董歡 綜述 尹宜發(fā) 審校

1.三峽大學第二人民醫(yī)院放化療科，湖北 宜昌 443000；2.宜昌市第二人民醫(yī)院放化療科，湖北 宜昌 443000

叉頭框轉錄因子M1(forkhead box M1，F(xiàn)oxM1)是Forkhead家族蛋白中的一員，是具有一段特定“翼狀螺旋結構”DNA 結合域的轉錄因子，目前在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)FoxM1上調，對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起著重要作用，被認為是預防和治療人類癌癥的潛在靶點，然而其具體作用機制及下游靶基因尚不明確。沉默信息調節(jié)因子1(silent information regulator 1，SIRT1)是哺乳動物Sirtuins家族中的一員，是一種依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)的去乙酰化酶，研究表明SIRT1在多種腫瘤組織中存在表達，且各腫瘤中的表達具有顯著差異，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展起著促進或抑制的作用，而在部分腫瘤組織發(fā)現(xiàn)SIRT1與FoxM1存在一定的聯(lián)系。然而FoxM1、SIRT1在腫瘤中的表達，相互作用及其機制尚未完善。現(xiàn)就FoxM1、SIRT1在各腫瘤中的表達和功能的研究進展及相互作用做一綜述，并強調SIRT1可能是FoxM1的下游靶基因，為發(fā)現(xiàn)新的治療方案提供思路。

1 FoxM1

1.1 概述 FoxM1 的染色體位于12p13，包含10個外顯子，含110 個氨基酸。至今已鑒定出四種人類FoxM1亞型，F(xiàn)oxM1a同時包含外顯子Ⅴa和Ⅶa，并且缺乏反式激活活性，而其余三個外顯子FoxM1b (無Ⅴa 和Ⅶa)、FoxM1c(無Ⅶa)和FoxM1d(無Va)都具有轉錄活性，F(xiàn)oxM1蛋白具有三個定義明確的結構域：N末端阻遏結構域，C 末端反式激活結構域和一個高度保守的DNA 結合域[1]。FoxM1 是生物學活動的重要組成部分，包括調節(jié)細胞周期的G1/S 和G2/M 過渡、維持有絲分裂紡錘體完整性、血管生成、轉移、凋亡、DNA損傷修復，F(xiàn)oxM1的異常表達使這些功能中任何一種的失調都有助于腫瘤發(fā)生[2]。因此FoxM1被認為是預防和治療人類癌癥的潛在靶點。

1.2 FoxM1 與腫瘤 已在多種腫瘤細胞株及組織中發(fā)現(xiàn)FoxM1 存在高表達，且與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關，包括非小細胞肺癌、肝癌、胃癌、膠質瘤、皮膚癌[3]，腎癌、前列腺癌、膀胱癌[4]、宮頸癌[5]、乳腺癌[6]、卵巢癌[7]、胰腺癌[8]、結直腸癌[9]、尤文肉瘤[10]、骨肉瘤[11]。

1.2.1 FoxM1 與腦膜瘤 應用實時熒光定量PCR 法對101 例腦膜瘤組織中FoxM1 的表達進行研究，結果顯示FoxM1 的mRNA 呈高表達，且隨著惡性程度的升高，其表達水平逐漸增加，另外，F(xiàn)oxM1過表達促進了良性腦膜瘤細胞株增殖和侵襲性，基因敲除則抑制了惡性腦膜瘤細胞株的增殖和侵襲性，進一步證實FoxM1 與腦膜瘤的進展密切相關，在裸鼠模型中，移植了敲除FoxM1的惡性腦膜瘤細胞的小鼠產(chǎn)生明顯較小的腫瘤，而FoxM1抑制劑西霉素A可抑制腦膜瘤細胞增殖和體內腫瘤增長[12]。FoxM1與腦膜瘤的進展密切相關，且可能是惡性腦膜瘤的治療靶點。

1.2.2 FoxM1 與鼻咽癌 FoxM1 在鼻咽癌組織中高表達，采用免疫組化法對113 例鼻咽癌組織和29例非癌性鼻咽組織中FoxM1蛋白的表達進行檢測，與非腫瘤組織相比，F(xiàn)oxM1 在鼻咽癌組織中顯著上調，且與組織學分型、臨床分期、腫瘤復發(fā)和遠處轉移密切相關；FoxM1可促進細胞增殖，應用慢病毒轉染技術使鼻咽癌細胞中的FoxM1過表達，可見腫瘤細胞增殖明顯增加，用siRNA沉默鼻咽癌細胞中的FoxM1，細胞增殖則明顯受抑，對細胞周期進行研究，F(xiàn)oxM1過表達加速了鼻咽癌細胞從G0/G1期進入S 期；進一步研究FoxM1與干細胞特征的相關性，發(fā)現(xiàn)FoxM1在鼻咽癌細胞中增強了干細胞相關基因Nanog、ABCG2、SOX2和OCT4的表達，并誘導干細胞自我更新的能力，而在裸鼠模型中，F(xiàn)oxM1的過表達具有更高的致瘤性，且移植瘤中干細胞相關基因也被上調[13]。FoxM1可促進鼻咽癌的進展及腫瘤干細胞的特性。

