FRAT1与肿瘤的相关性研究进展

吕婷婷，吕 欣(综述)，郭 庚(审校)

(山西医科大学第一医院 1消化科， 2内分泌科， 3神经外科，太原 030001)

肿瘤是一种多基因、多步骤的难治性疾病。近年来，基因治疗为肿瘤的治愈提供了可能，故寻找与肿瘤发生、发展密切相关的基因便成为人们亟待解决的问题。研究发现，frequently rearranged in advanced T cell lymphomas-1(FRAT1)基因在人类多种肿瘤组织中都存在高表达，且与肿瘤的恶性表型呈正相关[1-3]。现就FRAT1基因与人类肿瘤的相关性予以综述。

1 FRAT1概述

FRAT1基因定位于人染色体10q24.1上，包含279个氨基酸，并编码29×103大小的蛋白质[4]。FRAT1是由Jonkers等[5]于1997年研究小鼠乳头瘤病毒(mouse mammary tumor vrius，M-MulV)诱导Eu-Piml转基因小鼠T淋巴细胞瘤时发现的，研究显示，反转录病毒M-MulV常固定整合到宿主基因组的某些位点，并激活该位点基因的表达，FRAT1就是其中之一。FRAT1基因的生物学功能一直不明，直到1998年Yost等[6]通过酵母双杂交实验发现，FRAT1在爪蟾的同源性蛋白——GSK3结合蛋白(GSK3-binding protein，GBP)能竞争性结合并抑制GSK3β对β-catenin的磷酸化，因此推测了FRAT1基因的作用机制。FRAT1通过与支架蛋白Axin竞争性结合GSK3β的磷酸化位点，导致FRAT1-Dvl-Axin-GSK3β复合体解体，β-catenin在胞质内累积，继而进入胞核激活下游c-myc、cyclinD1等一系列基因的表达[7-9]，最终调控细胞的增殖和凋亡。

2 FRAT1与疾病的相关性

研究显示，FRAT1基因的异常表达导致了多种疾病的发生，这可能与其调节wnt/β-catenin信号转导通路的表达，影响细胞的增殖、分裂、极性运动及组织发育等有关[10-12]。早在1999年，Jonkers等[10]发现过度表达的FRAT1基因会使转基因小鼠发生硬化性肾小球肾炎及肾病综合征，并促进T淋巴瘤发展。此外还有研究发现，FRAT1基因与溃疡性结肠炎、阿尔茨海默病的发生存在潜在联系[11-12]。

3 FRAT1与肿瘤的相关性

FRAT1基因在人体部分正常组织中存在表达，如子宫内膜、睾丸、胰腺以及前列腺等，而在其他组织中则不表达，如食管、小脑、肝、肺、结肠等[2]。FRAT1基因不仅在多种肿瘤中存在高表达，而且与肿瘤的恶性程度、β-catenin的异常积累呈显著正相关，提示FRAT1可能是通过调节细胞的增殖、凋亡、迁移以及侵袭能力导致肿瘤发生的[1-3]。

3.1FRAT1与非小细胞肺癌 非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)具有生长分裂慢、扩散转移相对较晚的特点，故其早期诊断对改善患者预后非常重要。张勇等[13-14]发现，FRAT1基因在正常肺泡上皮和支气管上皮中不表达，但在肺癌组织中高表达，Spearman相关分析显示，FRAT1与β-catenin在肺癌组织中的表达呈正相关。FRAT1与β-catenin、T细胞因子(T cell factor，TCF)在NSCLC中的协同表达说明FRAT1可能促进了β-catenin在胞质中的积累，并激活下游TCF基因，从而改变了细胞的生长周期，导致肿瘤的发生。使用RNA干扰技术下调FRAT1的表达可使NSCLC细胞系A549中的癌细胞侵袭和扩散能力减弱，说明FRAT1基因与肿瘤的恶性表型存在相关性[15]。

此外，FRAT1基因表达水平不仅与肿瘤细胞的分化程度相关，而且还与临床分期及淋巴结转移密切相关。NSCLC Ⅲ～Ⅳ期患者FRAT1的表达水平明显高于Ⅰ～Ⅱ期患者，并且伴有淋巴结转移者其FRAT1的表达也明显高于无淋巴结转移者[13-14]。可见，FRAT1基因的过度表达与肿瘤的低分化、淋巴转移及临床病理分期等恶性表型呈正相关，其对于维持肿瘤的恶性度起重要作用。

有研究分析了100例未经放化疗治疗的原发性NSCLC患者手术后的标本，并检测其FRAT1基因的表达情况发现，FRAT1基因阳性患者术后生存时间明显少于肺癌患者的平均生存时间，而FRAT1阴性者术后生存时间明显高于FRAT1阳性者[16]，提示FRAT1基因影响着肿瘤患者的预后，其有可能成为评估患者预后的新指标。但该实验经多因素分析发现，FRAT1基因并不能成为评估预后的独立因素，这可能与统计方法有一定关系，因此尚需大量的更深入的研究来证实。

3.2FRAT1与卵巢癌 研究证实，在浆液性卵巢癌中普遍存在着Wnt/β-catenin通路的异常活化，其重要成员的异常表达是导致通路异常活化的主要原因[17]。Wang等[2]发现，FRAT1基因在正常卵巢细胞内不表达，但在卵巢腺癌细胞内高表达，且随着FRAT1表达的增强，卵巢癌出现明显的β-catenin 细胞核和(或)细胞质累积，肿瘤的恶性程度也增加。该研究提示，Wnt/β-catenin通路主要成员FRAT1基因的异常表达可能在卵巢癌的发生、发展中起重要作用。

