凋亡抑制蛋白14-3-3ζ与肿瘤的关系

王慧香(综述)，翟建军(审校)

(首都医科大学附属北京同仁医院妇产科，北京 100730)



凋亡抑制蛋白14-3-3ζ与肿瘤的关系

王慧香(综述)，翟建军※(审校)

(首都医科大学附属北京同仁医院妇产科，北京 100730)

摘要：凋亡抑制蛋白14-3-3ζ蛋白主要以同源/异源二聚体形式存在，是真核生物中广泛表达的酸性蛋白。14-3-3ζ蛋白通过募集配体分子参与调节细胞周期、有丝分裂、凋亡和侵袭等多个细胞过程。多项研究表明，14-3-3ζ蛋白在多种恶性肿瘤的发生、发展和耐药中发挥重要作用；14-3-3ζ蛋白是通过调节靶蛋白间的相互作用在肿瘤细胞多条信号转导通路中发挥调控作用的；14-3-3ζ蛋白与肿瘤的发生和治疗密切相关。

关键词:肿瘤；14-3-3ζ蛋白；凋亡

14-3-3蛋白家族是真核生物中普遍存在的蛋白调控家族，共有7种亚型：β(α)、γ、σ、ε、η、τ、ζ(δ),其中α和δ分别是β和ζ的磷酸化形式[1-2],在细胞增殖、分化、衰老和凋亡过程中发挥作用。14-3-3ζ蛋白即酪氨酸/色氨酸单加氧酶激活蛋白ζ多肽，是14-3-3家族的一个亚型,通过磷酸化丝/苏氨酸作用与靶蛋白或靶蛋白的2个结构域结合，是信号转导通路中重要的接头蛋白，主要参与细胞凋亡的调控。14-3-3ζ蛋白可与不同的靶蛋白相互作用,通过对靶蛋白功能的抑制、活化、结构的稳定或转位等方式,对细胞凋亡进行多层次的调控[3]。近年来研究表明，14-3-3ζ蛋白在众多恶性肿瘤中过量表达，可能成为癌症诊断、复发和预后的潜在标志物，14-3-3ζ蛋白已经被用于肿瘤靶向治疗方面的研究[3-4]。现就14-3-3ζ蛋白与肿瘤的关系进行概述。

114-3-3ζ蛋白的基本结构

14-3-3ζ蛋白是一种酸性可溶性蛋白，相对分子质量约28 000，等电点为4～5，包含245个氨基酸。14-3-3ζ蛋白由YWHAZ基因编码，含有245个氨基酸。YWHAZ基因位于第2号染色体p25.1区段，含6个外显子，信使RNA全长2166个核苷酸[5]。研究发现，YWHAZ参与细胞有丝分裂过程中染色体分离，不仅能调节发育过程中细胞周期的变化，而且还可以通过结合凋亡信号调节激酶1[6]调控细胞凋亡的过程。

哺乳动物14-3-3ζ蛋白和τ亚型的X线衍射为U型二聚体结构，每个单体都包括了9个反平行的α螺旋结构(α1～α9)，大量发生改变的疏水性氨基酸和亲水性氨基酸包含在U型结构内部，U型结构中间为高度保守的凹面两性沟，这就使14-3-3ζ蛋白能同时结合两个相同或不同的靶蛋白作为配体。配体蛋白与14-3-3ζ蛋白结合方式有两种：一种是磷酸化依赖性配体，此类配体与14-3-3ζ蛋白的相互作用是通过其磷酸化的丝氨酸残基介导的，这种结合方式最为广泛和典型；另一种是与非磷酸化依赖的配体发生相互作用，但这种相互作用可被含磷酸化丝氨酸的肽所抑制，从而推断两种配体可能结合在相同的位点[7]。

研究表明，14-3-3ζ蛋白是一种穿梭蛋白，可以在细胞质和细胞核中表达，主要在细胞质中表达，但有时在同一组织细胞质和细胞核中同时存在，有时在有些组织细胞核中表达[8]。

