LRIG1在恶性肿瘤中的研究进展



·综述与讲座·

LRIG1在恶性肿瘤中的研究进展

毛锐综述安云婷审校

作者单位：330000 南昌大学研究生院医学部2012级(毛锐)；330006 江西省妇幼保健院肿瘤科(安云婷)

关键词：LRIG1；EGFR；抑癌基因；恶性肿瘤

LRIG是新发现的一种基因，其家族成员包括LRIG1、LRIG2和LRIG3。目前研究较多的是LRIG1，且研究证实在人体正常组织内广泛表达而在大部分肿瘤中表达下调或缺失，提示其可能作为一种抑癌基因，调控肿瘤细胞的生长、增殖、侵袭、转移[1]。现就近几年LRIG1与几种恶性肿瘤之间的研究予以综述。

1LRIG1的结构

LRIG1的小鼠同源基因是Lrig1，该基因定位于人染色体3p14.3位点上，是人类恶性肿瘤中频繁被删除的区域，包括乳腺癌和肺癌等[2]。LRIG1是2001年Nilsson[3]等在基因组中发现的与果蝇Kekkon-1基因同源的一类基因，是由4 963个核苷酸组成，其中包括1个完整的读码框架和3＇ 端的非编码区，转录后的mRNA有4 812个核苷酸；其中读码框架编码的蛋白质由1 093个氨基酸组成，其编码是1种包括胞外段、跨膜段和胞内段3个部分的跨膜蛋白，胞外段由15个亮氨酸重复序列和3个c2型免疫球蛋白样结构域组成，该基因表达的蛋白有6个潜在的N端糖基化位点，胞内段有1个蛋白激酶C磷酸化位点，1个cAMP或cGMP依赖的蛋白激酶磷酸化位点以及6个Ⅱ型酪蛋白激酶磷酸化位点[4]。该基因在人体内各组织中几乎均有不同程度的表达，其中在脑、肺、肾中表达较高。目前LRIG1基因的检测方法主要有荧光原位杂交、反转录聚合酶链反应技术等，且检测技术的灵敏度及精确度正在逐步提高[5]。

2LRIG1在肿瘤中的作用

敲除Lrig1基因的小鼠显示出肠干细胞的过度增殖并自发发展成肠道肿瘤及表皮的过度增生[6]，且LRIG1在人体正常组织内广泛表达而在大部分肿瘤中表达下调或缺失，由此推测LRIG1在大部分肿瘤中可能主要是起到抑癌基因的作用。目前对LRIG1在肿瘤中作用机制的认识主要是研究LRIG1与PTK家族(主要包括ErbB、RET、MET等)之间的相互作用。Gal等[7]研究发现：LRIG1在哺乳动物中是受体酪氨酸激酶信号传导的负反馈调节器，通过胞外15个亮氨酸重复序列与PTKs结合及结合细胞质泛素连接酶c-Cbl等，加速受体的泛素化及降解负调控PTKs,从而抑制细胞的过度增殖。Ledda等[8]报道LRIG1可以与Ret相互作用形成LRIG1/Ret复合体，主要是抑制GDNF黏附、Ret重新黏附到细胞膜脂肪微区域、Ret受体自身磷酸化和MAPK对GDNF的反应。David等[9]发现MET受体与HER2联合可破坏细胞间的连接，协同促进细胞侵袭，LRIG1可通过c-Cbl途径来调节Met受体的降解，从而拮抗Her2和Met在细胞侵袭方面的协同作用。Goldoni等[10]报道蛋白LRIG1胞外段组成的可溶性富含亮氨酸蛋白可以抑制EGFR的活性，对依赖EGFR表达阳性的肿瘤细胞有抑制生长作用，如A431、HeI a和MDA 468。Stutz等[11]最近研究发现在EGFR的第三种突变体(EGFRvⅢ)高表达的细胞中恢复LRIG1表达的可以通过影响EGFRvⅢ的稳定性或使其降解起到抑制肿瘤细胞侵袭或对传统治疗方式抵抗的作用。推测可通过基因重组、质粒转染等方法，上调具有抑癌基因作用的LRIG1，有望成为肿瘤基因治疗新的靶点。可见，LRIG1基因主要是通过抑制PTKs家族的表达而发挥抑癌基因的作用，通过抑制细胞过度生长、增殖、侵袭、转移，从而遏制肿瘤形成。抑癌基因本身的失活亦可导致肿瘤的发生。

