吳孟晏綜述 胡新榮審校

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多基因多步驟的復(fù)雜過程。而在近些年的研究中發(fā)現(xiàn)，真核細(xì)胞翻譯起始因子4E(eukaryotic initiation factor 4E，eIF4E)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系。本文就eIF4E基因在腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究現(xiàn)狀給予綜述。

1 eIF4E

1.1 eIF4E的結(jié)構(gòu)

真核起始因子4E 是最重要的真核細(xì)胞翻譯起始因子家族eIFs家族的一員。目前，在哺乳動物中明確了3種不同eIF4E家族成員：eIF4E1、eIF4E2和eIF4E3[1]。人eIF-4E基因定位于染色體4q21～q25，其堿基序列大于50 kb,其中包含7個外顯子，6個內(nèi)含子，可編碼相對分子質(zhì)量為25 000的多肽，在eIF4E空間表面凹陷的疏水口袋中有2條8個色氨酸組，與mRNA 5’ 帽子結(jié)構(gòu)組成保守殘基結(jié)合，形成三文治夾心結(jié)構(gòu)，參與啟動mRNA翻譯。eIF4E背面空間則凸起與其翻譯抑制蛋白或真核翻譯起始細(xì)胞因子4G(eukaryotic translation initiation factor 4G,eIF4G)等特異性結(jié)合。

1.2 eIF4E的生物學(xué)功能

近些年的研究發(fā)現(xiàn)，eIF4E在真核細(xì)胞翻譯過程、核質(zhì)轉(zhuǎn)運過程以及在腫瘤發(fā)生發(fā)展中均有所作用。

在真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控方面上，eIF4F復(fù)合物是參與調(diào)控翻譯起始過程的蛋白質(zhì)復(fù)合物之一。在哺乳動物中，eIF4F復(fù)合物為三源異聚體，其亞單位如下：① eIF4E(亦稱帽結(jié)合蛋白)；② eIF4A；③ eIF4G。eIF4F復(fù)合物使mRNA與小核糖體結(jié)合，松動5’-非翻譯區(qū)(5’-UTR)的二級結(jié)構(gòu)，該過程在蛋白合成的翻譯起始階段，暴露啟動位點和定位發(fā)揮重要的調(diào)控作用，對蛋白質(zhì)合成起限定作用。eIF4E是該復(fù)合物中翻譯速度調(diào)控的關(guān)鍵因素。然而游離eIF4E與帽結(jié)構(gòu)結(jié)合的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于eIF4E復(fù)合體與帽結(jié)構(gòu)的親和力。eIF4G中心區(qū)域的RNA識別基序可與mRNA結(jié)合，從而穩(wěn)定eIF4E-eIF4G復(fù)合體和帽結(jié)構(gòu)的結(jié)合[2]。而eIF4E過度表達(dá)時,并非提高整體mRNA的翻譯水平，只使某些特定的與細(xì)胞生長有關(guān)的、且對eIF4E敏感的mRNA表達(dá)上調(diào)[3]，而這類mRNA主要翻譯與細(xì)胞周期和生長因子自我調(diào)控、血管生長、細(xì)胞生存和侵襲相關(guān)的蛋白質(zhì)[4]。

約有68%的eIF4E以核小體形式存在于細(xì)胞核中，Topisirovic等[5]、Culjkovic等[6]的實驗證實eIF4E促進(jìn)一些蛋白的mRNAs從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)。

大量研究表明，eIF4E在多種惡性腫瘤，如頭頸部惡性腫瘤、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、肺癌、白血病等中高度表達(dá)。eIF4E的表達(dá)升高，4E-BPs的表達(dá)下降或4E-BPs的磷酸化升高等這些因素致使“Weak mRNA”(主要翻譯與細(xì)胞周期和生長因子自我調(diào)控、血管生長、細(xì)胞生存和侵襲相關(guān)的蛋白質(zhì))翻譯的升高，從而促使細(xì)胞惡變，腫瘤組織惡性增高，且可形成血管，給腫瘤組織提供營養(yǎng)，有利于其生長、侵襲。然而，eIF4E致癌的作用機(jī)理目前尚不完全闡述清楚。

