RASAL2与恶性肿瘤关系的研究进展

李华英，黄守国

(中南大学湘雅医学院附属海口医院妇产科，海南 海口 570208)

RASAL2与恶性肿瘤关系的研究进展

李华英，黄守国

(中南大学湘雅医学院附属海口医院妇产科，海南 海口 570208)

RASAL2基因在恶性肿瘤的发生发展中起着重要作用。在肝癌中，RASAL2启动子的甲基化会促进肿瘤细胞的增殖和产生。在肺癌、卵巢癌等肿瘤中，RASAL2通过抑制上皮-间质转化，调控RHO活动等来抑制肿瘤的产生和转移。同时，RASAL2也能通过间接调控RAC1来促进三阴性乳腺癌的(TNBC)的入侵和转移等。本文对RASAL2基因功能相关研究进展做一综述

类RAS激活物2；恶性；肿瘤；基因；功能

恶性肿瘤的产生、发展以及转移是多种因素共同参与和作用的结果。在基因水平，有原癌基因、抑癌基因、转移基因以及转移抑制基因等的参与。RASAL2基因于1998年首先从前列腺癌细胞中分离出来，随着对肿瘤研究的兴起，其在肿瘤发展过程中的作用引起了研究者的极大兴趣。RASAL2的功能较为复杂，本文对其相关的研究进展做综述。

1 RASAL2的结构

RASAL2(类RAS激活物2，又称nGAP)基因于1998年首先在前列腺癌中发现，位于人类染色体1q24-25之间，编码含1 139个氨基酸的蛋白质。在成年小鼠的组织中的RT-PCR分析发现，RASAL2在各种组织中分布广泛。RASAL2是RasGAP基因族中的一员，含有RasGAP类基因共有的GTP激活蛋白(GAP)相关的域(GRD)[1]。在人类基因组中共有14个RasGAP基因，均含有RasGAP域[2]。

RasGAP基因的主要功能是调控Ras蛋白的活动。Ras蛋白是一类小分子量的蛋白，负责传导细胞内外信号的GTP酶，因此参与调控多个重要的细胞过程，如细胞的转录、增殖、分化以及转移[3-4]。值得注意的是，Ras基因的突变存在于多种癌症中，数据表明，在约33%的癌症中发现有Ras基因突变，其中Ras固有的水解活动是致癌突变的主要目标[5]。

Ras蛋白主要由GTP酶激活蛋白(GAP)和核苷酸交换因子(GEF)调控。核苷酸交换因子负责将Ras由非激活的GDP状态激活到GTP状态，而GTP酶激活蛋白则能通过催化GTP水解结束激活状态[6-7]。当处在GTP状态(激活状态)时，GTP酶才能参与催化生物过程[7]。

2 RASAL2与肿瘤的关系及作用机制

RASAL2的表达下调或缺失与多种肿瘤的发展和转移相关，包括乳腺癌、卵巢癌、肺癌、甲状腺癌等[6，8-10]，被认为能够抑制肿瘤的产生和转移。但是也有最新的研究发现，RASAL2能够促进三阴性乳腺癌，雌激素受体阴性乳腺癌的产生和发展[3]。

