远端上游元件结合蛋白1与消化道肿瘤的研究进展*

沈潇然 叶 峰 张国新

南京医科大学第一附属医院消化内科(210029)

远端上游元件结合蛋白1(far upstream element binding protein 1, FUBP1)是一种单链核酸结合蛋白，可通过调控基因转录、翻译、RNA复制和剪接，进而影响细胞增殖、迁移、凋亡等生物学过程，在多种肿瘤的发生、发展中扮演重要角色。本文就FUBP1与消化道肿瘤相关机制的研究现状作一综述。

一、FUBP1的概述

1. FUBP1的发现及其家族成员：1990年，Avigan等[1]在未分化的白血病细胞中发现远端上游元件(far upstream element, FUSE)及其连接蛋白可激活c-Myc表达，首次提出了FUBP1可作为原癌基因c-Myc的转录调控因子。1994年，Duncan等[2]正式提出FUBP1通过与FUSE结合，在未分化细胞中调控c-Myc表达。后续研究发现FUBP干扰抑制物(FIR)和TFIIH等相关调控因子亦参与了c-Myc的调控过程[3]。

FUBP家族成员由氨基末端结构域、中央结构域和羧基末端结构域构成，这三个结构域由可变的连接区连接[4]。FUBP家族主要包括三个成员：FUBP1、FUBP2和FUBP3，均包含单链DNA结合家族的一般特质，即序列和结构的高度保守。三个成员的主要区别在于羧基末端的结构域，FUBP1羧基末端结构域中含有的酪氨酸基个数为3个，FUBP2和FUBP3分别为4个和2个。虽然FUBP家族成员在结构上具有高度的相似性和保守性，但功能不尽相同。

FUBP1位于细胞核内，分子质量约为67 kDa(1 Da=0.992 1 u)，基因位于染色体1p31.1，具有DNA解旋酶Ⅴ活性[5]。FUBP2分子质量约为74 kDa，基因位于染色体19p13.3，主要作为单链RNA结合蛋白维持mRNA的稳定性[6]。FUBP3分子质量约为67 kDa，基因位于染色体9q34.11，在转录后发挥功能。有研究发现肝癌细胞HUH7中FUBP3协同FUBP2维持凝血素酶的稳定性，增强肿瘤的侵袭能力[7]。此外，在秀丽隐杆线虫中发现存在与FUBP1同源的蛋白质，被认为是FUBP家族的第四个成员[8]，但目前并未见其他相关的研究。

2. FUBP1的结构与功能：FUBP1蛋白由具有两亲性螺旋结构的N端、富含酪氨酸的C端以及一个DNA结合区域构成[9]。FUBP1的DNA结合区域包含了4个KH域(KH1、KH2、KH3、KH4)，FUBP1通过其KH域(主要为KH3和KH4域)与FUSE进行结合。FUBP1主要通过三个模块定位于细胞核，且每个模块均被不同的核定位信号(NLS)赋予：一个典型NLS是位于N末端的双分型NLS，另两个非典型NLS分别位于KH3的α螺旋和C末端富含酪氨酸的转录激活区中[10]。但有研究发现在凋亡细胞中因caspase-7对FUBP1 N末端的双分型NLS切割作用使FUBP1从细胞核中移出[11]；日本脑炎病毒感染患者早期亦可见FUBP1移位细胞质的现象[12]。

从功能上，首先发现FUBP1可作为一种DNA结合蛋白，调控原癌基因c-Myc的转录[1]，后又证实其可作为RNA结合蛋白，影响mRNA的稳定性，参与蛋白翻译和病毒复制[4]。随着在基因转录、翻译、RNA复制、剪接等方面研究的深入，发现FUBP1可通过上调原癌基因(如c-Myc)或下调抑癌基因(如p21)的表达，进而抑制细胞凋亡，刺激细胞增殖，增强细胞迁移能力，促进肿瘤的发生、发展[13]。目前已有研究证实FUBP1与肝癌、胶质瘤、结直肠癌、肾癌等肿瘤具有相关性[13-15]。

