核内不均一核糖核蛋白A2/B1的研究进展△

高立斌　石静娴　李祺福

厦门大学医学院基础医学部，厦门　361102

核内不均一核糖核蛋白A2/B1的研究进展△

高立斌石静娴李祺福#

厦门大学医学院基础医学部，厦门361102

核内不均一核糖核蛋白A2/B1（hnRNPA2/B1）是核不均一核糖核蛋白家族的成员，其在细胞生命活动中起着非常重要的作用，主要参与pre-mRNA的可变剪接和转录调控、端粒维持及细胞增殖、迁移过程，在很多肿瘤中呈高表达的状态。本文就hnRNPA2/B1在肿瘤中的作用与机制及其所涉及的其他功能作一综述。

hnRNPA2/B1；肿瘤；可变剪接

癌症是世界上的头号杀手，每年有数以万计的人类死于癌症，癌细胞具有无限增殖、迁移和抵抗凋亡的能力。了解癌症的发展机制，对于癌症的预防和治疗具有重要意义，核内不均一核糖核蛋白A2/B1（hnRNPA2/B1）在癌症的发生、发展过程中起重要作用，有文献报导hnRNPA2/B1在肺癌、肝癌、神经胶质瘤中呈高表达状态，本文通过对近年来hnRNPA2/B1在不同肿瘤中的研究进展加以阐述，全面介绍hnRNPA2/B1在肿瘤生命活动中的作用及功能，为全面理解hnRNPA2/B1在癌症发生、发展中的作用有重要启示，为进一步找寻治疗靶点提供重要的借鉴意义。

1　HnRNPA2/B1的结构

HnRNPA2/B1在人类细胞中是定位于7号染色体p15上的一个单拷贝基因产物［1］，hnRNPA2/B1的pre-mRNA通过其外显子（exon）的可变剪接产生4个异构蛋白（isoform）：B1（包含所有的exons），A2（无exon 2），B1b（无exon 9）和A2b（无exon 2和9）［2］，目前人类细胞中仅发现了A2和B1两种异构蛋白的表达，B1比A2在N端多12个氨基酸。它们都具有两个高度保守的RNA识别序列（amine（N）-terminal RNA recognition motifs，RRM），它们具有精氨酸/甘氨酸富集区域（RGG）［3］（图1），RGG序列具有一个独特的特点，那就是精氨酸经常会发生翻译后修饰，这种修饰会使两个甲基到精氨酸的胍基氮，产生二甲基精氨酸，进而可能会影响hnRNPA2/B1的定位［4］。hnRNPA2/B1主要定位在细胞核中，也有部分存在核质穿梭的现象。

图1　HnRNPA2/B1的结构［3］

2　HnRNPA2/B1参与上皮间质转化介导的肿瘤细胞迁移

HnRNPA2/B1对于细胞的增殖、迁移和凋亡有重要的作用。Tauler等［5］通过微阵列分析在非小细胞肺癌细胞系A549，H1703和H358（这些细胞具有不同的上皮间质转化标志物，例如E-cadherin，Fibronectin和Vimentin）中沉默hnRNPA2/B1对一些基因表达的影响，这些基因主要涉及迁移、增殖和凋亡。沉默hnRNPA2/B1促进细胞增殖和克隆形成能力，抑制迁移，E-cadherin表达增加，E-cadherin的抑制因子Twist和Snail表达减少，这揭示hnRNPA2/B1可能在上皮间质转化（EMT）中起作用。Zhou等［6］发现在肝癌细胞中hnRNPA2/B1反式激活Snail转录，反过来会抑制Snail的靶基因E-cadherin的表达，促进肝癌细胞EMT，沉默EMT转化因子Snail会降低hnRNPA2/B1提高的侵袭和转移能力。肝细胞癌（HCC）样本中，hnRNPA2/B1一般呈过表达状态，其与Snail的表达呈正相关性，简言之hnRNPA2/B1是EMT发生的激活剂。

