转录因子SP1对肿瘤转移的调控
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转录因子对肿瘤细胞增殖与转移的调控机制随着时代的不断进步和科学技术的不断发展,人们对于肿瘤的认识也越来越深刻。
虽然我们现在已经掌握了很多有关肿瘤的基础知识,但是针对肿瘤的治疗仍然存在很多难题。
其中,肿瘤细胞的增殖和转移一直是困扰医学领域的热点问题,因此研究肿瘤细胞增殖和转移的调控机制,对于探寻肿瘤的病理生理学过程以及探讨更加有效的治疗手段都具有非常重要的意义。
转录因子是一类能够控制基因转录的蛋白质,它能够调控DNA的转录过程,从而决定了细胞的发育、增殖和分化。
在肿瘤的发生和发展过程中,转录因子也发挥着不可或缺的作用。
因此,研究转录因子在肿瘤细胞增殖和转移中的调控机制,对于深入探究肿瘤的分子机理,防治肿瘤疾病具有十分重要的意义。
首先,转录因子通过调控细胞周期进程来影响肿瘤细胞的增殖。
具体来说,转录因子可以促进肿瘤细胞的增殖,也可以抑制肿瘤细胞的增殖。
例如,MYC是一种常见的转录因子,在肿瘤细胞增殖中起着至关重要的作用。
一些研究表明,MYC通过控制细胞周期调控基因的表达,促进细胞周期进程,从而调控肿瘤细胞的增殖。
同时,MYC还可以调控一些与细胞凋亡有关的基因,抑制肿瘤细胞的凋亡,从而增加肿瘤细胞的生存率。
因此,对于肿瘤的治疗,MYC可能是一个十分有意义的治疗靶点。
其次,转录因子还可以通过调控肿瘤细胞的转移来影响肿瘤的恶性程度。
肿瘤细胞的转移是肿瘤的恶性演变过程中最重要的阶段之一,它是形成远处器官转移的前提条件,也是肿瘤治疗失败的主要原因。
研究发现,在肿瘤细胞转移的过程中,转录因子PLAY在其中起到了重要的作用。
PLAY是一种转录因子家族,PLAY基因家族在多种肿瘤中被异常激活,与肿瘤的侵袭和转移密切相关。
通过调控PLAY在肿瘤细胞中的表达,可以有效地抑制肿瘤细胞的转移,从而达到治疗肿瘤的目的。
除了以上提到的两点外,还有一些其他的转录因子也参与了肿瘤细胞增殖和转移的调控过程。
例如,FOXA1在肺癌中的低表达可降低癌细胞增殖和迁移的能力,而FOXC1通过促进上皮细胞内皮转化过程进而影响肿瘤细胞转移。
转录因子及其在基因表达调控中的作用随着现代生物医学的不断发展,人们对人类基因组学的认识越来越深入。
基因表达调控是控制生物体内各种生命过程发育和功能的重要因素。
而转录因子作为基因表达调控的主要调节因素之一,在生物体的发育、细胞分化、疾病与健康等生物学过程中发挥着重要的作用。
一、转录因子的概念转录因子是一类能够结合在特定的DNA序列上,并介导RNA聚合酶结合的蛋白质。
这些蛋白质能够调节基因的转录水平,从而控制基因表达。
转录因子广泛存在于生物界,包括原核生物和真核生物。
一些现代生物学家认为,转录因子的出现是生命起源和进化的关键之一。
二、转录因子的分类根据其结构特征和功能,可以将转录因子分为多种。
其中最常见的分类方法有以下几种:1. 根据其结构类型转录因子结构类型包括:(1) DNA绑定蛋白这类转录因子具有一种独特的结构域,称为基质/基因激活蛋白质集中区域(MAT)。
该结构域可以与DNA序列高度互补,这使得它们能够非常灵活地与DNA 上的各种序列结合。
例如,家蝇四肢发育的转录因子称为Ubx转录因子家族,它们能够选择性地与DNA上的TGACAG序列结合,从而影响四肢的发育。
(2) 亚结构因子这类转录因子包括TATA绑定蛋白和NF-kB等。
它们是许多调节复合物中必需的小蛋白,可以通过与特定的序列结合来调控基因表达。
(3) 合成激素这类转录因子通过结合生物体特有的可分泌合成激素,调控基因的表达。
例如甲状腺细胞的转录因子被称为甲状腺素受体,它可以响应甲状腺素的浓度变化,从而产生基因调控作用。
2. 根据其功能分类转录因子的功能也可以分为多种:(1) 促进基因的转录这类转录因子可以结合到DNA中特定的序列上,以便RNA聚合酶能够正常的接近并复制DNA。
这些蛋白质通常能够增强或降低RNA聚合酶的活性,从而影响基因的转录。