二、FUBP1与消化道肿瘤

1. FUBP1与食管癌：食管癌是临床上常见的恶性肿瘤之一，全球范围内其发病率在恶性肿瘤中位居第八位，死亡率位居第六位[16]。刘世政等[17]通过免疫组化和荧光定量PCR法检测37例食管癌组织、35例癌旁组织以及12例食管炎组织中FUBP1的表达水平，结果显示食管癌中FUBP1表达明显高于癌旁组织和食管炎组织，且FUBP1表达与食管癌的分化程度、淋巴结转移、远处转移有关。2016年Yang等[18]的研究亦发现FUBP1在食管鳞癌中的表达增高，与食管鳞癌分化程度相关，且高表达FUBP1提示患者预后不良；FUBP1能激活c-Myc，促进细胞增殖，从而促进食管鳞癌的发生、发展。上述研究表明在食管癌中FUBP1表达增高，且表达越高提示分化程度越差，FUBP1通过激活原癌基因c-Myc的转录，增强食管癌细胞增殖能力。因此，FUBP1可能在食管癌的发生、发展中发挥重要作用。

2. FUBP1与胃癌：胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤，因进展期胃癌有较高的转移和复发风险，其5年生存率为30%～50%，且预后较差[19]。Zhang等[20]通过免疫组化和RT-PCR法检测了FUBP1在20例慢性非萎缩性胃炎、35例慢性萎缩性胃炎、23例中重度异型增生和33例胃癌组织中的表达情况，结果显示胃癌中FUBP1表达明显高于其他胃黏膜病变组织，且与年龄、性别、有无淋巴结转移和远处转移具有相关性，FUBP1高表达预示患者预后不良。李丹等[21]在胃癌SGC7901细胞中沉默FUBP1表达，结果发现胃癌细胞的增殖和侵袭能力受到抑制。上述研究表明FUBP1在胃癌的发生、发展中可能发挥促癌基因的作用，但上述研究的样本量较少，且缺乏关于FUBP1促进细胞增殖、侵袭能力的机制研究，仍需大样本研究进一步明确胃癌中FUBP1表达水平，并行相关促癌机制的探究。

对进展期胃癌患者而言，术后常需接受放化疗，但化疗药物的耐药性一直是临床医师面临的重大挑战。Venturutti等[22]的研究发现在ErbB-2阳性的胃癌细胞株中，曲妥珠单抗和拉帕替尼这两种化疗药物可通过ErbB-2介导而下调c-Myc表达，后者可上调miR-16表达继而导致其靶基因FUBP1表达下降，从而抑制肿瘤的发展。Zhao等[23]亦发现miR-16-1通过调控FUBP1低表达，抑制细胞的增殖和侵袭能力，促进细胞凋亡，并可增加胃癌患者对阿霉素的敏感性。上述研究提示可通过外源性增强miR-16表达或干扰FUBP1表达，增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，从而抑制肿瘤的形成。故FUBP1有望作为对化疗药物耐药的胃癌患者的新治疗靶点。

3. FUBP1与结直肠癌：多数FUBP1与结直肠癌的研究局限于两者是否具有相关性。Jia等[15]发现32例结直肠癌组织中FUBP1表达水平高于30例结直肠腺瘤、32例癌旁正常组织，但进一步分析发现FUBP1与临床病理特征(如年龄、性别、分化程度、淋巴结转移、远处转移等)无相关性，其原因可能是由于研究样本量太少。近年Guo等[24]对结直肠癌中浆细胞瘤变异易位1基因(PVT1)与c-Myc的相互作用进行了研究，发现PVT1在肿瘤组织中的表达与c-Myc调节基因FUBP1的表达呈正相关，推测结直肠癌中PVT1可能通过FUBP1来调控c-Myc表达，但该研究后续并未行进一步的证实。

溃疡性结肠炎患者的结直肠癌发生风险较正常人群增加。Tang等[25]以葡聚糖硫酸钠诱导小鼠结肠炎模型，并探讨FUBP1在肠黏膜屏障中的机制，结果发现与肿瘤组织中FUBP1表达升高不同，小鼠结肠炎模型中FUBP1表达降低，可能是由于肠黏膜炎症导致细胞凋亡，从而使FUBP1从细胞核中被清除出去所致。同时该研究提出该实验模型是一个临时的早期炎症模型，如不断给予持续炎症诱导刺激，进入慢性结肠炎阶段甚至结直肠癌阶段，则FUBP1的表达及其作用机制可能会产生新的变化，因此有待开展进一步研究进行探讨。

