王 博，薛 鋒，劉娟妮，陳 偉，余 明，梁英平，李俊?！?/p>

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽(yáng)712000)，2.陜西省核工業(yè)二一五醫(yī)院(咸陽(yáng)712000)

·綜述·

*陜西省社會(huì)發(fā)展科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015SF239)

△通訊作者

FOXJ1基因與腫瘤相關(guān)性研究進(jìn)展*

王 博1，薛 鋒2，劉娟妮2，陳 偉2，余 明1，梁英平2，李俊海2△

1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)(咸陽(yáng)712000)，2.陜西省核工業(yè)二一五醫(yī)院(咸陽(yáng)712000)

FOXJ1是叉頭框蛋白家族中的一員，其與乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌以及室管膜和脈絡(luò)叢腫瘤的惡性程度及預(yù)后均有密切關(guān)系。本文對(duì)FOXJ1的結(jié)構(gòu)與功能及其與疾病的相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)闡述，為腫瘤的早期診斷、預(yù)測(cè)和治療提供新的思路。

Forkhead-box J1(FOXJ1) 在呼吸系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)的研究較多。近幾年，F(xiàn)OXJ1與腫瘤的關(guān)系逐漸被認(rèn)識(shí)，并且發(fā)現(xiàn)其在不同的腫瘤中發(fā)揮的作用不盡相同，并且有可能成為腫瘤早期診斷、預(yù)測(cè)腫瘤惡性程度及治療的重要分子?，F(xiàn)將FOXJ1在腫瘤中的作用進(jìn)行闡述。

1 FOXJ1的結(jié)構(gòu)與功能

人類(lèi)叉頭框基因家族至少由43個(gè)成員組成，包括FOXA1-FOXO1。現(xiàn)在，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到FOX基因在許多關(guān)鍵的生物學(xué)進(jìn)程中發(fā)揮特征性的作用[1]。FOXJ1又名HNF-3(Hepatocyte nuclear factor-3)，也稱(chēng)HFH-4(Forkhead Homologue-4)，是叉頭框轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員，是一類(lèi)DNA結(jié)合域具有翼狀螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄基因[2]。FOXJ1基因定位于17q22-q25，cDNA全長(zhǎng)約2.6 kb，包含3’UTR，polayA信號(hào)和11bp5’UTR，能夠編碼403個(gè)氨基酸。在ATG上游219bp處FOXJ1基因開(kāi)始轉(zhuǎn)錄，附近無(wú)TATA盒，只有CPG島，可能控制FOXJ1的表達(dá)[3]。FOXJ1基本結(jié)構(gòu)包含有核定位序列(NLS)、DNA結(jié)合域(WHD)以及轉(zhuǎn)錄激活域(TAD)，細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子等外界信號(hào)激活FOXJ1表達(dá)，F(xiàn)OXJ1進(jìn)而與靶基因啟動(dòng)子上特異序列結(jié)合激活靶基因轉(zhuǎn)錄[1]。

