BAG1在肿瘤中探究进展

1、bag 1在肿瘤中探究进展作者：李建鹏吴倩朱志图哈敏文【关键词】bag 1 ；肿瘤；作用机制bag 1是一个与凋亡相关的多功能蛋白，于1995年 takayama等（1）和zeiner等（2两个独立实验组在寻找 抗凋亡的bel 2蛋白和活化的糖皮质激素受体结合的蛋白 时发现的，bag 1可显著促进bel 2抗凋亡作用，将其命 名为bag lo bag 1具有多种亚型，通过与大量的细胞靶 点相互作用来实现其多功能的抗凋亡作用，如作用于 bel 2、丝氨酸/苏氨酸激酶（raf 1激酶）和核激素受体 等蛋白抑制细胞凋亡，而且通过作用于分子伴侣等多种蛋白 分子调节细胞的增殖、转录、迁移和运动。国内外研

2、究表明, bag 1在正常组织中几乎不表达，而在非小细胞性肺癌 （nsclc）、乳腺癌、子宫颈癌、结肠癌等都有所阳性表达， 且证实bag 1调控的信号通路在癌症的发生、发展、侵袭 以及病人对癌症治疗的反应性及病人预后等方面起重要作 用。本文深入综述了 bag 1基因的结构、功能、分子调控 机制及其在癌细胞中表达水平的临床意义的研究进展。1 bag 1的结构bag 1基因位于9pl2号染色体，由7个外显子组成，拥 有一条长约1. 4 kb的mrna,因翻译起始点不同，使其编码 的bag 1蛋白有多种亚型4： bag ll(p50)、bag im (p46)和bag is (p33)o人类bag

3、il翻译起始点始于上 游的cug密码子，bag 1m和bag is分别起始于内部的第 一和二个aug密码子，因此这几个蛋白拥有共同的c末端, 而较大的异构体bag 1l拥有一个特殊n末端序列，称其 为核定位序列(nls)。另外在人类细胞中报道了另一亚型p29 。bag 1蛋白主要包括bag结构域(bag domain)、泛素样 结构域(uld)、nls和酸性氨基酸残基重复序列(trseex repeats) (6)。bag domain 位于 bag 1 蛋白的 c 末端，大 约由70个氨基酸残基组成(7),其核心是由2个反向平行 的双亲性a螺旋，可以介导与热休克蛋白70 (hsp70)、热

4、休克同源蛋白70 (hsc70)等分子伴侣结合并相互作用(8。 另一 a螺旋位于bag结构域核心的上游，它主要维持这个 结构域的完整性和介导其他蛋白与蛋白间的相互作用。所有 bag 1亚型都包含uld,由76个氨基酸残基组成，主要作用 是在细胞内通过蛋白酶体和主要的非溶酶体蛋白水解复合 物结合使靶蛋白降解，参与bag 1的抗凋亡功能。nls只存 在于异构体bag il、bag 1m的氨基末端。bag 1l含有全 长的nls,因此bag 1l主要定位于细胞核；而bag 1m只 含部分的nls,细胞质和细胞核中均存在4, 9，bag is 缺乏该序列，主要定位于细胞质。但是这种细胞内的分布不 是固

5、定的，在某种情况下（例如热休克和激素刺激下） bag 1m与bag is 样，都可以从细胞质转移到细胞核。bag 1蛋白还包含不同数量的trseex repeats,这些重复 序列的功能对于抑制凋亡不是必要的，但可调节糖皮质激素 受体依赖的转录过程10）。2 bag 1的功能与作用机制bag 1是一种多功能结合蛋白，它可以与hsp70. raf 1 激酶/bel 2、p53、核激素受体等多种靶分子相互作用，来 调节细胞的凋亡、增殖、信号传导、基因转录等，对肿瘤的 发生、发展、疗效评估及预后都其重要作用，并决定肿瘤对 治疗的反应。bag 1通过多种途径参与抗凋亡作用：与bel 2结合, 两者协同

6、抑制细胞的凋亡。bag 1蛋白能够正向调节bel 2 抗细胞凋亡作用，bel 2广泛存在于线粒体外膜，bag 1 蛋白与之结合后能抑制如细胞色素c等凋亡因子的释放，从 而抑制了 caspases凋亡通路。结合分子伴侣hsp70/hsc70o hsp是一种非特异性细胞保护蛋白，当细胞受到应激时，细 胞内某些蛋白可能损伤导致细胞死亡，然而细胞自身可以通 过hsp70/hsc70等进行修复和再生。bag 1蛋白与 hsp70/hsc70结合抑制其修复并促进细胞的增殖11）,另外 bag 1的许多功能如抑制凋亡、对核激素受体的作用以及对 转录的调节都依赖hsp70/hsc70对其他蛋白的调节作用12）