大多数肿瘤中LRIG1表达缺失或减弱，而在有些肿瘤中表达上调[12]。Hakan等[12]研究发现LRIG1在前列腺癌、肺癌、星形细胞瘤及白血病患者体内高表达，在乳腺癌及大肠癌中的表达较复杂。在星形细胞瘤中，LRIG蛋白在核周表达的患者预后更好、生存率更高，而蛋白在细胞质表达的则预后较差。说明LRIG蛋白的表达水平是重要的决定因素，但该蛋白的亚细胞定位也表现出显著的生物学意义。推测LRIG1在有些肿瘤中因蛋白的亚细胞定位不同可能还发挥着癌基因和抑癌基因的双重作用。Marcus等[13]使用免疫组织化学法检查2组前列腺癌患者中LRIG1的表达发现：在观察期待治疗的组中LRIG1的高表达与患者预后呈负相关，而在手术治疗的患者中呈正相关，说明手术、肿瘤负荷、激素疗法开始的时间和患者的年龄均影响LRIG1的表达。

3LRIG1与恶性肿瘤

3.1LRIG1与胶质瘤

胶质瘤为起源于神经胶质细胞的肿瘤，是最常见的原发性颅内肿瘤，恶性胶质瘤占77.5%，其病程发展快，死亡率高，从最初诊断到死亡不足1年[14]，严重威胁患者的生命健康。目前LRIG1与胶质瘤的相关研究主要集中在作用机制上，为胶质瘤的早期诊治提供新的参考。

在胶质瘤作用机制方面，FENG等[15]通过PCR、免疫组化等方法研究了LRIG1在胶质瘤的作用，发现在细胞中LRIG1的高表达改变了细胞周期调控蛋白cyclinD1的表达模式，导致于G0/G1细胞周期的延时，从而抑制细胞的增殖。Xin-yao等[16]在培养的U87胶质瘤细胞的研究表明：在LRIG1表达上调的U87细胞中，EGFR及其下游信号传导通道Akt/mTORC1均表达下调，而通过RNAi敲除LRIG1基因恢复Akt的活化可使U87细胞大量增殖，表明LRIG1通过抑制EGFR及Akt/mTORC1引起细胞生长抑制及凋亡。Ruifan等[17]研究表明：在LRIG1基因低表达的GL15胶质瘤细胞中EGFR及下游PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路均激活，且与细胞侵袭能力密切相关的MMPs的活性明显增强，因此GL15细胞通过EGFR/Akt/c-Myc的活化增加侵袭能力。可见LRIG1通过抑制EGFR及其下游信号通路的活化，负调控胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡，从而起到抑癌基因的作用。在胶质瘤的治疗方面，肖群根等[18]使用脂质体介导的基因转染技术提高LRIG1表达后发现,细胞内EGFR表达明显下降，抗凋亡蛋白Bcl-2明显下降，凋亡相关蛋白Bax、Caspase-3升高;LRIG1在胞外通过LRR区与EGFR结合，胞内段通过E3泛素连接酶c-Cbl与EGFR形成复合体，使EGFR泛素化，内吞，最后降解，抑制EGFR信号通路，从而改善细胞对化疗药顺铂的敏感性。Xu-chen等[19]最新报道：胶质瘤U251细胞中，LRIG1与EGFR的表达呈负相关，通过抑制表皮生长因子受体的表达和其下游信号通路的激活，从而干扰Bcl-2/Topo-2的表达，使细胞对化疗药物替莫唑胺的敏感性增强。化疗抵抗通常与RTKs的过度表达或异常激活有关，而LRIG1可负调控RTKs受体的激活。LRIG1在胶质瘤化疗药物的研究方面具有广阔的应用前景，有望成为基因治疗的新靶点。

3.2LRIG1与乳腺癌

乳腺癌是一种常见的恶性肿瘤，近年来其发病率一直上升，在女性恶性肿瘤中排第1位。据统计，约70%乳腺癌中ER表达为阳性，通常认为此类肿瘤较HER2高表达性乳腺癌的预后好，主要在于其受益于内分泌激素拮抗治疗。CORY等[20]研究从蛋白水平分析LRIG1和ErbB2在乳腺癌中表达情况发现，大多数乳腺癌中ErbB2与LRIGl的基因表达均增加，但在蛋白质水平LRIG1的表达降低，提示LRIG1在乳腺癌中起抑癌基因的作用。LRIG1在乳腺癌中的作用机制主要是其与ErbB家族成员中的ErbB2相互作用。Miller等[21]发现，LRIG1的表达在ErbB2阳性的人乳腺癌和ErbB2诱导的乳腺癌老鼠中受到抑制，应用RNA敲除LRIG1表达后，在乳腺癌细胞株MDAMB-453和BT474中发现ErbB2表达增加，细胞增殖也相应增加，而使LRIG1过表达则ErbB2表达和细胞增殖增加的情况将逆转。Sheryl等[22]研究显示在ER阳性的乳腺癌细胞中LRIG1表达较高，通过基因芯片等技术进而表明LRIG1是ER的直接转录靶点，说明其是受雌激素调节表达的生长抑制基因。随后Sheryl等[22]在ZR75-1细胞中敲除LRIG1后雌激素的非依赖性生长明显增强，LRIG1损失的乳腺癌细胞对激素拮抗治疗敏感性降低。提示LRIG1可抑制E2依赖的肿瘤细胞的生长，从而延长无复发生存期。推测,LRIG1能抑制乳腺癌细胞的生长和增殖，提高对治疗的敏感性。有望成为乳腺癌患者新的预后标志物。