(2) 抑制基因的转录这类转录因子通常通过干扰RNA聚合酶与DNA的复制作用来抑制基因的转录。
(3) 转录因子的修饰转录因子的修饰包括磷酸化、甲基化等。
转录因子在肿瘤发生中的调控机制研究转录因子(transcription factor)是一类参与基因转录调控的分子。
在肿瘤发生中,转录因子可以调控癌细胞增殖、转移、凋亡等多个方面。
对转录因子的深入研究可以提高我们对肿瘤发生的认识,找到新的治疗策略。
转录因子的类型和功能转录因子主要包括两大类:直接参与基因转录的转录活化因子(transcriptional activator)和抑制转录的转录抑制因子(transcriptional repressor)。
在肿瘤发生过程中,转录因子不仅能够调节正常细胞的功能,还可以影响肿瘤细胞的生长分化,促进或抑制肿瘤发展。
例如,NF-κB、p53、MYC等高表达的转录因子可以诱导肿瘤细胞的凋亡,而c-MYC、ALY、HIF-1α等的过度表达则与肿瘤诱导有关。
转录因子的调控机制在正常细胞中,转录因子的活性受到多种调控机制的影响,包括转录因子的表达、修饰、相互作用等。
在肿瘤细胞中,这些机制可能发生异常,导致转录因子的异常活性,从而促进肿瘤细胞的生长。
一方面,某些转录因子的表达水平发生了变化,即出现了拷贝数变异或基因突变等异常,导致其诱导肿瘤细胞生长的能力增强。
例如,MYC在Burkitt淋巴瘤中的拷贝数增加是肿瘤发生的重要机制之一。
另一方面,转录因子的翻译后修饰,如磷酸化、乙酰化、甲基化等也可以影响转录因子的功能。
例如,p53的乙酰化作用可以降低其与Mdm2的相互作用,使其更容易引发细胞凋亡。
同时,一些调控蛋白(如核糖体结合蛋白)的异常表达也可能导致转录因子的异常活性,从而参与肿瘤的发生和发展。
结语因为转录因子在肿瘤发生中的重要作用,对其研究已成为当前生命科学领域的热点方向之一。
未来,我们需要发掘更多肿瘤调控机制中的转录因子,并找到新的治疗方法,为肿瘤患者带来更好的治疗效果。
肿瘤转移的分子机制解析肿瘤转移是指恶性肿瘤细胞从原发肿瘤转移到其他部位的过程。
对于肿瘤患者而言,肿瘤转移常常是其预后不良的主要原因。
了解肿瘤转移的分子机制对于探索新的治疗策略和提高患者生存率具有重要意义。
本文将对肿瘤转移的分子机制进行解析。
一、转移相关基因的改变在肿瘤转移过程中,一些特定的基因发生改变,进而促使肿瘤细胞具备转移的能力。
这些基因包括转录因子、增殖和凋亡调控因子、细胞粘附分子等。
例如,转录因子Snail和Slug的过度表达可以抑制细胞间黏附,并促使肿瘤细胞脱离原发肿瘤,进而转移到其他部位。
此外,凋亡调控因子Bcl-2的上调也与肿瘤细胞的转移能力增强相关。
通过研究这些转移相关基因的改变,有助于揭示肿瘤转移的分子机制。
二、细胞外基质的参与细胞外基质(ECM)是由蛋白质和多糖组成的复杂网络结构,对于肿瘤转移具有重要作用。
ECM通过提供结构支持、调控细胞迁移和侵袭以及激活信号转导通路等方式参与肿瘤转移。
例如,转移相关基因在ECM上的调控和活化,可以促使肿瘤细胞进一步侵袭并跋涉到其他组织。
此外,ECM中一些特定的蛋白质,如纤维连接蛋白(fibronectin)和类胰岛素生长因子结合蛋白(IGFBP),也会对肿瘤细胞的迁移和入侵产生影响。
三、细胞内信号通路的调控细胞内信号通路在肿瘤转移过程中扮演着重要角色。
一些信号通路的异常活化会促使肿瘤细胞的侵袭和转移。
例如,Wnt/β-catenin信号通路在多种肿瘤的转移中发挥着重要作用。
过度激活的Wnt/β-catenin 信号通路可导致细胞极化丧失和上皮-间质转化,这些变化会进一步促进肿瘤细胞的转移。
此外,炎症相关信号通路,如NF-κB和JAK/STAT等,也与肿瘤转移相关。
四、血管生成与肿瘤转移血管生成是指新生血管的形成,对于肿瘤转移的进展具有至关重要的作用。
血管生成不仅为肿瘤细胞提供充足的氧气和营养物质,也为其提供途径以侵入其他组织。
在肿瘤中,血管生成主要通过血管内皮生长因子(VEGF)家族的成员实现。
受体相互作用蛋白1泛素化调控的研究进展1. 引言1.1 背景介绍受体相互作用蛋白1(SP1)是一种重要的转录因子,参与调控基因的表达和细胞命运的决定。
