李斌

(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院消化內(nèi)科，甘肅 蘭州 730050)

DLC1在腫瘤中的研究進展

李斌

(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院消化內(nèi)科，甘肅 蘭州 730050)

在癌細胞中，識別基因及其功能的改變對腫瘤的預(yù)防與治療極其重要。大量證據(jù)顯示抑癌基因(Deleted in liver cancer 1，DLC1)，在癌細胞發(fā)生及轉(zhuǎn)移的過程作為抑癌基因，其編碼的蛋白是一種Rho GTPase的激活劑，可為治療腫瘤策略提供良好機會?，F(xiàn)就DLC1抑制多種腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移及其調(diào)控機制的相關(guān)研究進行綜述。

抑癌基因；黏著斑；腫瘤；發(fā)生；轉(zhuǎn)移

腫瘤疾病復(fù)雜的形成與基因的不穩(wěn)定及癌細胞個別特征密切有關(guān)。遺傳學(xué)與分子生物學(xué)是腫瘤形成的分子學(xué)基礎(chǔ)，早期發(fā)現(xiàn)基因及分子物質(zhì)的改變對腫瘤的發(fā)病機制至關(guān)重要。在人類多種腫瘤中，抑癌基因通過甲基化、磷酸化或與蛋白質(zhì)相互作用導(dǎo)致其頻繁的下調(diào)或沉默，是癌細胞形成與轉(zhuǎn)移的重要原因[1]。近年來，在腫瘤治療中出現(xiàn)一種新的趨勢，即通過表觀遺傳學(xué)機制介導(dǎo)的功能改變來提供及時有效地治療癌癥的策略。本研究以DLC1抑制腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移及其調(diào)控的病理生理機制進行相關(guān)綜述，望通過此途徑構(gòu)想出有效抑制腫瘤的策略。

1 DLC1基因的結(jié)構(gòu)與生物特性

DLC1(Deleted in Liver Cancer 1)是第一個從肝細胞癌(HCC)中發(fā)現(xiàn)的候選抑癌基因[2]。該基因位于染色體8p21.3-22上，但在肝細胞癌及其他腫瘤中容易發(fā)生丟失。自1998年識別DLC1基因至今，更多證據(jù)顯示在腫瘤中其表現(xiàn)出良好的抑癌特點。DLC1編碼的蛋白有三個主要的功能結(jié)構(gòu)域，分別為N端的SAM (Sterile alpha motif)、C端的 START(Steroidogenic acute regulatory-related lipid transfer)和RhoGAP。位于SAM和RhoGAP之間的鉸鏈區(qū)對DLC1黏著斑的定位起重要作用，主要通過與其他物質(zhì)相互作用及磷酸化作用。DLC抑癌家族，其中DLC1、DLC2和DLC3這三者的結(jié)構(gòu)相似且包含相同的功能區(qū)域。它們共同定位于黏著斑，并擁有激活GAP特征[3-5]。GAP作為分子開關(guān)，在細胞內(nèi)負性調(diào)節(jié)激活型GTP-Rho到非激活型GDP-Rho。Rho蛋白是正常生理過程的調(diào)節(jié)者，比如肌動蛋白細胞骨架的組成、轉(zhuǎn)錄、細胞運動和增殖。然而，異常的激活Rho蛋白可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移[6]。而肝癌細胞丟失DLC1也可增加RhoA的活性。激活Rho信號通路作為下調(diào)DLC1的一個結(jié)果。

有趣的是，DLC1并不是一直靜止在細胞中，其可游走到細胞核中來改變位置，但可引起半胱天冬酶-3 (Caspase-3)依賴的細胞凋亡[7]。細胞核中的位置主要依靠DLC1殘基415～430，其是一種由兩部分組成的核定位序列。此外，一種絲氨酸區(qū)域(氨基酸209～291)及殘基600～700也與調(diào)節(jié)DLC1與核的位置有關(guān)[8]。DLC1靶向進入細胞核的機制能明顯降低抑制腫瘤的功能。

