FJX1基因在实体肿瘤中的功能研究进展

韩野，匡玉庭，朱东明

(苏州大学附属第一医院普通外科，江苏 苏州 215006)

果蝇高尔基体固有跨膜激酶four-jointed(Fj)基因编码一种细胞分泌表面蛋白，在果蝇的眼睛、腿部、翅膀以及视神经叶中表达，作为一种细胞间信号，参与调节腿和翅膀的部分近距离生长以及眼睛的分化[1-2]。四连接同源基因(four-jointed box kinase 1,FJX1)位于11号染色体(11p13)，1999年在脊椎动物体内经鉴定与Fj高度同源，编码的细胞表面分泌蛋白含有437个氨基酸，可以在脊椎动物体内多处表达。在小鼠克隆胚胎同源体，以及其胚胎后期发育过程中直至成年后的大脑中都可以发现FJX1基因表达[3]，Strutt等[4]证实FJX1基因单个外显子编码的分泌蛋白质在高尔基体中也存在表达。在果蝇中，Fj是调节细胞极性通路的重要存在，其作为Notch信号通路的下游靶基因可以调节细胞生长和分化；同样，在哺乳动物中FJX1也可能参与Notch等信号通路进而影响实体肿瘤的发生发展[5]。本文针对FJX1基因在实体肿瘤中的功能进行阐述。

1 FJX1与头面部肿瘤

基因扩增及缺失表达在多种肿瘤中起关键作用，在实体瘤中表现为基因组区域的增减，并通过影响一系列基因表达来促进肿瘤发生发展；基因扩增及缺失表达通常涵盖整个染色体臂，具有广泛性，使得在这些区域中鉴定肿瘤候选基因十分困难。在头颈部鳞状细胞癌中，基因扩增和缺失也常见。Järvinen等[6]在一项研究中纳入18株口腔舌鳞状细胞癌细胞系，并通过微阵列全基因组拷贝数以及其基因表达变化，确定肿瘤基因畸变的变化主要集中在9个区域，其中涵盖的基因9%～64%明显扩增，包括11p12-p13染色体臂上的FJX1基因；而整个基因组中，有26%的扩增基因存在明显的过表达，但FJX1基因的扩增表达作用目前尚未明确。在另一项口腔鳞状细胞癌研究中，研究者用微阵列比较基因组杂交(Array-CGH)技术来定义最小的共同扩增区域，然后通过表达分析来识别跨度小于3 Mb的扩增子中的候选驱动基因，结果发现FJX1异常高表达，同时在淋巴结中也发现其异常高表达，并在一系列实验中证实其可能通过Notch信号影响肿瘤的发生发展[7]。

Chai等[8]发现FJX1基因在原发性鼻咽癌中过表达，其表达蛋白可能作为一种肿瘤抗原，设计针对FJX1蛋白9～20个氨基酸序列匹配的特异性短肽，作为免疫治疗方案潜在的药物；结果证实，这些短肽具有免疫原性，可以刺激T细胞诱导产生针对肿瘤细胞的细胞毒性因子，从而达到抗肿瘤作用。此外，该研究还表明主要组织相容性复合体Ⅱ类肽能够诱导T细胞增殖。2019年，研究者用基因表达微阵列发现，相对于癌旁组织，原发性鼻咽癌患者癌组织中FJX1表达上调；组织水平实验进一步证实原发性鼻咽癌患者癌组织中FJX1mRNA和蛋白表达水平升高；细胞实验中，siRNA敲低实验和过表达实验均表明FJX1基因可以促进肿瘤细胞增殖，细胞锚定依赖性生长以及细胞侵袭；FJX1过表达，特异性周期蛋白D1和E1 mRNA表达水平增加，证实FJX1可以通过调节细胞周期的关键蛋白来促进肿瘤细胞增殖[9]。在头颈部鳞状细胞癌患者中，黑色素瘤相关抗原D4B和FJX1蛋白在癌组织中过表达，二者衍生的两个主要组织相容性-A2限制性氨基酸肽能够在体外诱导抗肿瘤免疫应答；研究者设计针对黑色素瘤相关抗原D4B和FJX1肽组成的双抗原肽疫苗(PV1)，通过实验评估其免疫原性和功效，证实患者T细胞暴露于PV1刺激后，能够诱导分泌细胞毒性细胞因子实现特异性抗肿瘤作用[10]。

2 FJX1与呼吸道肿瘤

通过注射人小细胞肺癌SBC-5细胞，建立多器官转移的小鼠模型，进一步用cDNA微阵列分析来自肺、肝、肾和骨骼的25个肿瘤转移灶的基因表达，共发现435个异常表达基因；其中在肺癌肾转移病灶中，FJX1基因表达较正常组织异常升高[11]。这些异常表达基因可能提示在不同转移器官中存在特定的肿瘤微环境基因[11]，但FJX1在肺癌肾转移中机制尚未明确。

2012年一项针对非小细胞肺癌患者复发的研究，纳入57例患者，用Affymetrix和Illumina GeneChip分析对每个冰冻组织RNA样品进行两次分析，重复交叉研究后发现，FJX1与非小细胞肺癌患者复发相关，同时与存活率相关，提示FJX1可能作为原癌基因影响肺癌患者的转移与复发[12]。

