BCLAF1的生物学特性及在肿瘤中的研究进展

茆 标，冯乐平

(桂林医学院药学院，广西 桂林 541199)

Bcl-2相关因子1(Bcl-2-associated transcription factor 1，BCLAF1)是由BCLAF1基因编码的人类Bcl-2家族蛋白[1]。由White及其团队[2]于1999年通过酵母双杂交发现的一种与腺病毒E1B-19K结合的蛋白，最早被认定为是抗凋亡因子Bcl-2蛋白家族的转录因子，也可称BTF，可通过作用于其他的抗凋亡基因而发挥诱导凋亡和阻遏转录的生物学作用。

BCLAF1具有非常广泛的功能[3-4]，其参与了肺的发育[5]、视网膜细胞的分化[6]、RNA 加工和稳定[7]、细胞激活[8]以及卡波氏肉瘤相关疱疹病毒[9]和人巨细胞病毒感染进程[10]等。随着研究的深入，越来越多的文献表明其参与了肿瘤的发生与发展。本文综述了近年来BCLAF1在肿瘤中的研究进展，旨在为进一步探讨BCLAF1与肿瘤细胞凋亡、衰老、自噬、肿瘤患者预后的关系，为今后抗肿瘤药物的研发等研究提供新思路。

1 BCLAF1的生物学特性

BCLAF1基因定位于染色体6q22-23区域[11]，该基因由13 个外显子组成。由于可变剪接方式不同，BCLAF1蛋白具有4种不同的蛋白质亚型，包括全长形式的蛋白质(BCLAF1-L)和3种截短形式的亚型。其中BCLAF1-L在哺乳动物组织内分布广泛，在某些肿瘤组织中也有表达[2]。BCLAF1在整个细胞核中呈点状分布，在凋亡的细胞中重新分布于核包膜附近的区域，最近也发现其可存在于肿瘤细胞的细胞质中[13-14]。

尽管BCLAF1得名与Bcl-2家族成员有关，但其与Bcl-2在结构上并无相似性，其N端富含精氨酸、丝氨酸，称为RS区域，可与RNA相结合，参与mRNA前体剪切或加工[15]。BCLAF1与不同的蛋白质结合而发挥不同的作用，其C端383-920位氨基酸与Bcl-2家族的一些抗凋亡蛋白相互作用，从而抑制其功能。BCLAF1还含有碱性亮氨酸拉链区(bZIP)和Myb结构域，这两个区域被认为具有与DNA结合的能力，但具体识别序列还不清楚。详见图1。

图1 BCLAF1蛋白结构

2 BCLAF1与肿瘤的关系

近年来，越来越多的研究表明BCLAF1的失调与多种肿瘤密切相关。BCLAF1最早被认为是肿瘤抑制因子，促进肿瘤细胞的凋亡，其在多个肿瘤细胞系中表达量降低，过表达 BCLAF1 能促进肿瘤细胞凋亡[2]。

2.1 BCLAF1的抑癌作用

BCLAF1在某些肿瘤中通过诱导肿瘤细胞凋亡、促进DNA损伤修复、诱导肿瘤细胞衰老、诱导肿瘤细胞自噬，从而发挥抑癌作用。

2.1.1 BCLAF1诱导肿瘤细胞凋亡 作为一种积极排除生物体内过剩和有害细胞的机制，细胞凋亡与肿瘤的发生发展密切相关。罗佩谊等[17]研究发现白藜芦醇呈浓度依赖性抑制皮肤鳞状细胞癌细胞的活性，细胞的存活率从100%降为56.7%。该实验使用白藜芦醇诱导肿瘤细胞发生凋亡，并从中鉴定了11个受白藜芦醇调控的蛋白质分子，其中BCLAF1是被发现的受白藜芦醇调控的细胞凋亡相关蛋白之一。白藜芦醇能显著上调BCLAFl，从而抑制抗凋亡基因Bcl-2的表达，导致皮肤鳞状细胞癌细胞凋亡。苏州大学李翀在研究Ⅲ类组蛋白去乙酰酶SIRT1促进肺腺癌的发生发展的分子机制时，通过基因芯片筛选出BCLAF1是SIRT1下游的靶基因，并发现SIRT1抑制剂能显著升高A549中BCLAF1的表达，通过抑制肺腺癌A549细胞增殖和迁移进而促进其凋亡[18]，提示BCLAF1可能在肺癌的发生发展过程中发挥重要作用。在骨肉瘤U2OS和SaOS-2细胞中，BCLAF1促进TP53基因转录，从而促进TP53依赖的细胞凋亡[19]。在人类结肠癌HCT116细胞中，BCLAF1通过抑制MDM2转录，从而促进p53、BAX蛋白表达，促进神经酰胺类化合物C16神经酰胺(C16-cer-amide)诱导的细胞凋亡[20]。

