EBV感染的住院时间也与唾液中BZLF1的表达量及唾液中的高病毒载量密切相关。该研究还表明在感染期间EBV复制时，可在唾液标本中检测到BZLF1 mRNA[26]。在登革热病毒感染的人类肝细胞中，BLZF1的表达被差异调节，且显示出两倍以上的调节[27]。

5.2 肿瘤相关 BLZF1在急性早幼粒细胞白血病细胞系的NB4中保持沉默，但在RA诱导细胞成熟的过程中其表达被上调[1]。在肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）组织中，BLZF1在mRNA和蛋白质表达水平上均降低，BLZF1在肝细胞癌组织中与相应的非肿瘤组织相比在mRNA和蛋白質水平上均下调;且BLZF1的低表达与不良的临床病理特征相关，如肿瘤分化差、血清AFP水平较高和肿瘤包膜缺失，这表明BLZF1是一种新型的不利于肝癌患者预后的生物标志物[28]。BLZF1在胃癌组织中表达下调;且BLZF1蛋白的低表达与胃癌不良的临床病理特征相关，如较差的组织分化、淋巴结转移等，这表明BLZF1低表达在一定程度上反映了胃癌的不良预后[29]。在使用生物信息学分析确定与去势抵抗性前列腺癌（the castrate-resistant prostate cancer，CRPC）相关的关键基因时，BLZF1是与CRPC密切相关的前5个中心基因之一[30]。

6 展望

BLZF1对维持高尔基体结构非常重要，其也是内质网与高尔基体转运蛋白质所必需的。若敲低BLZF1则会破坏高尔基体基本结构并可阻断分泌蛋白的运输[15]。BLZF1可与GRASP55结合形成复合体，GRASP55-Golgin45是一种新的高尔基体中池堆叠模型，它对于维持高尔基体正常的结构和在蛋白质的转运中必不可少[24]。

AP-1在细胞增殖、分化和死亡中有广泛作用[3-4]，而BLZF1可增强AP-1的活性[2]，BLZF1可能也在这些生物学表现中发挥作用。Wnt/β-catenin信号通路常在肿瘤中被异常激活[6]，BLZF1通过与tankyrase的作用调节AXIN的浓度参与Wnt/β-catenin信号通路[14]，表明BLZF1可能与恶性肿瘤相关。目前研究提示BLZF1的表达水平与急性早幼粒细胞白血病、肝细胞癌、胃癌、去势抵抗性前列腺癌等恶性肿瘤相关，但这些都只基于基因表达水平的研究。对于BLZF1如何在恶性肿瘤中发挥作用仍然不明确，在未来，我们还需要进一步研究BLZF1在恶性肿瘤中的分子机制。

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（收稿日期：2022-04-11） （本文编辑：张明澜）