214-3-3ζ蛋白与肿瘤的发生和预后

细胞黏附力丧失和凋亡抑制是肿瘤发生、发展过程中重要的生物学改变，凋亡抑制蛋白14-3-3ζ蛋白参与调控细胞周期和细胞间黏附作用，14-3-3ζ蛋白的抗凋亡功能可能会有助于细胞的转移。据报道，14-3-3ζ蛋白可通过激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路，使MDM2磷酸化，致p53在蛋白水平发生降解，抑制p53诱导的细胞凋亡，从而促进肿瘤的发生[9]。Niemantsverdriet等[10]报道，14-3-3ζ蛋白可以通过作用于细胞分裂周期蛋白Cde25来调控细胞周期，14-3-3ζ蛋白能抑制T/E/Y-cadhefin等细胞黏附分子的表达来促进肿瘤细胞的浸润和转移，抑制14-3-3ζ蛋白表达可以使细胞间黏附蛋白的表达增加，提高肿瘤细胞对凋亡的敏感性。Fan等[11]利用基因芯片和蛋白质学对205例不同恶性程度和分期的非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)患者进行研究，结果表明14-3-3ζ蛋白在肺癌中存在频繁的激活和基因扩增，激活的14-3-3ζ蛋白基因产生了至少两个亚型特异性的表型；免疫组织化学显示：NSCLC的病理分级越低、临床分期越晚，14-3-3ζ蛋白的表达越高；同时14-3-3ζ蛋白高表达还与肿瘤患者的总体生存率和肿瘤特异性生存率呈正相关。Zang等[12]对110例NSCLC研究发现，14-3-3ζ蛋白在NSCLC中高表达还与NSCLC的组织级别、淋巴结转移和预后明显相关。Lin等[13]研究发现，30%～40%的人类头颈鳞状细胞癌患者中14-3-3ζ蛋白基因拷贝数存在低水平频繁的积累和相应蛋白的高表达。14-3-3ζ蛋白在乳头状病毒所致的鳞状细胞癌中转录子表达持续升高[14]。对51例头颈鳞状细胞癌及其对照组的免疫组织化学研究证实，14-3-3ζ蛋白和stratifin蛋白表达增高的患者和对照组相比，中位无进展生存期减少了13个月[15]。以上研究均显示，14-3-3ζ蛋白不仅是一个潜在的癌基因，而且是癌症患者的预后指标。

314-3-3ζ蛋白在各种肿瘤组织中的表达

14-3-3ζ蛋白作为信号转导的中心环节，在多种恶性肿瘤中促进细胞的增殖，黏附并抑制肿瘤细胞的凋亡[16]。据报道，14-3-3ζ蛋白可能在肿瘤的演变和发展过程中起重要作用，14-3-3ζ蛋白过表达是早期口腔肿瘤发生的一个提示[17]。在对食管癌的研究中发现，14-3-3ζ蛋白在食管鳞状细胞癌中表达显著升高；14-3-3ζ蛋白在食管病变早期阶段表达水平就已经发生改变，并且14-3-3ζ蛋白表达水平的增高与食管癌的发生、发展密切相关[8]。据报道，在乳腺浸润性导管癌14-3-3ζ蛋白持续高表达，进一步研究发现14-3-3ζ蛋白还能促进乳腺癌的发生、发展[18]。Bergamaschi等[19]利用免疫组织化学对100多例乳腺癌患者研究发现，14-3-3ζ蛋白无论在雌激素受体阴性或阳性病例中，均是乳腺癌早期复发的独立危险因素；14-3-3ζ蛋白在乳腺原发癌中高表达是乳腺癌早期复发和远处转移的标志；另外如果乳腺原发癌中14-3-3ζ蛋白低表达，则本病复发时14-3-3ζ蛋白表达仍然增加。由此推测，如果减少14-3-3ζ蛋白的表达可改善乳腺癌患者的预后。Lu等[20]在乳腺癌的研究中发现，14-3-3ζ蛋白与人类表皮生长因子受体共同作用，增强了乳腺癌的远处转移和复发；过表达14-3-3ζ蛋白可以通过上调ZFHX1B/SIP-1通路导致上皮钙黏素缺失；激活转化生长因子α/Smads通路降低周围细胞的黏附能力。14-3-3ζ蛋白与ErbB共同作用，近年来在对肺癌的研究中发现，14-3-3ζ蛋白在正常肺组织中微量表达，在NSCLC中表达显著增多，且随着肺癌分化程度的降低，其阳性表达率逐渐增强[21]。Fan等[11]报道，NSCLC患者的病理分期越晚、病理分级越低，14-3-3ζ蛋白的表达越高；并且14-3-3ζ蛋白的高表达与患者疾病预后不良显著相关。Zhao等[22]利用免疫共沉淀和质谱分析对NSCLC中14-3-3ζ蛋白的相互作用蛋白进行研究发现，14-3-3ζ蛋白与热激蛋白27(heat shock protein 27,HSP-27)表达均明显增高患者的5年生存率显著低于14-3-3ζ蛋白与HSP-27低表达者；对209例术后病例随访发现：14-3-3ζ蛋白与HSP-27高表达患者5年生存率为26.5%，而14-3-3ζ蛋白与HSP-27低表达者5年生存率为59.7%；多因素分析表明，14-3-3ζ蛋白与HSP-27是NSCLC预后的危险因素。