2 FOXJ1在腫瘤中的作用

2.1 抑癌基因作用 FOXJ1在腫瘤中發(fā)揮抑癌基因的作用已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，其中在乳腺癌細(xì)胞中，Sela等[4]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)FOXJ1有抑制NF-κB轉(zhuǎn)錄活性，并且在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)FOXJ1有抑制炎癥反應(yīng)的作用。然而NF-κB是一個(gè)免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因子，NF-κB失調(diào)總是能夠?qū)е录?xì)胞生長(zhǎng)失去限制，凋亡細(xì)胞減少和增加細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能[5]。有學(xué)者認(rèn)為FOXJ1是一種通過(guò)抵抗NF-κB活性發(fā)揮抑制腫瘤生長(zhǎng)作用，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)FOXJ1基因在異常超甲基化腫瘤中普遍存在，提示FOXJ1沉默是乳腺腫瘤形成的重要潛在因素[6]。干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子NANOG是轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子中非常重要的一個(gè)，對(duì)腫瘤細(xì)胞的自我更新、維持腫瘤多樣性有著不可或缺的作用。通過(guò)與良性組織進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)卵巢癌細(xì)胞中，NANOG與腫瘤分期、不良組織學(xué)分級(jí)、化療敏感性下降以及不良的預(yù)后明顯相關(guān)[7]。當(dāng)NANOG的表達(dá)被穩(wěn)定抑制時(shí)，F(xiàn)OXJ1的表達(dá)水平上升；相反，如果NANOG的表達(dá)量升高，則有FOXJ1表達(dá)下降;并且發(fā)現(xiàn)FOXJ1是NANOG調(diào)控卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、侵襲的下游調(diào)控子[8]。有研究將不同分化級(jí)別子宮內(nèi)膜癌作為研究對(duì)象，利用基因芯片技術(shù)，對(duì)基因表達(dá)譜進(jìn)行層次聚類(lèi)分析，從而篩選出有差異表達(dá)的基因，發(fā)現(xiàn)其中FOXJ1在低分化腫瘤中下調(diào)，而在中或高分化腫瘤中表達(dá)增高[8]。王靜等[9]對(duì)105例胃癌標(biāo)本和癌旁正常組織對(duì)比發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXJ1的低表達(dá)與胃癌患者的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移明顯相關(guān)(P<0.01)，通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)FOXJ1的過(guò)度表達(dá)明顯減弱了細(xì)胞生長(zhǎng)、遷徙、轉(zhuǎn)移和侵襲的能力；降低FOXJ1的表達(dá)量有相反的作用。因此，F(xiàn)OXJ1表達(dá)量的降低是胃癌預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，并有可能成為下一個(gè)治療胃癌方案中的重要靶點(diǎn)。進(jìn)一步的研究推測(cè)FOXJ1可能通過(guò)抑制Wnt通路激活來(lái)抑制胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移，因?yàn)镕OXJ1可以增強(qiáng)降解復(fù)合體的磷酸活性，抑制 β-catenin在胃癌細(xì)胞漿內(nèi)的聚集和核移位。有學(xué)者在肺腺癌中通過(guò)兩階段誘導(dǎo)干細(xì)胞樣細(xì)胞的方式，在第二階段發(fā)現(xiàn)當(dāng)通過(guò)維生素D3和SAHA誘導(dǎo)使肺腺癌細(xì)胞失去干細(xì)胞樣特點(diǎn)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的P63和FOXJ1表達(dá)量明顯升高，并發(fā)揮抑癌基因作用，重新將這些細(xì)胞在體外培養(yǎng)，使其獲得對(duì)順鉑的敏感性，并發(fā)現(xiàn)腫瘤擴(kuò)增的能力下降，說(shuō)明FOXJ1在維生素D3和SAHA誘導(dǎo)治療肺腺癌干細(xì)胞樣改變中起到了改善腫瘤表型和改善患者預(yù)后的作用[10]。FOXJ1表達(dá)于正常的室管膜和脈絡(luò)叢細(xì)胞中，通過(guò)與正常腦室組織和腦內(nèi)其他類(lèi)型腫瘤比較，發(fā)現(xiàn)在室管膜瘤和脈絡(luò)叢腫瘤中存在FOXJ1的表達(dá)明顯下降。在大多數(shù)室管膜起源的腫瘤中，降低FOXJ1的表達(dá)預(yù)示腫瘤有著更高的惡性程度、更高的腫瘤分期和不良的預(yù)后；類(lèi)似的，F(xiàn)OXJ1的表達(dá)量隨著腫瘤分化程度的升高而降低[11]。一項(xiàng)最近的研究表明，檢測(cè)FOXJ1的表達(dá)有助于室管膜瘤和脈絡(luò)叢腫瘤的診斷和評(píng)估預(yù)后。

