肿瘤抑制基因KAI1 CD82的研究进展

   KAI1/CD82基因是新近研究发现的一种肿瘤转移抑制基因，它的正常表达能抑制肿瘤的转移能力。研究发现它在多数恶性肿瘤中表达降低，且与肿瘤的预后、恶性进展、治疗以及与其它肿瘤相关基因有着密切的关系。
   
　　肿瘤侵袭、转移是一个极其复杂的多基因调控和多步骤发展过程。它涉及到肿瘤细胞、机体、靶组织的相互影响和作用，还涉及到一系列肿瘤侵袭转移相关基因的结构和（或）功能的异常。一些基因受抑制，一些基因被激活，而另一些基因则表现为缺失或功能失活，或者相互拮抗，从而影响其抗侵袭转移功能的正常发挥。KAI1基因是最近发现的一个新的肿瘤转移抑制基因，它的转移抑制作用已在前列腺癌转移中得到证实，KAI1基因低表达可导致人前列腺癌转移的发生。现将肿瘤抑制基因KAI1/CD82的研究进展综述如下。
   
　　1 KAI1/CD82基因的结构
   
　　KAI1基因（Kang Ai1），中文名是“抗癌1号”，它是Dong等 ［1，2］  在研究前列腺癌时发现的一个肿瘤抑制基因。它位于人染色体11p11.2上，该基因全长约80kb，含8kb的5'端、10个显子、9个内含子和8kb的3'端。KAI1的编码区开始于外显子3的第25个碱基到外显子10的第75个碱基。KAI1基因的5'启动子区长753bp，启动子区富含G-C，没有TATA或CCAAT盒，含有9个转录因子SP1的结合位点和5个AP2的结合位点。GAO AC等 ［3］发现KAI1基因的最小启动子长0.5kb（从-197到+351bp），它包含2个区域。
    
　　第一个区域从-197到+1bp，第二个区域从+1到+351bp（包括第一个外显子和第一个内含子的一部分）。在更上游（-735到-197bp）是第二个调控因素，起到负调控作用。Marreiros等还发现在-922到-846bp处有一个第三调控因素，起到促进KAI1基因表达的作用。
   
　　KAI1cDNA长2.4kb，编码含有267个氨基酸的蛋白质，其分子量为29610D。该蛋白具有4个疏水的跨膜结构域和一个细胞外亲水结构域，在胞外结构域上有3个潜在的N-糖基化位点。而正是该位点与其生物学特性密切相关。
   
　　2 KAI1/CD82的分子生物学特性
   
　　KAI1蛋白属于4次跨膜超家族 ［1］  （transmembrane4suˉper-family，TM4SF）成员之一。TM4SF除了CD82外，还包括CD9、CD63、CD53、CD37等。这是一类结构和功能非常相似的细胞膜糖蛋白，拥有4个跨膜区，跨膜区上有一些高度保守的具有极性的氨基酸。虽然TM4SF的作用机制尚未清楚，但其在细胞的集聚、粘附、迁移、增殖中均有调节作用。细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的相互作用离不开粘附分子的参与，其中包括粘合素超家族（integrin supˉfamily）、免疫球蛋白超家族（immunoglobulin supfamily）、选择素超家族（seletin）及其它粘附分子。蛋白激酶C（protein kiˉnase C，PKC）和GTP酶（GTPases）在生物体内有着广泛而重要的作用，参与细胞的各种生理活动。最近研究发现 ［4，5］   PKC、ρ-GTPases参与TM4SF和粘合素分子之间的结合，从而在细胞信号传导中发挥作用。除了能和粘合素分子作用外，TM4SF还可以与其它分子结合 ［6］  ，如在T细胞中，CD82与CD4、CD8分子结合，在B细胞中CD82与主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex，MHC）形成复合体。人类白细胞抗原（human leucocyte antigen，HLA）能保护自体细胞免受自然杀伤细胞（nature killer cell，NK）介导的细胞毒性作用。在研究中发现CD82能与HLA-I重链结合，提示CD82可能在NK细胞介导的细胞毒效应中起调节作用。同时TM4SF各成员之间也可以相互作用，从而形成一个网络，在细胞的聚集、粘附、迁移等生理及病理活动中发挥重要作用。
   