3　HnRNPA2/B1参与肿瘤细胞增殖

3.1HnRNPA2/B1通过参与基因转录调控细胞增殖

HnRNPA2/B1在很多肿瘤中都过表达，可以作为肿瘤的早期标志物［7-8］，尤其是肺癌［9］，hnRNPA2/B1的上调与肺癌的发展有很大关系。Xuan等［10］发现在非小细胞肺癌细胞中环氧合酶-2（COX-2）与hnRNPA2/B1有相互作用，hnRNPA2/B1能够结合在COX-2核心启动子上，调控非小细胞肺癌细胞的生长。利用RNAi下调hnRNPA2/B1的表达，COX-2的表达减少，前列腺素（PGE2）产生也减少，抑制小细胞肺癌细胞的生长（体内和体外实验都有验证），结果揭示hnRNPA2/B1通过激活COX-2信号进而促进细胞的生长，hnRNPA2/B1/COX-2通路可以作为人类肺癌治疗的靶标。

3.2HnRNPA2/B1通过参与基因可变剪接调控细胞增殖

HnRNPA2/B1还参与pre-mRNA的可变剪接。Shilo等［11］发现剪接因子SRSF1、SRSF6和hnRNPA2/B1在不同的癌症中都是上调的，当肝癌细胞过表达hnRNPA2会持续激活Ras-MAPK-ERK信号通路，敲低会抑制Ras-MAPK-ERK信号通路。HnRNPA2调控A-Raf的可变剪接，减少短的A-Raf（负性调控）的异构体，增加全长的A-Raf异构体，导致Raf-MEK-ERK信号通路持续激活和细胞的转化。

David等［12］研究发现丙酮酸激酶的同工酶PKM2在癌细胞中广泛表达，促进有氧糖酵解，提供癌细胞的能量来源，致癌转录因子c-Myc上调PTB、hnRNPA1和hnRNPA2的转录，通过这些拼接因子的可变剪接，保证一个高的PKM2/PKM1比率，从而为癌细胞提供能量来源。

3.3HnRNPA2/B1影响增殖信号通路中关键蛋白的表达

He等［13］发现hnRNPA2/B1在皮肤鳞状细胞癌细胞（Colo16）和人永生化上皮细胞（HaCaT）细胞周期进程中会发生表达变化，通过RNAi手段降低hnRNPA2的表达会降低非凋亡相关的增殖，抑制hnRNPA2的表达会增加p21的表达量，降低BRCA1的表达量，而p53的表达量没有太大变化，这揭示hnRNPA2在细胞增殖中扮演重要角色。

4　HnRNPA2/B1参与肿瘤细胞凋亡

4.1HnRNPA2/B1通过参与基因可变剪接影响细胞凋亡

Golan-Gerstl等［14］研究发现在神经胶质瘤细胞（U87MG），hnRNPA2/B1调控某些抑癌基因和促癌基因的转录调控，分别包括抑癌基因细胞型Fas相关死亡区域蛋白样白介素-1转换酶抑制蛋白（c-FLIP），BIN1蛋白（bridging integrator protein-1，BIN1），WWOX（WW domain containing oxidoreductase，WWOX）和促癌基因受体型酪氨酸激酶（RON），hnRNPA2/B1提高这些基因致癌亚型的表达。

4.2HnRNPA2/B1通过影响关键信号通路调控细胞凋亡

在A549细胞中抑制hnRNPB1的表达会通过调节DNA-PK的活性抑制增殖，并促进p53依赖的凋亡［15］。Barcelo等［16］发现在KRAS依赖的一些人类胰腺导管癌细胞（PDAC）中，hnRNPA2/B1与KRAS有相互作用，降低hnRNPA2/B1的表达会显著降低细胞的活性，锚定依赖的生长，裸鼠成瘤能力，而且会增加细胞的凋亡和AKT信号的失活，减少KRAS和PI3K的相互作用。Deng等［17］发现在胶质瘤细胞中敲低hnRNPA2/B1会降低细胞的活性，在分子水平上降低hnRNPA2/B1的表达量会减少P-STAT3的表达。

