Ebp1在肿瘤增殖和侵袭中的研究进展*

刘 媛 张 飞 牛瑞芳

·国家基金研究进展综述·

Ebp1在肿瘤增殖和侵袭中的研究进展*

刘 媛 张 飞 牛瑞芳

肿瘤细胞的恶性增殖和浸润转移是影响肿瘤发展和治疗效果的重要因素，了解调控增殖和转移的影响因子及其分子机制对肿瘤早期的诊断和临床治疗意义重大。本文系统总结了增殖相关蛋白PA2G4（proliferation associated 2G4）家族成员Ebp1在多种肿瘤中的表达情况及其对细胞周期、细胞凋亡和分化、细胞迁移等方面的影响，并归纳了Ebp1影响肿瘤增殖和迁移的分子机制。Ebp在多种肿瘤中表达降低且与肿瘤的增殖和迁移呈负相关，并主要通过抑制周期相关蛋白的转录、调控影响肿瘤发展的信号通路。

Ebp1 肿瘤进展 增殖 细胞周期 侵袭

近些年来肿瘤的发病率和死亡率日益增加，成为人类健康的最大威胁之一［1］，而转移的发生则是影响肿瘤预后的重要因素。Ebp1是在研究ErbB3信号通路过程中，通过酵母双杂交技术分离得到的ErbB3的结合蛋白［2］，后证实该蛋白由人PA2G4基因编码，与鼠细胞周期调控蛋白p38-2G4同源［3］。Ebp1不但在人类正常细胞如造血细胞中存在，而且在多种肿瘤细胞中异常表达，如前列腺癌［4］、膀胱癌［5］、乳腺癌［6］等，且与肿瘤的病理分级、临床分期和预后关系密切。研究证实Ebp1通过调节细胞生长、分化和凋亡来影响肿瘤细胞的增殖和迁移［7］。

1 Ebp1的结构和生理功能

Ebp1由394个氨基酸组成，分子量约为43kD，其中C端包含5个酪蛋白激酶Ⅱ的磷酸化位点和6个蛋白激酶C的磷酸化位点，同时也是与其他分子发生相互作用区域，其中Ebp1第360位丝氨酸的磷酸化是调节其在细胞内定位的决定因素。Ebp1的晶体结构为四棱体P41212或P43212结构［8］，饼状折叠，结构与酶相同但无活性，此外，Ebp1结构上有RNA的结合位点，受C端丝氨酸360位磷酸化的调节［9］。

Ebp1的编码基因PA2G4与鼠细胞周期蛋白的编码基因p38-2G4同源，因此，Ebp1可以调节细胞的增殖和凋亡。Horvath等［10］2006年证实了改变stEbp1（马铃薯中提取的人类Ebp1的同源体）蛋白表达量可以影响植物的生长，在发育早期stEbp1可以缩短细胞分裂时间从而促进细胞增殖；而在分裂后期则可以引起细胞膨胀。在人类前列腺癌［4］、口腔癌［11］、肝癌［12］等细胞中过表达Ebp1将会抑制细胞的增殖和迁移。随着研究的深入，发现Ebp1的两种亚型对肿瘤存在相反的作用。2007年Liu等［13］首次报道Ebp1包括两种亚型p48和p42，二者在细胞内的定位有所差异，而且对细胞的生物学作用也不同。p48定位于细胞质和细胞核，其过表达能够抑制细胞凋亡，并促进细胞增殖；而p42主要定位于细胞质，能够促进细胞分化，其过表达则会抑制细胞增殖，目前的研究认为Ebp1在肿瘤细胞中的生物学作用主要依赖p42的作用。

2 Ebp1与肿瘤发生发展的关系

2.1 Ebp1在肿瘤中的表达

Ebp1作为抑癌因子在多种肿瘤中异常表达，且与正常组织相比表达水平均有明显的降低。研究证实在贲门癌［14］、前列腺癌［15］、乳腺癌［16］、人唾液腺样囊性癌［17-18］、膀胱癌［5］和肝癌［12］中，Ebp1的mRNA水平和蛋白表达水平较正常组织均降低，而且Ebp1表达水平与肿瘤的病理分级及临床分期呈正相关。此外，在转移性腺样囊性癌组织中，Ebp1的表达较正常组织有明显的降低，提示Ebp1的表达与肿瘤细胞的迁移正相关［17］。随着研究的深入，发现Ebp1不同亚型在肿瘤中的表达有所差异。Kim等［19］证实了胶质瘤细胞中p48亚型特异性高表达，导致预后较差。