7、。与多种生长因子结合bag 1可与酪氨酸激酶生长 因子受体、肝细胞生长因子受体及血小板生长因子受体结 合，增强其功能而抑制凋亡13。调节细胞信号传导、 细胞周期及促进增殖。bag 1可以活化raf 1激酶，活化 后的raf 1激酶可激活丝裂原活化蛋白激酶，并通过细胞 外的信号调节激酶信号传导途径促进细胞的生长繁殖。与 多种激素受体结合bag 1可与雌激素、雄激素、糖皮质激 素等受体调节其生物学功能°cutress14）等发现，bag 1l 与功能性雌激素受体和孕激素受体的表达有关，在体外或人 类乳腺癌细胞中bag 1l可促进雌激素受体依赖性转录，促 进肿瘤细胞的生长和繁殖。bag 1

8、蛋白还可与细胞骨架作 用，促进肿瘤细胞的迁移。3 bag 1蛋白与肿瘤3. 1 bag 1与肺癌bag 1已经成为nsclc的肿瘤标记分子之一。rorke 等（15应用免疫组化法观察了 85例nsclc中bag 1表达 情况，结果发现nsclc中bag 1表达水平增高，且其表达 的强度与亚细胞分布与总生存期呈正相关，bag 1在胞浆中 阳性率表达越高，患者死亡的风险越低，且其表达与患者的 年龄、肿瘤分期及细胞学分型无关。单因素cox回归分析表 明,nsclc患者bag 1过度表达显著降低死亡风险（hr=0. 53, p=0. 03）, kaplan meier 和 log rank tests

9、 分析显示， bag 1过表达的肿瘤患者具有生存优势（中位生存 30. 10vsl7. 04个月，p=0. 05）。但刘红雨等（13）应用实时 pcr技术研究表明，bag 1高表达组肺癌患者中位生存期较 bag 1低表达组明显缩短，其3年和5年的生存期明显低于 bag 1低表达组，因此bag 1表达高低与预后还存在争议。 gotz等（16）发现bag 1杂合子小鼠损害c raf癌基因能 诱发肺腺瘤生长，表明bag 1是通过raf在癌基因转型时 起重要作用，从而确定其为治疗癌症的一个潜在靶点。3. 2 bag 1与乳腺癌在乳腺癌中bag 1的研究较多，但所得结果亦不完 全一致，较一致的发现是在多

10、于三分之二的乳腺癌病例中可 检测到癌细胞浆中高表达bag lo turner等（17）检测了 122例早期乳腺癌标本及其癌旁组织中的bag 1表达情况， 结果表明，bag 1在癌旁组织低表达，且多定位于细胞核， 由此推断在正常细胞中以bag 1l表达为主。在肿瘤细胞核 中，bag 1呈高表达，但与正常细胞核比较，差异无显著； 而在肿瘤细胞胞浆中bag 1的阳性表达水平明显高于正常 细胞。cox模型回归分析方法分析表明只有胞浆中bag 1的 表达水平在总的生存期及无远处转移生存期方面有统计学 意义；bag 1蛋白在胞浆中的表达水平越高，患者的生存期 相对越长，预后越好。理论上，:bag 1是一种

11、抗凋亡蛋白，可抑制肿瘤的凋亡, 延长肿瘤细胞的寿命，这似乎与以上结果矛盾，因此推测 bag 1可能是仅与hsp70/hsc70相互作用的诸多蛋白之一， 各蛋白之间相互竞争，导致bag 1的作用被抑制，从而促 进了 hsp70/hsc70介导的蛋白重叠效应，使细胞内癌基因蛋 白水平降低o townsend等（18）应用免疫组化方法检测乳腺 癌患者肿瘤组织中的bag 1表达情况，发现bag 1在92% 患者乳腺癌组织中高表达，其中多数是在细胞质表达阳性， 少数在细胞核中表达阳性；bag 1在胞核中的表达水平与乳 腺癌组织分化程度密切相关，而与其在胞浆中的表达水平无 关，且胞核中bag 1表达水平高

12、的乳腺癌组织分化程度差, 二者的相关性在绝经前的女性患者中表现得更为明显。可以 推测，bag 1高表达可抑制乳腺癌细胞的凋亡，增强肿瘤细 胞对缺氧、辐射、化疗药物等的耐受性，阻止因外界刺激引 起的细胞生长抑制，延长肿瘤细胞寿命，这与肿瘤细胞耐药 有关。近年在乳腺癌的研究中还发现，胞核中bag 1阳性 表达率高的患者对内分泌治疗的疗效较差，因bag 1可与 激素受体结合而降低激素药物对激素依赖性肿瘤的治疗作 用6）。crabb等（19提出在人乳腺癌细胞中，过氧化物 酶增生物激活受体（ppar） r激动剂促进细胞周期停滞、分 化和凋亡，而bag 1作为抗凋亡基因不大可能直接抑制 pparr功能，但

