Menin蛋白生物学功能的研究进展

王宇驰，侯蔷，于胜波

(1.大连医科大学2007级七年制，辽宁大连 116044;2.大连医科大学 解剖学教研室，辽宁大连 116044)

Menin蛋白生物学功能的研究进展

王宇驰1，侯蔷1，于胜波2

(1.大连医科大学2007级七年制，辽宁大连 116044;2.大连医科大学 解剖学教研室，辽宁大连 116044)

Menin蛋白为MEN1基因的表达产物，而MEN1基因的突变是遗传性多发性内分泌腺瘤病的致病原因。Menin蛋白具有多种生物学作用，可影响胚胎的生长发育，与肿瘤的发生和生长又密切相关。本文对Menin蛋白生物学功能研究进展进行综述。

Menin蛋白;MEN1;肿瘤抑制基因

Menin蛋白为MEN1基因的表达产物，而MEN1基因是多发性内分泌腺瘤(multiple endocrine neoplasia type 1，MEN1)的致病基因。Menin蛋白在机体中的作用方式多种多样，并具有多种生物学作用，如：参与端粒酶、泌乳素、胰岛素的调节，影响胚胎的生长发育，对于肿瘤的生长也有十分重要的调控作用。因此，Menin蛋白的深入研究，对于许多疾病的发病机制以及临床治疗方面有着十分重要的意义。

1 Menin蛋白

1.1 Menin蛋白编码基因

Menin为MEN1基因的表达产物，分子量为67 kDa，由610个氨基酸组成。1988年 Larsson等［1］确定MEN1基因位于染色体11q13。MEN1基因全长9 kb，包含10个外显子，编码610个氨基酸蛋白。MEN1基因主要分布在细胞核中，在细胞质中和端粒附近也有分布［2］。Menin在进化过程中高度保守。人与小鼠、大鼠、斑马鱼、果蝇的同源性分别为98%、97%、75%、47%［3］，但尚未在酵母中找到同源蛋白。Menin在各种属之间的差异主要集中在肽链的C末端。在现有的数据库中，未能找到与Menin序列高度同源的已知蛋白。因此，蛋白序列分析能够提供有关Menin功能的信息比较少，对Menin蛋白功能的了解大多来源于动物体内、外实验。

1.2 Menin蛋白与MEN1肿瘤综合征

MEN1肿瘤综合征是一种常染色体显性遗传家族性肿瘤综合征，有较高的外显率。人群患病率约为1/30 000～1/50 000，常见的有垂体瘤、甲状旁腺瘤、胃肠胰腺内分泌肿瘤。此外，还可有肾上腺瘤、嗜铬细胞瘤、胸腺类癌和卵巢肿瘤等。抑癌基因MEN1突变或丢失是家族性和部分散发性MEN1的最主要原因。

MEN1+/－小鼠出生时表型与野生型无异，第8周出现了一些内分泌组织的增生，到12周发展为内分泌组织的肿瘤，累及垂体、甲状旁腺、胰腺以及肾上腺［4］。等位基因杂合性缺失 (loss of heterozygosity，LOH)分析显示，胰岛素瘤组织丢失了一个正常的等位基因，与人的MEN1肿瘤综合征发生机制完全一致。MEN1基因杂合突变，在某些内分泌组织发生染色体11q13区域等位基因杂合性缺失，Menin蛋白不能正常地表达，并容易降解，失去了与Jun D等一系列靶分子的作用，从而导致细胞生长失去有效调控，最终形成肿瘤。

MEN1基因在肿瘤发生中的作用符合“二次打击学说”，也就是说MEN1基因是一种抑癌基因，Menin是一种抑制肿瘤蛋白。MEN1基因的突变引起Menin蛋白的失活还被认为是导致甲状旁腺肿瘤发生的主要因素之一［5］。

1.3 Menin蛋白的生物学调控机制

Menin从胚胎的早期开始表达，除了在内分泌组织中表达外，在成人的其他组织中也均可见到，以增生活跃的组织表达最多，如消化道上皮、子宫内膜等，这说明Menin的表达可能受到细胞周期调控。但在相关的动物实验中［6］，大鼠的垂体细胞(GH4)、中国仓鼠的卵巢细胞(CHO)显示，Menin的表达在G1中期有少量降低，而在其他细胞的实验里，未见Menin的表达与细胞周期相关。

