锌指蛋白703的研究进展

毕丽红 马锋 杨公利 刘翠平 张春忙 彭凡洲 白杨

锌指蛋白703的研究进展

毕丽红1马锋1杨公利1刘翠平2张春忙1彭凡洲1白杨1

本文简介了锌指蛋白的结构、分类和功能，及其新成员ZNF703的背景及与肿瘤的关系，论述了ZNF703的作用机制及在肿瘤发生发展中的重要作用，对研究和临床均有指导意义。

锌指蛋白；ZNF703；肿瘤

锌指蛋白是一类具有“指状”结构域的转录因子，在真核生物中表达广泛,参与细胞的分化、增殖和凋亡等多种重要生命过程。近年来的研究发现，锌指蛋白与人类多种肿瘤如食管癌、结直肠癌、前列腺癌、胃癌等密切相关，调控肿瘤的发生和发展，并对预后判断有一定的价值[1-4]。锌指蛋白703（zinc finger protein 703,ZNF703）是新近发现的锌指蛋白，因与多种肿瘤的浸润及转移密切相关，受到国际同行的密切关注。本文就锌指蛋白及其新成员ZNF703的背景知识尤其是与肿瘤的关系做一简要评述。

一、锌指蛋白

1.锌指蛋白结构与分类

锌指蛋白最初于1983年由Miller等[5]在非洲爪蟾软母细胞的转录因子IIIA中被发现，由若干保守的氨基酸残基与锌离子结合所形成的相对独立的“手指”状四面体结构。随后，人们陆续发现了大量含有锌指结构的蛋白质，统称为锌指蛋白。1988年Frankel等[6]明确定义锌指（zinc finger）为在部分调节蛋白的氨基酸序列中，由多个保守的半胱氨酸和（或）组氨酸残基组成的相对独立结构，通过结合Zn2+后形成稳定的可自我折叠形成“手指”状四面体多肽空间构型。1989年，Lee等[7]通过磁共振方法发现，每个锌指均由1对反向平行的β折叠片和1个α螺旋组成，并通过2个保守的组氨酸和2个半胱氨酸螯合1个锌离子，每个锌指结构都形成独立的包含锌离子的小结构域。根据与锌离子结合的保守性氨基酸残基半胱氨酸和组氨酸的不同组合，把锌指蛋白分为C2H2、C4、C6、C4HC3、C3HC4、C2HC、 C3H以及联合型等多种类型[8-11]。

2.锌指蛋白生物功能

锌指蛋白具有含锌指结构的DNA结合域，该区域与DNA双螺旋结构互补的特殊表面结构（一般包含1个α螺旋），能够依靠其指型空间结构伸入到DNA双螺旋的反应沟内与DNA碱基发生特异性接触，从而识别特定的DNA序列，调控靶基因的转录[10]。其次，某些锌指蛋白的主要功能是结合RNA，参与mRNA的成熟剪接以及降解等转录后调控过程，例如锌指蛋白hZFP10[12]、TTP锌指[13]、锌指蛋白甲状腺激素受体[14]。此外，LIM锌指、MYND锌指、PHD锌指和RING锌指等锌指蛋白可以作为蛋白质识别模序，特异地介导蛋白质-蛋白质相互作用[15-16]。因此，锌指蛋白可通过DNA识别，RNA包装，转录激活，蛋白折叠和装配，脂质结合，并参与肿瘤的形成和机体免疫干预等，通过不同的信号转导通路调节细胞的增殖、分化和凋亡，参与调控胚胎发育、植物抗逆性增强及肿瘤发生等多种生物学功能。

二、ZNF703

1.ZNF703蛋白结构及编码基因

NLZ1/ZNF703是新近发现的NET家族新成员。研究发现，NLZ1/ZNF703及其同系物有六个进化保守域，其中三个是NET蛋白家族特有的：Sp，Buttonhead盒（Btd盒）和C2H2锌指[17-18]，这些特定结构域对于NLZ1蛋白正确的亚细胞分布和转录抑制是必需的。NET蛋白缺乏核定位序列，推测NLz1/ ZNF703可能通过其特有的PY和YL结构域与其他蛋白相互作用，从而转运进入细胞核。NLZ1/ ZNF703编码基因为GenBank序列号为（NM_025069.1），定位于人染色体8（8 p11.23），该区位于乳腺癌，前列腺癌和喉癌等肿瘤的遗传易感区域内[19]。

2.ZNF703与肿瘤

ZNF703具有多种生物学功能，如ZNF703通过募集组蛋白去乙酰化复合物（HDAC）从而抑制基因表达，调控胚胎发育过程，如脊椎动物后脑分化为菱脑节等[20]。ZNF703蛋白与肿瘤的发生更为密切，得到越来越多的关注。