13、在一些乳腺癌bag 1过度表达可能会通过抑 制pparr诱导的细胞死亡途径，限制pparr激动剂治疗的疗 效。可见，bag 1在乳腺癌的发生发展中发挥重要作用，可 作为乳腺癌早起诊断、判断预后及指导治疗的生物指标之 一。临床上可通过检测bag 1的表达情况预测患者的生存 期的长短，同时亦结合其他相关耐药因子及激素受体表达情 况等判断肿瘤对化疗药物及内分泌药物的敏感性，从而指导 临床。3. 3 bag 1与结直肠癌kikuchi等（20）应用免疫组织化学的方法检测了 86 例结直肠癌患者肿瘤组织中的bag 1的表达情况，bag 1 在胞核的表达阳性的患者中其远处转移较高，生存期明显缩 短，因此认

14、为bag 1在胞核中的高表达可以作为结直肠癌 患者易发生转移及预后较差的重要生物指标之一。barnes等 21）认为胞核中的bag 1蛋白可抑制结肠腺癌的凋亡。金军等（22）对82例大肠癌组织进行研究发现bag 1的表 达与肿瘤的分化程度、dukes分期和淋巴结转移有密切的关 系。分化程度越低、dukes分期越晚和有淋巴结转移的患者 中bag 1蛋白阳性表达越高，说明bag 1的高表达参与了 大肠癌的发展过程，从而进一步说明bag 1抑制细胞凋亡, 促进细胞增殖，增加了肿瘤细胞的转移能力。因此eag 1 可作为一个预测结直肠癌转移潜能及不良预后的新的生物 指标。clemo等（23）应用微阵列技

15、术并转染bag 1 sirna 在hct116结肠癌细胞株，表明敲除bag 1能抑制nf kb 的转录活性。因此，通过抑制nf kb来抑制bag 1可作 为一种新的治疗策略，为目前药物治疗方案提高敏感度。3. 4 bag 1与其他肿瘤shehata等（24研究发现应用顺钳治疗宫颈癌细胞 后，在抗凋亡作用的基础上显著低于正常水平的凋亡蛋白， 其中包括caspase 8、caspase 3和p21,而抗凋亡蛋白 bag 1各亚型分别上调。shindoh等25发现，鳞状细胞 癌中bag 1在有转移者较无转移者表达高，高分化的肿瘤 较低分化的表达高。吴曙辉等26）应用免疫组化方法观察 到bag 1在喉

16、癌、声带息肉及癌旁组织中均有表达，但在 声带息肉和癌旁组织中的表达弱阳性，喉癌组织中bag 1 的高表达，提示bag 1可能参与喉癌细胞凋亡与分化的调 控。faria等（27发现在接受含氟达拉滨方案的慢性粒细 胞白血病患者中，疗效不佳的患者肿瘤组织中bag 1的表 达水平较高，表明bag 1高表达与氟达拉滨耐药有一定的 相关性。此外，bag 1在前列腺癌、舌癌、卵巢癌脑神经角 质细胞瘤等诸多肿瘤中均有异常表达，且水平与肿瘤的恶性 程度、预后及治疗的反应相关28, 29）。dobbyn等（30 研究表明bag 1蛋白合成起始可以由cap依赖和非cap依 赖的结构发生，bag is的合成石依赖内部

17、核糖体进入位点(internal ribosome entry segment, ires) 出现在 bag 1 mrna的5非翻译区。当暴露于环磷酰胺时bag 1 ires能维持bag 1蛋白合成而暴露于顺牢白时则不能合成，其一部分原因是ptb和pcbp1从细胞核到细胞质的再定位。4问题和展望肿瘤是当前危害人类健康的主要疾病之一，其发病率有 逐渐增加的趋势，尤其在老年人当中发病率更高。因此选择 对肿瘤诊断敏感性高，特异性好的基因来提高肿瘤的早诊， 治疗和预后判断至关重要。:bag 1作为一抗凋亡基因正逐渐 引起肿瘤工作者的重视，bag 1多种亚型可通过多种途径发 挥抗凋亡作用，但机制还不清楚

18、，且目前的研究结果还存在 矛盾，因此，充分了解bag 1基因以及其各种亚型在肿瘤 发生、发展中所扮演的角色，为肿瘤早期诊断、治疗靶点和 判断预后寻找敏感指标，指导临床工作及肿瘤个体化治疗方 案的制定提供依据。【参考文献】1 takayama s, sato t, krajewski s, et al. cloning and fun cti onal analysis of bag 1 : a novel bel 2 binding protein with anti cell death activityj) cell, 1995；80(2)：279 84.2 zeiner m, gehri

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