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锌指蛋白A20与恶性肿瘤相关性研究的进展
200070 上海 第二军医大学附属长征医院肿瘤科 解婧综述,王杰军 审校
【摘要】 锌指蛋白A20是具有特征性锌指结构的一类蛋白,它参与机体炎症反应及细胞凋亡等重要的生命过程。近
来研究表明,A20在多种类型的肿瘤细胞和组织中异常表达,可能与肿瘤细胞的增殖、耐药和血管形成等相关,但具体作用机
制不明。深入研究A20在恶性肿瘤发生发展中的作用及其机制,对恶性肿瘤的诊断、治疗和预后判断均有重要的临床意义。
【关键词】锌指蛋白A20;TNFAIP3;肿瘤;凋亡
中国分类号:R730.2 文献标识码:A 文章编号:1009—0460(2010)01—0086—04
Research progresses in the relationship between Zinc-finger protein A20 and malignant tumors
XIE Jing,WANG Jie-jun.Department of Oncology,Changzheng Hospital,the Second Military Medical Univer-
sity,Shanghai 200070,China
【Abstract】The zinc—finger protein A20 plays crucial roles in numerous cellular processes,and defects in their regulation may
contribute to a variety of diseases including inflammation and cancer.A20 may have a close relationship with the proliferation of tumor
cells,drug resistance and angiogenesis.The detail mechanisms ale only partially understood.Therefore,we should go on exploring the
possible undedying mechanisms,and A20 could represent a potential novel therapeutic tool in the diagnosis and treatment of various
tumors.
【Key Words】Zinc-finger protein A20;TNFAIP3;Tumor;Apoptosis
美国病理学家Dixit于1990年在研究内皮细胞中对TNF
诱导应答的基因时,发现内皮细胞经TNF、IL-1和PLS刺激
时均能够迅速高水平表达的一条特殊基因…,其可读框编码
一种新型的锌指蛋白,命名为锌指蛋白A20,简称A20。后来
深入研究发现,A20是机体炎症反应和细胞凋亡的重要调控
基因之一。细胞凋亡是由多种因子介导的细胞主动死亡过 程,对机体或组织维持内环境的稳定和生物体的生长发育、
生命周期、衰老死亡都有着重要的作用。凋亡抑制也是肿瘤
发生的重要机制,凋亡通路的紊乱、促进凋亡因子的抑制、凋 亡抑制因子过表达以及凋亡基因的表达失控都会导致肿瘤
的发生、发展。而且,凋亡紊乱还导致肿瘤细胞对化疗药物
的抵抗,在肿瘤的治疗过程中如何促进肿瘤细胞凋亡已经引
起了人们极大的研究兴趣。最近的一些研究发现一些肿瘤
组织或细胞中存在A20表达异常,其介导的细胞凋亡改变可
能与肿瘤的发生、发展及预后相关,有希望为恶性肿瘤治疗
提供新的靶点。本文就A20的生物学特征、功能及与恶性肿
瘤的关系作一综述。
1 A20的生物学特征
A20基因,亦称肿瘤坏死因子0【诱导蛋白3(TNFAIP3),
cDNA全长4426bp,可读框2370bp(67~2436bp),转录产物