5　HnRNPA2/B1定位变化与肿瘤进展的研究现状

Cui等［18］发现在鼠肝癌细胞，hnRNPA2/B1不论是在转录水平还是翻译水平都有上调，在人类肝炎病毒阳性的组织和肝癌组织中hnRNPA2/B1也是上调的，而在正常组织中则没有hnRNPA2/B1上调。他们发现在肝癌发展过程中hnRNPA2/B1会发生转位现象，当肝癌从高分化向低分化发展过程中，hnRNPA2/B1会从胞核向胞质移动。Mizuno等［19］在人肝癌组织中鉴定出了24个差异蛋白，其中就有hnRNPA2/B1，而且还用共免疫沉淀发现人端粒酶催化亚基（hTERT）与hnRNPA2/B1有相互作用，沉默hnRNPA2/B1后会抑制端粒酶的活性。免疫组化分析结果表明hnRNPA2/B1的核和质的表达增加与肝癌分化的组织学分级和微血管的侵袭有显著的相关性。而且对74个接受手术治疗的肝癌病人的生存分析，发现hnRNPA2/B1可以作为一个单独的预后因子。

Jing等［20］发现hnRNPA2/B1是一种核基质蛋白，在胃腺癌中表达会增加，当用促分化的药物HMBA处理时其表达会下降，而且他们发现hnRNPA2/B1与c-myc、p53、Rb有共定位现象，当用环六亚甲基双乙酰胺（HMBA）处理时，hnRNPA2/B1会向胞质移位。Stockley等［21］发现RNAi沉默hnRNPA2减少前列腺癌细胞（PCa）的克隆形成能力和增殖，而过表达hnRNPA2增加PCa细胞的增殖。在一些前列腺癌病例中，尤其是在高分化的病例中，细胞核中hnRNPA2呈过表达状态，也能观察到hnRNPA2在细胞质中的表达。异位表达hnRNP-△RGG（主要表达在胞质）增加PCa的增殖，揭示胞质的hnRNPA2与PCa有功能的相关性，胞质中的hnRNPA2与一些mRNA的3'-UTR稳定性有关，包括CTNNB1。野生型的hnRNPA2和hnRNP-△RGG都会作用CTNNB1的3'-UTR mRNA，增加CTNNB1 mRNA的表达和β-catenin蛋白的表达和核定位。

6　总结和展望

HnRNPA2/B1在肿瘤发生、发展过程中起着重要作用，参与细胞增殖、迁移、凋亡、基因转录和可变剪接。在肺癌细胞中，hnRNPA2/B1促进细胞增殖和迁移，抑制细胞凋亡，在肝癌细胞中，hnRNPA2/B1促进EMT的发生，hnRNPA2/B1在低分化的癌症中还存在定位的变化，而且hnRNPA2/B1还参与可变剪接，通过控制能量代谢有关基因的可变剪接，从而为癌细胞提供能量。由此可见hnRNPA2/B1可以作为肿瘤发生的一个潜在标志物，但目前对hnRNPA2/B1的研究仅局限于其对肿瘤细胞生物学功能的影响，对其分子机制很少涉及，仅有报道其参与一些基因的转录和可变剪接。所以深入挖掘hnRNPA2/B1对一些pre-mRNA和非编码RNA的可变剪接和一些目的基因的转录，探究hnRNPA2/B1的定位变化的具体机制。对于阐述hnRNPA2/B1在癌症中具体分子机制具有重大的意义，对于寻找治疗肿瘤的靶点具有指示作用。

［1］Chen M，David CJ，Manley JL.Tumor metabolism:hnRNP proteins get in on the act［J］.Cell Cycle，2010，9（10）:1863-1864.

［2］Han SP，Friend LR，Carson JH，et al.Differential subcellular distributions and trafficking functions of hnRNP A2/B1 spliceoforms［J］.Traffic，2010，11（7）:886-898.

［3］He Y，Smith R.Nuclear functions of heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A/B［J］.Cell Mol Life Sci，2009，66（7）: 1239-1256.

［4］Nichols RC，Wang XW，Tang J，et al.The RGG domain in hnRNP A2 affects subcellular localization［J］.Exp Cell Res，2000，256（2）:522-532.

［5］Tauler J，Zudaire E，Liu H，et al.HnRNP A2/B1 modulates epithelial-mesenchymal transition in lung cancer cell lines［J］.Cancer Res，2010，70（18）:7137-7147.