1.2.3 FoxM1 與口腔鱗癌 利用實時熒光定量PCR 和蛋白免疫印跡法對口腔鱗癌細胞中FoxM1 的表達進行檢測，發(fā)現(xiàn)FoxM1的mRNA和蛋白水平明顯過表達，應用慢病毒RNA干擾技術沉默口腔鱗癌細胞中FoxM1 的表達，抑制了細胞增殖，降低了S 期細胞比例、集落形成、細胞遷移和侵襲性，進一步對細胞周期相關蛋白研究，結果顯示周期蛋白B1、D1和金屬蛋白酶2 表達水平明顯降低，而p27 和p21 表達增加[14]。FoxM1是口腔鱗癌發(fā)生發(fā)展的重要因素，可能是治療口腔鱗癌的新靶點。

1.2.4 FoxM1與食管鱗癌 SONG等[15]應用免疫組化等方法分別對78 例食管鱗癌組織及癌旁組織中FoxM1的表達進行檢測，結果顯示FoxM1在食管鱗癌組織中的表達明顯高于癌旁組織，用實時熒光定量PCR法檢測到食管鱗癌細胞中也存在FoxM1的表達，利用RNA干擾技術沉默食管鱗癌細胞中FoxM1的表達，可明顯抑制細胞的生長、遷移和侵襲能力。蓋領等[16]的研究也證實了FoxM1 在食管鱗癌組織中高表達，結合臨床病理資料，與淋巴結轉移、臨床分期、浸潤深度和預后有關，而與性別、年齡和分化程度無關?？梢奆oxM1與食管鱗癌的發(fā)生發(fā)展密切相關，且可能是食管癌治療的潛在靶點。

1.2.5 FoxM1 與黑色素瘤 對60 例黑色素瘤組織標本行免疫組化，發(fā)現(xiàn)FoxM1 蛋白呈高表達，且與腫瘤厚度、潰瘍形成及預后不良密切相關，而與年齡、性別、組織類型和淋巴結轉移無關。利用基因轉染技術及FoxM1抑制劑硫鏈霉素沉默黑色素瘤細胞中FoxM1的表達，均顯著抑制了黑色素瘤細胞增殖，通過敲除FoxM1，黑色素瘤細胞的遷移和侵襲性明顯降低，同時也提高了對達卡巴嗪的化療敏感性[17]。FoxM1與黑色素瘤的發(fā)生、發(fā)展、預后和化療敏感性密切相關，F(xiàn)oxM1抑制劑可能成為黑色素瘤新的治療選擇。

1.2.6 FoxM1 與軟組織肉瘤 采用免疫組化法對92例橫紋肌肉瘤組織中FoxM1蛋白進行檢測，顯示FoxM1 在橫紋肌肉瘤中呈高表達，且與預后密切相關，另外，F(xiàn)oxM1 可調控橫紋肌肉瘤細胞中血管內皮生長因子(VEGF)的表達，采用RNA 干擾技術沉默F(xiàn)oxM1，降低了VEGF的表達，且顯著抑制了橫紋肌肉瘤細胞的增殖、遷移和侵襲性，F(xiàn)oxM1 可能是橫紋肌肉瘤的重要預后因素和治療靶點[18]。對106例滑膜肉瘤組織中FoxM1的表達進行研究，結果顯示FoxM1的陽性率與不良預后密切相關，利用siRNA敲除滑膜肉瘤細胞中FoxM1，減少了細胞增殖，且增加了對阿霉素的敏感性，而阿霉素和FoxM1抑制劑硫鏈霉素聯(lián)合處理則進一步抑制了細胞增殖[19]。FoxM1與軟組織肉瘤的預后及治療密切相關。

2 SIRT1

2.1 概述 哺乳動物Sirtuins 家族包括SIRT1 到SIRT7 七個成員，它們與沉默信息調節(jié)因子2(silent information regulator 2，Sir2)共享一個催化結構域，其中SIRT1與Sir2的同源性最高[20]。人類SIRT1 編碼基因定位于染色體10q21.3，長約33 660 bp，包括9 個外顯子，具有高度保守性[21]，蛋白由N 末端結構域、共同催化結構域和C末端ESA多肽組成[22]。SIRT1主要定位于細胞核，參與糖、脂肪代謝、應激耐受、神經(jīng)保護、細胞生存、細胞周期的調節(jié)[20]。SIRT1 在多種腫瘤組織中存在表達，且各腫瘤中的表達具有顯著差異，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展起著促進或抑制作用。

2.2 SIRT1與腫瘤 SIRT1在大量腫瘤中發(fā)現(xiàn)了異常表達，然而，SIRT1在腫瘤中的作用是復雜且具有爭議的，在多數(shù)惡性腫瘤中都觀察到SIRT1 的過度表達，包括肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌、卵巢癌、宮頸癌、前列腺癌、皮膚癌、白血病、腦膠質瘤、軟組織肉瘤和甲狀腺癌，在口腔鱗狀細胞癌和頭頸部癌中SIRT1 水平降低，而SIRT1 在乳腺癌和結腸癌中表達情況仍具有爭議[23]。