SP1的活性和稳定性受到泛素化修饰的调控,泛素化是一种重要的蛋白质修饰方式,可以影响蛋白的稳定性、定位和功能。
近年来,越来越多的研究表明SP1的泛素化在各种生理和病理过程中发挥着重要作用。
SP1泛素化的机制是一个复杂的过程,涉及到泛素连接酶、泛素连接酶、E3泛素连接酶等多种酶的参与。
这些酶协同作用,将泛素分子共价连接到SP1蛋白上,从而调控其功能和稳定性。
在哺乳动物中,SP1的泛素化水平受到严格的调控,对细胞的生长、分化和凋亡等过程起着至关重要的作用。
研究发现,SP1的泛素化异常与多种疾病的发生和发展密切相关,如癌症、心血管疾病等。
深入了解SP1泛素化调控的机制对于疾病的预防和治疗具有重要意义。
目前,科学家们正努力探索SP1泛素化调控在疾病治疗中的潜在作用,并取得了一些进展。
1.2 研究意义SP1泛素化调控的研究具有重要的理论和应用意义。
SP1是一种重要的转录因子,参与调控多种基因的表达,与细胞增殖、凋亡、分化等生物学过程密切相关。
研究SP1泛素化调控机制对于深入理解基因调控网络具有重要意义。
SP1泛素化调控已被证实与多种疾病的发生发展密切相关,如癌症、神经退行性疾病等。
深入研究SP1泛素化调控在疾病发生机制中的作用,有助于揭示疾病发生发展的重要机制,为相关疾病的治疗提供新的靶点和策略。
研究SP1泛素化调控的治疗潜力和发展前景,有助于为相关疾病的治疗开发新的治疗药物和疗法,具有重要的临床应用前景。
深入研究SP1泛素化调控的意义重大,对于推动基础科学研究和临床医学的发展具有重要意义。
2. 正文2.1 SP1泛素化的机制SP1蛋白是一种重要的转录因子,参与调控许多基因的表达。
其活性和稳定性受到泛素化调控的影响。
泛素化是一种蛋白质修饰过程,通过共价连接泛素蛋白到目标蛋白上,从而影响其功能、稳定性或细胞定位。
肿瘤新十大基本特征分子靶点肿瘤新十大基本特征分子靶点肿瘤是一种严重的疾病,对患者的身体和心理都会造成巨大的影响。
为了更好地治疗肿瘤,科学家们一直在不断地探索肿瘤的发生机制和治疗方法。
在这个过程中,发现了许多肿瘤的基本特征分子靶点,这些靶点对于肿瘤的发生和发展起着至关重要的作用。
本文将为您介绍肿瘤新十大基本特征分子靶点,希望对您有所启发。
肿瘤新十大基本特征分子靶点:1. PI3K/AKT/mTOR信号通路:这是一个常见的肿瘤发生和发展的信号通路,其在调控细胞凋亡、增殖和生存中起着重要作用。
2. 肿瘤抑制基因:这一类基因通常能够抑制肿瘤的生长和扩散,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
3. 转录因子:转录因子在肿瘤的发生和发展中扮演着关键角色,对于调控基因的表达和细胞功能至关重要。
4. 炎症调控因子:肿瘤常常伴随着炎症的发生,炎症调控因子对于肿瘤的发展起着重要作用。
5. 细胞周期调控:细胞周期调控是肿瘤细胞增殖的重要调节因子,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
6. 紧张氧化应激:紧张氧化应激在肿瘤的发生和发展中扮演着关键角色,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
7. 分化相关因子:分化是肿瘤细胞生长和扩散的重要调节因子,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
8. 表观遗传调控:表观遗传调控在肿瘤的发生和发展中扮演着关键角色,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
9. 血管生成因子:肿瘤的生长和扩散需要大量的营养和氧气供应,而血管生成因子则对此起着重要作用。
10. 免疫调控因子:免疫调控在肿瘤的发生和发展中扮演着关键角色,对于肿瘤的治疗具有重要意义。
这些肿瘤新十大基本特征分子靶点涵盖了肿瘤的发生和发展的多个方面,在科学家们的努力下,对于肿瘤的治疗提供了重要的思路和方法。
