H-REV107基因家族的研究进展

    潘晓怡

    摘? 要? H-REV107家族主要由五个成员构成，作为Ⅱ类肿瘤抑制基因，参与细胞生长的负调节，并且通常在癌细胞中被下调。并且所有H-REV107家族成员都具有体外磷脂代谢能力，包括磷脂酶A1/2（PLA1/2）活性和O-和N-酰基转移酶活性，然而H-REV107家族蛋白的体内生物活性尚未得到充分研究。迄今为止的研究表明，这一家族参与了广泛的生物过程。这篇综述简要描述了每种H-REV107家族成员的发现及其在癌症中的作用，并讨论了每种基因的生化功能以及生物学作用，并提出了对未来研究方向的建议。

    关键词? H-REV107? TIG3? HRASLS? 酰基转移酶? Ⅱ类肿瘤抑制基因? iNAT

    1. H-REV107家族概况

    H-REV107家族是真核生物中NLpC/P60超家族的一个分支。H-REV107Ⅱ型肿瘤抑制基因的成员主要包括H-REV107、TIG3（RIG-Ⅰ）、HRASLS1（A-C1）、HRASLS2和iNAT，它们存在于人、大鼠和小鼠中[1]。这个家族成员具有四个保守的区域，分别是N端的富含脯氨酸的区域，HWAIY序列区，NCE序列区，以及除了iNAT之外，还包含一个用于内膜定位的碳末端跨膜疏水结构域。目前只报道了HRASLS2、H-REV107和TIG3的结构。HREV107家族蛋白在细胞生长、分化和凋亡的调节中起重要作用[2]。它们作为第二类肿瘤抑制因子参与细胞生长的负调节，并且通常在癌细胞中被下调，但其本身并未突变或缺失。因此，它们有望成为治疗靶点，如果确定了合适的条件或药物，它们应该是可诱导的。此外，所有H-REV107家族成员都具有体外磷脂代谢能力。迄今为止的研究表明，这一家族参与了广泛的生物过程。

    2. H-REV107家族各成员研究进展

    2.1 H-REV107

    H-REV107是H-REV107II型抑癌基因家族的代表，被认为是一种K-RAS相互作用蛋白，在体外和体内作为能够抑制锚定非依赖性生长的RAS靶点[3]。普遍存在于各类正常组织中，但是在肿瘤细胞中，它的转录和翻译都存在不同程度下调。将H一REV107转染于卵巢癌细胞，会出现细胞凋亡的现象。H-REV107蛋白的过表达显示出调节肿瘤细胞系细胞生长、分化和凋亡的活性。H-REV107蛋白为18kDa，在N端含有NC基序和一个疏水的C端膜锚定结构域，该结构域被发现对细胞定位至关重要，但对酶活性不是必需的[4]。此外H-REV107作为磷脂酶催化甘油磷脂释放脂肪酸，通过POR途径参与肝细胞中的脂质积累，在脂肪代谢中起着重要作用。H-REV107与Pex19p的相互作用可能与H-REV107下调过氧化物酶体有关，这提示我们H-REV107可能参与过氧化物酶体生物发生的一种新的调控机制。

    2.2 维甲酸受体诱导基因3（TIG3）

    TIG3最初是在人角质形成细胞中发现的一种细胞生存调节因子。后来又在2000年和2001年被鉴定为第二类肿瘤抑制基因，分别命名为RARRES3和RIG-Ⅰ。TIG3与H-rev107同源，在多种原发人类肿瘤以及癌细胞系中表达降低[5]。作为H-REV107Ⅱ型肿瘤抑制基因家族的一员，TIG3抑制H-RAS介导的信号传导，其抗癌活性已被明确定位于高尔基体。TIG3的磷脂代谢活性似乎对其抗癌作用很重要，特别是在转移和侵袭方面[6]。在磷脂代谢作用中，HRASLS4在体外作为Ca2+独立的PLA1/2发挥作用。此外在角质细胞分化方面，TIG3在皮肤的基底上表皮与转谷氨酰胺酶I（TG1）相互作用并激活该酶，调节角质形成细胞的终末分化。另一个作用是发现该蛋白也定位于中心体，在那里它影响微管动力学和细胞分裂。

    2.3 HRASLS1（A-C1）

    HRASLS1最初是由秋山等人在1999年通过两种小鼠细胞系之间的差异显示发现的。这种167个氨基酸长的蛋白质被命名为A-C1，并与H-REV107蛋白有46%的同源性。不同于其他成员，在人类、小鼠和大鼠中，HRASLS1主要在睪丸、骨骼肌和心脏中表达[7]。在肿瘤抑制方面，其过度表达能够抑制H-Ras转化的NIH3T3成纤维细胞的生长。对来自41个不同个体的胃癌中进行检验，由于HRASLS1基因5区CpG岛的过度甲基化，发现人类同源物的表达减少，这也表明它在人类疾病中作为肿瘤抑制因子发挥作用[8]。然而，到目前为止，还没有研究检验HRASLS1的生理作用。