2 DLC1與蛋白質(zhì)相互作用在腫瘤中的影響

2.1 DLC1與張力蛋白(Tensin)相互作用 Tensin是黏著蛋白家族的一種，包括Tensin1、2、3、4。在細胞骨架結(jié)構(gòu)中除了起支架蛋白作用外，Tensin還可能與信號傳導(dǎo)及細胞性狀轉(zhuǎn)化有關(guān)。四者結(jié)構(gòu)相似，由N端的肌動蛋白結(jié)合區(qū)和黏著斑結(jié)合區(qū)，及C端的Src同源結(jié)構(gòu)域2(SH2)和磷酪氨酸結(jié)合區(qū)域(PTB)組成。而Tensin4僅擁有SH2和PTB兩個區(qū)域，也稱C端張力樣蛋白(Cten)。位于DLC1中心區(qū)域的殘基S440和Y442，可與Cten的SH2區(qū)域結(jié)合[9]，但肽Y442的磷酸化作用可降低DLC1與Cten的SH2區(qū)域結(jié)合，并直接破壞黏著斑的定位及DLC1腫瘤抑制的活性[9]。同樣，Tensin1與DLC1相互作用也受磷酸酪氨酸非依賴的方式干擾，并調(diào)節(jié)DLC1腫瘤抑制的活性。DLC1的 375～385殘基可與Tensin2的PTB區(qū)域結(jié)合[10]，但破壞其結(jié)合也可導(dǎo)致部分RhoGAP和DLC1抑制腫瘤生長活性的降低。說明Tensin家族與DLC1結(jié)合可調(diào)控DLC1的活性，控制癌細胞的遷移和轉(zhuǎn)化[11]。

2.2 與其他蛋白分子相互作用 DLC1除了與Tensin相互作用外，也與其他蛋白相互作用。存在于START區(qū)域的899～996殘基介導(dǎo)DLC1與質(zhì)膜微囊結(jié)構(gòu)蛋白Caveolin-1形成復(fù)合體[12]，但相結(jié)合的部位若被刪除可有效抑制Rho的活性，降低抑制細胞遷移和克隆源性細胞增長[12]。除了Caveolin-1，Akt也可與DLC1的START區(qū)域相結(jié)合，并且通過S567的磷酸化作用來負性調(diào)控DLC1的生物活性[13]。此外，4，5二磷酸磷脂酰肌醇(PI(4，5)P2與DLC1相結(jié)合可刺激RhoGAP的活性；但PI(4，5)P2與DLC1有突變?nèi)毕莸牡鞍捉Y(jié)合，將有效地降低抑制Rho的活性并抑制細胞遷移和增殖的能力[14]。另外，DLC1的SAM區(qū)域可獨立地與真核延伸因子1A1(Eukaryotic elongation factor1A1，EF1A1)及PTEN相結(jié)合，并重新招募EF1A1到膜外圍來抑制細胞遷移[15-16]。

此外，位于SAM和RhoGAP之間的鉸鏈區(qū)也與多種蛋白相互作用，包括踝蛋白(Talin)、黏著斑激酶(FAK)、S100A10、14-3-3、α-catenin?？傊?，DLC1通過與多種蛋白相互作用調(diào)控細胞的增長和遷移，尤其是Tensin蛋白起著調(diào)控的主導(dǎo)作用，但其具體機制復(fù)雜且未知。

3 DLC1的磷酸化與腫瘤的關(guān)系

3.1 Protein kinase B/Akt的磷酸化作用 Hers等[17]首先提供了DLC1蛋白磷酸化作用調(diào)控的證據(jù)，但其導(dǎo)致重要功能的改變并沒有探究。蛋白激酶試驗證實Akt可直接在DLC1的保守序列S567上磷酸化[13]，并解除DLC1對細胞生長和抑制轉(zhuǎn)移活性的控制。在裸鼠中DLC1的S567D磷酸化突變可導(dǎo)致巨大腫塊形成和癌細胞遠處轉(zhuǎn)移。但DLC1的RhoGAP的活性并未受到影響，說明了DLC1抑制癌細胞的活性也可受RhoGAP非依賴途徑的介導(dǎo)。總之，Akt過多激活和表達導(dǎo)致DLC1功能異常，使腫瘤患者的預(yù)后差，總生存期不佳。