1.3 eIF4E的活性影響因素

eIF4E的數(shù)量和活性受到自身磷酸化、翻譯抑制蛋白家族活性、核內(nèi)因子與基因轉(zhuǎn)錄等因素的調(diào)節(jié)。

在哺乳動物細(xì)胞中，eIF4E是一磷蛋白，其磷酸化位點在Ser209、Ser53和Thr21(主要的磷酸化位點是Ser53)。eIF4E的磷酸化水平隨細(xì)胞外各種刺激而升高。血小板源性生長因子、表皮生長因子、血管緊張素等是通過ERK通路激活；細(xì)胞應(yīng)激、細(xì)胞因子如:TNFα、IL1β等刺激eIF4E磷酸化是激活P38MAPK通路進(jìn)行磷酸化。蛋白激酶C、酪蛋白激酶I和魚精蛋白激酶等也能使eIF4E發(fā)生磷酸化。目前大多數(shù)研究表明，eIF4E磷酸化程度越高，eIF4E與eIF4G、mRNA5’端帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合就越強，如Wendel等[7]、Topisirovic等[8]、Zuberek等[9]的實驗。

eIF4E翻譯抑制蛋白(eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein，4e-BPs)，通過與eIF4G競爭與eIF4E結(jié)合，從而阻止eIF4F翻譯起始復(fù)合物的組裝。4E-BPs與eIF4E的結(jié)合程度與其自身磷酸化水平有關(guān)。4E-BPs是在非磷酸化狀態(tài)時,與eIF4E結(jié)合。當(dāng)4E-BPs被磷酸化后，4E-BPs則與eIF-4E的親和力大大減弱。各種生長因子、激素、有絲分裂原等細(xì)胞外在刺激物以及G蛋白受體競爭性結(jié)合物都可促使4E-BPs發(fā)生磷酸化，致使eIF4E過度表達(dá)，從而增加蛋白合成。

目前，相關(guān)研究已確定，細(xì)胞核內(nèi)2個負(fù)調(diào)節(jié)蛋白早幼粒白血病蛋白PML(promyelocytic leukemia protein)和富脯氨酸的同源結(jié)構(gòu)域蛋白PRH(praline-rich homeodomain protein)對eIF4E的調(diào)節(jié)作用。PML負(fù)性調(diào)節(jié)eIF4E依賴性mRNA的核質(zhì)轉(zhuǎn)運[10]，并有通過降低eIF4E與mRNA5’帽結(jié)構(gòu)的結(jié)合的親和力來調(diào)節(jié)eIF4E的活性。PRH是負(fù)性調(diào)節(jié)eIF4E活性的轉(zhuǎn)錄因子，它同樣可負(fù)性調(diào)節(jié)eIF4E依賴性mRNA的核質(zhì)轉(zhuǎn)運，過度表達(dá)時可破壞eIF4E核體。另外，同源結(jié)構(gòu)域蛋白HOXA9同樣含有eIF4E結(jié)合位點，可與同源結(jié)構(gòu)域蛋白PRH競爭結(jié)合eIF4E，正性調(diào)控eIF4E依賴的核質(zhì)轉(zhuǎn)運[11]，促進(jìn)與細(xì)胞惡變相關(guān)蛋白質(zhì)的合成。eIF4E的活性還與一些原癌基因密切相關(guān)，如Ras、c-myc、p53[12]。