2.2 促癌基因作用 研究者通過(guò)對(duì)80對(duì)肝癌組織及癌旁正常組織進(jìn)行Western blot和108例肝癌組織進(jìn)行免疫組化檢測(cè)，證實(shí)FOXJ1在肝癌組織中是明顯高表達(dá)的；分析發(fā)現(xiàn)FOXJ1的高表達(dá)與腫瘤的組織分化程度(P<0.01)、腫瘤生長(zhǎng)標(biāo)志物ki67(P<0.01)相關(guān)。多因素分析表明在肝癌患者中腫瘤分化程度(P<0.01)、轉(zhuǎn)移情況(P<0.05)、腫塊大小(P<0.05)、FOXJ1(P<0.01)和ki67(P<0.01)是獨(dú)立預(yù)后因素。另外，在進(jìn)一步試驗(yàn)中FOXJ1過(guò)度表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變[12]。與在乳腺癌中不同，在肝癌組織中FOXJ1過(guò)表達(dá)與腫瘤惡性程度和不良預(yù)后相關(guān)，并且能夠影響腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞周期進(jìn)展。類(lèi)似的在腎透明細(xì)胞癌組織中有同樣的發(fā)現(xiàn)。對(duì)收集的286例腎透明細(xì)胞癌患者的組織進(jìn)行檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)FOXJ1是明顯高表達(dá)的。通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)降低FOXJ1的水平、腎透明細(xì)胞的生長(zhǎng)能力下降；通過(guò)裸鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，明確FOXJ1增強(qiáng)細(xì)胞生長(zhǎng)能力的作用非常明顯[12]。

3 FOXJ1與其他疾病

3.1 FOXJ1與免疫系統(tǒng)疾病 之前有研究表明，F(xiàn)OXJ1的異常表達(dá)與免疫系統(tǒng)疾病和特定的炎癥相關(guān)，這是因?yàn)镕OXJ1能夠抑制T細(xì)胞的活性，導(dǎo)致自然抗免疫作用[13]。另外，在體液免疫B細(xì)胞的生發(fā)中心以及與B細(xì)胞自身免疫抗體產(chǎn)生的過(guò)程中，F(xiàn)OXJ1是缺乏的，因此FOXJ1能夠抑制體液免疫B細(xì)胞發(fā)揮免疫作用[14]。目前研究發(fā)現(xiàn)[15]，由于FOXJ1和FOXO3a缺陷，使部分免疫T細(xì)胞過(guò)度活化，這部分過(guò)度活化的T細(xì)胞能通過(guò)過(guò)表達(dá)刺激分子或(和)效應(yīng)細(xì)胞因子，進(jìn)而使得致病性自身抗體形成，激活體液免疫反應(yīng)引起自身反應(yīng)性B細(xì)胞活化不受限制，最終引發(fā)自發(fā)性多系統(tǒng)自身免疫性反應(yīng)綜合征。

3.2 FOXJ1與纖毛功能相關(guān)疾病 運(yùn)動(dòng)纖毛通過(guò)節(jié)律性的擺動(dòng)引起液體流動(dòng)。研究表明[16]，F(xiàn)OXJ1因子在控制運(yùn)動(dòng)纖毛合成的轉(zhuǎn)錄過(guò)程中發(fā)揮主要調(diào)控作用。氣道纖毛通過(guò)擺動(dòng)將氣道黏液快速清除，發(fā)揮抵御病原侵入作用。FOXJ1缺陷小鼠在發(fā)育過(guò)程中出現(xiàn)左右不對(duì)稱(chēng)發(fā)育，并且在小鼠成年后氣道纖毛上皮缺失[17]。另外，人類(lèi)有一種病變累及全身纖毛，從而出現(xiàn)相應(yīng)的癥狀，表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的慢性鼻竇炎、支氣管擴(kuò)張、男性不育以及不同程度的女性不孕[18]，該疾病為常染色體隱性遺傳疾病—原發(fā)性纖毛運(yùn)動(dòng)障礙。

4結(jié)語(yǔ)綜上所述，F(xiàn)OXJ1在不同的腫瘤中發(fā)揮不同的作用。在乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌以及室管膜和脈絡(luò)叢腫瘤中，F(xiàn)OXJ1提示腫瘤惡性程度低，預(yù)后較好。進(jìn)一步推測(cè)，如果腫瘤來(lái)源于具有可動(dòng)纖毛的組織如睪丸、輸卵管和氣道上皮，F(xiàn)OXJ1有可能成為這些腫瘤診斷和預(yù)后判斷的重要手段。另一方面，與可動(dòng)纖毛無(wú)關(guān)的正常組織(如肝臟、腎臟)中有FOXJ1高表達(dá)，可能預(yù)示組織細(xì)胞偏離正常生長(zhǎng)、分化、凋亡過(guò)程，發(fā)生轉(zhuǎn)移或者腫瘤形成。因此，F(xiàn)OXJ1很有可能成為腫瘤診斷，以及預(yù)測(cè)和改善預(yù)后的重要靶點(diǎn)。

[1] Myatt SS，Lam EW. The emerging roles of forkhead box (Fox) proteins in cancer[J]. Nature Reviews Cancer，2007，7(11):847-859.