希望通过不断地研究和探索,我们能够找到更多的肿瘤治疗靶点,为肿瘤患者带来更多的希望。
总结回顾:本文介绍了肿瘤新十大基本特征分子靶点,从不同的角度全面探讨了肿瘤的发生和发展的重要因素。
转录因子摘要:随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入,人类步入了系统生物学时代。
基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息,解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架,因此,接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。
另一方面,蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱,接下来研究蛋白质与蛋白质,蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。
有生物学家认为,21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。
然而,转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白,研究转录因子就是研究转录调控的分子机制,研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性,研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。
转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点,因此,对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。
DNA转录及转录因子定义转录:是指以DNA为模板,在RNA聚合酶的作用下合成mRNA,将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上,这一过程成为转录。
真核生物DNA的转录在细胞核中进行,原核生物的转录在细胞质的核质区内进行。
转录单元转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。
转录起始(transcription initiation):转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子,形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体,从转录起始位点启动转录的过程。
转录终止子(transcription terminator):基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子,是一种位于poly(A)位点下游,长度在几百碱基以内的结构。
终止子可分为两类。
一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。
另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。
这种蛋白质辅因子称为释放因子,通常又称ρ因子转录因子:能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质,活化后从胞质转位至胞核,通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。
转录调控对肿瘤细胞生长的影响随着现代医学的不断发展,越来越多的研究表明,肿瘤的发生和发展与基因的转录调控密不可分。
基因转录调控是在细胞核中发挥重要作用的一个过程,它能够调节基因表达,从而影响细胞的生长、分化、凋亡等过程。
在这个过程中,许多转录因子和转录调节因子参与了其中,影响肿瘤细胞的生长和发展。