2.1 RASAL2参与抑制肿瘤产生及转移的机制 (1)通过抑制上皮-间质转化(EMT)：上皮-间质转化(EMT)是上皮细胞表型及功能向间叶细胞的转变。在转化的过程中，细胞逐渐丧失上皮细胞的特性，转而获得间叶细胞的入侵、转移，逃避细胞凋亡以及分泌细胞基质的能力[11-12]。EMT是肿瘤细胞发展与转移的重要一步，能够促进肿瘤细胞的局部入侵以及在远端组织的种植[13-14]。在针对乳腺癌，卵巢癌，肺癌的研究发现，RASAL2的表达下调能够通过ERK的激活诱导EMT，从而促进肿瘤细胞的淋巴结转移[6，8-10]。(2)通过调控RHO的活动：星型细胞瘤是人脑组织中的恶性肿瘤，RASAL2在星型细胞瘤中被认为是一种Rho-GAP(RHO GTP酶激活蛋白)，能够直接或间接地调控Rho蛋白的活动[15]。Rho GTP酶是星型细胞瘤转移和入侵的主要调控者，其激活由核苷酸交换因子(GEF)调控，而失活则由Rho GAP调控[16]。研究发现，RASAL2能够通过与ECT2(上皮细胞转化序列2癌基因，一种GEF)相互作用调控RHO GTP酶的活动。在人类星型细胞瘤中，ECT2介导间叶细胞-似变形虫细胞的过渡(Mesenchymal-amoeboid transi-tion)，当RASAL2的表达下调会导致间叶细胞向似变形虫细胞表现型的转变[15]。因此，调控RHO蛋白活动是RASAL2抑制肿瘤发展和转移的一种方式。(3)RASAL2启动子甲基化抑制RASAL2的表达：DNA启动子甲基化会抑制肿瘤抑制基因的表达[17]。在肝细胞癌细胞株的研究中发现，RASAL2和NENF (神经源性神经元营养因子)是由DNA启动子甲基化调控的。RASAL2与NENF参与调控重要的致瘤性以及肿瘤转移信号转导通路MAPK通路和AKT通路,当RASAL2和NENF表达下调时，这些通路下游的激酶的磷酸化受到影响，从而损伤信号转导通路[18]，进而导致细胞异常增殖及分化，促使肿瘤的发生。与其他癌症相反，Ras基因(如K-RAS、H-RAS以及N-RAS等)在乳腺癌中的突变十分罕见[10]。乳腺癌中的RAS-ERK通道的过度激活表明乳腺癌中存在另外一种机制。通过对RASAL2启动子的DNA甲基化状态的检验发现，管腔B型乳腺癌细胞中的两个CpG岛被甲基化了[19]，这表明在管腔B型乳腺癌细胞中，RASAL2的转录翻译受到抑制，使Ras原癌基因过度激活，这是RASAL2的后天缺失不表达导致的RAS被激活。另外，研究还发现，在管腔B型乳腺癌细胞中的与普通乳腺癌中，RASAL2启动子的甲基化状态存在巨大的区别[10]。

2.2 RASAL2的致瘤性 在多种肿瘤中的研究表明，RASAL2能够抑制肿瘤产生和转移。然而在三阴性乳腺癌(TNBC)的研究发现，RASAL2高表达的患者疗效预后较差。三阴性乳腺癌是指雌激素受体(ER)、孕酮受体(PR)、人上皮生长因子受体2(HER2)都不表达的乳腺癌，是乳腺癌中最具有侵略性的亚型，具有高复发率且没有明确的治疗靶点[20]。相比正常组织，RASAL2在TNBC和雌激素受体阴性的肿瘤细胞中的表达水平异常的高。在TNBC中，抗入侵的miR-203的表达下调，而RASAL2是miR-203的直接目标，这也可能是导致TNBC和ER阴性患者癌细胞过早转移以及复发的因素[3]。

研究认为RASAL2是通过调控RAC1(Ras相关的C3肉毒素底物1)的GTP酶激活蛋白ARHGAP24的活动来促进TNBC入侵和转移的。RAC1能够促进细胞的入侵和移动[6]。ARHGAP24蛋白能够抑制RAC1的表达，当ARHGAP24表达下降时，RAC1的活动以及入侵能力都得到了加强[3]。在普通乳腺癌中，RASAL2的作用是肿瘤抑制和转移抑制，研究认为上皮-间质转化的状态可能是RASAL2作为原癌基因的一个先决条件。另外，RASAL2除了促进在三阴性乳腺癌，雌激素受体阴性的肿瘤发展外，在晚期卵巢癌中也观察到了RASAL2表达上调的现象[3]。

3 展 望

通过对多种恶性肿瘤中RASAL2基因表达的研究，发现它在肿瘤的发生发展中起着多重作用。RASAL2既能够抑制多种恶性肿瘤产生和转移，又促进三阴性乳腺癌、雌激素受体阴性的肿瘤发展。然而RASAL2在乳腺癌亚型中的致瘤性的分子机制并没有被完全阐述清楚与证实。相关的研究有望成为这些肿瘤的诊断标志及临床靶向治疗的新靶点，在肿瘤的早期诊断和临床的实践应用中具有一定的前景。

[1]Noto S,Maeda T,Hattori S,et al.A novel human RasGAP-like gene that maps within the prostate cancer susceptibility locus at chromosome 1q25[J].FEBS Letters,1998,441(1)∶127-131.

[2]Bernards A.GAPs galore!A survey of putative Ras superfamily GTPase activating proteins in man and Drosophila[J].Biochim Biophys Acta,2003,1603(2)∶47-82.

[3]Feng M,Bao Y,Li Z,et al.RASAL2 activates RAC1 to promote triple-negative breast cancer progression[J].J Clin Invest,2014,124 (12)∶5291-5304.

