肿瘤抑制候选基因2的研究进展

刘赫迪，杨美宇，商 杨，孙 蕾，于建渤

(牡丹江医学院附属红旗医院，黑龙江 牡丹江 157011)

肿瘤抑制候选基因2(tumor suppressor candidate 2,TUSC2)，也称FUS1(下文统称TUSC2)，位于人类染色体3p21.3区，是一种高度保守、普遍存在的线粒体蛋白。其作为肿瘤抑制因子，可通过多种机制在肿瘤细胞中低水平表达，恢复其表达水平，可抑制肿瘤生长来限制癌症的发展。因此，TUSC2作为炎症和癌变的抑制因子可作为治疗疾病的潜在靶标。通过收集近五年相关文献，本文对TUSC2基因在癌症发生发展及在临床应用方面进行讨论。

1 TUSC2概述

TUSC2位于人类染色体3p21.3上，是一种新型抑癌基因[1]，通过调节G1细胞周期和凋亡、钙信号传导以及酪氨酸激酶，例如c-Abl、EGFR、PDGFR、AKT，进而影响基因表达来发挥抑癌作用。TUSC2已被证实在多种癌症中发挥抑癌基因的作用，例如在甲状腺癌、肺癌、乳腺癌等[2]。另外，在染色体Y和X上的抑癌候选基因2假基因(TUSC2P)的转录与其相应蛋白质编码转录TUSC2的3’-UTR同源，两者通过相互作用抑制或阻止内源性miRNA功能，发挥抑癌作用[3]。

2 TUSC2基因功能

TUSC2通过参与维持线粒体稳态、钙信号调节及参与酪氨酸激酶的调节从而在细胞器及更微观层面发挥其抑制癌症进程的作用。

2.1 参与维持线粒体稳态及钙信号调节TUSC2作为一种线粒体肿瘤抑制剂，通过维持平衡的活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生和线粒体稳态来维持调节细胞氧化应激的作用。ROS抑制TUSC2的表达，表明ROS水平高的个体在正常组织中低表达TUSC2，可能更容易发生氧化应激诱导的癌症治疗副作用，比如放疗过程。通过观察小鼠受辐射的胃肠道上皮细胞情况及小鼠全身辐射方法，进一步证明FUS1通过调节抗氧化反应途径来调节正常组织的放射敏感性[4]。同时，TUSC2还可以通过调节线粒体钙和钙耦合机制来抑制癌症进展[5]。

2.2 参与调节酪氨酸激酶c-Abl蛋白作为一种非受体酪氨酸激酶，参与细胞增殖、细胞存活、细胞粘附、细胞迁移和凋亡的调控。在非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)中，缺乏TUSC2蛋白可以阻止活性c-Abl的下调，表明TUSC2基因表达缺失可能导致c-Abl激活从而对NSCLC的进展产生影响[6]。LKB1和TUSC2是肺癌中的两个抑癌基因，LKB1与TUSC2共表达对抗血管生成协同作用的分子机制与影响血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)及其受体的相互作用有关，两者共表达在细胞凋亡和生长方面发挥抗癌作用[7]。

3 TUSC2基因与肿瘤

TUSC2基因在多种侵袭性癌症中都有明显表达，例如在间变性甲状腺癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC)、肺癌、三阴乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)、食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)、鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)、卵巢癌、神经胶质瘤以及急性髓细胞性白血病(acute myeloid leukemia,AML)中，TUSC2在癌症的发生、发展和转移中起着多重作用。具体来说，该基因可以通过抑制癌基因诱导的细胞衰老和凋亡，影响癌细胞的生长和侵袭能力，增加对化疗药物的化学敏感性这些方面来发挥其抑癌作用。

甲状腺癌是最常见的内分泌肿瘤，甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)总体预后良好，但间变性甲状腺癌(ATC)却是最罕见也最致命的亚型。通过RT-PCR和免疫组化分析以及在PTC(TPC-1)和ATC(8505C)细胞系中进行功能实验证明，TUSC2的表达能够抑制细胞增殖，迁移和侵袭；TUSC2还可以增强对阿霉素或星形孢菌素凋亡治疗的敏感性，表明TUSC2与甲状腺癌侵袭性呈负相关，在甲状腺癌中起到抑癌作用[2]。

全球范围内，肺癌在过去几十年一直是男性最常见的癌症之一[8]。肺癌进展和变化受到多种基因和miRNA表达变化的影响，miR-19a在肺癌中的高表达被认为是肿瘤发生的关键miRNA，通过Western blot分析发现TUSC2是miR-19a的靶点，miR-19a靶基因可抑制肺癌细胞的生存，迁移与侵袭能力。在侵袭实验中发现在肺癌细胞系LK79中miR-19a的表达较高，TUSC2表现出抑制作用，提示TUSC2可以影响肺癌细胞迁移和侵袭能力[9]。

在三阴乳腺癌(TNBC)病程的早期和晚期，化学疗法是主要治疗方法[10]。与其他乳腺癌亚型相比，TNBC患者通常具有较差的结局，这可能是由于其固有的侵略性临床行为以及缺乏公认治疗分子靶标有关[11]。在TNBC的研究中，miR-138的高表达，与患者预后不良和肿瘤发展有关，TUSC2作为其下游肿瘤抑制因子，直接受miR-138的抑制，miR-138通过抑制TUSC2的表达在TNBC亚型中发挥促癌作用[12]。

食管鳞状细胞癌(ESCC)是食管癌的主要组织学类型，占所有食道癌病例的90%[13]。在食道癌细胞株中，利用荧光素酶活性测定证明miRNA-TUSC2和miRNA-TUSC2P的相互作用是直接的，TUSC2P和TUSC2的缺失可加速食管癌细胞增殖和侵袭，减少细胞凋亡。TUSC2P通过竞争结合来抑制TUSC2的表达，进而抑制食管鳞癌的功能[8]。