3.2 Protein kinase C/D的磷酸化作用 DLC1的鉸鏈區(qū)除了介導(dǎo)與多種蛋白相互作用，也與Protein kinase C/D(PKA C/D)磷酸化作用。PKAC及PKAD的激活可與S327及S431發(fā)生磷酸化，最終使DLC1與 14-3-3相結(jié)合，其復(fù)合體可抑制DLC1的RhoGAP的活性[18]。除外，與14-3-3相結(jié)合能掩飾DLC1的核定位序列，進一步阻礙其在核與質(zhì)之間的穿梭運動。PKD也可以直接磷酸化DLC1的S807殘基，其位于RhoGAP區(qū)域[19]，體外實驗顯示，S807的磷酸化作用可負性調(diào)節(jié)DLC1抑制細胞生長和遷移能力。也有文獻顯示PKA可磷酸化S549，可導(dǎo)致DLC1二聚體的生成，并增加RhoGAP的活性并且抑制癌細胞的生長和轉(zhuǎn)移[20]。這些結(jié)果說明PKA C/D對調(diào)控DLC1的活性至關(guān)重要。上述研究都表明，DLC1的蛋白激酶磷酸化作用在腫瘤的病理生理過程中發(fā)揮重要作用，正常DLC1通過多種途徑磷酸化作用，導(dǎo)致DLC1表達異常和DLC1活性的變化，進一步引起影響癌細胞的生長和轉(zhuǎn)移。

4 DLC1與腫瘤的相關(guān)性

4.1 肝癌 作為我國臨床上常見腫瘤之一且發(fā)病率逐年增高的肝癌，盡管患者目前能接受有效的外科切除及前沿的化療方法，但生存率依然很低。在肝癌中，DLC1可抑制細胞的遷移和癌癥的轉(zhuǎn)移，但其顯著下調(diào)或缺失，并且抑制癌細胞發(fā)生及遷移的作機制并不是非常清楚。在一項臨床研究中，52%的肝細胞癌患者發(fā)生DLC1基因的丟失[21]，然而在轉(zhuǎn)移性肝細胞癌細胞系及外科標(biāo)本中也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果。更為驚訝的是DLC1的表達和侵襲的程度及轉(zhuǎn)移的傾向存在緊密的聯(lián)系，高度侵襲性腫瘤與低度侵襲性相比，DLC1的表達顯著降低，轉(zhuǎn)移性的肝細胞癌細胞株與非轉(zhuǎn)移性相比，DLC1的表達也相應(yīng)降低[22]。為了進一步研究，有研究者發(fā)現(xiàn)來源于高度侵襲性肝細胞癌的Focus和7703K兩者中缺乏DLC1的表達，但在體外恢復(fù)DLC1的表達后可顯著抑制細胞的增殖，并且在體內(nèi)實驗也一定程度上抑制腫瘤的發(fā)生[23]。

4.2 前列腺癌 作為男性常見的惡性腫瘤前列腺癌，約1/3前列腺癌根除后的患者會復(fù)發(fā)或遠距離轉(zhuǎn)移，進一步發(fā)展為雄激素難治性前列腺癌，并且越來越增加腫瘤細胞的侵襲性[24]。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，在前列腺癌中DLC1可抑制細胞的增生、侵襲和重新恢復(fù)凋亡信號，但在前列腺癌中其也表現(xiàn)下調(diào)或缺失。有研究發(fā)現(xiàn)，DLC1基因沉默的前列腺上皮可通過上調(diào)VEGF來促進細胞轉(zhuǎn)化，并伴有缺氧誘導(dǎo)的積累因子1α及其核定位的生成[25]。在進一步的前列腺癌轉(zhuǎn)移模型中，DLC1的丟失可使NF-κB激活水平顯著增高，使粘附連接穩(wěn)定性發(fā)生變化，導(dǎo)致癌細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移[24]。同樣在癌細胞中，E-cadherin表達水平上調(diào)，導(dǎo)致細胞侵襲的程度提高[26]。

