EGR1基因在泌尿系统肿瘤中的研究进展

王纬璐，朱依谆，段小群

(桂林医学院，广西 桂林)

1 EGR1基因简介

早期生长因子家族分别由EGR-1，EGR-2，EGR-3，EGR-4组成，其家族之间在某种程度上具有高度的同源性，能够被快速诱导并能迅速激活下游一系列的靶基因。其中EGR1在肿瘤的相关性研究较多，对肿瘤细胞的增殖，迁移，凋亡等功能都具有一定的调控作用。而后三者在肿瘤中的研究相对较少[2]。EGR1基因位于人类五号染色体上(5q23-q31)，其分子量大概为80000da，由533个氨基酸组成。除了典型的锌指蛋白结合域外，还含有核定位信号(NLS)，2个激活域和一个阻遏域(NBDs)。当细胞受到外界刺激时，机体可以通过多种途径激活EGR1的转录，接着通过蛋白-蛋白网络相互作用以及激活其他转录因子从而调控下游一系列靶基因的表达[3-4]，与靶基因特异性结合位点结合使得EGR1能够高效，充分地发挥其独特的生物学功能。有趣的是，在不同的肿瘤细胞中，EGR1分别发挥着促进肿瘤生长与抑制肿瘤两种截然不同的作用。报道表明，在上皮性卵巢癌[5]，宫颈癌[6]和胃癌[7]中，EGR1均能够加强肿瘤细胞的转移和侵袭能力，而在乳腺癌[8]，胰腺癌[9]，结肠癌[10]等癌症中，EGR1能够诱导细胞的凋亡，发挥抑癌作用。由于EGR1在各类癌症中表现出的差异性，使得它成为近年来被研究的热点。

2 EGR1在泌尿系统肿瘤中的表达

2.1 EGR1在前列腺癌中的表达

前列腺癌是男性中最常见的非皮肤癌，估计每年有1，600，000例病例和366，000例死亡[5]。作为泌尿生殖系统常见的疾病，前列腺癌一直以来都是困扰着男性健康的重大医学问题。转移性前列腺癌通常由前列腺上皮内瘤变演变形成，最近的研究发现，EGR1的水平升高与前列腺癌的进展有着很大的关联[6]。在转基因小鼠前列腺癌模型的数据中显示，EGR1的表达对前列腺上皮内瘤转变为腺癌的进展有着重要的影响。

此外，manal[7]等人使用原位杂交技术分析了96个前列腺组织标本，证明了定量的 EGR1 mRNA 水平与前列腺癌 gleason分级呈正相关，且实验结果表明EGR1可以通过调节前列腺癌中的血管生成因子和破骨细胞生成因子来促进前列腺癌细胞的转移。在基因靶向治疗前列腺癌的研究中，我们需要进步的空间还很大，EGR1在前列腺癌中的具体作用机制目前仍不清楚，但大部分的研究表明其可能与迅速激活下游靶基因有关，例如细胞周期蛋白D2，p19INK，Fas和TGFβ1等至少30种以上的靶基因，EGR1还能够在雌二醇的介导下调节胰岛素样生长因子2的表达[8]，从而影响前列腺肿瘤的生长和增殖。

由于筛查的普及，越来越多的前列腺癌症患者能够早期发现疾病，这有利于患者达到更有效的临床治愈目的。雄激素在前列腺癌的发生发展中起到重要的作用，目前雄激素剥夺疗法是治疗前列腺癌的主要手段之一。为了探讨EGR1在前列腺癌向激素非依赖转化中是否也发挥着重要的作用，肖[9]等人通过对比临床24例激素依赖前列腺癌和5例激素非依赖前列腺癌组织标本中EGR1表达水平，发现EGR1基因在雄激素非依赖性前列腺癌中呈明显高表达的趋势，这就表明EGR1是前列腺癌雄激素非依赖性进展过程中的重要分子生物学标记物。总而言之，EGR1以及下游基因可以做为治疗前列腺癌的有效靶标，为我们治疗前列腺癌提供了新的分子靶点。

2.2 EGR1与膀胱癌的关系

男性膀胱癌的发病率特别高，占发病率的77%。膀胱癌是极为常见的泌尿系统肿瘤，其发病率排名第七，死亡率排名第九[10]，严重影响人类生存质量与社交生活。EGR1在膀胱癌中的作用机制研究尚不多，从目前的实验成果来看，在信号通路调节的分子层面上，EGR1常扮演着关键的中间角色从而影响着膀胱癌细胞的增殖与侵袭等各种生物学功能。Pham[11]等人用溶血磷脂酸处理T24细胞，然后测定EGR1 mRNA水平和蛋白质水平，结果表明溶血磷脂酸(LPA)以依赖性方式上调了EGR1mRNA和蛋白质的表达，EGR1表达载体同样也以剂量依赖性的方式增加了酪氨酸激酶(RON)启动子活性。同时RT-PCR和Western blot分析结果还表明，LPA诱导的RON启动子活性在通过EGR1siRNA转染的T24细胞中降低，这充分说明溶血磷脂酸可以通过激活膀胱癌细胞中的EGR1的表达从而增强膀胱癌细胞的侵袭能力。