上述研究表明FUBP1在动物结肠炎模型中呈低表达，而在人结直肠癌组织中呈高表达，因此是否在人结肠炎组织中同样表达降低仍需进一步研究。若FUBP1表达在结直肠炎的癌变中呈先降低后增高的变化，表明FUBP1在结肠炎和结直肠癌中扮演不同的角色，可作为结直肠炎癌变过程中一个潜在的预测因子。

4. FUBP1与肝癌：肝细胞癌是世界上第五大常见癌症，在癌症相关死亡率中位居第三位(每年死亡500 000例患者)[26]。与消化道其他肿瘤相比，目前FUBP1表达与肝癌关系的研究更深入。

2009年Malz等[13]的研究发现肝癌细胞中FUBP1表达增高，且FUBP1与FUBP2具有协同作用，能增强肝癌细胞的增殖和迁移能力，而FUBP1、FUBP2表达增高与预后不良相关。同时有研究[27]显示在有慢性丙型肝炎史的肝癌患者组织中FUBP1表达显著增加，FUBP1可通过下调抑癌基因p53的表达，促进丙肝病毒的复制，从而导致肿瘤的发生。有研究[28]发现，不同于其他肿瘤，FIR在肝癌细胞中不通过与FUSE/FBP复合体连接而负向调节FUBP1表达，而是通过TFDP1/E2F1途径正反馈刺激FUBP1表达，增强肝癌细胞增殖和迁移的能力。JTV1可作为一种肿瘤抑制剂，与转录蛋白p38形成人类tRNA合成酶复合物的支架蛋白p38/JTV1，可与FUBP1相互作用来下调c-Myc表达，进而促进细胞凋亡[29]。有研究指出，与肝癌形成相关的前列腺素E2(PGE2)可降低JTV1表达，与FUBP1的结合减少，导致FUBP1泛素化减少，增高FUBP1表达，进而促进肝癌细胞的生长[30]。一项研究[31]显示一种新型靶向化疗药物吡唑并[1,5a]嘧啶(Pyrazolo[1,5a]pyrimidines)可在肝癌细胞中通过干扰FUBP1与FUSE的结合，导致细胞增殖减少和凋亡增加，故该化疗药物未来有可能成为FUBP1的新型抑制剂。综上所述，FUBP1在肝癌中表达增高，通过下调抑癌基因p53来上调原癌基因c-Myc的表达，发挥促癌作用，抑制剂JTV1和化疗药物吡唑并[1,5a]嘧啶可通过干扰FUBP1表达，发挥抗肿瘤的作用。因此，FUBP1可作为肝癌治疗的一个潜在靶基因。

但考虑到化疗药物的毒副作用且目前外源性si-FUBP1仅限于细胞实验或动物实验，尚未见运用于人体的报道。Zhang等[32]用绿茶提取物中的茶多素EGCG处理肝癌细胞HCCLM6，结果显示FUBP1表达较对照组明显下降，从而抑制细胞增殖和肿瘤转移，为原发性肝癌的治疗开辟了一个新视角。但目前尚未见茶多素EGCG调控FUBP1表达，进而抑制肿瘤细胞增殖相关机制的研究。

三、总结与展望

总之，越来越多的证据表明FUBP1作为一个原癌基因在肿瘤中扮演重要角色，可作为某些癌症的潜在生物标记物和治疗靶标。FUBP1与消化道肿瘤的相关研究越来越多，已证实FUBP1在食管癌、胃癌、结直肠癌和肝癌中的表达增高，可通过激活原癌基因c-Myc转录，增强肿瘤细胞增殖的能力，发挥促癌作用。但多数研究仍局限于浅层的相关性研究，关于调控机制研究以及FUBP1在癌前病变、肿瘤早期中作用的研究甚少见。随着近年代谢组学、肠道微生态研究的逐渐发展，可探究FUBP1在炎癌通路中的调控机制以及FUBP1对代谢产物和肠道菌群的影响，为FUBP1抑制剂早日在临床相关疾病的治疗应用打下坚实的基础。