4.3 乳腺癌 作為抗腫瘤基因，DLC1在乳腺癌的復(fù)發(fā)、進展、侵襲和轉(zhuǎn)移起著重要作用。一項國外研究表明，在相鄰的正常組織及良性乳腺病變標(biāo)本與乳腺癌相比，DLC1的表達水平顯著增高，在高度侵襲伴轉(zhuǎn)移性腫瘤與低度侵襲腫瘤相比，DLC1表達水平降低[27]。乳腺癌標(biāo)本顯示DLC1低表達可增加PTHLH的表達，進一步增加溶骨性骨轉(zhuǎn)移且具有器官特異轉(zhuǎn)移性[28]。另外一項研究表明，DLC1的高表達和CDK6的低表達協(xié)同作用與乳腺癌的良好預(yù)后有關(guān)[29]。

4.4 肺癌 大量的數(shù)據(jù)顯示DLC1在肺癌的發(fā)展及轉(zhuǎn)移中起著重要作用，并且有效地監(jiān)視DLC1已經(jīng)被認為是肺癌預(yù)后結(jié)果的一個可靠標(biāo)記[30]。在缺乏內(nèi)源性表達DLC1非小細胞肺癌轉(zhuǎn)染其后可抑制癌細胞在裸鼠的移植瘤的生長。而肺癌中DLC1基因發(fā)生甲基化作用預(yù)示著癌細胞可能或已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)移[31]。有研究表明，在291例肺腺癌的組織中發(fā)現(xiàn)DLC1的表達與早期肺癌的預(yù)后存在很大關(guān)系[32]；此外，LDC1的下調(diào)也與非細胞肺癌較差的預(yù)后有關(guān)，而且其過度表達與化療藥物抵抗有關(guān)，如厄洛替尼、順鉑；但其低表達也與一定程度的化療藥物抵抗有關(guān)，如依托泊苷、卡鉑[33]。

4.5 其他腫瘤 有研究表示DLC1功能可能與其他腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移有關(guān)，比如多發(fā)性骨髓瘤、卵巢癌、腎癌、鼻咽癌、胰腺癌與泌尿系腫瘤。多種腫瘤相關(guān)的研究表明，DLC1可抑制癌細胞的增殖和遷移。

5 展 望

綜上所述，DLC1功能的缺失或下調(diào)，可造成癌細胞的發(fā)生、遠處轉(zhuǎn)移及繼發(fā)性損傷；但調(diào)控其抑制功能是一個復(fù)雜的過程，并且涉及多種蛋白及信號通路，其介導(dǎo)癌細胞轉(zhuǎn)移的具體機制還沒有闡述清楚。若DLC1的研究取得突破性進展，將可能成為治療腫瘤的靶點，降低轉(zhuǎn)移的機率，提高患者的生存質(zhì)量和增加患者的生存率。

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Research progress of DLC1 in carcinoma.

LI Bin.Department of Gastroenterology,Lanzhou General Hospital of Lanzhou Command,Lanzhou 730050,Gansu,CHINA

In cancer cells,the identification of genetic and functional alterations is critical for designing preventive and therapeutic strategies.Evidence showed that the deleted in liver cancer 1(DLC1)acted as a suppressor gene in the genesis and metastasis of cancer cells.Moreover,protein DLC1,a Rho GTPase activator,promises opportunities for therapeutic strategies based on DLC1 function.This review presents evidence supporting an anti-occurrence and metastatic role for DLC1 in human cancers and discusses the mechanisms contributing to its inhibitory effects.

Deleted in liver cancer 1(DLC1);Focal adhesion;Tumor;Genesis;Metastasis

R73-3

A

1003—6350(2016）05—0792—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.036

2015-05-09)

李斌。E-mail：chenly0939@163.com