[2] Maiti AK，Bartoloni L，Mitchison HM，etal. No deleterious mutations in the FOXJ1 (alias HFH-4) gene in patients with primary ciliary dyskinesia (PCD)[J]. Cytogenetics & Cell Genetics，2000，90(1-2):119.

[3] Brody SL，Hackett BP，White RA. Structural characterization of the mouse Hfh4 gene，a developmentally regulated forkhead family member[J]. Genomics，1997，45(3):509-518.

[4] Sela U，Dayan M，Hershkoviz R，etal. The negative regulators Foxj1 and Foxo3a are up-regulated by a peptide that inhibits systemic lupus erythematosus-associated T cell responses[J]. European Journal of Immunology，2006，36(11):2971-2980.

[5] Lu T，Stark GR. Cytokine overexpression and constitutive NFkappaB in cancer[J]. Cell Cycle，2014，3(9)：1114-1117.

[6] Berna D，Lisa MD，Mallory G，etal.Comparative Epigenomics of Human and Mouse Mammary Tumors[J]. Genes Chromosomes Cancer，2009，48(1)：83-97.

[7] Lee M，Nam EJ，Kim SW，etal. Prognostic impact of the cancer stem cell-related marker NANOG in ovarian serous[J]. Int J Gynecol Cancer，2012 ，22(9)：1489-1496.

[8] 蔡 斌，David H，路光中，等.不同分化級(jí)別子宮內(nèi)膜癌差異表達(dá)基因探討[J].中國(guó)腫瘤臨床，2007，34(18)：1033-1035.

[9] Wang J，Cai X，Xia L，etal. Decreased expression of FOXJ1 is a potential prognostic predictor for progression and poor survival of gastric cancer[J]. Ann Surg Oncol，2015，22(2)：685-692.

[10] Li R，Huang J，Ma M，etal. Two-stage induced differentiation of OCT4+/Nanog+stem-like cells in lung adenocarcinoma[J].Oncotarget，2016，7(42)：68360-68370.

[11] Abedalthagafi MS，Wu MP，Merrill PH，etal. Decreased FOXJ1 expression and its iliogenesis programme in aggressive ependymoma and choroid plexus tumours[J]. J Pathol ，2015，238(4)：584-597.

[12] Hong SK，Chang WJ，Ji HP，etal. Application of simplified Fuhrman grading system in clear-cell renal cell carcinoma[J]. BJU International，2011，107(3)：409-415.

[13] Li CS，Zhang Q，Lim MK，etal. Association of FOXJ1 polymorphisms with systemic lupus erythematosus and rheumatoid arthritis in Korean population [J]. Experimental & Molecular Medicine，2007，39(6)：805-811.

[14] Lin L，Brody SL，Peng SL. Restraint of B cell activation by Foxj1-mediated antagonism of NF-kappa B and IL-6[J]. Journal of Immunology，2005，175(2)：951-958.

[15] Srivatsan S，Peng SL. Cutting edge: Foxj1 protects against autoimmunity and inhibits thymocyte egress.[J]. Journal of Immunology，2005，175(12):7805.

[16] Choksi SP，Babu D，Lau D，etal. Systematic discovery of novel ciliary genes through functional genomics in the zebrafish [J]. Development，2014，141(17):3410-3419.

[17] Stauber M，Weidemann M，Dittrich-Breiholz O，etal. Identification of FOXJ1 effectors during ciliogenesis in the foetal respiratory epithelium and embryonic left-right organiser of the mouse[J]. Developmental Biology，2016，423(2):170-188.

[18] Schrottfischer A，Rieger G，Morass B，etal. Diagnostics of primary ciliary dyskinesia[J]. Laryngo- rhino- otologie，2008，87(11):821-825.

(收稿：2017-01-23)

腫瘤 癌基因蛋白質(zhì)類(lèi) @FOXJ1

R730.2

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.10.073