KIAA1199基因与肿瘤关系的研究进展

张剑美　　庄永卫　　黄　岚　　朱雅碧浙江省丽水市人民医院消化内科，浙江丽水　323000



KIAA1199基因与肿瘤关系的研究进展

张剑美庄永卫黄岚朱雅碧▲
浙江省丽水市人民医院消化内科，浙江丽水323000

[摘要]KIAA1199基因是HUGE蛋白质数据库中KIAA基因家族中的重要成员，其表达主要通过遗传和表观遗传机制调控，参与细胞内信号通路转导，具有调节细胞生长、分化、凋亡、运动等生物学行为的重要功能。研究发现KIAA1199基因与肿瘤的发生发展关系十分密切，是一种促癌基因，在多种类型肿瘤中表达上调，尤其是结直肠癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤中明显上调，并可促进肿瘤细胞的增殖、黏附、侵袭及迁移等活动，重建肿瘤细胞与周围细胞及细胞外基质的联系，促进EMT进程。同时，KIAA1199基因与Wnt/β-catennin信号通路关系密切，是该通路的重要靶基因，并且可反馈调节该通路中重要复合体水平。由此认为KIAA1199基因可通过上述一系列机制促进肿瘤发生发展。

[关键词]KIAA1199基因曰肿瘤曰W nt/β-catennin信号通路

肿瘤发生发展机制复杂，涉及多种生物学机制，并有促癌与抑癌基因参与调节，最终引起机体免疫紊乱，癌细胞不断增殖、分化、侵袭及迁移，从而导致肿瘤恶性发展并远处转移。故肿瘤基因组学研究一直是当前医学研究热点，亦是肿瘤诊治的有效切入点。KIAA1199基因是近年新发现的一种参与多种疾病发生发展的基因，尤其是与人体肿瘤的发生发展关系密切，对肿瘤的诊断治疗及预后评估具有指导意义。

1　KIAA1 1 9 9　基因的结构与功能

KIAA1199基因属于人类新识别编码大分子蛋白质基因数据库（human unidentified gene-encoded large proteinsdatabase，HUGE）中的一员，该数据库在1994年由Kazusa基因研究中心设立，主要用于分析人类新识别的大片段cDNA（＞4 kb）编码的蛋白质（＞50 kDa），并且将编码这些蛋白质的基因统一用KIAA加4个数字编号命名[1]。KIAA1199基因位人类染色体带15q25.1，其cDNA长度为5776 bp，编码的蛋白质分子量为150 kD，含1361个氨基酸。KIAA1199最早在2003年被报道与听力功能密切相关，是非综合性耳聋重要致病基因[2]。KIAA1199蛋白主要包含7个结构域，分别为1个G8结构域、2个GG结构域和4个pbH1结构域，其中G8结构域包括8个保守的甘氨酸残基、5个β-折叠双链及1个α-螺旋，主要参与细胞外配体结合过程，GG结构域包括7个β-折叠双链和2个α-螺旋，目前功能尚不确切，pbH1结构域由平行的β-螺旋重叠而成，具有水解多聚糖的作用[3-5]。

KIAA1199基因编码的蛋白主要位于细胞中，但可被分泌至细胞外环境[6]。在正常人脑组织、胎盘及肺组织中表达量较高，但在肝脏、外周血、骨髓及骨骼肌中表达量极低[7]。KIAA1199基因表达主要通过遗传和表观遗传调控机制来调节，在机体内参与多种细胞信号通路转导，并具有调节细胞增殖、迁移及凋亡等生物学行为的重要功能[8]。

2　KIAA1 1 9 9　基因与肿瘤的关系

现在越来越多证据表明，KIAA1199基因与人体多种肿瘤的发生、发展关系密切。Terashima等[7]通过检测62种人类肿瘤细胞株中KIAA1199 mRNA表达量，发现在胃癌、结直肠癌、胰腺癌及肺癌中表达量较正常组织明显升高，特别是消化道肿瘤表达量尤高。该研究还证实，KIAA1199可与糖原磷酸化酶激酶的β亚基结合，促进糖原分解及能量转换，有利于肿瘤细胞在饥饿状态下生存，减少凋亡发生，这可能是其促进肿瘤发生发展的重要机制之一。