Menin在细胞内所处位置对其发挥生物学功能具有调控作用。Menin的C未端有两个核定位序列(nuclear localization signal，NLS)，因此它主要位于核内。细胞分裂时，在 HEK293、Hela、NIH3T3细胞的胞浆内可监测到Menin［7］。但是，一旦Menin的C末端缺失，比如，MEN1基因的缺失和插入突变导致开放阅读框移码，提前出现终止密码，导致Menin蛋白长度变短，C末端的NLS丢失，这时缺少NLS的Menin蛋白不能转移到胞核，滞留在胞浆内的Menin不稳定，就很容易被降解，并丧失其功能。

2 Menin蛋白的生物学作用

2.1 Menin蛋白对生长发育的影响

为研究Menin的生物学功能，研究人员建立了MEN1基因敲除小鼠模型。MEN1－/－小鼠在胚胎发育的第11.5天和第13.5天之间即死亡，研究发现Menin对神经管、心脏和肝脏的发育起了重要作用［8］。Menin在骨发育中起重要作用，MEN1基因纯合敲除的小鼠存在明显的颅骨和面部骨骼畸形，可能由于缺少Menin蛋白，无法作用于TGF－β信号通路，而TGF－β信号通路能够影响胚胎期骨骼发育［9］。近期有研究发现，在实验鼠的间质细胞和成骨细胞中，Menin与Wnt－β－catenin相互作用，促进帮助祖细胞分化为成骨细胞［10］。胰岛β细胞MEN1基因条件性敲除后，小鼠在生长发育早期即出现胰岛显著增大，进而形成胰岛素瘤，血浆胰岛素水平升高，胰岛组织内Menin染色消失。MEN1基因敲除后，在存活的孕12.5 d小鼠中，胰腺α细胞数目明显减少，胰腺内分泌腺发育发生障碍，提示Menin参与胰岛的发育分化［11］。另有研究，Menin在癌前β细胞中的异位表达，增加了胰岛细胞间的黏附，并减少了细胞的迁移［12］。其更深一步的研究得出，在内分泌细胞中，Menin－IQGAP1通路能够调控细胞的迁移和细胞间的黏附。近期发现，Jun D－Menin的复合物，在实验鼠下颌下腺，雄激素依赖的管系统分化的过程中具有着重要作用［13］。

有研究发现，Menin与Wnt信号通路有着密切的关系，Menin可以作用于Wnt信号通路的 βcatenin蛋白，影响其在细胞内的转位进而影响其功能［14－15］。张翠平等［16］研究发现，Menin 可调控 Wnt细胞信号通路的5个基因，其中Dvl1是果蝇属dsh基因的同源基因，其编码的蛋白质Dsh在Wnt信号通路中起枢纽的作用，Menin可能通过Wnt、MAPK、TGF－β、凋亡等多种信号通路对小鼠胚胎早期发育相关基因进行调控。

2.2 Menin对细胞生长的抑制作用

Menin抑制细胞生长的确切分子机制还有待研究，可能是与其他转录因子相互作用而完成的。酵母双杂交实验提示Menin与Jun D有作用，Menin上有3个Jun D结合位点(编码 l～40，139～242和323～428)，58%的错义突变在Jun D结合位点上。Jun D 是 Jun蛋白家族(Jun D、Jun B、C.Jun)成员，通过自身形成二聚体，或与Fos家族成员(c－Fos、Fos B、Fra l、Fra 2)共同形成转录因子 AP －1。Menin只与Jun D结合，并不与Jun或Fos的其他成员结合。Menin与Jun D的结合，阻止了AP－1的形成，从而阻断了AP－1促进细胞增生的作用。除了JunD结合功能域外，Menin还可以通过与Smadl、Smad3和Smad的相互作用，影响转化生长因子β(transforming growth factor－β，TGF－β)的信号转导。近年的研究发现，与Menin相互作用的蛋白还有NF－kap－paB家族的p50、p52和p65亚单位，Pem、nm23H1 等［17］。

目前，研究较明确的一个Menin下游作用方式是通过H3K4甲基化上调细胞周期素依赖激酶(cyclin－dependent kinase，CDK)抑制剂 p18ink4c和p27kip1，控制细胞周期［18］。最近有学者指出，Menin介导的通过减少Ccnb2来抑制Cyclin B2的表达(Ccnb2编码Cyclin B2)，对延迟G2/M相变和抑制细胞的增殖，在阻止MEN1肿瘤形成中起着重要的作用［19］，这是一种先前未被认识到的分子机制。

Carling［20］提出了甲状旁腺肿瘤发生机制的假说，认为钙离子敏感受体(CASR)和维生素D受体(VDR)的改变以及其他原因引起的外周血低钙、高磷或者低维生素D血症可能导致了甲状旁腺增生，在此基础上如果出现Menin蛋白的失活，cyclin－D1的过度表达或其他肿瘤基因的突变就会导致甲状旁腺腺瘤的发生。