　　3 KAI1/CD82在肿瘤中的表达和对预后的评价
   
　　Dong等 ［1］  将KAI1cDNA转入具有转移能力的前列腺细胞AT6.1，将转染后的细胞接种于裸鼠，发现KAI1的表达可明显抑制肺转移的数目，但并不影响原发肿瘤的生长率。与正常前列腺组织比，来源于转移前列腺癌的细胞系KAI1表达减少。这些结果说明KAI1可能在人前列腺癌的转移中有抑制作用。Tozawa K等 ［7］  对16例前列腺癌患者进行免疫组化法测KAI1的表达与前列腺癌A期预后的关系。6例患者（1例A1期，5例A2期）出现临床进展，平均生存期40.8个月。4例患者死于临床进展，平均生存期31个月，这4例患者都是A2期，低分化腺癌。10例患者未出现临床进展。结果与有疾病进展的前列腺癌患者相比，无疾病进展的前列腺癌患者的KAI1过表达。这些结果表明主要是A2期患者引起疾病进展，弱表达KAI1与疾病进展有高度相关性。Lijovic M等 ［8］在良性前列腺增生和前列腺癌中测KAI1/CD82的表达，发现前列腺癌比良性前列腺增生有明显的KAI1/CD82过表达（P=0.022）。高分化和中分化的前列腺癌比良性前列腺增生的KAI1/CD82表达水平增高，在低分化前列腺癌中KAI1/CD82表达水平下降。但与癌症相关的前列腺增生中KAI1/CD82的表达比良性前列腺增生中的表达水平显著增高（P=0.009）。由此认为KAI1/CD82的过表达可能限制早期前列腺癌的发展，而它的丢失可能使肿瘤更具有侵袭行为，改变KAI1/CD82的表达在前列腺癌和与癌相关的前列腺增生中有改善预后的重要作用。Yang X等［9］  用免疫组化法检测81例乳腺癌标本中KAI1蛋白表达。发现在正常乳腺组织和非侵袭性乳腺癌（如原位导管癌）中KAI1蛋白高表达，在浸润性乳腺癌中低表达。肿瘤恶性程度越高越表现出KAI1基因低表达。另外，在29例显示出多阶段恶性标本中（包括良性乳腺组织、原位导管癌、浸润癌），23例KAI1基因表达显示出明显不同。在癌标本中，标本恶性程度越高，KAI1基因表达越低。这表明在进展期乳腺癌中KAI1基因表达下降。再将KAI1cDNA转染入两个高度恶性的乳腺癌细胞系，LCC6和MDA-MB-231，它们本身具有KAI1低表达。结果高KAI1表达显著抑制转染KAI1基因的LCC6细胞的转移能力。转移抑制与降低肿瘤生长率及在软琼脂中细胞系的形成有关。而且，KAI1的表达显著抑制KAI1转染的MDA-MB-231细胞的体外侵袭能力。这些结果表明KAI1基因可能对乳腺癌转移起负调控作用。Tagawa等 ［10］  对49例肺腺癌进行了研究，发现KAI1mRNA表达与患者的年龄和肿瘤大小无关，与性别、淋巴结转移、病理分级和其它器官的转移显著相关。Masahiko等 ［11］  用免疫组化法研究了200例NSCLC患者，发现KAI1/CD82的表达在不同的年龄、性别、组织类型、瘤体大小、分化程度、T、N分期情况及临床分期中差异均没 有显著性。KAI1/CD82表达的阳性率约为1/3，转移灶中KAI1的表达有比原发灶中KAI1表达减少的趋势。近来Shinohara等 ［12］  将KAI1/CD82基因转入到低表达KAI1/CD82的人肺癌细胞株SBC-3和PC-4，然后把构建好的SBC-3/KAI1和PC-4/KAI1细胞株通过尾静脉分别注射到NK细胞缺乏和NK细胞正常的SCID小鼠中，结果KAI1/CD82基因转导促进了SBC-3和PC-4细胞在NK细胞缺乏的SCID小鼠中形成多脏器转移，认为当宿主的自然细胞毒作用被抑制后，KAI1/CD82可促进循环中的肺癌细胞在转移部位形成肿瘤。另外，胰腺癌、食管癌、胃癌、结直肠癌、肝癌、膀胱癌、卵巢癌等恶性肿瘤的进展也于KAI1基因表达下降有明显相关性，可以作为评价其预后的一个重要指标。

　　4 KAI1/CD82与肿瘤转移相关因素的相关性
   
　　4.1 KAI1/CD82与P53 有研究发现 ［13］  在KAI1基因转录起始点前892-868碱基处发现了P53蛋白DNA结合一致序列同源区，并通过凝胶移动迁移实验证明了KAI1启动子能与P53结合，在用免疫组化法对117例前列腺癌P53和KAI1基因表达相关性分析后，认为P53基因直接激活KAI1基因表达。同时发现几例前列腺癌细胞暴露于足叶乙甙（eptoposide），KAI1mRNA水平下降。因为足叶乙甙使P53mRNA减少，而P53激活KAI1启动子信号。故认为P53（可能是c-jun基因）直接影响了足叶乙甙对KAI1mRNA的作用。由此认为KAI1是P53的靶基因，P53功能的缺失是KAI1在进展期肿瘤中表达减少的主要原因。但Jackson等 ［14］  在对来自膀胱癌和前列腺癌的22个细胞系进行KAI1/CD82的检测，而且已知细胞系内P53的功能状态。结果发现KAI1/CD82的表达水平与P53的状态无关，而且用野生型P53转染细胞系并没有改变KAI1/CD82的表达水平。这些结果表明P53并不是膀胱癌和前列腺癌细胞系调控KAI1/CD82的主要因素。KAI1基因与P53基因关系有待进一步研究。
   