2.1KIAA1199基因与结直肠癌

结直肠癌是最常见的消化系恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率都居全部恶性肿瘤的前列，且呈逐年上升的趋势，早期诊断及手术治疗可有效减少结直肠癌的发病率及死亡[9]。

目前，诸多研究已证实KIAA1199基因在结直肠腺瘤和腺癌中表达水平明显高于正常人结直肠组织，且结直肠腺癌组织中表达明显高于癌旁组织，提示KIAA1199基因可能是结直肠上皮细胞发生恶性转化的一个重要生物标记[10-12]。为检测血清中KIAA1199基因表达是否与结直肠腺瘤（癌）组织中表达一致，Lapointe等[12]者通过定量PCR分析40例结直肠腺瘤（癌）患者和20例健康人血清中KIAA1199 RNA表达情况，发现结直肠腺瘤（癌）患者31例（77.5%）血清中KIAA1199表达阳性，而对照组中仅6例（30%）表达阳性，两组间表达差异有统计学意义（P＜0.05），故认为可通过监测结直肠癌高危人群血清中KIAA1199基因表达来早期诊断肿瘤的发生，并及早进行干预。但由于该试验选取样本量较小，还需要通过更大的临床筛查试验证实。另外，Sabates-Bellver等[6]认为KIAA1199基因在结直肠中主要位于隐窝底部腺体细胞，不分泌至肠腔内，如果粪便中检测出该基因表达阳性，则需高度怀疑结直肠腺瘤（癌），可能对肿瘤早期诊断有一定意义。

为进一步明确KIAA1199表达情况与结直肠癌临床病理学关系，研究者采用免疫组化方法进行检测，发现KIAA1199蛋白主要表达于细胞核及细胞浆，结直肠腺癌组织中蛋白表达量亦明显高于正常组织[11]。在KIAA1199蛋白细胞浆表达弱的患者中，肝、肺转移发生率均较细胞浆表达强的患者低，预后也较好。研究认为这可能与表达在胞浆内质网中的KIAA1199蛋白参与内质网钙释放，从而导致细胞生物学功能异常有关。Xu等[13]通过构建组织芯片及免疫组化方法对202例结直肠癌患者癌组织及对应癌旁正常组织中KIAA1199蛋白表达水平进行分析，发现其中83例患者呈低表达或表达阴性，119例患者呈高表达。统计学结果表明KIAA1199蛋白表达水平在结直肠癌组织中明显高于癌旁正常组织，而且其高表达水平患者的肿瘤TNM分期、浸润深度及淋巴结转移情况较低表达患者更严重。同时该研究未发现KIAA1199蛋白表达水平与患者性别、年龄、肿瘤发生部位、病理分化程度、及术前血浆CEA水平有明确相关性。张婷等[14]研究也表明结直肠癌组织KIAA1199蛋白表达水平与肿瘤浸润深度和临床分期成正相关，与患者生存期呈负相关。故认为该基因可用于评估结直肠癌患者预后，并有可能成为治疗靶点。

对于KIAA1199基因与结直肠癌发生发展之间的生物分子学机制，研究者普遍认为与Wnt/β-catennin信号通路异常激活有关。该信号通路是调控细胞生长、发育和分化的关键通路之一，但是异常激活后，则会促进肿瘤的发生发展[15]。正常人肠黏膜中，KIAA1199基因主要位于肠黏膜底部的隐窝中，而这也是Wnt/ β-catennin信号通路较为活跃的地方，但在结直肠癌患者中KIAA1199及Wnt蛋白表达量均明显提高，几乎表达于所有肠上皮细胞[6]。研究者通过抑制肠癌细胞中β-catennin/TCF基因表达，发现KIAA1199表达明显下降，而在肠癌细胞株中敲除KIAA1199基因，Wnt/β-catennin信号通路受到抑制，故认为KIAA1199 是Wnt信号的通路的靶基因，且两者间存在蛋白-蛋白互相调节作用。