2.2.1 SIRT1 與腎癌 對101 例腎癌及癌旁正常組織中SIRT1 的表達進行研究，發(fā)現(xiàn)SIRT1 在腎癌組織中的表達明顯低于癌旁組織，且SIRT1 的高表達有利于患者的預后，用基因轉染技術過表達腎癌細胞中的SIRT1基因，抑制了細胞增殖，SIRT1的敲除則促進了細胞增殖，將SIRT1過表達的腎癌細胞注入小鼠，形成了明顯較小的腫瘤，且提高了小鼠生存率，SIRT1通過抑制纖維蛋白原β(FGB)的表達抑制腎癌增殖，F(xiàn)GB 在腎癌組織中的表達上調，而SIRT1 過表達降低了FGB 的表達水平，此外，F(xiàn)GB 的過表達挽救了SIRT1 對細胞增殖的抑制作用，進一步對機制進行研究，發(fā)現(xiàn)FGB是信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)的靶基因，SIRT1通過去乙?；筍TAT3失穩(wěn)和降解，從而抑制FGB的表達[24]。SIRT1表達下調與腎癌的發(fā)生密切相關，且這種新的SIRT1-STAT3-FGB軸為腎癌治療提供了潛在的靶點。

2.2.2 SIRT1 與膀胱癌 SIRT1 通過增加葡萄糖轉運蛋白1(GLUT1)的轉錄活性和表達，從而促進膀胱癌的增殖和葡萄糖攝取，SIRT1和GLUT1在膀胱癌組織和細胞系中的表達均顯著上調，且在組織樣本中呈正相關，通過基因轉染技術使膀胱癌細胞中SIRT1過表達，促進了細胞增殖和葡萄糖攝取，SIRT1抑制劑EX527可顯著降低GLUT1的表達，抑制膀胱癌的增殖和葡萄糖攝取，而通過GLUT1過表達則部分逆轉了EX527的作用，另外，SIRT1的過表達促進了GLUT1的轉錄活性和表達[25]。SIRT1與膀胱癌的進展密切相關。

3 FoxM1、SIRT1在腫瘤發(fā)生中的關系

應用免疫組化法對包含688個乳腺癌標本的組織微陣列塊中FoxM1、FOXO3a、SIRT1 和SIRT6 進行研究，發(fā)現(xiàn)FoxM1 的表達水平與FOXO3A、SIRT1 和SIRT6 的表達水平呈正相關[6]。FoxM1 是腦膠質瘤細胞中SIRT1 的上游調節(jié)因子，F(xiàn)oxM1 在腦膠質瘤中高表達，應用基因轉染技術使腦膠質瘤細胞中FoxM1過表達，顯著增加了腦膠質瘤細胞中SIRT1的mRNA 和蛋白水平，利用siRNA 沉默F(xiàn)oxM1 的表達，降低了腦膠質瘤細胞中SIRT1的表達。在轉錄水平上研究發(fā)現(xiàn)FoxM1可與腦膠質瘤細胞中SIRT1基因的啟動子區(qū)結合，并以劑量依賴的方式激活SIRT1啟動子活性，進一步證實了膠質瘤中FoxM1對SIRT1的調控[26]。用實時熒光定量PCR法檢測miRNA-320和FoxM1在膠質瘤組織和細胞中的表達，與放射敏感性腫瘤相比，抗放射性膠質瘤的miR-320表達水平降低，F(xiàn)oxM1表達水平提高，且miR-320與膠質瘤患者FoxM1的表達呈負相關。用熒光素酶報告和蛋白免疫印跡法進一步驗證了miR-320 通過直接靶向FoxM1 的3'UTR 區(qū)來抑制FoxM1的表達，同時miR-320過表達也顯著抑制了細胞中SIRT1 的水平，而FoxM1 的異位表達逆轉了miR-320 介 導 的SIRT1 低 表 達 。 此 外 ，F(xiàn)oxM1 和SIRT1的過表達顯著減弱了miR-320誘導的膠質瘤細胞放射敏感性、凋亡和γH2AX 表達的增加，進一步證實miR-320 通過靶向FoxM1 抑制SIRT1 的表達，從而增加膠質瘤的放射敏感性[27]。在部分腫瘤中，F(xiàn)oxM1可調控SIRT1 基因的表達，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，并可能與新的治療靶點、放射治療等密切相關。

4 結語

FoxM1 和SIRT1 基因在多種腫瘤組織中異常表達，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起到重要作用，且與患者的預后密切相關。兩基因在部分腫瘤中存在一定的關系，在膠質瘤中可通過下調FoxM1從而下調SIRT1的表達，增加膠質瘤的放射敏感性。目前有關FoxM1和SIRT1 基因如何調控其他基因而影響腫瘤發(fā)生、發(fā)展的分子機制仍需進一步研究，鑒于兩基因在部分腫瘤中存在密切聯(lián)系，F(xiàn)oxM1、SIRT1在其他腫瘤中的相互作用及分子機制將成為一個有前途的研究方向，隨著研究的深入，未來可為腫瘤的治療提供新的選擇。