mRNA全长约410kb。A20是内皮细胞经TNF诱导后表达的 编码产物,且在TNF作用15分钟即可被检测到,正是3’端
非翻译区的4个“A TA”序列控制了这种表达的瞬时性特
性。人A20蛋白全长790个氨基酸,分子量90 kD,鼠A20较
人A20少l5个氨基酸,但具有90%的相同蛋白序列。A20
蛋白有两个功能结构域:A20的N末端区(1~385)和C末端
区(386~775),N末端区是A20的特征性结构区,与已知的
任何蛋白质无同源性;C末端区是锌指区,有7个特征性
Cys2/Cys2锌指结构,人和鼠相比,除了第4个指环结构中的
蛋氨酸由缬氨酸取代外,其余完全相同。A20锌指结构包括
6个Cys・X4-Cys・X1 1・Cys—X2・Cys模序和1个Cys—X2一Cys—
X11.Cys.X2.Cys模序 。
2 A20的生物学功能
2.1 A20抑制TNF介导的细胞凋亡A20最早被发现可以
抑制TNF介导的细胞凋亡,其在一些细胞系中的稳定过表达
也证实了这一点。但是值得注意的是,A20介导的凋亡抑制
并非存在于所有细胞系。因此,A20蛋白能够保护乳腺癌细
胞MCF-7、鼠纤维肉瘤细胞WEHI164、鼠胚胎细胞系NIH3T3
和内皮细胞抵抗由TNF介导的细胞凋亡,但是不能有效地保
护宫颈癌Hela细胞、肝细胞癌HepG2细胞和肺上皮细胞
A549。A20蛋白这种两面性效能的机制尚不明确。有研究
显示A20抑制TNF介导的细胞凋亡可能与以下变化相关:
15卷第1期Chinese Clinical Oneolo ̄v,Jan.2010,Vo1.15,No.1
磷惰酶A2激活受抑制、活性氧簇产物渐少、线粒体跨膜电位
改变故Caspase一3蛋白酶活化渐少。相似地,最近研究表明
A20也町以抑制 FNF介导的细胞死亡,并-q氧自由基产生渐
少及磷脂酶A,、磷脂酶C和磷脂酶D活性消失有关。除了
通过TNF介导,A20还_口J以通过其他一些系统来抑制细胞死
亡:人脐静脉内皮细胞及Louckes和BJAB B细胞的血清撤离
诱导捌亡、由p53过表达介导的H1299卜皮细胞凋亡以及
I Ps介导的人微血管内皮细胞系HMEC一1细胞死亡。然而
柑反的,在MCF-/及WEHI—S细胞中A20的过表达却对以下
情况没彳『影响:Fas受体介导的凋亡、淋巴因子激活的杀伤细
胞、血清撤离及氧化臆激。
2.2 A20对NF—KB的负反馈调节 在不同的细胞类型中发
现:A20的过表达能够阻断由NF、IL一1、LPS、佛波醇酯和过氧
化氛引起的NF—KB激活,还能够阻断TNF介导的NF—KB依
赖蛋 如E选择素、血管细胞黏附分子一1、lkB—a、IL-6、ILI8和
粒一巨噬细胞集落刺激因子的产生 另外,A20也能够抑制上
皮细胞【}J由EBV—LMP1以及人胚肾HEK293细胞中CD40过
表达引发的NF—KB激活 在流感病毒感染人和小鼠时,支气
管} 皮NF.KB表达增高,而A20转染的细胞,可明显抑制
N卜KB的活性 一相反,在A20缺陷小鼠,容易发生多器官
的炎症,并对亚致死量TNFa非常敏感,说明A20不但能抑制
FNFa昕致的细胞死亡.还1日『抑制NF—KB的活化 一
A20能够负性调节NF—KB及其依赖性基因的表达,而
A20丛 本身的表达是NF—KB依赖性的,说明k20参与了
NF—KB激活的负反馈调节 Klinkenberg等 研究发现构建
lr一系列A20突变体表达质粒转染炎症细胞模型,发现A20
对NF—KB的抑制功能主要取决于C末端的锌指结构,且只含
A20四个锌指的突变体就可以起到与野生型A20相同的抑
制作用 值得 意的是,受A20调控的NF—KB,其抗凋亡活
性 存局限的几个细胞系中观察到,表明A20可能存在2个
以上的作用不同靶点或细胞差异性表达 一研究发现多种
A20结合蛋白(A20 binding protein,ABP),如TRAI-、S、14—3—3、
IKK一 、ABINs、 FXBPI51、LMP1等 ,并可能与A20调节NF—