（1）ZNF703与乳腺癌：Sircoulomb等[21]通过分析561例乳腺癌中ZNF703表达与临床病理特征关系发现，ZNF703在乳腺癌中过表达，而在正常的乳腺上皮细胞中低表达，ZNF703过表达的乳腺癌细胞基因的不稳定性增加，肿瘤侵袭性强。而且，对于luminal A and及luminal B型乳腺癌，ZNF mRNA高水平表达的5年无疾病生存率较低。Zhang等[22]也发现，127例乳腺癌患者，ZNF703蛋白的阳性表达率为91.3%。此外，多项研究均提示，ZNF703是一个新的雌激素受体阳性驱动基因，在乳腺癌的发生发展中发挥重要作用。Lin等[23]研究发现ZNF703是雌激素受体转录活性的靶基因，雌激素反应元件（ERB）ErbB2和细胞周期蛋白D1（CCND1）位于其启动子区域。ZNF703过表达的乳腺癌MCF7细胞系中，ER相关蛋白FOXA1（forkhead box A1）和GATA3（GATA binding protein 3）表达下降，通过免疫染色发现：在胞核内高表达ZNF703的细胞中，80%表现为ER低表达；相反，胞质内散在表达ZNF703的细胞中，60%表现为ER高表达[21]。ZNF703受雌激素水平的调节，其表达水平可反映雌激素受体驱动水平，故可帮助预测他莫昔芬（一种抗雌激素或者芳香酶抑制剂）的敏感性。目前认为，ZNF703过度表达的肿瘤患者应谨慎使用他莫昔芬[22]。

（2）ZNF703与子宫内膜腺癌：国内袁莉敏等[24]研究发现，ZNF703在正常子宫内膜、子宫内膜增生症及子宫内膜癌中的阳性表达程度逐渐增强，且子宫内膜腺癌中的表达水平显著高于不典型增生及正常子宫内膜，提示ZNF703可能参与子宫内膜腺癌的发生。ZNF703在子宫内膜腺癌中表达水平与病理分级、病理分期、盆腔转移呈正相关，提示ZNF703过表达可能与患者的预后密切相关。子宫内膜癌的发生、发展亦与雌、孕激素受体密切相关，子宫内膜癌变后ER及PR含量显著下降[25-28]，而且ER含量与子宫内膜癌组织学分级有关，肿瘤分化程度越高，ER、PR阳性表达率越高，肿瘤分化程度越差者，ER、PR阳性率越低，这些均提示ZNF703可能是一个雌激素受体阳性的子宫内膜癌驱动基因。ZNF703的检测有可能成为评估子宫内膜腺癌的指标之一，对于子宫内膜腺癌的早期诊断、指导治疗及判断预后可能具有重要的意义。

（3）ZNF703与胃癌：多种锌指蛋白在胃癌的发生发展中发挥重要作用，如锌指蛋白139（ZNF139）、锌指蛋白331（ZNF331）、E盒结合锌指蛋白1（ZEB1）[29-31]。新近研究[32]发现，ZNF703在胃癌组织中过表达，远高于癌旁正常黏膜组织，并且，ZNF703表达与胃癌浸润程度、淋巴结转移等密切相关。体外细胞实验发现，下调ZNF703表达可抑制肿瘤细胞成长，抑制细胞浸润及转移，这些均提示ZNF703在胃癌的发生中扮演癌基因的角色。

3.ZNF703作用机制

目前认为，ZNF703主要是作为负向转录因子发挥作用，但具体机制有待进一步明确。Sircoulomb等[21]提出ZNF703主要通过与DCAF7（DDB1 and CUL4 associated factor 7）、PHB2（Prohibitin 2）及NCOR2（nuclear receptor corepressor 2）组成核转录复合物抑制相关基因转录，发挥其在细胞增殖、分化及细胞周期的调控作用。Orford等[33]认为ZNF703能减少细胞周期抑制蛋白P15的表达，增加人视网膜母细胞瘤抑制蛋白（pRB）的磷酸化和转录因子（E2F1）的转录活性，激活细胞周期相关基因转录，使细胞从G1期进展到S期，促进细胞增殖。Holland等[34]认为ZNF703过表达可与转化生长因子β（TGFβ）受体Ⅱ（TGFBR2）启动子位点结合，阻止TGFβ对细胞增殖的抑制。此外，Harrison等[35]发现ZNF703过表达可诱导WNT及NOTCH信号通路相关基因表达，如LEF1（淋巴增强因子1）、TCF12（转录因子12）、WNT4（wingless-type MMTV integrationsite family，member 4）、ASCL1（achaete-scute complexhomolog 1）等，参与肿瘤干细胞分化及自我更新能力调节。Slorach等[36]发现Nlz1/Zeppo1（鼠的ZNF703同源体）过表达能抑制E-钙粘蛋白（E-cadherin），WNT以及TGFβ（TCF/LEF-dependent）受体表达，从而调节肿瘤细胞黏附、迁移及侵袭。

综上所述，ZNF703基因作为锌指蛋白家族的新成员，在肿瘤细胞增殖、肿瘤浸润转移过程中可能起重要作用，可能成为多种恶性肿瘤诊断、转移和预后的分子标志物，深入探讨ZNF703与肿瘤的发生发展机制，可能为靶向ZNF703的肿瘤基因治疗（如RNA干扰等）提供一定的参考价值。深入对其他锌指蛋白识别核酸及锌指间相互作用机制的研究，有望利用人工设计的锌指蛋白来调控特定基因的表达，为肿瘤患者带来新的治疗方案。

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2014-03-10）

（本文编辑：何美蓉）

10.3961/j.issn.1672-2159.2014.02.008

1 510515南方医科大学南方医院消化内科；2 510515南方医科大学珠江医院重症医学科通讯作者：白杨，E-mail：baiyang1030@hotmail.com