2.2 Ebp1对肿瘤细胞增殖的影响

研究表明Ebp1的生物学功能与肿瘤细胞的增殖密切相关，过表达Ebp1将会导致肿瘤细胞的增殖能力明显降低，相反地，特异性干扰Ebp1的表达可以促进肿瘤的生长，这在多种肿瘤中已经得到证实，如He等［5］证实了高表达Ebp1将导致G0/G1期阻滞，从而抑制了膀胱癌细胞的增殖。Zhang等［15］在前列腺癌细胞LNCaP中过表达Ebp1，抑制了ErbB3配体heregulin（HRG）导致的AKT磷酸化，进而抑制了细胞的增殖；相反，特异性干扰Ebp1的表达，促进了HRG诱导的细胞增殖。同样的，在ErbB2/3阳性的乳腺癌细胞中过表达Ebp1，抑制了HRG诱导的细胞增殖［20］。Mei等［11］也在口腔癌中证实了Ebp1抑制肿瘤增殖，研究表明在口腔癌细胞高密度培养条件下，Ebp1发生核转位，促进平足蛋白的转录，从而促进肿瘤细胞的增殖。此外，Ebp1不同亚型对肿瘤增殖的影响有所不同，p42调节细胞周期抑制细胞增殖，而p48则调节细胞生存促进细胞增殖［19，21］。

2.3 Ebp1对肿瘤细胞迁移和侵袭的影响

近些年的研究表明，Ebp1不但影响肿瘤细胞的增殖，而且调节肿瘤细胞的迁移和侵袭，这为解决肿瘤远处转移的难题开辟了新的思路。Sun等［17］比较了唾液腺样囊性癌原发病灶组织和转移病灶包括淋巴、肺和神经组织中Ebp1含量，发现转移病灶组织中Ebp1的表达量低于原发病灶，进一步的研究证实Ebp1调控细胞动力和侵袭因子如MMP9、E-Cadherin和ICAM-1的表达。Ebp1还可以影响前列腺癌的迁移和侵袭能力，Zhang等［22］证实转移性前列腺癌细胞中Ebp1表达降低导致前梯度蛋白2（anterior gradient protein2，AGR2）转录抑制作用减弱，促进肿瘤的迁移和侵袭。Ebp1对肿瘤细胞迁移和侵袭的抑制作用也在肝癌［12］、非小细胞肺癌［11］、脑肿瘤［19］中得到证实。

2.4 Ebp1对肿瘤细胞凋亡和分化的影响

肿瘤细胞的凋亡和分化对肿瘤的发生发展意义重大，研究证实Ebp1在调控细胞凋亡和分化方面有一定作用。Ebp1被蛋白激酶C（Protein kinase C，PKC）磷酸化后发生核转位，抑制凋亡DNA的修复，促进肿瘤细胞的生存和分化［23］。当降表达Ebp1或抑制其磷酸化位点后，凋亡DNA发生修复和分化，细胞生存能力增强［24］。进一步研究表明不同亚型Ebp1在调节细胞凋亡和分化过程中作用截然相反，在前列腺癌细胞PC12中p48抑制细胞凋亡，而p42抑制细胞分化。Okada等［21］也证实了p42与p48分别调节前列腺癌细胞的生存和增殖。

2.5 Ebp1调控肿瘤增殖和侵袭的分子机制

2.5.1 与抑癌基因Rb、Sin3A（Paired amphipathic helix protein）、HDAC2（组织蛋白去乙酰化酶2）形成转录抑制复合体 HRG处理肿瘤细胞后，Ebp1与ErbB3分离发生核转位，与Rb蛋白［25］、Sin3A［26］和HDAC2［27］形成转录抑制复合体，从而抑制转录因子E2F1和周期相关蛋白CyclinD1、CyclinE启动子的转录，诱导癌细胞分化。进一步研究证实Ebp1通过C端72个氨基酸与Rb、HADC2结合，且在MCF-7细胞中通过Rb与E2F1间接结合，Sin3A通过C端HDAC2结合域与Ebp1结合，形成转录抑制复合体，参与转录调控，从而对肿瘤细胞的增殖发挥作用［28］。

2.5.2 与B23结合抑制凋亡 B23蛋白是公认的肿瘤标志物和癌基因，表达增加可促进肿瘤细胞的增殖和生存。Okada等［21］发现Ebp1-p42亚型特异性与B23相互作用，在EGF刺激下发生Ser360磷酸化与B23结合，而p48与B23持续性结合且不依赖与B23类泛素化。但是，B23未类泛素化的突变体在无EGF刺激下也可促进p42的核转位并发生相互作用。沉默Ebp1或B23的表达，将会抑制核糖体的生物合成和细胞增殖［21］。

2.5.3 Ebp1-Foxa-AGR2信号通路调节转移能力 发育性基因前梯度蛋白2（anterior gradient protein 2，AGR2）失调与前列腺癌转移性表型有关，AGR2高表达可提高非转移性的前列腺癌LNCaP细胞的侵袭和转移能力；而降低转移性的衍生物中AGR2表达可抑制其侵袭。有研究显示，Ebpl可以抑制AGR2转录，降低LNCaP的转移能力；而降表达Ebpl后，Foxal和Foxa2激活AGR2启动子，AGR2表达增加，肿瘤转移能力增强。在前列腺癌和原位癌中，Ebpl和AGR2表达水平呈负相关。这个研究揭示了Ebpl-Foxa-AGR2信号通路与转移性前列腺癌间存在的功能性联系［22］。