本文将探讨在肿瘤细胞中,转录调控对肿瘤细胞生长的影响。
一、基本概念在细胞中,转录因子和转录调节因子是两个基本概念。
转录因子是通过结合到DNA特定部位,调节基因的转录水平的一种蛋白质。
转录调节因子则是通过与转录因子结合,协同或阻碍其调节基因表达的作用。
细胞中的这些因子构成了一个复杂的转录调控网络,以调节基因的表达。
二、转录因子对肿瘤细胞生长的影响1. 激活肿瘤细胞生长许多转录因子已被证明能够促进肿瘤细胞的增殖和生长,如MYC、Jun、Fos 等。
这些因子可以通过调节细胞周期的进程,改变细胞的生长状态,从而推动肿瘤细胞的快速增殖。
2. 抑制肿瘤细胞生长与促进肿瘤细胞生长的转录因子相反,还有一些因子如p53、AP1等,可以通过调节细胞凋亡、细胞周期等途径,抑制肿瘤细胞生长。
p53作为细胞的重要保护基因,其调节的基因作用重要,其表达下降会导致多种类型的肿瘤的发生以及侵袭、转移。
三、转录调节因子对肿瘤细胞生长的影响1. 促进肿瘤细胞生长许多转录调节因子也被证明能够促进肿瘤细胞的增殖和生长,如HIF、NF-κB 等。
这些因子可以通过调节细胞周期、促进血管生成等途径,改变肿瘤微环境,从而刺激肿瘤细胞的增殖和生长。
2. 抑制肿瘤细胞生长另一方面,一些转录调节因子如Bmi-1、miRNAs等,也可以抑制肿瘤细胞的生长和增殖。
例如,Bmi-1是一个关键的因子,能够抑制细胞凋亡、促进细胞增殖,其过度表达已被证明是多种肿瘤的一个普遍的现象。
四、转录调控在肿瘤治疗中的作用由于转录调控对肿瘤细胞生长和发展有着明显的影响,相关的研究正在为肿瘤治疗提供新的策略。
基因转录调控与肿瘤生长发展的关系研究近年来,随着基因科技的不断发展,基因转录调控研究逐渐成为肿瘤研究的热点。
基因转录调控是指一种基因在转录过程中对其表达水平进行自我调节的现象,通过这种自我调节,细胞可以适应外部环境的变化,同时维持体内正常生理功能。
与此同时,基因转录调控的异常也被发现与多种疾病的发生密切相关,特别是在肿瘤的发生和发展中起着至关重要的作用。
基因转录调控与肿瘤发展的关系研究,绝不是一项简单的工作,需要各种学科的研究人员共同协作完成。
其中,基因学、细胞生物学、生物信息学、计算机科学、统计学等学科都参与了其中。
一般地,基因的表达受到转录因子及其他调控因子的调节。
而这些因子的调节又受到各种信号通路的影响,如细胞周期调控、粘附、凋亡等生物学过程。
一旦这些环节的哪一个发生了异常,都可能引起肿瘤的发生。
现今的研究已发现,肿瘤细胞的转录因子比正常细胞的数量要多,并且调控肿瘤的信号通路也比正常细胞复杂。
这些转录因子及信号通路的异常表达,往往会导致基因表达及其调控失衡,从而导致肿瘤的发生。
例如,TP53,在正常情况下可以抑制肿瘤的生成,但如果TP53发生突变,则其功能失调,失去抑制肿瘤生成的作用,进而促进肿瘤的发展。
除了基因转录调控因素外,近年来,越来越多的研究人员发现,非编码RNA (ncRNA)在肿瘤中起着重要作用。
ncRNA在凋亡、增殖、转移和生长等方面发挥着重要的调控作用,通过影响基因的甲基化、乙酰化、酶解和其他修饰作用来调节基因的表达。
尤其是在肿瘤发展和治疗中,ncRNA的作用显得尤为重要。
研究人员发现,在肝癌、乳腺癌、结直肠癌等多种肿瘤中,miRNA包括miR-34a、miR-21、miR-124、miR-10b等的表达异常,这些miRNA的异常表达与肿瘤的分类、预后和治疗反应密切相关。
基因转录调控与肿瘤发展的关系研究既包括理论研究,也包括实验研究,其中实验研究是验证理论研究的重要手段。
基于这一理论,研究人员可以利用RNA测序、染色质免疫印迹等实验手段,探究转录因子、miRNA等的表达变化及其在肿瘤生成等方面的作用,以此来寻找治疗肿瘤的新途径和新手段。
转录因子在肝癌发展中的调控机制肝癌是一种常见的癌症类型,其发生率和死亡率一直居高不下。
转录因子是一类能够调节基因表达的重要因子,在肝癌发展过程中扮演着至关重要的角色。
一、转录因子概述转录因子是一类能够结合到DNA上,调控基因的转录水平和表达量的分子。
