Krüppel样因子4与胃癌发生发展的关系

杨 菁 周 力 许 钟

Krüppel样因子4（KLF4）是真核生物中含有3个锌指结构的转录因子，又称为胃肠富集KLF，丰富表达于消化道、口腔、食管上皮、内皮细胞等部位［1］。KLF4在细胞增殖中起抑制作用，在细胞分化中起导向作用，在不同的组织中可与不同的靶基因相互作用，发挥促癌或抑癌效应，其在胃肠道肿瘤中主要起抑癌作用。本文就KLF4在细胞增殖、分化及胃癌发生发展中的作用作一综述。

1 KLF4与细胞增殖

Katz等［2］研究发现，KLF4基因缺陷的小鼠的胃上皮细胞出现持续增生和黏膜息肉样病变。进一步的研究表明，上调KLF4的表达使细胞增殖受抑，KLF4表达缺陷的细胞增殖活跃［3-4］。有研究将KLF4过表达胃癌细胞株MKN-45注入到小鼠皮下，3周后取出肿瘤并测量肿瘤大小，结果显示KLF4过表达组小鼠的肿瘤明显小于对照组［5］。另有研究报道，KLF4阻断细胞周期和抑制细胞周期蛋白cyclin D1是通过miR-15a来实现的［6］。上述研究提示，KLF4具有抑制细胞增殖的作用，且这个过程中有microRNA的参与。

2 KLF4与细胞分化

KLF4在皮肤及胃肠道分化的上皮细胞中高表达［7］。有学者发现，KLF4基因表达缺失的小鼠的胃上皮壁细胞和胃酶细胞的数量减少超过50%，而表面黏液细胞和颈黏液细胞的数量增加2倍以上［3］。对斑马鱼的实验研究发现，肠上皮细胞的终末分化和杯状细胞的分化都需要KLF4的参与，提示KLF4可调节细胞分化，肿瘤的发生可能与正常细胞分化过程中KLF4未激活有关［8］。另有研究显示，miR-145的缺失使细胞分化受抑制，猜测KLF4调节细胞分化的机制有microRNA参与［9］。

3 KLF4在胃癌中的表达下调

作为肿瘤抑制因子，KLF4在胃癌、食管癌、膀胱癌、宫颈癌、结直肠癌中呈低表达［10-14］。采用免疫组织化学法分析不同分期的胃癌组织，发现KLF4在正常胃组织和癌旁组织中高表达，在胃上皮瘤变组织中表达较弱，而在胃肿瘤组织或癌巢组织中几乎无表达，且随着胃癌分期的递增，KLF4的表达逐渐减弱［7］，其表达率与肿瘤临床分期、浸润深度、淋巴结转移显著相关［15-16］。在具有多分化潜能的绒毛蛋白阳性胃肠道祖细胞中，KLF4缺失可引起小鼠胃黏膜转化和胃窦肿瘤的发生［17］。有证据表明，KLF4的表达与胃癌的预后有关，细胞质内高表达KLF4的胃癌患者明显较低表达KLF4的胃癌患者的总生存率更高［18］。此外，有研究报道，KLF4是miR-206的目标基因，胃癌患者的miR-206与KLF4呈显著负相关，提示KLF4在胃癌中的表达下调受microRNA的调控，且这些microRNA与癌细胞的侵袭转移呈正相关［19］。

4 KLF4及相关因子功能失调参与胃癌发生发展的机制

在胃癌发生发展过程中，KLF4作为抑癌基因与 Sp1、E-钙 黏 蛋 白 （E-cadherin）、β-连 环 蛋 白（β-catenin）、转化生长因子-β1（TGF-β1）蛋白及p53基因相互作用，其功能失调参与肿瘤的形成和发展，在KLF4与多种分子相互作用的过程中，还涉及到非编码RNA的调控。

4.1 KLF4与Sp1

转录因子Sp1是一种序列特异性的DNA结合蛋白，其异常表达与胃癌的发生发展有关。在弥漫型胃癌中，Sp1表达升高，患者的生存率降低［20］。多项研究发现，KLF4和Sp1在胃癌组织中的表达呈负相关，KLF4表达缺失时，Sp1表达升高，且胃癌进展［21-23］。故KLF4和Sp1的检测可能对预测胃癌的进展和预后有重要的意义。