乙酰肝素酶在细胞外基质和细胞膜的降解以及肿瘤转移，侵袭，新血管形成中起关键作用，并且在恶性肿瘤中经常被上调[12]。在膀胱癌中，乙酰肝素酶基因的mRNA转录物的表达随着肿瘤侵袭性的增加而增加。EGR1与乙酰肝素酶基因的诱导转录密切相关，庄发现EGR1蛋白与乙酰肝素酶蛋白表达呈正相关(P＜0.01)，EGR1及乙酰肝素酶蛋白的高表达在膀胱癌的发生，侵袭、转移过程中发挥着重要作用，并且EGR1参与了非肌层浸润型膀胱癌进展为肌层浸润型膀胱癌的转变过程[13]。Egerod等人在289例非肌肉浸润性尿路上皮膀胱癌患者的肿瘤组织芯片上，通过免疫组织化学检查了EGR1蛋白的表达，发现EGR1的表达与肿瘤的分期，等级，生长模式相关。结果表明 T1期膀胱肿瘤的EGR1阳性肿瘤细胞水平显着高于Ta肿瘤的水平；与低级别肿瘤相比，高级别肿瘤显示出更高水平的EGR1阳性肿瘤表达水平。但当比较性别因素与肿瘤尺寸时，并未发现EGR1的表达与性别以及肿瘤大小等因素之间存在明显的内在联系[14]。

EGR1做为一种基因调节剂，在药物治疗膀胱癌中也起到一定的调节作用。血红素碱是一种有效的抗癌剂，它可以抑制膀胱癌细胞的生长，并通过产生自由基诱导癌细胞的凋亡。研究表明，血红素碱诱导的细胞凋亡与EGR1表达之间的有着某种特殊的潜在关系，当靶向敲低EGR1基因的表达后，抑制EGR1的表达能够有效缓解血红素碱诱导的PARP降解和凋亡细胞的积累，意味着血红素碱诱导的细胞凋亡依赖EGR1基因的调控[15]。总之，EGR1对于膀胱肿瘤存在一定的调控作用，而更深层面的调控机制有待科研人员发掘。

2.3 EGR1在肾癌中的表达

全球的数据显示，每年估计有超过30万的肾癌新增病例[16]。近几年来，我们在生物学和遗传学的研究中对于肾癌形成的病因取得了很大的进展，基因组表征和靶向治疗为我们更好的了解这种恶性肿瘤发生的病因和发病机制提供了宝贵的帮助。研究表明，EGR1与肾癌的发生发展有着密不可分的关系，与正常的肾脏组织相比较，在小儿肾脏恶性肿瘤威廉姆斯肿瘤中，EGR1的表达呈升高的趋势。研究报道，在建立的幼鼠模型中，过表达EGR1基因能够促进小鼠肾脏细胞的生长，同时促进肿瘤细胞的增殖，并且还具有有效的拮抗抗威廉姆斯肿瘤药物的作用[17-18]。

做为肾癌最常见的肿瘤形式，肾透明细胞癌的发病率在近几年一直处在攀升的阶段[19]。手术治疗目前是治疗肾透明细胞癌的主要方式，但由于其具有复发性，转移性等特点，我们迫切需要在基因分子水平深入探讨其发展的可能机制，这样才能让病患更好的达到理想治疗预期，提高临床治愈率。丁[20]通过免疫组织化学方法分别检测48例肾透明细胞癌、28例癌旁组织中EGR1蛋白的表达，发现EGR1主要分布在细胞核中，在肾透明细胞癌组织中的阳性表达率明显高于其在癌旁肾组织中的表达(P＜0.05)，且在低分化组中，EGR1的表达明显高于其在中，高分化组中的表达水平。综上所述，EGR1与肾透明细胞癌的发生、发展及浸润转移密切相关。

3 讨论

在全世界范围内，泌尿生殖系统肿瘤对于临床医生来说一直都是一个比较棘手的问题，随着近年来各种腔镜的不断发展，肿瘤监测手段的不断完善，膀胱癌，肾癌，前列腺癌的诊疗效果与患者的预后均得到了大幅度的改善。科技发展让泌尿系统肿瘤的治疗逐渐步入精准医学的时代。这就要求科研人员在分子与基因组的层面精确寻找疾病形成的原因和治疗的靶点，EGR1被证实在泌尿系统的三大肿瘤中均影响着癌症细胞的增殖，但是相对其在前列腺癌中的研究，后两者关于EGR1的研究报道尚不多，如果充分了解其对泌尿系统肿瘤细胞作用的分子机制，并且清楚明白它在各种信号通路中扮演的角色，将有利于我们实现对于泌尿系统肿瘤患者进行个性化精准治疗的目标。