转录因子分为多个家族,其中著名的有:核激素受体家族、E26变异体家族、Forkhead家族、MYB家族等。
转录因子可结合到DNA上的特异位点,并激活或抑制目标基因的转录水平。
此外,它们也可以与其他信号蛋白相互作用,共同调控目标基因的表达水平。
二、转录因子在肝癌发展中的调控作用转录因子作为对基因表达调控非常重要的一种因素,其在肝癌发展中也扮演着重要的角色。
他们能够调控多种细胞生理功能,如细胞增殖、细胞凋亡和细胞周期等,影响肝癌细胞的增殖和转移。
一些研究表明,肝癌中一些转录因子的表达与其高度恶性程度或预后不良有关。
其中一些转录因子既具有激活作用,又具有抑制作用,如核激素受体家族中的核子因子K-B、p53。
这些转录因子的不正常表达、突变或缺失,通常会导致细胞转移、恶性转化和耐药性等生物功能异常。
三、肝癌的转录因子1、STAT3STAT3是一种重要的转录因子,它具有促进肿瘤细胞生长和血管生成的作用。
其在肝癌中的表达表明,它可以调节多种细胞信号通路,从而参与肝癌的发展。
一些研究表明,抑制STAT3会导致肝癌细胞的凋亡,从而对肝癌治疗具有潜在的作用。
2、HIF-1αHIF-1α是一种广泛存在于肿瘤组织中的转录因子,其能够通过调控肿瘤细胞的代谢改变,来适应其微环境的变化。
在肝癌中,HIF-1alfa可以调节肝癌细胞的代谢,从而帮助肝癌细胞逃避免疫监测,促进肿瘤细胞生长和蔓延。
3、WNTWNT是一种重要的转录因子,它可以通过调节胶原、纤维蛋白、硫酸钙、硫酸芡和Hyal2等基因的表达水平,来影响肝癌的生长和转移。
4、HNF4HNF4是一种特定于肝脏的转录因子,在肝脏发育和功能调控中起着重要的作用。
转录因子Sp1对肿瘤转移的调控闫隆鑫1,刘波1*,任海军2*摘要转录因子SP1(transcription factor Sp1,SP1)在人体细胞中普遍表达并参与调控细胞增殖、凋亡及胚胎发育等生理活动。
实验证实SP1在肿瘤细胞中存在异常表达,并积极调控肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤的转移、恶变,但对其参与肿瘤细胞转移的机制,尤其在不同细胞系中,SP1的表达量及蛋白修饰,对肿瘤转移各阶段的影响,还不甚明确。
本文整理了近期关于SP1参与调控肿瘤转移的研究及SP1的协同调控因子,藉此探究SP1在肿瘤监测及治疗中的发展方向。
关键词:转录因子SP1; 肿瘤; 转移0 引言肿瘤细胞的转移意味着肿瘤恶性程度增加,大部分肿瘤患者在临床确诊时已经存在肿瘤转移,常规治疗死亡率极高;而一旦诊断为肿瘤,由于不能确定其是否转移,往往会接受过度治疗,因此有关肿瘤细胞转移活性的检测是肿瘤治疗的关键。
良性肿瘤发展为转移性肿瘤至少包括四个相互关联的过程:肿瘤细胞表面黏附分子减少,肿瘤间粘附能力下降;原细胞间基质分解,并在肿瘤细胞诱导下重建适宜肿瘤生长的基质;肿瘤细胞变形并生长出伪足,通过血管、淋巴管迁移到特定的侵入点;肿瘤细胞分裂增殖,在新区域生成血管,成为肿瘤组织[1]。
转录调控因子参与调控相关蛋白的表达,往往存在异常表达的情况,在肿瘤转移过程中起到至关重要的调控作用。
因此对肿瘤中转录调控因子的检测,能够在早期判断肿瘤转移的情况并对肿瘤转移的活性加以抑制。
SP1是人体细胞中广泛存在的转录调控因子,属于Sp/KLF锌指家族,通常作为主要的GC盒转录激活因子参与调控目标基因的表达。
SP1的羧基端含有三个锌指结构,能够特异性结合DNA启动子的GC盒;SP1蛋白中段为其活化区,参与调控目的基因表达以及与其他转录调控因子的结合[2];氨基端有一蛋白水解位点,能够引起泛素化诱导的SP1分解[3]。
SP1在结合到目的基因启动子的同时,可以招募其他调控因子及SP1本身参与表达调控,因而与DNA的结合能力、转录调控区活性以及SP1在细胞内的含量对SP1参与的调控有重要的意义[4, 5]。