4.2 KLF4与E-cadherin

上皮型E-cadherin是KLF4的一个目标基因［24］，其主要功能是介导细胞间的黏附，对维持上皮细胞的完整及形态结构起着重要的作用。有研究结果显示，KLF4可通过直接诱导上皮基因（如E-cadherin）的表达来抑制上皮间质转化［25］。有证据表明，上皮间质转化与肿瘤的发生密切相关，而E-cadherin缺失是上皮间质转化的标志物，故推测KLF4通过调节E-cadherin的表达，间接调控肿瘤的发生发展［26］。另有研究发现，E-cadherin在正常胃黏膜上皮呈强阳性表达，在胃癌组织中的表达则明显减弱，并随肿瘤浸润的加深、淋巴转移的发生而降低，与KLF4的表达呈正相关［27］。研究发现，在E-cadherin基因敲除（dcko）的弥漫型胃癌小鼠中，miR-103、miR-107、miR-194及miR-210的表达水平均明显上调［28］。因此，KLF4与E-cadherin的相互作用可能由某些microRNA调控，检测两者的表达水平对评估胃癌的浸润和转移可能有一定价值。

4.3 KLF4与β-catenin

β-catenin是一种多功能蛋白，主要功能是介导细胞间黏附。β-catenin的异常表达可能引起细胞间连接作用减弱并促进细胞分化、增殖、侵袭和转移［29］。Zhang等［30］研究发现，KLF4与β-catenin具有相互作用，前者可抑制β-catenin介导的基因表达，在维持正常小肠的稳态及结直肠癌的发生发展中起重要的作用。近年来的研究表明，KLF4通过降解β-catenin蛋白来抑制其活性，并且可调节β-catenin介导的生物学效应［5，31］。在胃癌的增殖、浸润和转移过程中，KLF4起抑制作用，其抗癌特性是由于抑制了β-catenin的表达水平，从而改变了β-catenin信号机制，因此胃癌进程中 KLF4与β-catenin表达水平呈负相关［5，32］。这对由β-catenin驱动的恶性肿瘤来说，调节KLF4的表达可能成为新的治疗途径。

4.4 KLF4与 TGF-β1

TGF-β是一种多功能细胞因子，可以影响多种细胞的生长、分化及凋亡，并有免疫调节等功能。TGF-β1是其中一个亚型，广泛存在于各种正常或癌变的组织细胞中，在胃癌组织中表达上调，且肿瘤的发生发展及低生存率与其表达水平呈正相关［33-34］。多项研究显示，KLF4与TGF-β之间存在着相互作用：一方面，KLF4与TGF-β1启动子区的特定序列结合，激活TGF-β1的转录，从而上调TGF-β1的表达，而TGF-β1的激活常伴有KLF4上调及 TGF-β1受体增加［35-36］；另一方面，有研究报道，在miR-143和miR-145的诱导下，TGF-β能迅速下调 KLF4的表达［37］。因此，探讨 KLF4和TGF-β1蛋白在胃癌中的表达及意义具有潜在的临床应用价值。

4.5 KLF4与p53

p53蛋白的主要生物学功能是参与DNA修复，阻断细胞周期进程，从而控制细胞生长。p53基因发生变异时，会引起p53蛋白失活，导致细胞分裂不受控制，因此对肿瘤形成具有重要意义。有研究报道，p53可直接通过转录激活上调KFL4的表达，此外，KLF4可通过抑制p53启动子的转录而抑制p53表达，形成反馈回路［38-39］。进一步的研究显示，与p53阴性的肿瘤相比，p53阳性的肿瘤KLF4表达更高［40］。另有研究发现，miR-449过表达可激活p53，且与正常组织相比，在人胃癌组织中miR-449的表达出现丢失现象［41］。由此可见，KLF4的表达与p53的核累积有相关性，且两者之间的相互调节涉及microRNA的参与。

5 结语与展望

目前，中国早期胃癌的诊断率仍很低，其侵袭转移是导致死亡的主要原因，分子机制研究作为了解胃癌发生发展的有效途径一直受到相关基础及临床研究的关注，同时越来越多的证据支持microRNA在胃癌发生发展中起作用。如前所述，KLF4作为多种肿瘤的抑癌因子，受某些microRNA的调控，并与多种内源性细胞因子相互作用，参与肿瘤的发生发展。KLF4在胃癌中可能具有潜在的临床诊断价值，并有可能成为治疗靶点之一。

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