2.2KIAA1199基因与胃癌

胃癌在世界范围内发生率均较高，其中大约90%的胃癌患者死于胃癌浸润转移，目前尚缺乏对胃癌早期转移的有效预测指标，且缺乏有效的分子靶向药物，5年生存率低[9]。

近年基因芯片技术发现，相对于正常癌旁组织，胃癌组织中有100多个上调基因及近100个下调基因[16]。进一步对基因簇进行分析，发现正常胃上皮细胞形态学复杂的重塑及功能改变与肿瘤发生进展及转移密切相关。在上述表达改变的基因中，KIAA1199就是过表达并且与肿瘤形态发生及抗凋亡密切相关的基因之一。Jia等[17]进一步实验发现，胃癌细胞株中KIAA1199基因敲除后可减缓胃癌细胞的生长、增殖，但过表达胃癌细胞中KIAA1199基因则促进了肿瘤进展。

研究亦发现，胃癌中KIAA1199基因表达与临床病理学存在相关性。Matsuzaki等[18]通过real-time RTPCR方法检测110对胃癌及癌旁组织中KIAA1199 mRNA表达，发现胃癌组织中KIAA1199基因表达明显高于癌旁组织。应用免疫组化方法检测部分胃癌及癌旁组织的KIAA1199原位表达情况，发现KIAA1199蛋白主要表达于细胞浆，而且蛋白表达水平与mRNA水平基本一致。应用X2统计分析提示KIAA1199mRNA表达水平与临床病理特征存在相关性，高中分化肿瘤在高表达组明显高于低表达组，远处转移发生率和腹膜播散发生率在高表达组明显高于低表达组，临床分期中，高表达组Ⅰ期患者少于低表达组，但Ⅳ期患者明显多于低表达组。另外，KIAA1199表达量与预后也有关系，生存分析提示高表达组中5年生存率为29.6%，但低表达组为61.2%。多变量逻辑回归分析也表明高表达组中发生浆膜及淋巴浸润的风险指数明显升高。上述研究均提示KIAA1199基因与胃癌发生、进展及预后关系密切，可以成为检测胃癌的重要指标，同时也可以是治疗胃癌的一个靶点。

2.3KIAA1199基因与乳腺癌

乳腺癌是发生在乳腺腺上皮组织的恶性肿瘤，99%发生在女性，全球乳腺癌发病率自20世纪70年代末开始一直呈上升趋势，乳腺癌已成为当前社会的重大公共卫生问题[9]。

研究已发现KIAA1199基因在乳腺癌细胞中表达量较正常乳腺细胞明显升高，尤其在侵袭性导管癌中表达量较高。古丽扎热叶等[19]通过收集维吾尔族和汉族女性乳腺纤维腺瘤、乳腺癌患者的石蜡包埋组织标本，采用免疫组织化学和RT-PCR法检测KIAA1199蛋白和mRNA表达水平，结果显示乳腺癌细胞中KIAA1199蛋白表达上调较纤维腺瘤细胞明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。同时研究亦表明，维吾尔族汉族女性乳腺癌表达上调率的变化趋势具有共性，其族群差异无统计学意义。认为KIAA1199蛋白表达上调伴随着乳腺病变进程，可能成为乳腺癌分子预警指标。

Jami等[20]利用小干扰RNA技术沉默乳腺癌细胞株中KIAA1199基因表达，并对KIAA1199基因沉默组及对照组细胞进行划痕实验，结果显示基因沉默组细胞能动性明显抑制，迁移试验也同样显示基因沉默后细胞侵袭能力受到抑制，流式细胞仪检测发现基因沉默组细胞凋亡明显增加，主要是早期和晚期凋亡的增加，可见沉默KIAA1199基因表达，可有效抑制癌细胞增殖、侵袭及迁移活动。为进一步明确KIAA1199基因在体内的促瘤作用，他们又在裸鼠乳腺脂肪组织注射了经过上述处理的2种细胞株，发现KIAA1199基因沉默组中肿瘤发生率较对照组明显降低，且荷瘤小鼠体内肿瘤生长速度明显减慢。处死裸鼠后，进行免疫组化检测肿瘤中蛋白表达情况，结果显示对照组KIAA1199蛋白表达丰富，主要位于细胞质，而基因沉默组则表达则很少，甚至没有。故认为KIAA1199基因可促进乳腺癌的发生发展。