2 eIF4E在腫瘤中的作用

不少學(xué)者對eIF4E在腫瘤組織中的表達(dá)及其在腫瘤細(xì)胞周期、增殖、惡性轉(zhuǎn)化中的作用極為關(guān)注。Norton等[13]應(yīng)用western blot方法檢測eIF4E在乳腺癌組織和正常乳腺組織中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)eIF4E在乳腺癌組織中呈高表達(dá)。Lee等[14]選取了正常宮頸組織、低度宮頸上皮內(nèi)瘤變組織、高度宮頸上皮內(nèi)瘤變組織和宮頸鱗癌組織為實驗材料，實驗表明，在90%的正常宮頸組織未檢測到eIF4E，eIF4E在其他位置的表達(dá)水平如下：低度宮頸上皮內(nèi)瘤變<高度宮頸上皮內(nèi)瘤變<宮頸鱗癌(P<0.001)。孫淼淼[15]采用免疫組織化學(xué)的方法檢測乳腺癌組織中eIF4E蛋白的表達(dá)情況，結(jié)果乳腺纖維腺瘤組織蛋白的陽性表達(dá)率為46.67%，而浸潤性導(dǎo)管癌組織中陽性表達(dá)率為88.89%，且兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Salehi等[16]以99例食管癌患者為研究對象，研究發(fā)現(xiàn)，食管癌組織中eIF4E的表達(dá)較正常食管組織平均增加了(12.59±1.66)倍。燕王翔等[17]采用免疫組織化學(xué)染色的方法檢測舌鱗癌組織、癌前病變組織和正常舌黏膜組織eIF4E表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)舌癌組織和癌前病變組織的eIF4E的陽性表達(dá)率較高。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)eIF4E處于正常表達(dá)水平時，“Strong mRNA”與“Weak mRNA”競爭與eIF4E結(jié)合，且前者占優(yōu)勢，這使后者的翻譯受到抑制?！癝trong mRNA”是存在于真核細(xì)胞的一類比較容易與eIF4F復(fù)合體結(jié)合并被有效翻譯的mRNA，擁有短5’—UTR，編碼管家蛋白質(zhì)，占mRNA的90%；而“Weak mRNA”是擁有長5’—UTR的一類mRNA，其編碼的蛋白主要與細(xì)胞的生長和分化有關(guān)，例如血管內(nèi)皮生長因子、c-myc等原癌蛋白和細(xì)胞周期蛋白D1等。這些產(chǎn)物過度表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生惡化癌變和促進(jìn)細(xì)胞異常增殖。真核細(xì)胞分裂增殖中，其中1個關(guān)鍵的細(xì)胞周期調(diào)控點為G1/S期，而目前研究認(rèn)為eIF4E與細(xì)胞周期蛋白D1等形成反饋調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的運行。研究發(fā)現(xiàn)，mTOR通路調(diào)控是腫瘤治療的重要靶點。mTOR屬于絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，在細(xì)胞生長代謝中發(fā)揮不可替代的作用。真核細(xì)胞翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1(4E-BP1)是mTOR調(diào)節(jié)的下游通路之一。mTOR可使4E-BP1磷酸化，eIF4E得以釋放以致表達(dá)增加，從而促使細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)的增加，致使細(xì)胞異常增殖[18]?？蝶惙频萚19]的研究發(fā)現(xiàn)，mTOR高表達(dá)的子宮內(nèi)膜腺樣癌中，eIF4E也呈高表達(dá)狀態(tài)。Ruggero等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在B細(xì)胞淋巴瘤的形成過程中，eIF4E和c-myc共同促進(jìn)B細(xì)胞淋巴瘤的增殖。

多數(shù)研究表明eIF4E基因在多種惡性腫瘤中呈高表達(dá)水平，相關(guān)研究也表明該基因與細(xì)胞惡性增殖有一定相關(guān)性。但eIF4E的表達(dá)情況是否能成為腫瘤進(jìn)展及預(yù)后的標(biāo)志還有待進(jìn)一步研究。

3 eIF4E與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系

瘤細(xì)胞具有的侵襲和轉(zhuǎn)移能力是惡性腫瘤的基本生物學(xué)特性之一，也是惡性腫瘤威脅患者生命的主要原因。這是個多步驟、多基因調(diào)控的復(fù)雜過程。目前認(rèn)為，從分子生物學(xué)的水平而言，腫瘤轉(zhuǎn)移包括細(xì)胞運動機(jī)制、細(xì)胞黏附機(jī)制與細(xì)胞降解機(jī)制等，且與血管生成因子、生長因子和細(xì)胞信號傳導(dǎo)等有關(guān)。

有研究報道，抑制eIF4E基因表達(dá)可抑制惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力。張國強等[21]等構(gòu)建重組eIF4E腺病毒載體，感染乳腺癌MCF-7細(xì)胞，應(yīng)用SiRNA封閉后，MCF-7細(xì)胞的侵襲和運動能力明顯受到抑制。王曉琳[22]實驗證明針對eIF4E的shRNA轉(zhuǎn)染肝癌細(xì)胞后，eIF4E基因表達(dá)水平下調(diào)并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。

已有研究表明，CD44是黏附分子家族的重要成員，特別參與癌細(xì)胞與基質(zhì)的黏附作用，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的浸潤與轉(zhuǎn)移。基質(zhì)金素蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)幾乎能降解細(xì)胞基質(zhì)的所有成分，有利于腫瘤細(xì)胞向周圍侵襲，且參與腫瘤血管的形成，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起重要作用。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是目前鑒定出來的最重要的血管生成因子，能刺激內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖，促血管形成。抑制該因子的表達(dá)，進(jìn)而抑制腫瘤血管生成，從而阻斷腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。劉子沛[23]的研究中，采用CD44、MMP和VEGF蛋白作為指標(biāo)，研究膽管癌組織中eIF4E的表達(dá)與上述蛋白的關(guān)系，其結(jié)果是下調(diào)eIF4E的表達(dá)可引起上述蛋白合成明顯減少。可見，eIF4E基因的高表達(dá)，可增強CD44等的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。曲明陽等[24]的研究結(jié)果也表明，eIF4E水平與VEGF-C的表達(dá)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。孫陽陽等[25]用shRNA有效沉默乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中eIF4E基因表達(dá)，且抑制VEGF-C的表達(dá)。該因子的表達(dá)下調(diào)，可有效抑制腫瘤血管生成。