KB号转导途径有关 其中,A20蛋白需要通过与ABINs
(A20 binding inhibitol’s of NF—KB)蛋白结合后才能发挥作用
ABINs也只有 A20蛋 锌指结构特异性结合后才能介导
对NF—KB活性的抑制,且ABINs的C端90个氨基酸也是
F-KB活性披抑制的必要条件 在TNF作用下或者TNF—
R1应答过表达时,A20蛋白能够与IKK一 相互作用,阻断
IKK一-y将 游信号传递给IKK—d和IKK—B亚基.从而阻止
NF—Kf{的 化 ~
3 A20与恶性肿瘤的关系
3.1 A20过表达与肿瘤 在包括乳腺癌耐药株、炎性乳腺
癌、肾透明细胞癌和结直肠癌细胞系、前列腺癌羟基喜树碱
耐药侏、鼠纤维肉瘤细胞SV80等多种人类肿瘤细胞系和临
床标本【_}l,均发现有异常的A20过表达 、l ̄rebours等 ・87・
用实时定量PCR方法对比分析35例炎性乳腺癌及ⅡB、Ⅲ
期非炎性乳腺癌患者病理组织,发现60个NF— B相关基因
中包括A20在内的35个基因在炎性乳腺癌患者中发生明显
上调,可能为炎性乳癌提供了新的治疗靶点。王爱东等
对比研究了24例胶质瘤组织与5例正常脑组织,发现同一
患者肿瘤组织与其正常脑组织相比,A20基因表达上调;与
正常脑组织相比,WHOII和Ⅳ级肿瘤组A20表达升高,表明
A20的异常表达可能参与了胶质瘤的恶性进展过程。Vaziri
等“研究了肾透明细胞癌CAKI—l细胞系和结直肠癌HCT一
1 16细胞系,发现在乏氧状态下(1%O 浓度培养细胞),血管
内皮生长因子VEGF和A20较正常氧含量培养条件下表达
明显上凋,而且经索拉非尼药物体外处理48小时后,其表达
水平得以抑制,CAKI一1细胞出现>80%的坏死,结直肠癌
HCT一1 16细胞则以凋亡为主 3.2 A20突变、缺失与肿瘤据Honma等0 研究报道,在
眼附属器的淋巴瘤,A20所在的6q23位点发生纯合子缺失,
提示A20的功能缺损可能是肿瘤发病机制之一。Rinaldi
等 分析了193例边缘区B细胞淋巴瘤的单核苷酸多态性
(SNP),发现结外边缘区B细胞淋巴瘤存在特异性的6q23.3
位点缺失。Novak等0 进一步检测了32例边缘区B细胞淋
巴瘤中A20的总突变率为19%,包括结外边缘区B细胞淋
巴瘤(EMZLs)、原发性淋巴结边缘区B细胞淋巴瘤(NMZLs)
和脾边缘区B细胞淋巴瘤(SMZLs)中的突变率分别为18%、
33%和8%,通过FISH和SNP技术还发现了两个未突变 ̄a520
基因发生等位基因缺失,说明通过基因突变或缺失导致的
A20失活在边缘区B细胞淋巴瘤各亚型中普遍存在,并从而 激活NF KB、参与淋巴管形成。Laura等 ”分析了165例弥
漫性大B细胞淋巴瘤,发现活化B细胞样(GCB)亚型中
27%和非生发中心B细胞样亚型中25%均存在基因突变或
缺失导致的A20双等位基因失活,对突变病例的FISH分析
提示A20基因可能为抑癌基因并遭受两次“打击”使其
失活
3.3 A20与肿瘤耐药肿瘤细胞耐药性是肿瘤临床化疗失
败的主要原因之一,克服细胞耐药也是目前肿瘤研究的一个
热点。研究表明A20在肿瘤细胞耐药中的也起到一定的作
用,虽然这些作用似乎并不一致:一些研究表明高表达A20
能增加肿瘤细胞的药物敏感性,而另一些研究则认为A20的
高表达导致肿瘤细胞耐药。
Bredel等 通过耐药模型和基因组学研究神经胶母细
胞瘤对烷化剂产生耐药的分子机制,发现NF—KB通路上的几
个基因改变与耐药密切相关,A20被认为是由烷化剂引起
DNA损伤从而导致NF—KB通路激活的重要调控因素。在耐
药细胞株中,具有锌指结构的A20蛋白表达与基因转录水平
相一致,A20的持续低表达可能通过激发RIP依赖的信号级
联反应从而调控NF—KB介导的细胞生存。建立在耐药基础
上的生存预测模型提示A20与神经胶母细胞瘤患者预后相
关,可望成为NF—
KB介导的肿瘤耐药的新靶点,提高化疗