2.1.2 BCLAF1 促进DNA损伤修复 DNA 双链断裂(Double-stranded breaks，DSBs)是真核细胞 DNA 损伤中最严重的形式。DSBs无效修复或错误修复可引起基因组不稳定，表现为染色体重排或染色体缺失，最终导致肿瘤的发生[21]。Lee等[22]研究发现随着辐射剂量的提高，BCLAF1与γH2AX的相关性也增强。在急性辐射细胞中，BCLAF1通过干扰p21介导的通路，抑制了Caspase/cyclin E依赖的线粒体介导的通路，从而促进细胞凋亡。此外，在IR(Ionizing radiation)耐受的肿瘤细胞中，BCLAF1被抑制，Ku70/DNA-PKCs复合物被破坏，抗凋亡复合物Ku70-bax形成，从而引发肿瘤的辐射抗性，启动DNA修复途径，增强肿瘤细胞生存能力。另外，他们也首次发现DNA损伤时，BCLAF1参与了γH2AX介导的凋亡和DNA损伤修复，鉴定BCLFA1是与γH2AX相互作用的肿瘤抑制型分子。从DNA 损伤修复角度揭示了肿瘤细胞抗药性的分子机制，同时也为肿瘤的分子靶向治疗提供了可靠的依据。Fang等[23]研究发现circ-Ccnb1在乳腺癌中表达量特异性降低，发挥了抑癌的功能。通过RNA Pull-down试验，最终发现了circ-Ccnb1可以通过H2AX与p53或BCLAF1相互作用。值得关注的是，在突变型p53细胞中，circ-Ccnb1可通过H2AX与BCLAF1相互作用，发挥抑癌相关的基因转录功能。

2.1.3 BCLAF1诱导肿瘤细胞衰老 严重的DNA损伤会启动细胞凋亡或启动衰老程序，有效阻止有癌变倾向的细胞存活、分裂。应激性细胞衰老是机体固有的一种抗癌手段，具有广泛的应用前景。研究发现，在化疗药物诱导的细胞衰老体系中，低剂量的化疗药物导致乳腺癌细胞MCF-7 和结肠癌细胞HCT116、HT-29中DNA双键断裂，在用药的第7天3种细胞出现广泛衰老现象。敲低 BCLAF1能显著降低阿霉素诱导的细胞衰老，表明BCLAF1可作为潜在抑癌因子。此外，在DNA损伤诱导的细胞衰老过程中，BCLFA1 的Myb区域可与C/EBPβ的亮氨酸拉链区域结合，说明BCLFA1可作为NF-κB和C/EBPβ间连接的信号分子[24]。同时，中国农业大学邵安文[25]发现BCLFA1参与了低剂量、持续性DNA损伤诱导的细胞衰老过程，即NF-κB上调，引起BCLFA1上调，提高转录因子C/EBPβ的表达和活性，促进炎性因子的分泌导致细胞衰老。与此同时，研究亦发现BCLAF1的缺失降低了肿瘤对药物的敏感性，说明BCLAF1的水平可能与肿瘤对药物的敏感性密切相关。

2.1.4 BCLAF1诱导肿瘤细胞自噬 自噬在肿瘤的发生和发展中已成为近些年生物医学界研究的热点，自噬对肿瘤的发生和发展起到抑制和促进的双重作用。调控自噬所发挥的作用可能成为治疗肿瘤的新方向。多发性骨髓瘤中BCLAF1被认为是一个强有力的细胞自噬诱导因子，其机制可能是通过取代Beclin-1与Bcl-2结合，释放出更多的Beclin-1进而加强自噬，过分活化的自噬会导致细胞死亡；BCLAF1仅受到胱天蛋白酶-10(Caspase-10)剪切失活后才能保护骨髓瘤细胞免受自噬引起的死亡[26]。膀胱癌细胞中，敲低BCLAF1可抑制由组蛋白甲基转移酶SMYD3激活的细胞自噬，因此认为 BCLAF1是一种细胞自噬诱导因子，可维持细胞内稳态及克服肿瘤恶性进展中的营养缺陷[27]。

