最新文章发现miRNA与癌症新关联

　　

生物通报道：来自约翰霍普金斯大学医学院McKusick-Nathans遗传医学研究所（McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine，生物通注），宾州大学兽医学院（School of Veterinary Medicine）等处的研究人员揭开了为什么癌症中最常见的活性蛋白如此之危险的又一原因——他们发现这种称为Myc的蛋白能抑制体内至少13种microRNAs的生成，这一研究成果公布在《Nature Genetics》在线版上。

这项研究由McKusick-Nathans遗传医学研究所的副教授Joshua Mendell博士领导完成，之前他曾发现Myc可以开启淋巴瘤细胞（lymphoma cells，生物通注）中一类称为miR-17-92的miRNAs簇（能促进生长）这一特殊群体。现在他领导其团队与宾州大学Andrei Thomas-Tikhonenko实验室合作，利用一种更广泛的方法，分析人类和小鼠淋巴瘤细胞中300多个miRNAs。

微小RNA (microRNA，简称miRNA)是生物体内源长度约为20－23个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制。对于miRNAs的研究起始于时序调控小RNA（stRNAs），由于miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达，而且这种特异性和时序性，决定了组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中起多种作用，因此miRNA的研究受到了生物学家的广泛关注。

在这篇文章中，研究人员发现Myc蛋白通过抑制miRNAs的生成从而引发癌症发生，而且他们也在几个实验中证明，重新将被抑制的miRNAs引入到包含Myc的癌症细胞中，能抑制小鼠的肿瘤生长，并且提升了一种基因治疗方法的治疗效果。

研究人员发现在Myc蛋白含量高的细胞中，至少13种miRNAs的数量有显著的改变，文章第一作者Tsung-Cheng Chang表示：“结合miR-17-92实验数据，这一结果是令人惊讶的——Myc的作用是关闭，而不是开启。”

当他们进一步深入研究淋巴瘤细胞的DNA的时候，研究团队也发现Myc能直接与miRNA基因处的DNA结合，Chang说，“这是进一步的证据证明miRNAs水平降低的直接原因是Myc。”

Mendell表示，“这项研究延伸了我们对于Myc作为这样一种潜在癌症促进蛋白的理解”，“我们已经知道Myc可以直接调控数以千计的基因，而在这里，Myc通过对miRNAs的作用，也许可以影响其它更多的基因，因此Myc的活性可以说十分复杂的调控了癌细胞种基因的表达。”

Thomas-Tikhonenko补充道，“当然，我们仍然需要确定这些Myc调控的miRNAs是否直接在癌症扮演了重要的角色”，他的研究团队单独又将一些受抑制的miRNAs引人到Myc表达量高的小鼠淋巴瘤中，检测效果，结果他们发现超过5种的miRNAs能抑制癌症生长，“虽然这些结果并不完全出乎意料，但是我们还不知道通过miRNAs抑制癌症的效果是如此之强大”。Mendell也提到基于RNA的治疗在动物模型中获得了一些成功，研究人员也许将来能发现许多能抑制癌症的miRNAs。
（生物通：张迪）

原文摘要：
Nature Genetics
Published online: 9 December 2007 | doi:10.1038/ng.2007.30
Widespread microRNA repression by Myc contributes to tumorigenesis
『Abstract』

C-myc癌基因

　　c-myc基因是myc基因家族的重要成员之一，c-myc基因既是一种可易位基因，又 是一种多种物质调节的可调节基因，也是一种可使细胞无限增殖，获永生化功能，促 进细胞分裂的基因，myc基因参予细胞凋零，c-myc基因与多种肿瘤发生发展有关.

一、c-myc癌基因结构及表达

　　c-myc基因是禽类髓细胞病毒(AMN)MC-29的V-myc的细胞同源序列，从MC-29病毒 中分离的V-myc是gag-myc融合体，它由1358个bp的gag基因与1568个bp的V-myc基因共 同组成.C-myc基因由3个外显子及2个内含子组成，第一个外显子不编码，只起调节作 用，只有外显子2和3与V-myc相对应，编码一个439个氨基酸的蛋白质.C-myc基因由启 动子P1或P2起始转录并在第一内含子中尚有一个潜在启动子P，当第一个内含子发生 断裂时，P可被激活而成为一个异常转录起始点，但蛋白合成起始位点不变，并与正 常C-myc基因产物相同.在各种不同动物中，C-myc基因和第2.3外显子具有高度保守 性，而第1外显子则有较大的差异.小鼠和人的外显子1只有70%的同源性.人类C-myc基 因定位于8q24.在生理学上，C-myc基因的表达一般与细胞的生长状态有关，如有生长 因子刺激成纤维细胞，可导致C-myc表达增强，相反，在细胞分化时C-myc表达降低， 在细胞培养过程中，用C-myc表达结构或反义寡脱氧核酸进行研究，发现C-myc在细胞 G0期到S期的过程中也起作用.表明C-myc表达的变化与细胞的增殖及分化状态有关， 其表达产物在调节细胞生长、分化或恶性转化中发挥作用.

二、C-myc基因的表达产物及功能

　　C-myc基因的产物为62KD的磷酸化蛋白P62c-mgc，是由C-myc基因的外显子2和3共 同编码的由439个氨基酸组成的蛋白质，定位细胞核内，为核蛋白，依C-one编码产 物，功能分类，C-myc癌基因属核蛋白基因，具有转化细胞的能力，并具有与染色体 DNA结合的特性，在调节细胞生长、分化及恶性转化中发挥作用.C-Myc蛋白在结构上 可分为转录激活区，非特异DNA结合区，核靶序列，碱性区，螺旋一环一螺旋(HLH)及 亮氨酸拉链区，在已知的转录因子中可介导蛋白的寡聚化，这两个区同时存在是 C-myc蛋白所特有的，在其它蛋白质中，很少发现.在C-Myc蛋白中，螺旋一环一螺旋 紧随着碱性区，揭示其以特异性序列方式和DNA相互作用.在以原核生物为实验对象的 研究表明，该碱性区以一个自由环存在，当以特殊方式结合到DNA上时，则变成螺 旋，该区是C-Myc蛋白与DNA特异序列的结合部位.