邱剛等[26]等以食管癌手術(shù)切除標(biāo)本蠟塊為材料，研究得出，eIF4E蛋白的過表達(dá)與食管癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。馬敏杰等[27]研究也發(fā)現(xiàn)eIF4E的表達(dá)與食管癌的浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況顯著相關(guān)。張波等[28]的研究得出，eIF4E的高表達(dá)在非小細(xì)胞肺癌中，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有密切相關(guān)關(guān)系。

目前多數(shù)研究認(rèn)為，eIF4E基因在多種惡性腫瘤中呈過表達(dá)的狀態(tài)，與腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。但也有部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，該基因與腫瘤組織的轉(zhuǎn)移暫無相關(guān)關(guān)系。盛紅光等[29]的研究以直腸癌患者手術(shù)標(biāo)本為材料，比較切緣eIF4E陽性組和切緣eIF4E陰性組的隨訪結(jié)果，得出兩組間的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率無統(tǒng)計學(xué)意義。王顯艷等[30]對胃癌中eIF4E表達(dá)的研究得出，eIF4E與胃癌浸潤程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無相關(guān)關(guān)系。李富等[31]的研究表示，eIF4E與喉鱗癌的臨床分期、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況無明顯相關(guān)性。

綜上所述，惡性腫瘤目前還是不治之癥，其轉(zhuǎn)移機(jī)制尚未闡明。近年來，eIF4E基因的研究發(fā)現(xiàn)在多種惡性腫瘤中其均呈高表達(dá)狀態(tài)，但目前對于eIF4E基因在腫瘤轉(zhuǎn)移方面的研究相對不多，且其對腫瘤轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制尚未有統(tǒng)一定論，如有的學(xué)者認(rèn)為eIF4E基因與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，而有的學(xué)者持否定看法。因此，eIF4E基因與腫瘤的演進(jìn)發(fā)展是否密切相關(guān)，該基因是否能成為反映腫瘤演進(jìn)的分子標(biāo)志，有待進(jìn)一步深入研究。

[1] Joshi B，Cameron A，Jagus R.Characterization of mammalian eIF4E-Family members〔J〕.Eur J Biochem，2004，271(11):2189.

[2] 劉麗萍,于卉 影,馬東初，等.eIF4E的研究進(jìn)展〔J〕.細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2005,21(z1):118.

[3] Topisirovic I，Borden KL.Homeodomain proteins and eukaryotic translation initiation factor4E (eIF4E):An unexpected relationship 〔J〕.Histopathol，2005，20(4):1275.

[4] Larsson O，Li S，Issaenko OA，et al.Eukaryotic translation initiation factor 4E induced progression of primary human mammary epithelial cells along the cancer pathway is associated with targeted translation alde regulation of oncogenic drivers and inhibitors 〔J〕.Cancer Res，2007，67(14):6814.

[5] Topisirovic I，Kentsis A，Perez JM，et al.Eukaryotic initiation factor 4E in post-transcriptional gene expression〔J〕.Nat Struct Mol Biol，2004,11(6):503.

[6] Culjkovic B，Topitsrovic I，Skrabanek L，et al.eIF4E is a central node of an RNA regulon that governs cellular proliferation〔J〕.J Cell Biol，2006，175(3):415.

[7] Wendel HG，Silva RL，Malina A，et al.Dissecting eIF4E action in tumorigenesis〔J〕.Genes Dev，2007，21(24):3232.

[8] Topisirovic I，Ruiz-Gutierrez M，Borden kL.Phosphorylation of the eukaryotic translation initiation factor eIF4E contributes to its transformation and mRNA transport activities〔J〕.Cancer Res，2004,64(23):8639.

[9] Zuberek J，Jemielity J,Jablonowska A，et al.Influence of electric ch-arge variation at residues 209 and 159 on the interaction of eIF4E with the mRNA 5′terminus〔J〕.Biochemistry,2004，43(18):5370.

[10] Strudwick S，Borden KL.The emerging roles of translation factor eI-F4E in the nucleus〔J〕.Differentiation，2002，70(1):10.