3.3LRIG1与宫颈癌

在妇女肿瘤中，宫颈癌的发生率位居第二，仅次于乳腺癌。近年来年轻宫颈癌及宫颈腺癌患者有明显上升趋势。研究已经证实HPV感染是引起宫颈病变的主要原因[23]。在宫颈癌中LRIG1通过抑制PTKs的表达起到抑癌基因的作用。Lindstrom等[24]通过免疫组化等方法研究发现LRIG1在正常组织及宫颈病变组织中的表达随着宫颈病变级别的增加而降低，表明LRIG1参与了宫颈病变的发生与发展过程。Hellberg等[25]研究表明LRIG1的表达与抑癌基因FHIT及HPV的表达呈正相关，在早期宫颈癌中是一个良好的预后指标。SUSANNE等[26]通过PCR技术检测分析发现在宫颈腺癌组织中LRIG1均是在细胞质中表达、与HPV的表达呈正相关，LRIG1的表达与宫颈癌的生存率呈正相关。且研究表明LRIG1的胞外结构域可以通过旁分泌的方式抑制相邻的细胞生长因子的增殖。这种非细胞自主生长因子受体信号传导的抑制可能是治疗宫颈癌的一个策略，因而可成为治疗的潜在靶点。HAKAN等[27]等通过研究宫颈癌中LRIG1与LRIG2的表达发现，两者在宫颈癌中的作用截然相反，LRIG1在宫颈鳞癌中与生存率相关，是一个独立的预后因素。

3.4LRIG1与膀胱癌

膀胱癌在泌尿系统肿瘤中排名第一，其恶性程度较高，一旦发生转移，患者的生存率将显著下降[28]。EGFR在多种类型的肿瘤细胞中过度表达，在膀胱癌中，EGFR主要通过过度表达的方式，借助自分泌和旁分泌途径引起信号转导的不适当增强，在膀胱癌细胞的生长中发挥重要作用[29]。Yang等[30]运用MTT法与Western blot杂交检测转染LRIG1基因后的膀胱癌细胞BIU87发现，LRIG1蛋白水平高表达而EGFR低表达，两者呈负相关。这表明，LRIG1可能参与EGFR的负反馈调节，通过抑制其表达从而抑制膀胱癌细胞的生长、增殖。叶章群等[31]使用基因转染技术将pLRIG1-GFP质粒转染人膀胱癌细胞，LRIG1的基因及蛋白水平明显升高，观察发现细胞的侵袭能力明显下降，表明LRIG1对BIU87细胞株的侵袭能力有明显的抑制作用，且在BIU87细胞中存在EGFR过表达的情况。LRIG1可能通过下调EGFR的表达和抑制PLC-PKC传导通路，从而降低了BIU87细胞的侵袭能力。随后Yang等[32]在膀胱癌EJ/T24细胞株中发现LRIG1联合顺铂培养的细胞DNA损伤程度最高，且通过荧光激活细胞分选技术发现含有LRIG1及顺铂的细胞明显在S期停滞并出现凋亡。顺铂主要是通过损伤肿瘤细胞DNA以达到化疗的目的。此研究表明，LRIG1与顺铂协同可促使DNA损伤、促进细胞凋亡，从而减少化疗抵抗，以提高膀胱癌的化疗反应。

综上，近年来，LRIG1基因在各恶性肿瘤中的研究已逐步深入，越来越多的研究表明LRIG1在肿瘤的发生、发展过程中可能起着重要的作用。其主要是参与EGFR的负反馈调节来抑制肿瘤细胞的增殖侵袭、促进细胞的凋亡而起到抑癌基因的作用。它在部分肿瘤中与化疗药物有协同治疗作用，具有良好的临床应用前景，有望成为新一代的肿瘤基因治疗靶点。但LRIG1在恶性肿瘤方面的研究多数是通过体外观察到的这些信号变化而得出的，所以是否能应用于人体疾病治疗还需要进一步的前瞻性研究。

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(编辑：甘艳)

(收稿日期2015-01-20修回日期 2015-03-10)

文章编号：1001-5930(2015)04-0625-04

中图分类号：R730

文献标识码：B

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.04.049