　　在C-Myc中还存在着与抑制细胞分化、自身抑制有关的区域及肿瘤转化所必需的 区域.Smith等研究了C-Myc的亮氨酸拉链区，该区介导各种转录因子的二聚作用.在亮 氨酸重复部位的突变能显蓍降低C-myc抑制鼠红白血病(MEL)细胞分化能力，同样地， 此区的插入突变能消除C-Myc的转化活性.正是这些C-myc结构成分的表达阻止了细胞 进入细胞周期，从而抑制许多细胞系的分化.Cronch等对C-Myc亮氨酸拉链区的亮氨酸 进行致突变，发现这些突变不能自身抑制，说明了亮氨酸拉链区在自身抑制中的重要 性.Stone等研究认为，C-Myc分子的中间1/3以及N-端，C-端是肿瘤转化所必需的，是 C-myc基因与肿瘤转化有关的C-myc区段.正是由于这些C-Myc功能区域的存在，从而使 C-Myc在胞浆内合成后，与其它蛋白形成寡聚体，再转移到核内，并结合到特异性的 DNA序列上，从而激活和抑制许多靶基因的转录，引起细胞生长和分化的改变，发挥 其生理调节功能及恶性转化作用.

　　近年来对疗程性细胞死亡Programmed Cell death. PCD)研究的深入，发现Myc蛋 白参与诱导细胞凋零.C-myc基因表达的失调是多种细胞凋零的主要诱因，细胞发生凋 零的速度及其对诱导因素的敏感性均依赖于细胞Myc蛋白的含量.尚未成熟胸腺细胞中 Myc基因的高表达是胚胎胸腺细胞凋零死亡的诱因.而且在凋零细胞的死亡阶段，也观 察到C-myc基因的高水平表达，如果用反义寡核苷酸阻断C-myc基因的表达，则细胞凋 零受到严重干扰.Evan研究发现，C-myc表达的失调也会启动去除生长因子后培养细胞 的成熟前凋零.他们对小鼠IL-3依赖性髓样细胞素32D进行观察，发现在洗去IL-3后， 可立即观察到C-myc基因表达下调.结果使培养细胞停止于G1期，将携带C-myc基因的 载体转染32D细胞，获得稳定表达C-myc基因的32D细胞克隆，结果这种细胞去除H-3 后，不停止于G1期，而是启动以凋零为特征的程序性细胞死亡.结果揭示细胞凋零是 清除固定突变及细胞周期调控失衡的细胞的重要机制，一旦细胞发生障碍，C-myc基 因会启动凋零程序，相反，则导致肿瘤形成.

三、myc癌基因与人类肿瘤

　　myc基因定位于染色体8q24、IgH、IgK、Igλ链的基因位点分别在14q32、2P13和 22q11，在BL细胞中往往出现C-myc基因位点与Ig基因位点之间的易位，即C-myc易位 到Ig位点的高活性转录区，从而组成一个高转活性的重排基因，启动C-myc转录，使 C-myc表达增强，促进细胞恶变，最后导致肿瘤的发生.

　　C-myc基因主要通过扩增和染色体易位重排的方式激活，与某些组织肿瘤的发 生、发展和演变转归有重要关系.在不同的人体肿瘤细胞系中，包括粒细胞性白血病 细胞系，视网膜母细胞瘤细胞系，某些神经母细胞病细胞系，乳腺癌细胞系及某些肺 癌细胞系，已发现C-myc或C-myc相关序列的扩增，在人结肠癌细胞系中也观察到 C-myc基因的扩增.C-myc癌基因已在成骨肉瘤、软骨肉瘤、脊索瘤、脂肪肉瘤、横纹 肌肉瘤中发现扩增，当扩增达到30倍时，染色体上表现HSR和DMS，而且C-myc过量表 达与肿瘤的早期复发有关，在致瘤中，已发现ras与myc、sis与myc、myc与fos偶联激 活，协同致瘤等.

　　许多资料表明C-myc位点在所有受检的B细胞肿瘤中有重排，Casares等发现定位 在8号染色体上的C-myc与定位在14号染色体上的Ig重链基因有同样的14.2Kb的ecori 酶切片段，因而发生8∶14易位可能是何杰氏淋巴瘤的一个普通标志.N-myc在人神经 位母细胞瘤.视网膜母细胞瘤和小细胞肺癌中有扩增，扩增的程度与肿瘤的发病进程 有关.Schwab等报告20%的神经母细胞瘤有N-myc扩增，其中大多数是侵袭性肿瘤.Seege r等报告基因拷贝数的多少预示疾病的进程，总的来说，带有一个拷贝数的Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ.期神经母细胞瘤常规治疗效果较好，带有多个拷贝的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期病人，病 情将不断加重.c-myc首先被发现与小细胞肺癌有关，30%的病例c-myc扩增，复发病人 中，myc扩增者的生存期短于没有扩增的病例，研究还发现接受化疗的肿瘤病人易引 起myc扩增.有关myc基因扩增与其它肿瘤的关系也有许多报道.目前认为胃癌、乳腺 癌、结肠癌、宫颈癌、何杰金氏病及头部肿瘤等都有myc基因的扩增或过度表达.