[11] Topisirovic I，Kentsis A，Perez JM，et al.Eukaryotic translation initiation factor4E activity is modulated by HOXA9 at multiple levels〔J〕.Mol Cell Biol，2005，25(3):1100.

[12] Zhu N，Gu L，F(xiàn)indley HW，et al.Transcriptional repression of the eukaryotic initiation factor 4E gene by wild type P53 〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2005，335(4):1272.

[13] Norton KS，Meclusky D，Sen S，et al.TLKI B is elevated with eIF4E over expression in breast cancer〔J〕.J Surg Res，2004，116(I):98.

[14] Lee JW，Choi JJ，Lee KM，et al.eIF4E expression is associated with histopathologic grades in cervical neoplasia〔J〕.Hum pathol，2005，36(11):1197.

[15] 孫淼淼,馬 杰,魏 冰,等.乳腺癌組織中eIF4E蛋白表達(dá)及其意義 〔J〕.腫瘤基礎(chǔ)與臨床，2010，23 (4):280.

[16] Salehi Z，Mashayekhi F.Expression of the eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E) and 4E-BP1 in esophageal cancer〔J〕.Clin Biochem，2006，39(4):404.

[17] 燕王翔,陳 丹,雒 靜，等.真核細(xì)胞起始因子4E和p53在舌癌中的表達(dá)及其意義——附84例檢測報告 〔J〕.新醫(yī)學(xué),2010,41 (11):724.

[18] 鄭 杰.mTOR信號途徑與腫瘤〔J〕.生命科學(xué)，2006，18(3):261.

[19] 康麗菲,李月紅,張祥宏，等.子宮內(nèi)膜樣腺癌中mTOR和eIF4E蛋白表達(dá)及臨床意義〔J〕.臨床與實驗病理學(xué)雜志，2011,27 (1):71.

[20] Ruggero D，Montanaro L，Mal，et al.The translation factor eIF4E promotes tumor formation and cooperateswith c-myc in lym-phomagenesis〔J〕.Nat Med，2004，10(5):484.

[21] 張國強,潘 薇,趙 亮,等.eIF-4E腺病毒載體構(gòu)建及對乳腺癌MCF-7細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的影響 〔J〕.中國生物工程雜志，2008，28 (3):8.

[22] 王曉琳.PAMAM-eIF4E-shRNA納米微粒對人肝癌細(xì)胞抑制作用實驗研究〔D〕.上海:第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)位論文，2010.

[23] 劉子沛.eIF4E在膽管癌侵襲和轉(zhuǎn)移調(diào)控機(jī)制中的作用研究〔D〕.重慶:第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)位論文，2005.

[24] 曲明陽,邢光明,趙 莉,等.乳腺癌組織中eIF-4E基因?qū)EGF-C表達(dá)及淋巴轉(zhuǎn)移的影響〔J〕.中華腫瘤防治雜志，2007，14 (9):686.

[25] 孫陽陽,曹友德,劉 浩,等.shRNA沉默EIF4E基因?qū)θ橄侔㎝DA-MB-231細(xì)胞VEGF-C表達(dá)的影響〔J〕.中國腫瘤臨床，2011，38 (4):200.

[26] 邱 剛,陳奎生,權(quán)翼龍,等.真核始動因子4E表達(dá)與食管癌轉(zhuǎn)移關(guān)系的研究〔J〕.腫瘤基礎(chǔ)與臨床，2007，20 (3):206.

[27] 馬敏杰,韓 彪,劉 健,等.真核細(xì)胞翻譯起始因子4E、血管內(nèi)皮生長因子與食管癌血管生成及轉(zhuǎn)移的關(guān)系 〔J〕.重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2010，35 (11):1634.

[28] 張 波,朱成楚,陳保富,等.eIF4E基因在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)及意義〔J〕.中國肺癌雜志，2010，13 (12):1132.

[29] 盛紅光,梁 荔,姜言明，等.直腸癌標(biāo)本切緣翻譯啟動因子4E蛋白表達(dá)與預(yù)后的關(guān)系〔J〕.中國現(xiàn)代普通外科進(jìn)展,2010,13 (4):258.

[30] 王顯艷,王立平,耿敬姝,等.PTEN、eIF4E及CyclinD1在胃癌中的聯(lián)合表達(dá)及臨床意義 〔J〕.醫(yī)學(xué)研究雜志，2009，38 (11):43.

[31] 李 富,趙書佑.Survivin和eIF4E在喉鱗癌組織中的表達(dá)及其關(guān)系 〔J〕.齊魯醫(yī)學(xué)雜志，2009，24 (2):101.