　　4.2 KAI1/CD82与粘附分子 研究发现 ［15］  TM4SF与α3β1（一种粘合素）形成复合体，能引起细胞骨架（肌动蛋白）结构的改变，并使focal adhesion kinase磷酸化，提示TM4SF可能在调节由粘合素介导的信号传导中起重要作用，从而影响细胞的运动。Naotaka ［16］  等还观察到CD82与LFA-1（一种粘合素）结合，通过LFA-1/ICAM-1介导引起Jurkat细胞系之间的聚集作用。Hashida H等 ［17］  也在Ⅰ期结肠癌中发现粘附分子α3与KAI1/CD82有相关性，但在Ⅲ期结肠癌中却没发现有此种相关性。
   
　　4.3 KAI1/CD82与细胞内信号通路 Zhang XA等 ［18］  发现KAI1/CD82的表达可以抑制转移性前列腺癌细胞系Du145的转移。此时测FAK（focal adhesion kinase）和Lyn（一种Src家族氨酸激酶）和FAK底物的RNA和蛋白水平均比KAI1/CD82表达水平上调，但FAK和Lyn的活性却未改变，而FAK-Lyn信号通路的下游靶点p130CAS（Crk相关底物）蛋白却比KAI1/CD82表达下降。因此在Du145-KAI1/CD82细胞系内p130CAS-CrkⅡ复合体形成减少。为证明p130CAS-CrkⅡ复合体在KAI1/CD82抑制机制中的真正作用，在Du145-KAI1/CD82细胞系中过表达p130CAS，增加p130CAS-CrkⅡ复合体形成，结果大大逆转了KAI1/CD82介导的抑制细胞能力。故认为FAK-Lyn-p130CAS-CrkⅡ通路在KAI1/CD82表达的细胞系发生改变，且p130CAS-CrkⅡ复合体是KAI1/CD82介导抑制细胞转移所必须的。Jee B等 ［19］  发现KAI1/CD82诱导人前列腺癌同型细胞粘附的细胞内信号通路是由Src家族激酶介导的。用KAI1/CD82转染人前列腺癌细胞系Du145建立稳定的高表达KAI1/CD82的转染克隆。转染了KAI1的细胞显著增加同型细胞的聚集，这些KAI1转染细胞的聚集进一步增加了它与CD82抗体的结合。KAI1/CD82与抗CD82抗体结合会增加KAI1转染细胞内生Src激酶活性。当把不同类型的Src表达结构再转染入转染了KAI1的Du145细胞系，Src突变的转染细胞显示出更低的同型细胞聚集而且突变的Src转染细胞的聚集并不提高KAI1/CD82与抗CD82抗体的结合。
   
　　5 KAI1/CD82的变异
   
　　Lee JH等 ［20］  应用RT-PCR分析发现一个KAI1拼接变异体（spliced-KAI1），在变异体内有外显子7缺失，这个外显子编码28个氨基酸，跨度从第2个细胞外环的远侧端到第4个跨膜结构的近侧端。KAI1拼接体的表达在胃癌转移组织中被观察到，这些患者手术后预后差。基因组DNA分析揭示这种变异体来自外显子7拼接的交替。免疫沉淀法显示拼接体KAI1与粘合素α3β1的相互作用比野生型KAI1弱。野生型KAI1，而不是拼接型KAI1可以与E-cadˉherin结合。稳定表达拼接型KAI1的鼠结肠腺癌细胞与表达野生型KAI1癌细胞相比增加体内的致肿瘤性及体外的侵袭能力和细胞与细胞外基质的粘附。在接种了CT-26/splice-KAI1的鼠的肺转移和肝转移组织中观察到野生型KAI1表达几乎消失，拼接型KAI1表达占主导，并且KAI1与粘合素分子α3β1相互作用减弱。这些结果表明野生型KAI1和拼接型KAI1在细胞能动性、粘附性、肿瘤生长和转移都有着功能性不同。拼接型KAI1的表达可能是胃癌及其它肿瘤预后差的一个标志。
   
　　6 结语

　　近来对KAI1/CD82的结构、功能、凋亡机制及临床应用等方面的研究已证实KAI1/CD82在肿瘤的集聚、粘附、迁移及增殖中具有重要的调节作用，从而抑制恶性肿瘤的生长和转移。并且证实KAI1/CD82的检测可用于肿瘤发生和发展的预测和评估。总之对KAI1/CD82基因的进一步研究将有望为恶性肿瘤的诊断和治疗提供一条有效的途径。

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　　作者单位:150040哈尔滨医科大学附属肿瘤医院内一科