    2.4 HRASLS2

    HRASLS2是H-REV107II型抑癌基因家族的成员，属于NlpC/P60超家族和LRAT蛋白家族。HRASLS2首先从SW480结肠癌细胞克隆，位于人类的11号染色体上，但在啮齿动物基因组中缺乏。HRASLS2的亚细胞定位主要在核周区，在那里它显示出颗粒模式[9]。HRASLS2在小肠、肾脏和气管的正常组织中高水平表达，其过度表达抑制HtTA宫颈癌细胞中野生型和突变型RAS的激活，导致细胞死亡增加。这些效应都与碳末端疏水结构域有关。HRASLS2在克隆细胞系中的过度表达已被证明会降低内源性血浆乙醇胺水平，从而导致过氧化物酶体蛋白的异常定位[10]。然而HRASLS2的生理功能尚不明确。

    2.5 iNAT

    iNAT的N-酰基转移酶活性比PLA1/2和O-酰基转移酶活性更重要，并且iNAT的过表达增强了培养细胞中NAPE和NAE的形成[11]。然而，不同于H-REV107家族其他成员，它主要存在于胞质中，这可能是由于缺少其他成员特有的碳末端疏水结构域。有人认为iNAT可能参与了花生四烯酸（花生四烯酸乙醇酰胺）的生成，然而关于这种酶的生理功能也知之甚少。已经在发育中的大鼠睾丸的精母细胞中鉴定出它，但是它在该组织中的功能目前尚不清楚[12]。同样，研究还没有调查它是否像其他HRASLS家族成员一样在癌症中起作用。

    3. 总结与展望

    H-REV107家族的五个成员已被证明具有磷脂酶A1/2活性以及O-和N-酰基转移酶活性。此外，研究报告显示癌细胞中这些酶的表达减少，并证明了直接的抗癌作用，但不是所有的研究都支持这一观点。对突变或截短形式的H-REV107家族成员进行研究表明，在肿瘤细胞中，磷脂代谢功能是部分成员所必需的。进一步的研究应侧重于基因编辑技术以及基因敲除小鼠的产生，理解细胞和组织中每种H-REV107家族成员的主要生理功能。通过整合这些成员的生化功能的最新进展，以便更好地理解其在肿瘤中的生长机制。

    参考文献：

    [1] H. Wei， L. Wang， X. Ren， W. Yu， J. Lin， C. Jin， B. Xia， Structural and functional characterization of tumor suppressors TIG3 and H-REV107， FEBS Lett. 589（2015） 1179e1186.

    [2]Scharadin TM， Jiang H， Martin S， Eckert RL. TIG3 interaction at the centrosome alters microtubule distribution and centrosome function. J Cell Sci. 2012; 125（11）：2604–2614.

    [3] F.M. Tsai， M.L. Chen， L.K. Wang， M.C. Lee， H-rev107 regulates cytochrome P450 reductase activity and increases lipid accumulation， PLoS One 10 （2015）e0138586.

    [4] F.M. Tsai， M.L. Chen， L.K. Wang， M.C. Lee， H-rev107 regulates cytochrome P450 reductase activity and increases lipid accumulation， PLoS One 10 （2015） e0138586.

    [5] DiSepio D， Ghosn C， Eckert RL， Deucher A， Robinson N， Duvic M， et al.Identification and characterization of a retinoid-induced class II tumor suppressor/growth regulatory gene. Proc Natl Acad Sci U S A.1998;95（25）：14811–5.

    [6] Morales M， Arenas EJ， Urosevic J， Guiu M， Fernandez E， Planet E， et al.RARRES3 suppresses breast cancer lung metastasis by regulating adhesion and differentiation. EMBO Mol Med. 2014;6（7）：865–81.

    [7] Shinohara N， Uyama T， Jin XH， Tsuboi K， Tonai T， Houchi H， et al. Enzymological analysis of the tumor suppressor A-C1 reveals a novel group of phospholipid-metabolizing enzymes. J Lipid Res. 2011;52（11）：1927–35.

    [8] Kaneda A， Kaminishi M， Yanagihara K， Sugimura T， Ushijima T. Identification of silencing of nine genes in human gastric cancers. Cancer Res. 2002;62（22）：6645–50.

    [9] Shyu RY， Hsieh YC， Tsai FM， Wu CC， Jiang SY. Cloning and functional characterization of the HRASLS2 gene. Amino acids. 2008;35（1）：129–37

    [10] Uyama T， Ikematsu N， Inoue M， Shinohara N， Jin XH， Tsuboi K， et al.Generation of N-acylphosphatidylethanolamine by members of the phospholipase A/acyltransferase （PLA/AT） family. J Biol Chem.2012;287（38）：31905–19.

    [11] Uyama T， Ikematsu N， Inoue M， Shinohara N， Jin XH， Tsuboi K， et al.Generation of N-acylphosphatidylethanolamine by members of the phospholipase A/acyltransferase （PLA/AT） family. J Biol Chem. 2012;287（38）：31905–19.

    [12] Yamano Y， Asano A， Ohyama K， Ohta M， Nishio R， Morishima I. Expression of the Ha-ras suppressor family member 5 gene in the maturing rat testis. Biosci Biotechnol Biochem. 2008;72（5）：1360–3.

    潘曉怡 辽宁师范大学