2.3 Menin的抑癌作用

有研究实验证明，Menin可抑制SOX4基因的表达。而SOX4基因的异常表达与多种癌症的发生有关，被认为是一种癌基因;同时，SOX4基因在早期胚胎发育过程参与神经系统的发育［21］。一些研究认为，Menin蛋白在泌乳素、端粒酶、胰岛素的调节中起着一定的作用［22］。在γ射线诱导细胞凋亡的模型中，Menin能与凋亡相关基因p53相互作用，诱导 DNA 修复或促使细胞凋亡［23］。Gallo等［24］发现，在体内通过少数的核苷酸内切酶I－Scel，Menin－Chk1复合物作用于损伤的染色体，促进刺激染色体同源定向(HD)DNA的重组修复。

2.4 Menin与肿瘤的发生

Gao等［25］指出，Menin与 Polycomb家族共同介导的H3K27组蛋白甲基化修饰，为pleiotrophin信号通路的维持和多种肺癌细胞增殖所必需。研究还同时发现，Menin蛋白直接结合在基因组中PTN启动子区域，显著提高该区域H3K27组蛋白三甲基化水平，但并不影响该区域H3K4组蛋白甲基化修饰。继续更深一步研究，发现Menin蛋白同Polycomb家族介导的三甲基化H3K27组蛋白和WT1(肾母细胞瘤抑制蛋白)，来特异性地抑制Pax2的转录表达，与肾脏疾病和Wilms瘤的发生有关［26］。

2.5 Menin其他生物学作用

Buro等［27］认为，Menin蛋白和RNF20 的募集反应与组蛋白的修饰，能够调节STAT－1，并且还指出RNF20和MLL/Menin复合物能够定位于非诱导态的干扰素调节因子1基因(IRF1)，然后二者进一步发生募集反应，激活IRF1转录。

有研究结果显示，Menin是一个十分重要的降低AKT激酶活性的调节剂［28］。其作用机制，可能是与在生长因子的作用下，减少AKT1从细胞质到细胞膜的迁移有关。

国外有临床研究显示，在65例乳腺癌中，用他莫昔芬治疗，Menin阳性的肿瘤要比Menin阴性的肿瘤治疗的效果以及预后差，这提示Menin可以作为他莫昔芬抵抗的预示性因子［29］。同时进一步的实验研究还指出，Menin在乳腺癌细胞中，能够结合到雌激素受体，形成ERα—Menin复合物，作为一个雌激素受体介导转录的直接辅激活蛋白调节剂。

3 展望

虽然近年来对于Menin在胚胎发育早期方面有许多研究，但是其作用机制及生物学作用至今尚不十分明确。在细胞分裂时，在 HEK293、Hela、NIH3T3细胞的胞浆内也可观察到Menin，然而Menin在胞核和胞浆之间转运的生物学意义并不十分清楚，有待进一步的研究。对Menin抑制细胞生长的分子机制虽然有了一定的了解，但仍需要继续更为深入的探索，可能存在一些还没有被认识到的途径与方式。尤其值得一提的是，Menin具体的下游调控作用方式也有待更多的探索与发现。另外，Menin与SOX4有一定的相关性，但是对于二者的具体作用方式，以及Menin对SOX4的调控方式，需要进一步研究加以证实。

与Menin相互作用分子的发现使人们对Menin的生物学功能有了进一步的了解。但是，这些Menin作用分子在MEN1发生中的作用及其与某些特定的病理类型之间的关系并不清楚，这也需要更进一步的研究。另外，Menin在MEN1患者的受累组织中缺少表达的原因，以及其具体的机制仍然是目前研究的热点。今后，将这些研究成果运用到临床，在疾病的治疗方面，尤其是肿瘤治疗，将会有更大的帮助。

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Progress of the biological roles of Menin

WANG Yu－chi1，HOU Qiang1，YU Sheng－bo2
(1.Grade2007of Seven－year System，Dalian Medical University，Dalian116044，China;2.Department of Anatomy，Dalian Medical University，Dalian116044，China)

Menin is a protein encoded by the genemultiple endocrine neoplasia type 1(MEN1)，mutations of which are the predominant cause for hereditary MEN1 syndrome.Menin plays various biological roles，affecting embryo growth and development，and is closely related to the occurrence and growth of the tumor.This paper reviews the progress of biological function of Menin protein.

Menin protein;multiple endocrine neoplasia type 1;tumor suppressor gene

R34;R736

A

1671－7295(2012)03－0304－04

2011－11－07;

2012－02－01

王宇驰(1989－)，男，吉林长春人，硕士研究生。E－mail：wangyc1989@sina.com

于胜波，副教授，博士。Email：ysbdmu@126.com