［6］Zhou ZJ，Dai Z，Zhou SL，et al.HnRNPAB induces epithelial-mesenchymal transition and promotes metastasis of hepatocellular carcinoma by transcriptionally activating snail［J］. Cancer Res，2014，74（10）:2750-2762.

［7］Jing GJ，Xu DH，Shi SL，et al.Aberrant expression and localization of hnRNP-A2/B1 is a common event in human gastric adenocarcinoma［J］.J Gastroenterol Hepatol，2011，26（1）:108-115.

［8］Liang Y，Shi SL，Li QF，et al.The localization of hnRNP A2/ B1 in nuclear matrix and the aberrant expression during the RA-induced differentiation of human neuroblastoma SK-NSH cells［J］.J Cell Biochem，2011，112（7）:1722-1729.

［9］Zhou J，Allred DC，Avis I，et al.Differential expression of the early lung cancer detection marker，heterogeneous nuclear ribonucleoprotein-A2/B1（hnRNP-A2/B1）in normal breast and neoplastic breast cancer［J］.Breast Cancer Res Treat，2001，66（3）:217-224.

［10］Xuan Y，Wang J，Ban L，et al.hnRNPA2/B1 activates cyclooxygenase-2 and promotes tumor growth in human lung cancers［J］.Mole Oncol，2016，10（4）:610-624.

［11］Shilo A，Ben Hur V，Denichenko P，et al.Splicing factor hnRNP A2 activates the Ras-MAPK-ERK pathway by controlling A-Raf splicing in hepatocellular carcinoma development［J］.Rna，2014，20（4）:505-515.

［12］David CJ，Chen M，Assanah M，et al.HnRNP proteins controlled by c-Myc deregulate pyruvate kinase mRNA splicing in cancer［J］.Nature，2010，463（7279）:364-368.

［13］He YW，Brown MA，Rothnagel JA，et al.Roles of heterogeneous nuclear ribonucleoproteins A and B in cell proliferation［J］.J Cell Science，2005，118:3173-3183.

［14］Golan-Gerstl R，Cohen M，Shilo A，et al.Splicing factor hnRNP A2/B1 regulates tumor suppressor gene splicing and is an oncogenic driver in glioblastoma［J］.Cancer Res，2011，71（13）:4464-4472.

［15］Iwanaga K，Sueoka N，Sato A，et al.Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein B1 protein impairs DNA repair mediated through the inhibition of DNA-dependent protein kinase activity［J］.Biochem Bioph Res Com，2005，333（3）: 888-895.

［16］Barcelo C，Etchin J，Mansour MR，et al.Ribonucleoprotein HnRNPA2B1 interacts with and regulates oncogenic KRAS in pancreatic ductal adenocarcinoma cells［J］.Gastroenterology，2014，147（4）:882-892，e8.

［17］Deng J，Chen S，Wang F，et al.Effects of hnRNP A2/B1 knockdown on inhibition of glioblastoma cell invasion，growth and survival［J］.Mol Neurobiol，2016，53（2）:1132-1144.

［18］Cui H，Wu F，Sun Y，et al.Up-regulation and subcellular localization of hnRNP A2/B1 in the development of hepatocellular carcinoma［J］.BMC Cancer，2010，10（1）:356.

［19］Mizuno H，Honda M，Shirasaki T，et al.Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2/B1 in association with hTERT is a potential biomarker for hepatocellular carcinoma［J］. Liver International，2012，32（7）:1146-1155.

［20］Jing GJ，Xu DH，Shi SL，et al.Aberrant expression and localization of hnRNP-A2/B1 is a common event in human gastric adenocarcinoma［J］.J Gastroen Hepatol，2011，26（1）:108-115.

［21］Stockley J，Villasevil MEM，Nixon C，et al.The RNA-binding protein hnRNPA2 regulates β-catenin protein expression and is overexpressed in prostate cancer［J］.RNA Biology，2014，11（6）:755-765.

R730.5

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.07.01

2016-05-20）

国家自然科学基金（81272245）

（corresponding author），邮箱：chifulee@xmu.edu.cn