SP1在肿瘤初期大量积累并积极调控肿瘤发展的各个阶段[6],过表达的SP1参与诱导肿瘤增殖、凋亡,但对肿瘤转移的调控,不同肿瘤细胞系对SP1过表达有着不同基金项目:大连市卫生局医学研究课题(WSJ/KJC-01-JL-01);中央高校基本科研业务费(DUT15LK16);作者单位:1.大连理工大学生物医学工程系,辽宁省大连市,116024;2.大连市友谊医院普外科,辽宁省大连市,116100;通信作者:任海军,E-mail:********************;刘波,E-mail:************.cn;作者简介:(1996-),男,本科,在读本科生,主要研究方向生物医学工程的响应。
因而,本文对肿瘤转移的不同阶段,SP1参与调控的机制及蛋白修饰的情况进行分析,探究SP1在肿瘤治疗、预防中的新方向。
1 SP1在肿瘤细胞中的积累实验表明SP1在肿瘤形成初期大量积累并存在过表达,进而调控肿瘤相关进程[6]。
文献表明肿瘤细胞中主要有三条通路促进SP1的表达与累积:低氧条件下,SP1的mRNA通过IRES(internal ribozyme entry site)对核糖体进行招募并快速翻译为SP1蛋白,SP1基于IRES的转录依赖于核仁素(nucleolin)的磷酸化及SP1的5'UTR对核仁素的招募[6];c-Jun氨基末端激酶1(c-Jun NH(2)-terminal kinase1,JNK1)、热休克蛋白90(Heat shock protein90,Hsp90)、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)磷酸化SP1的Thr278、Thr739位点,增强SP1的稳定性并避免泛素化修饰诱导的分解[7, 8];Pin1(prolyl isomerase1)与Thr739磷酸化的SP1相互作用,深度磷酸化SP1的Ser720、 Thr723、Thr7377位点,改变SP1羧基端结构并使SP1在有丝分裂中期退出细胞核[9]。
除上述途径外,类泛素相关修饰(SUMO)的SP1能够招募RNF4作为E3泛素化连接酶,进而诱导SP1的泛素化导致水解,上文提到JNK诱导的Thr278、Thr739位点磷酸化可以抑制泛素化诱导的SP1水解。
[10]。
同时,部分非编码RNA,如miR-22、miR-335、miR-375等[11-13],能够结合SP1的mRNA序列,进而抑制SP1的表达。
实验表明肿瘤中SP1的过表达能促进肿瘤组织的增殖,但对肿瘤转移的影响尚不明确;PP2A(protein phosphatase 2A)能够对SP1进行去磷酸化并调控SP1与DNA的结合能力[14],是否有类似的去磷酸化机制调控SP1的细胞含量以适应肿瘤转移进程还有待研究。
2 SP1对肿瘤细胞黏附能力的影响细胞粘附蛋白包括钙黏素、整合素、选择素等多种蛋白分子。
在上皮性肿瘤中,E-钙黏素(E-cadherin)表达的减少常作为肿瘤入侵性增强的标志[15],E-cadherin的启动子包括SP1、ZEB(zinc finger E-box binding homeobox)结合位点在内的多个转录调控区[1]。
虽然SP1能促进 E-cadherin的表达[16],但前列腺癌、乳腺癌等细胞中E-cadherin启动子存在去乙酰化[15]以及甲基化[1]修饰,并抑制SP1对E-cadherin表达的促进。
除了直接调控E-cadherin的表达,SP1对其余调控因子,如转录激活因子Slug[17]、miR200b[18]等,调控E-cadherin 的表达起到重要作用,实验表明SP1可能参与其余调控因子结合E-cadherin启动子的过程。
对肿瘤中E-cadherin的表达SP1能起到促进作用,但根据细胞基因型不同促进程度也不尽一致。
高入侵性肺癌细胞中,SP1表达降低并伴随着E-cadherin表达降低,促进β连环蛋白(β-catenin)核易位并发挥其相应调控功能[16]。