在鼻咽癌方面，与正常非肿瘤鼻咽上皮组织相比，miR-663b在鼻咽癌(NPC)组织中显著上调，miR-663b的表达随着NPC的发展而逐渐增加，NPC晚期临床阶段和淋巴结转移与其表达增加也有关。TUSC2作为miR-663b的靶基因，在NPC组织和细胞系中显著下调。在NPC中过表达的miR-663b可抑制TUSC2表达，从而促进NPC细胞的增殖，迁移和侵袭[14]。另外，在卵巢癌中miR-663也可以通过抑制TUSC2表达从而促进卵巢癌细胞的生长和侵袭能力[15]。

急性髓细胞性白血病(AML)是成人中最常见的白血病类型，AML作为一种异质性疾病，其特征是骨髓和外周血中的髓样骨细胞(成纤维细胞)克隆增殖，尽管支持疗法和预后风险分级的进展已经优化了既定的疗法，但总体长期生存率仍然比较低[16]。AML患者中TUSC2的表达水平明显降低，miR-378可以提高细胞生存率并促进肿瘤生长和血管生成，在AML中被上调并影响预后。TUSC2的表达情况与miR-378呈负相关，TUSC2的低表达与非M3 AML患者较短的总生存期有关，表明TUSC2在AML中起肿瘤抑制作用，进而影响AML患者预后[17]。

胶质母细胞瘤占恶性神经胶质瘤病理的82%，组织学特征是具有明显的细胞和有丝分裂活性，血管增殖和坏死[18]。在神经胶质瘤细胞中，GAS5-AS1过表达显著降低肿瘤的重量和体积，同时还可以抑制神经胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，miR-106b-5p作为GAS5-AS1的潜在靶标，通过海绵效应相互结合，促进其靶基因TUSC2的表达，进而抑制胶质瘤的增殖和转移[19]。另有研究发现，TUSC2过表达可显著上调胶质母细胞瘤中miR-197的表达，从而抑制人胶质母细胞瘤的细胞增殖和侵袭，其中miR-197可以抑制细胞增殖且与转移呈负相关，敲低miR-197可以削弱TUSC2的生物学功能，TUSC2通过上调人胶质母细胞瘤中miR-197充当肿瘤抑制基因[20]。

4 TUSC2的临床应用

相比于常规的癌症治疗方案，如手术与放疗、化疗相互结合，利用基因靶向技术同临床癌症治疗相互结合不光具有极大的潜力，对提高癌症治疗成功率也有光明的前景。TUSC2基因通过与放化疗相互结合的临床治疗形式，不仅可以有效的改善癌症患者的耐药性，还可以增加患病小鼠生存时间及抗肿瘤功效，提示该基因可作为未来临床治疗方面一个切实可行的靶基因。

厄洛替尼作为有效的一线治疗选择，对患有表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)突变晚期或转移性NSCLC患者具有良好耐药性[21]。TUSC2-厄洛替尼联合应用显著抑制肿瘤细胞活性，肿瘤生长和转移并诱导凋亡。在野生型EGFR NSCLC中TUSC2的恢复可以逆转对厄洛替尼的耐药性[22]。另有研究显示，抑癌基因TUSC2在TUSC2缺陷EGFR野生型肺癌细胞中的表达增加了对厄洛替尼的敏感性，金诺芬-TUSC2-厄洛替尼协同可以明显抑制肿瘤生长，延长动物生存时间。提示TUSC2的治疗活性可应用于野生型EGFR肺癌患者[23]。

在非小细胞肺癌患者中进行Ⅰ期临床试验发现，施用TUSC2纳米颗粒可以安全地静脉注射给肺癌患者。随后进行Ⅰ/Ⅱ临床试验，确定将TUSC2纳米颗粒与厄洛替尼组合对疗效有益[24]。同时在体外实验中发现，TUSC2显著抑制G12V和G12DKras-突变型同基因小鼠的肿瘤生长，并延长生存期。抗PD-1在抑制肿瘤生长和提高生存率方面效果有限，联合TUSC2基因修复对抑制肿瘤生长和生存期的影响大大提高。联合疗法对两种类型的Kras-突变型肿瘤(包括皮下肿瘤和肺转移瘤)均有显著的治疗作用，提示TUSC2基因可能改变Kras小鼠的抗肿瘤机制[25]。

5 前景与展望

TUSC2作为抑癌基因，通过调节G1细胞周期进程，促细胞凋亡等方式进行抗肿瘤的作用，已被证实在多个癌症中起到抑癌作用，其在食管鳞状癌、鼻咽癌、卵巢癌、急性髓细胞性白血病中皆为低表达。同时，通过实验数据，建立动物模型分析及相应基因纳米颗粒的临床应用，都证实TUSC2可以在多种癌症中起到抑制肿瘤发展作用。随着医疗水平和科技方面的进步，癌症患者越来越关注癌症预后和治疗方法，即使有手术加放化疗的联合应用，仍然有部分癌症患者预后及生存率得不到良好的保证。TUSC2作为一种新型抑癌基因，对于其抑癌机制及在肿瘤中的作用已成为新的研究热点。正确利用TUSC2抑癌机制并结合临床疗法，可为肿瘤的治疗和预后提供新思路，使肿瘤患者能够得到有效的治疗。

尽管TUSC2已被证实参与G1细胞周期的阻滞，细胞凋亡，线粒体调节和钙信号传导以及酪氨酸激酶调节过程，但是该基因用来调节这些过程和信号分子的精确机制仍然没有非常明确，需进一步研究分析，发现与其他肿瘤之间联系，为肿瘤治疗提供新的理论依据。