2.2 BCLAF1的促癌作用

BCLAF1在某些肿瘤如结肠癌、白血病(AML)、肺癌中能够促进肿瘤细胞增殖与自噬，可作为促癌因子发挥作用。

2.2.1 BCLAF1促进肿瘤细胞增殖 研究发现[27]，BCLAF1全长蛋白与其mRNA 剪接调控蛋白SRSF10相互作用在促进结肠癌细胞增殖与存活方面发挥着至关重要的作用。剪接蛋白 SRSF10 可以通过选择性剪接BCLAF1 等下游靶基因的mRNA，从而在结直肠癌的发生发展过程中发挥重要功能。也有研究发现利用组蛋白酶抑制剂SAHA处理白血病细胞[13]，并且从所得的数据库中筛选出240个基因，其中120个上调，118个下调。在下调的118个基因中筛选出miR-194-5R的靶基因BCLFA1，同时发现miR-194-5R可与BCLFA1的3’末端相结合。将BCLAF1在急性髓性白血病细胞U937中过表达，可促进U937细胞增殖与克隆形成能力，并增加细胞对组蛋白去乙酰化酶抑制剂 SAHA(一种抗癌药物)的耐受能力。在肺癌细胞H1299中，磷酸化的4个半LIM蛋白1(Four-and-a-half LIM protein 1，FHL1)会解除野生型FHL1对肿瘤细胞的抑制作用，显著促进细胞增殖及肿瘤生长。这种对肿瘤的促进作用依赖于FHL1入核后与转录因子BCLAF1的相互作用[28]。

2.2.2 BCLAF1促进肿瘤细胞自噬 Shen等[29]研究发现上调组蛋白甲基转移酶SMYD3可通过靶向BCLAF1促进膀胱癌进展并激活自噬。SMYD3的过表达可促进膀胱癌细胞增殖和侵袭，而SMYD3敲除能抑制癌细胞生长和侵袭。SMYD3正向调节BCLAF1的表达。SMYD3与BCLAF1的启动子相互作用，并通过在BCLAF1位点上积累组蛋白H3赖氨酸4(H3K4)的二甲基化和三甲基化来上调其表达。进一步证明，在膀胱癌细胞中过表达SMYD3可促进自噬激活，而敲除BCLAF1则抑制了SMYD3诱导的自噬。所以，他们证明SMYD3促进的膀胱癌进展，至少部分依赖BCLAF1过表达及其激活的自噬。

2.3 BCLAF1与肿瘤患者预后相关

2.3.1 BCLAF1的表达量影响患者的预后 中山大学癌症中心Zhou等[30]在构建阴茎鳞状细胞癌稳定细胞株过程中，通过全基因组测序分析发现，阴茎鳞状癌细胞中BCALF1是突变频率较高的基因之一。通过研究脉络丛乳头状瘤发生的机制，检测脉络丛乳头状瘤细胞及正常脉络丛上皮细胞的基因表达谱，发现BCLAF1是表达上调的基因之一。但这些研究仅从基因水平上揭示了BCLAF1与肿瘤的相关性，还需从蛋白水平做出进一步研究。Chen等[31]通过研究放化疗对食管鳞癌(ESCC)局部复发的影响时，发现BCLAF1基因在ESCC组织中表达上调，且上调超过2倍的患者局部复发时间的间隔缩短，提示BCLAF1表达上调可能与食管鳞癌早期局部复发有关。

2.3.2 BCLAF1的细胞定位与患者预后相关 治疗后，BCLAF1在直肠癌细胞中过表达，并表现出异常的细胞质定位[14]。其在正常直肠黏膜中仅仅定位于细胞核中，而在直肠癌和高转移的淋巴癌中BCLAF1不仅定位于细胞核，而且在细胞质中也有所分布。通过对BCLAF1与病理参数的分析显示，核BCLAF1的表达与直肠癌Dukes分期呈显著相关性，而与肿瘤分期、淋巴结分期、外壁血管侵袭之间无显著相关性。生存分析显示，治疗后直肠癌细胞核中BCLAF1的高表达与患者生存率增加有关，并且是独立的预后因素；而细胞质中BCLAF1的表达与患者预后无相关性，推测在直肠癌中核BCLAF1水平的升高会诱导细胞凋亡，进而提高患者生存率。

3 结语

BCLAF1在皮肤鳞癌、肺癌、骨肉瘤癌等中发挥肿瘤抑制因子的作用，而在结肠癌与白血病中又促进肿瘤的发生，说明BCLAF1在肿瘤组织中的表达调控具有一定的复杂性，且多数与细胞凋亡、侵袭及转移、基因组的不稳定性等相关。而在肿瘤形成的其他因素，如炎症细胞的产生、能量代谢的重编程和免疫逃逸[32]等方面其是否参与调控还未可知。BCLAF1在肿瘤细胞中的表达量以及胞内定位也影响着患者的预后水平。

综上所述，本文探究了BCLAF1的生物学功能，及其与肿瘤之间的相互关系。BCLAF1在不同的肿瘤中，发挥了不同的作用。在后续的研究中，需要密切联系研究的体系，因为在不同的环境与条件下都有不同的结论。这为后续治疗肿瘤或相关疾病，寻找肿瘤分子标志物和潜在治疗靶点提供了新思路。