为明确KIAA1199基因在乳腺癌发生进展中的分子机制，Evensen等[21]通过抑制乳腺癌细胞中KIAA1199基因表达，观察到癌细胞由间质细胞向上皮细胞转化，癌细胞的体外迁移能力降低，同时上皮细胞向间质细胞转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）进程明显受到抑制。这可能与表达于胞浆内质网的KIAA1199蛋白可促进内质网钙离子释放，活化蛋白激酶C，从而激活相关细胞内信号通路，促进肿瘤细胞迁移、抑制凋亡等有关。研究还发现，浸润性乳腺癌患者中的KIAA1199的表达水平与患者的存活率呈负相关。

对于KIAA1199基因的表达调控机制，目前研究认为，与KIAA1199基因启动子中第一个内含子GPG岛的甲基化状态有关，低甲基化可上调KIAA1199基因表达，而甲基化则可抑制表达，从而降低肿瘤进展、转移，改善预后[8]。

2.4KIAA1199基因与口腔鳞状细胞癌

口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）是发生在口腔中最常见的恶性肿瘤，其发生进展与多种基因的表达异常有关。Chanthammachat等[22]利用Real-time RT-PCR及免疫组化检测，对10对OSCC及癌旁组织（5对早癌，5对进展期癌）进行分析，发现总共有68个基因表达变化出现差异，其中有14个基因表达在早癌和进展癌患者中均出现变化，KIAA1199就是其中之一，所以认为KIAA1199是一个新发现的参与OSCC进展的重要基因，干涉其表达及相关信号通路，可能会为OSCC的治疗带来新的亮点。

2.5KIAA1199基因与其他肿瘤

KIAA1199基因与家族性神经胶质瘤及前列腺癌等肿瘤也有密切关系。该基因位于染色体带15q25，大脑是其表达最丰富的器官，研究认为KIAA1199基因在家族性神经胶质瘤发生发展中扮演重要角色，两者间关系密切[23]。另外，在正常的前列腺上皮细胞或非侵袭性的前列腺癌中，KIAA1199基因表达量非常少，但是在侵袭性前列腺癌中表达量极高，提示该基因也与前列腺癌细胞的侵袭、迁移有关[24]。

3　小结

KIAA1199基因是新近发现的具有重大意义的基因，在不同领域中具有作用，包括非综合性耳聋、透明质酸代谢、类风湿性关节炎、衰老及肿瘤[25-27]。其在肿瘤发生发展中可能具有如下特性:与Wnt/β-catennin信号通路关系密切，是该通路的重要靶基因，并且可反馈调节该通路中重要复合体水平；参与调控肿瘤细胞增殖、黏附、迁移、侵袭及凋亡；重建肿瘤细胞与周围细胞及细胞外基质的联系，促进EMT进程[28]。我们相信，KIAA1199基因可以成为肿瘤的有效预测指标，亦有望成为肿瘤生物治疗的新靶点。

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Research progress of relations between K IAA1199 gene and tumor

ZHANG Jianmei ZHUANG Yongwei HUANG Lan ZHU Yabi▲
Departmentof Gastroenterology,Lishui People's Hospital,Zhejiang Province,Lishui 323000,China

[Abstract]KIAA1199 gene is an importantmember of the KIAA gene family that in the HUGE database.The gene expression of KIAA1199 is tightly controlled by both genetic and epigenetic regulatorymechanisms.It participates in intracellular signal transduction pathways,and regulates the biological behavior of cell growth,differentiation,apoptosis, mobility,etc.There is a close relationship between KIAA1199 gene and the developmentt of tumors.It is thought to be a cancer-promoting gene,overexpressed in many types of tumors,especially colorectal cancer,stomach cancer,breast cancer,etc.KIAA1199 gene can influence the proliferation,adhesion,motility,invasiveness of cacer cells and reconstruct the contact of tumor cells and surrounding extracellularmatrix,promoting EMT process.Meanwhile,KIAA1199 gene is an important target gene ofWnt/β-catennin signaling pathway,and adjust the important complex level through feedback pathway.These results indicate that KIAA1199 gene can promote tumor growth through mechanisms as described above.

[Key words]KIAA1199 gene;Tumor;Wnt/β-catennin signalling pathway

收稿日期：（2015-07-31本文编辑：苏畅）

[基金项目]浙江省丽水市科技计划项目（2014JYZB14）。▲通讯作者

[中图分类号]R73

[文献标识码]A

[文章编号]1673-7210（2016）01（a）-0054-04