人们除了在组织中发现14-3-3ζ蛋白的表达，最近在NSCLC患者的痰液中也检测到14-3-3ζ蛋白的表达[23]。在对胃癌的研究中发现，胃癌组织中14-3-3ζ蛋白阳性表达率明显高于癌旁组织[24]。过表达的14-3-3ζ蛋白可以促进胃癌细胞的增殖，并与胃癌患者不良预后相关[3]。14-3-3ζ蛋白可能通过调控微小RNA-375表达来影响胃癌细胞的生存能力[25]。杨磊等[26]对肝细胞肝癌研究发现，肝细胞性肝癌组织中 14-3-3ζ 蛋白表达显著高于癌旁组织，同肿瘤周围炎性细胞的浸润相关，提示14-3-3ζ蛋白可能通过抑制免疫反应使肿瘤细胞更易存活。14-3-3ζ蛋白可能成为早期肝细胞性肝癌筛查和诊断的生物学标志物[27]。Murata等[28]在前列腺癌的研究中发现，14-3-3ζ蛋白与雄激素受体和前列腺特异性抗原在反转录-聚合酶链反应和Western blot表达呈正相关；免疫共沉淀显示前列腺癌细胞核中14-3-3ζ蛋白与雄激素受体表达呈正相关；免疫组织化学提示14-3-3ζ蛋白高表达不仅与前列腺癌更高的恶性程度和淋巴转移有关，而且可以提高前列腺癌细胞依托泊苷耐药性。郭毅等[29]在膀胱癌的研究中发现，基因和蛋白水平14-3-3ζ蛋白在膀胱尿路上皮癌中表达均明显增高，并且14-3-3ζ蛋白的表达与肿瘤细胞的分化和浸润程度呈正相关，而癌旁对照组中14-3-3ζ蛋白呈低表达，说明14-3-3ζ蛋白在膀胱尿路上皮细胞癌的发生、发展过程中起作用；14-3-3ζ蛋白在低级别组和非浸润组中表达远高于对照组，说明14-3-3ζ蛋白在膀胱癌早期已经发生作用，可能成为膀胱尿路上皮癌早期诊断的肿瘤标志物。

414-3-3ζ蛋白与肿瘤治疗

14-3-3ζ蛋白作为真核生物中存在的调控蛋白,理论上推测它参与的环节被打扰或打断都可能导致肿瘤的发生,因此在肿瘤的治疗过程中,可以将其作为药物作用的靶点。人们在对弥漫性大B细胞瘤化疗耐药的蛋白质组学研究中发现，14-3-3ζ蛋白是CHOP方案(环磷酰胺、阿霉素、长春新碱和泼尼松合用)耐药与敏感细胞的差异表达蛋白,在CHOP敏感细胞中14-3-3ζ蛋白低表达，而CHOP耐药细胞中14-3-3ζ蛋白表达明显增高；用小干扰RNA方法降低14-3-3ζ蛋白表达，CHOP耐药细胞化疗敏感性明显提高，提示14-3-3ζ蛋白很可能介入了弥漫性大B细胞淋巴瘤的化疗抵抗[30]。研究表明，14-3-3ζ蛋白在头颈部肿瘤、肝细胞癌化疗耐药细胞系中表达增加，降低14-3-3ζ蛋白的表达可以提高化疗敏感性[31-32]。Lee等[33]在肝癌的研究中发现，抑制14-3-3ζ蛋白的表达可以提高肝细胞性肝癌对放疗的敏感性。

据报道，在肺癌放化疗耐药细胞中14-3-3ζ蛋白的表达增高，抑制14-3-3ζ蛋白的表达可以提高肺癌细胞对放化疗的敏感性[11]。前列腺癌喜树碱化疗耐药研究结果提示，在喜树碱耐药细胞中14-3-3ζ蛋白表达显著升高，过表达的14-3-3ζ蛋白使前列腺癌细胞对喜树碱诱导凋亡的敏感性降低[34]。一项有关肝癌放疗耐药的研究表明，敲除14-3-3ζ蛋白可以提高放疗的敏感性[33]。Kambach等[4]研究显示，14-3-3ζ蛋白与ErbB共同作用通过调节FoxM1促进乳腺癌进展，14-3-3ζ蛋白可以作为放疗耐药乳腺癌的治疗靶标。

5结语

恶性肿瘤细胞大多表现为凋亡抑制。凋亡抑制蛋白14-3-3ζ 蛋白在哺乳动物中普遍存在，它通过对靶蛋白功能的活化、抑制、结构的稳定或者转位等方式来改变与其结合的多种转录因子，从而调控和参与多种细胞的生理过程。随着医学科研工作者对14-3-3蛋白家族关注和研究的不断深入，不仅能为明确14-3-3蛋白家族功能奠定基础，还能为恶性肿瘤的早发现、早诊断、早治疗开辟新的途径。

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The Relationship between 14-3-3ζ Protein and TumorWANGHui-xiang,ZHAIJian-jun.(DepartmentofGynecologyandObstetrics,BeijingTongrenHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,Beijing100730,China)

Abstract:As an anti-apoptotic protein,14-3-3ζ is a widely expressed acidic polypeptide in all eucaryotic cells,which acts mainly as either homodimers or heterodimers.Through recruiting their ligands,14-3-3ζ protein has been implicated to regulate a diverse number of cellular processes including cell cycle,mitosis,apoptosis,and invasion.In recent years,a lot of studies showed that 14-3-3ζ protein is a positive factor in the onset,development and chemo-resistance of a variety of tumor.14-3-3ζ protein plays a role in cell signal transduction pathways through controlling interaction with targeting proteins.14-3-3ζ protein is closely involved in the occurrence and treatment of tumors.

Key words:Tumor; 14-3-3ζ protein; Apoptosis

收稿日期：2014-11-04修回日期：2015-01-18编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.13.026

中图分类号：R73-3

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)13-2370-04