3.3FRAT1与脑胶质细胞瘤 研究发现，FRAT1 信使RNA和蛋白在脑胶质瘤中高表达，其表达水平随脑胶质瘤病理级别和恶性程度的增高而升高，且FRAT1蛋白表达阳性的胶质瘤细胞中Ki-67蛋白阳性表达细胞数远高于FRAT1阴性对照组[3,18-19]，提示FRAT1蛋白的高表达与肿瘤细胞的增殖呈正相关，FRAT1基因可以通过增强细胞的增殖能力而增加胶质细胞瘤的恶性表型。此外，用干扰小RNA抑制FRAT1基因的表达后，胶质瘤细胞的生长和细胞周期都会发生变化。通过绘制细胞生长曲线观察细胞的克隆及集落形成发现，剔除FRAT1基因的胶质瘤细胞生长延缓，克隆数目形成明显减少，并且处于G0/G1期的胶质瘤细胞比例增多，而处于S期的胶质瘤细胞比例减少[18]，提示应用干扰小RNA后，细胞的增殖能力受到抑制，细胞发生了G0/G1期阻滞。将剔除FRAT1基因的胶质瘤细胞接种至裸鼠皮下后亦发现，移植瘤形成时间延迟，生长速度减慢，体积减小，苏木精-伊红染色的异形性也明显降低[3]。上述研究证实，FRAT1基因的阳性表达在体内和体外均可促进肿瘤细胞的增殖。

Guo等[19]采用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(terminal deoxynucleotidyl transferase mediated nick-end-labeling，TUNEL)检测了胶质细胞瘤组织中细胞的凋亡情况发现，凋亡细胞在胶质细胞瘤组织中普遍存在，并随着脑胶质细胞瘤病理级别的增高而逐渐增多。但是，在FRAT1基因高表达的胶质瘤细胞中，凋亡细胞的数目却很少，说明FRAT1具有抗凋亡作用。通过单层划痕实验、Transwell侵袭小室实验发现，利用干扰小RNA技术抑制胶质瘤细胞中FRAT1基因的表达后，肿瘤细胞的迁移和侵袭能力明显减弱[3]。

3.4FRAT1与消化道肿瘤 消化道肿瘤是发病率较高的恶性肿瘤。近年来，FRAT1基因被报道在食管癌、胃癌、结肠癌等[20-22]多种消化道肿瘤中存在高表达。

在食管鳞状细胞癌细胞中，74%的食管癌组织中FRAT1 信使RNA的表达水平明显高于正常对照组织，并与β-catenin在细胞质和细胞核中的累积密切相关[20]。将FRAT1 互补DNA转染到人类食管鳞状细胞癌细胞系后发现，FRAT1基因促进了癌细胞的生长，而FRAT1基因被RNA干扰抑制后，癌细胞的生长受到了抑制；同时在FRAT1阳性表达的癌细胞内发现使细胞处于持续增殖状态的c-myc基因的高表达[20]。FRAT1促进癌细胞生长的作用与GSK3β、TCF及c-myc存在相关性，抑制TCF、c-myc或过表达GSK3β均可逆转FRAT1促进癌细胞生长的作用[20]。

于庆功等[21-22]发现，在胃癌和结肠癌中，FRAT1基因的高表达可增加肿瘤的恶性程度。研究显示，FRAT1在胃癌和结肠癌组织中高表达，在正常组织中不表达，其中FRAT1蛋白在胃癌和结肠癌细胞质中呈阳性染色，并弥散分布[4]。FRAT1的表达水平随着肿瘤分化程度的增高而降低，随着TNM分期的增高而增高，其在发生淋巴结转移的胃癌、结肠癌组织中的表达率高于未发生淋巴结转移的癌组织[22]。

3.5FRAT1与喉癌 何娟等[23]在喉癌的研究中发现，FRAT1基因在喉癌的细胞质中表达，并与喉癌患者的年龄及病理分化程度相关，研究还发现FRAT1的表达与人基质金属蛋白酶9蛋白(matrix metallopeptidase，MMP-9)呈正相关。MMP-9被激活后形成Ⅳ型胶原酶，降解并破坏靠近肿瘤表面的胶原和明胶，导致肿瘤细胞浸润、转移。这提示FRAT1基因可能促进了喉癌细胞的侵袭和转移。

4 争 议

目前大部分研究认为FRAT1基因是Wnt/β-catenin 信号转导通路的重要成员，并与肿瘤的发生、发展密切相关。然而van Amerongen等[24-25]发现，剔除FRAT1基因的小鼠并无明显的发育异常，推测FRAT1并不是经典Wnt/β-catenin 信号转导通路中所必不可少的，但也有学者认为Wnt/β-catenin通路可能存在平行的调节机制，其在FRAT1缺失时发挥补偿替代作用，使小鼠不出现表型的明显异常。

5 小结与展望

FRAT1基因与多种肿瘤的发生、发展及预后密切相关。FRAT1可能通过调节Wnt/β-catenin信号转导通路影响肿瘤细胞的增殖、凋亡及侵袭，从而导致肿瘤的发生与进展。因此，FRAT1与肿瘤相关性的研究可为肿瘤的早期诊断、预后评估及靶向治疗提供了理论依据。但目前关于FRAT1生物学特性及其在肿瘤进展中的作用机制研究尚少，这还有待科研工作者的进一步研究。

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