2.5.4 与丝氨酸/苏氨酸激酶Akt结合 核内Akt在细胞生存和凋亡中起重要作用，PKC激活Ebp1发生磷酸化并入核与Akt结合。Ebp1是凋亡蛋白酶的作用基质，当从第一个ATG翻译的p42抑制了凋亡的发生，而从第二个ATG翻译的p48则被降解，PKC的磷酸化抑制了肿瘤细胞的凋亡［29］。HRG诱导的Akt激活在Ebpl稳定转染产物中下调，但是转染激活的Akt后能够恢复细胞对Heregulin的反应性生长［30］。

2.5.5 调节podoplanin蛋白表达 podoplanin蛋白在多种肿瘤中广泛表达，可以促进OSCC的肿瘤发展，恶性肿瘤中，Ebp1的低表达促进podoplanin的表达。在大多数OSCC肿瘤细胞系低密度培养时podoplanin蛋白表达量极低，但是当肿瘤细胞密度高时podoplanin蛋白表达量和mRNA量均升高。上调Ebp1表达量，Ebp1入核与podoplanin蛋白启动子结合促进其转录和翻译。相反，下调Ebp1后podoplanin蛋白水平降低，同时肿瘤细胞增殖侵袭能力降低［18］。临床81例病例分析表明Ebp1与OSCC恶性程度相关［11］。

2.5.6 调节HDM2-P53 Ebp1的两个亚型P42和p48在肿瘤进展中有着相反的生物学作用，Kim等［19］证实在脑胶质瘤中P48可以促进肿瘤的增殖和侵袭能力，p48通过与周期相关蛋白p53的E3连接酶HDM2结合促进p53的类泛素化降解，从而降低p53的表达，抑制损伤DNA修复，促进细胞凋亡，进而影响肿瘤的生长和转移。

3 结语

Ebp1、ErbB3结合蛋白，广泛表达于植物、真核生物及人类正常和肿瘤细胞内，参与调控转录和翻译等过程，影响细胞增殖和分化，尤其对于探索肿瘤的发生发展意义重大。研究证实降表达Ebp1后，肿瘤细胞增殖能力和迁移侵袭能力增强，提示Ebp1可能是一种抑癌因子。随着研究的深入，Ebp1不同亚型在肿瘤发生发展中相反的生物学作用为Ebp1在肿瘤中的角色进行了重新定位。p42抑制肿瘤的发生发展而p48促进肿瘤的发生发展，其中的分子机制虽得到一定的解析，但尚不明确。p42和p48不同的生物学作用可能是其参与的分子通路不同所致，也可能是与不同的调控因子发生相互作用有关，尚需进一步研究证实。因此，探讨和分析Ebp1不同亚型调控肿瘤发生发展的分子机制是未来Ebp1研究的热点，也有望为肿瘤基因治疗开拓新的道路。

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（2014-08-19收稿）

（2014-10-26修回）

（本文编辑：郑莉）

Development of Ebp1 in tumor proliferation and invasion

Yuan LIU,Fei ZHANG,Ruifang NIU

Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,National Clinical Research Center of Cancer,Key Laboratory of Breast Cancer Prevention and Therapy,Tianjin 300060,China

Ruifang NIU;E-mail:niuruifang@tjmuch.com

This work summarizes the research development and molecular mechanism of Ebp1,a member of the proliferation-associated 2G4 family,in tumor proliferation and invasion.This research serves as a basis and support for further research on the mechanism of tumor proliferation and invasion.The low expression of Ebp1 in various cancers promotes tumor proliferation and invasion.Ebp1 inhibits E2F1,cyclin D1,and cyclin E transcription by interacting with Rb,human histone deacetylase 2,and the transcriptional repressor Sin3A.This inhibition triggers cell cycle arrest and suppresses cell proliferation.Ebp1 also influences cancer invasion and migration.However,the underlying mechanisms remain unknown and require further exploration.

Ebp1,tumor progression,proliferation,cell cycle,invasion

10.3969/j.issn.1000-8179.20141418

天津医科大学肿瘤医院，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市肿瘤防治重点实验室（天津市300060）

*本文课题受国家自然科学基金项目（编号：81071731，81372844）资助

牛瑞芳 niuruifang@tjmuch.com

This work was supported by the Natural Natural Science Foundation of China(Nos.81071731 and 81372844)

刘媛 专业方向为生物化学与分子生物学。

E-mail：Liuyuan306@126.com