除E-cadherin外,SP1同样调控其他细胞粘附蛋白的表达:结肠癌、胃癌及肝癌细胞中,ZEB增强SP1的稳定性并与SP1协同上调cadherin-11 、整合素α5的表达,提高肿瘤的入侵性[19];乳腺癌细胞中,雌激素受体α(estrogen receptor α)对整合素α5的调控同样依赖于对SP1的招募;缺氧条件下,SP1与低氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)共同参与调控跨膜糖蛋白CD147的表达,同时CD147通过诱导其下游的PI3K、MAPK/ERK磷酸激酶通路调控SP1的磷酸化及其活性,形成正反馈调控机制并促进肿瘤的转移[20]。
对SP1表达及功能的抑制能降低细胞粘性蛋白在肿瘤中的表达,就此而言SP1对肿瘤转移起到一定程度的抑制作用;临床数据表明高表达的SP1往往伴随着极差的生存预期[21],因此SP1对肿瘤表面粘附因子的调控可能并不是SP1参与肿瘤转移的关键,不过这也意味着可以通过药物激活SP1对肿瘤细胞黏附因子调控,实现对肿瘤转移的抑制。
3 SP1对细胞间质重建的影响与细胞粘附因子不同,细胞间质不仅抑制癌细胞的生长与转移,还能在肿瘤细胞的调控下分解并重建,使肿瘤细胞可以通过重建的细胞间质进行转移[22]。
肿瘤细胞中,基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)作为主要的细胞间质分解酶参与细胞间质重建,实验表明其表达含量与肿瘤入侵性成正相关[23]。
MMP家族中的MT1-MMP、MMP-2、MMP-9是强力的细胞间质分解酶,对SP1的抑制能起到降低MMP家族含量及抑制肿瘤细胞的迁移的作用[23-25],但现有文献只对胶质瘤细胞进行实验分析,并证明SP1含量升高对应胶质瘤转移性的提升并伴随MMP-2表达的升高[23];上文提到,SP1参与调控CD147的表达,而CD147在肺癌细胞中诱导下游MMP家族表达升高[26]。
同时通过分析酪氨酸蛋白激酶等参与MMP 家族的调控机制,磷酸激酶通路对SP1的磷酸化对其参与MMP家族的调控起到重要作用[25, 27, 28]。
另外一种细胞间质分解因子,尿激酶型纤维蛋白溶酶原激活质(urokinase-type plasminogen activator,uPA)及其受体uPAR,在肿瘤中表达升高并伴随肿瘤转移能力增强[29]。
SP1对uPA的调控能力不仅体现在直接结合其启动子并促进其表达,部分调控因子对uPA的调控也需要招募SP1参与[30-32];除此之外,实验发现辐射诱导的uPA启动子低甲基化[33]以及JNK、ERK等激酶通路诱导的uPA表达升高[30]与SP1参与调控密切相关。
值得关注的是,已有实验证明uPAR参与调控uPA表达以及下游ERK、JNK激酶通路[34],ERK 、JNK又通过影响SP1的磷酸化调控uPAR、uPA的表达[29, 30],因此在肿瘤入侵性增强的过程中可能存在有关uPA表达的正反馈调控机制[35]。
对于SP1参与的细胞间质分解,磷酸激酶途径对SP1的调控起重要的作用,相对的SP1表达含量在这一过程中并没有起到主要作用,因此SP1可能通过招募其他调控因子来调控细胞间质分解而不是SP1本身进行调控。
4 SP1对血管生成的影响当肿瘤生长到一定大小时,新血管的形成既为肿瘤转移提供途径,同时能够保证肿瘤继续生长。
肿瘤组织的增殖、转移往往伴随环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)[36]等的异常表达,通过增强血管通透性及内皮细胞活动促使血管生成。
VEGF的启动子包括SP1、雄激素受体(androgen receptor,AR)[37]、转化生长因子-β(transforming growth factor-β)[38]等多种结合位点,其中五个SP1结合位点有一个与其余四个位点距离较远,SP1参与 VEGF的调控可能既通过招募其余调控因子到VEGF启动子,又在结合位点聚集区形成SP1特有的群聚调控[37]。
与SP1参与uPA调控类似,磷酸激酶途径调控SP1的磷酸化同样影响SP1对VEGF的调控能力[39-41],包括SP1与DNA的结合能力以及转录功能区的活化。
有研究表明缺氧是诱导VEGF在肿瘤中表达的重要因素,COX-2[42]、P53[43]在缺氧状态下诱导血管生成同样基于SP1对VEGF的调控。