3 FJX1与消化道肿瘤

目前FJX1基因在消化道肿瘤中的研究主要集中在结直肠肿瘤。从GSE115513数据库中筛选结直肠肿瘤差异表达的miRNA和差异表达基因，并筛选相对应mRNA表达数据，构建miRNA-mRNA调控网络图，进一步对差异表达的miRNA和差异表达基因进行功能富集分析，以及蛋白质-蛋白质相互作用分析、生存分析，发现FJX1基因在结直肠肿瘤中可以作为潜在致病因素预测结直肠癌患者预后[13]。此外，另一项研究在结肠腺癌数据库中发现，miRNA-1249表达下调，FJX1基因过表达可以逆转miRNA-1249对肿瘤细胞生长、迁移和侵袭的抑制作用，表明FJX1作为miRNA-1249的靶基因参与结肠腺癌的发生发展；单因素和多因素分析表明，FJX1高表达可以作为结肠腺癌的独立预测因子影响患者的总体生存时间[14]。

长链非编码RNA具有广泛的生物学功能，并且可能在肿瘤发生和发展中发挥重要作用。Wang等[15]从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中，全面分析了结肠腺癌患者蛋白质编码和非编码RNA的测序数据，构建结肠腺癌特异性竞争性内源RNA网络，并评估非编码RNA对结肠腺癌患者总体生存的影响，结果显示FJX1与总体生存显著相关(P<0.05)。相对于结直肠癌患者癌旁组织，长链非编码RNA人浆细胞瘤转化迁移基因-1(plasmacytoma variant translocation 1，PVT1)在结直肠癌组织中表达上调，其高表达的结直肠癌患者预后较差；同样，相对于正常上皮细胞，PVT1在结直肠肿瘤细胞中高表达；其缺失表达可以抑制结直肠肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，并抑制体内肿瘤生长[16]。miRNA-106b-5p为PVT1的靶点，抑制miRNA-106b-5p表达可以逆转PVT1敲低对结直肠肿瘤细胞恶性表型的抑制作用；而miRNA-106b-5p在下游可以调控FJX1表达，其对结直肠肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用因FJX1表达上调而减弱；因此，PVT1通过靶向作用于miR-106b-5p间接调节FJX1表达从而影响结直肠癌的发生发展[16]。

血管生成对于肿瘤生长和转移至关重要。在实体肿瘤中，肿瘤血管生成常常提示与患者预后不良相关[17-18]。Al-Greene等[18]发现与正常肠上皮组织相比，FJX1mRNA以及FJX1蛋白在结直肠肿瘤组织中表达上调，并且FJX1高表达与患者预后不良相关；FJX1mRNA表达可能通过低氧诱导因子-1α依赖性方式促进内皮细胞毛细血管的形成，从而促进肿瘤血管生成进一步促进肿瘤的发生发展。

4 FJX1与卵巢癌

Lu等[19]用Affymetrix U133 Plus 2.0microarrays检测共鉴定出400多个来自10种浸润性卵巢癌和5个正常卵巢的纯化内皮细胞之间差异表达基因，其中FJX1在卵巢癌细胞中较正常卵巢内皮细胞表达上调7.7倍(P<0.05)，但其功能却未进一步阐述。而另一项研究通过用全基因组转录谱方法发现，在卵巢癌中FJX1表达可能与肿瘤血管生成相关；进一步证实其在卵巢癌内皮细胞中异常高表达且定位于脉管系统，从而促进卵巢癌发生发展[17]。FJX1基因作为卵巢癌的候选肿瘤脉管系统标志物[20]，有可能成为卵巢癌的生物标志物和分子靶标治疗位点。

5 FJX1与黑色素瘤

在黑色素瘤细胞中，长链非编码RNA叉头框家族D3反义RNA1(FOXD3-AS1)较正常上皮细胞表达明显上调，敲除FOXD3-AS1表达可以抑制肿瘤细胞增殖和迁移，同时促进肿瘤细胞凋亡[21]。在黑色素瘤中FOXD3-AS1可以与miRNA-127-3p结合，并且靶向负调控miRNA-127-3p表达；miR-127-3p过表达则可以抑制黑色素瘤的发生发展；进一步研究发现miR-127-3p在下游可以负向调节FJX1表达，而FJX1过表达可以逆转FOXD3-AS1沉默介导的黑色素瘤细胞表型抑制作用[21]。因此，FJX1在黑色素瘤中可能作为原癌基因发挥作用[21]，并通过FOXD3-AS1/miR-127-3p/FJX1调控轴控制黑色素瘤的发生发展。

6 总结

目前，已基本明确FJX1在实体肿瘤中作为原癌基因发挥作用，其机制多涉及FJX1上游表达调控，尤其表观遗传学，如结直肠肿瘤及黑色素瘤中非编码RNA调控。在卵巢癌中，FJX1可能参与肿瘤血管生成进而影响肿瘤的发生发展；在头面部肿瘤中，FJX1参与主要组织相容性复合体Ⅱ介导的免疫过程，可能作为其免疫治疗靶点。

FJX1作为Fj同源体，在脊椎动物肾脏、肺以及肠等器官中呈不同程度表达，因此其也可能涉及细胞极性通路信号传导途径[22]；此外，FJX1在多囊肾疾病发展过程中可能参与Hippo-YAP信号通路[23]，大脑发育过程中参与Notch信号通路[5]以及Fj在眼发育过程中参与JAK/STAT[24]等信号通路。FJX1也可能通过上述信号通路参与肿瘤的发生发展，有待进一步研究探索。