[4]Karnoub AE,Weinberg RA.Ras oncogenes∶split personalities[J]. Nat Rev Mol Cell Biol,2008,9(7)∶517-531.

[5]Pylayeva-Gupta Y,Grabocka E,Bar-Sagi D.RAS oncogenes∶weaving a tumorigenic web[J].Nat Rev Cancer,2011,11(11)∶761-774.

[6]Xu Y,Deng Y,Ji Z,et al.Identification of thyroid carcinoma related genes with mRMR and shortest path approaches.[J].PLoS One, 2014,9(4)∶e94022.

[7]Vigil D,Cherfils J,Rossman K L,et al.Ras superfamily GEFs and GAPs∶validated and tractable targets for cancer therapy?[J].Nat Rev Cancer,2010,10(12)∶842-857.

[8]Li N,Li S.RASAL2 promotes lung cancer metastasis through epithelial-mesenchymal transition[J].Biochem Biophys Res Commun, 2014,455(3-4)∶358-362.

[9]Maertens O,Cichowski K.An expanding role for RAS GTPase activating proteins(RAS GAPs)in cancer[J].Adv Biol Regul,2014,55∶1-14.

[10]McLaughlin SK,Olsen SN,Dake B,et al.The RasGAP gene,RASAL2,is a tumor and metastasis suppressor[J].Cancer Cell,2013,24 (3)∶365-378.

[11]Kalluri R,Weinberg RA.The basics of epithelial-mesenchymal transition[J].J Clin Invest,2009,119(6)∶1420-1428.

[12]Thiery JP.Epithelial--mesenchymal transitions in development and pathologies[J].Curr Opin Cell Biol,2003,15(6)∶740-746.

[13]Amankwah EK,Tyrer J,Lin HY,et al.Epithelial-mesenchymal transition(EMT)gene variants influence epithelial ovarian cancer risk in women of European,African and Asian ancestry[J].Cancer Res, 2013,73(8 Supplement)∶1352.

[14]Gardi NL,Deshpande TU,Kamble SC,et al.Discrete molecular classes of ovarian cancer suggestive of unique mechanisms of transformation and metastases[J].Clin Cancer Res,2014,20(1)∶87-99.

[15]Weeks A,Okolowsky N,Golbourn B,et al.ECT2 and RASAL2 mediate mesenchymal-amoeboid transition in human astrocytoma cells [J].Am J Pathol,2012,181(2)∶662-674.

[16]Parri M,Chiarugi P.Rac and Rho GTPases in cancer cell motility control[J].Cell Commun Signal,2010,8∶23.

[17]Baylin SB,Esteller M,Rountree MR,et al.Aberrant patterns of DNA methylation,chromatin formation and gene expression in cancer[J]. Hum Mol Genet,2001,10(7)∶687-692.

[18]Stefanska B,Cheishvili D,Suderman M,et al.Genome-wide study of hypomethylated and induced genes in patients with liver cancer unravels novel anticancer targets[J].Clin Cancer Res,2014,20(12)∶3118-3132.

[19]Shen J,Wang Y,Hung MC.RASAL2∶wrestling in the combat of Ras activation[J].Cancer Cell,2013,24(3)∶277-279.

[20]Carey L,Winer E,Viale G,et al.Triple-negative breast cancer∶disease entity or title of convenience?[J].Nat Rev Clin Oncol,2010,7 (12)∶683-692.

Research progress in the relation between RASAL2 and malignant tumors.

LI Hua-ying,HUANG Shou-guo. Department of Obstetrics and Gynaecology,Haikou People's Hospital,the Affiliated Hospital of Xiangya School of Medicine, Central South University,Haikou 570208,Hainan,CHINA

RASAL2 gene plays an important role in the genesis and progression of malignant tumors.In liver cancer,the methylation of RASAL2 promoter will boost the proliferation and development of tumor cells.In lung cancer,ovarian cancer and many other cancers,RASAL2 can inhibit tumor oncogenesis and metastasis through inhibition of epithelial mesenchymal transition(EMT)and regulation of the activity of RHO.Besides,RASAL2 can also promote the invasion and metastasis of triple negative breast cancer(TNBC)by regulating RAC1 indirectly.This paper reviews the related studies on the function of RASAL2 gene.

RASAL2;Malignant;Tumor;Gene;Function

R730.231

A

1003—6350（2016）03—0447—02

2015-04-13)

黄守国。E-mail:shouguohuang@126.com

doi∶10.3969/j.issn.1003-6350.2016.03.036