Id-1的结构与抑制癌细胞功能研究-动物医学进展投稿

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　　Id-1是分化和（或）DNA结合抑制因子（Id）家族成员之一，Id因子是1990年由Benezra等[3]首先从小鼠红白血病（murine erythro-leukemia，MEL）细胞 cDNA文库中克隆出来的。Id因子属于HLH转录因子，也是迄今为止发现的惟一具有负性调控HLH基因家族功能的调控蛋白。HLH蛋白是一类具有螺旋-环-螺旋（helix-loop-helix，HLH）结构域的DNA结合蛋白，Id因子可通过HLH结构中的α-螺旋相互作用与其他HLH家族转录因子（主要为bHLH类转录因子）结合形成二聚体，但因其结构内缺乏碱性残基区使得这种二聚体无法有效地结合到DNA上，不能发挥转录因子活性，从而抑制相关基因转录，产生生物学效应。在哺乳动物细胞中已发现4种Id因子，即Id-1～Id-4。目前对Id-1的研究最多，发现其参与细胞分化调控、抑制肿瘤细胞凋亡、诱导细胞永生化、促进肿瘤血管生成等[1，4，5]，在癌症发生发展中起重要作用。而且Id-1在许多上皮来源的肿瘤，如食道鳞状上皮癌[6]、子宫内膜癌[7，8]、肺癌[9]、胃癌等均有高表达，推测Id-1可能参与了这类上皮源性肿瘤的发生。
　　近年研究发现，DNA结合抑制因子-1（Id-1）作为一种转录调节因子在多种上皮来源的恶性肿瘤中表达升高，并且与肿瘤细胞增殖、分化、凋亡及血管生成等有关[1]。目前对Id因子与宫颈癌的相关研究国内外仅见一篇报道，即Schindl等[2]的研究，但对Id-1在宫颈癌变过程（慢性宫颈炎CINⅠCINⅡ～Ⅲ→宫颈癌）中的研究尚未见报道。
　　目前，关于Id-1在宫颈癌变过程中表达情况的研究国内外尚无相关报道。仅Schindl等[2]利用免疫组化方法研究发现早期宫颈癌中有Id-1高表达，表达阳性率为79.2%。分别采用免疫组化SP法和实时荧光定量RT-PCR从蛋白和基因水平检测了慢性宫颈炎、CINⅠ、CINⅡ～Ⅲ、宫颈癌组织中Id-1的表达情况。免疫组化结果显示， Id-1表达阳性率与宫颈癌病变程度密切相关，在慢性宫颈炎、CINⅠ、CINⅡ～Ⅲ、宫颈鳞癌组织中Id-1蛋白表达阳性率呈逐渐升高趋势（P<0.01），分别为0、11.8%、40.0%、74.7%，而且Id-1的染色强度也随病变加重而加深，所有的宫颈癌及其癌前病变组织中均出现不同程度的Id-1免疫阳性反应；实时荧光定量RT-PCR检测结果也从基因水平进一步证实了免疫组化的结论，即Id-1mRNA的表达也随宫颈癌变程度加重而增加，CINⅠ、CINⅡ～Ⅲ和宫颈鳞癌组织中Id-1 mRNA的相对表达量分别是慢性宫颈炎组织的1.34倍、3.42倍和10.37倍，差异有统计学意义（P<0.05）。综上结果提示Id-1过表达参与了宫颈癌的癌变过程，在宫颈癌的发病机制中可能起到了重要作用，但具体致癌机制有待进一步研究阐明。
　　流行病学和分子病毒学已有相当多资料证明，人乳头状瘤病毒（HPV）极有可能是宫颈癌的一个主要病因[10]。在持续HPV感染的基础上，由慢性宫颈炎CINⅠCINⅡ～Ⅲ→宫颈浸润癌可能是大多数宫颈鳞癌的发病过程。但HPV感染并不能完全解释宫颈癌的发生，比如，前瞻性研究发现宫颈感染HPV16/18型者在1年内只有1/3发展为CIN，以后也仅约15%将发展为宫颈癌，其余大部分均自行消退。可见宫颈癌的发生机制中，还存在其他HPV协同因素起重要作用。本研究结果初步显示了转录调节因子Id-1与宫颈鳞状上皮癌变进展有关，推测在HPV持续感染的基础上，Id-1可能与HPV E6/E7癌基因协同作用参与了宫颈鳞癌的发病机制，促进了宫颈癌变的持续恶性进展，但尚需更深入的研究证实。
　　细胞分化受阻引起无限增殖，导致细胞永生化是体外培养细胞恶性转化过程的第一步，也是体内肿瘤发生与发展进程的早期阶段。大量试验结果表明，Id-1具有“永生化”癌基因的某些特性[11]，如抑制细胞分化、引起细胞持续增殖及血管持续新生等。Id-1被认为是致癌性转化的一个重要调节因子。Tang等[12]研究发现，KSHV（卡波济肉瘤相关病毒）感染人内皮细胞可诱导Id-1表达增加，且内皮细胞增殖加快，提示Id-l表达上调可能是细胞恶性转化的重要步骤。外源性表达Id-1可通过抑制p16INK4a/Rb和p53途径使细胞永生化，促进细胞不断增殖，最终形成肿瘤[4]。
　　有研究显示，同时转染Id-1和抗凋亡因子Bcl-2可诱导成纤维细胞永生化[13]，仅Id-1持续表达就可使皮肤上皮细胞的端粒酶活化，进而导致细胞永生化[4]。此外，Id-1可以通过激活NF-κB途径抑制肿瘤细胞凋亡，通过激活MAPK途径诱导癌细胞增生，促进肿瘤发生。Ling等[15]的研究发现，通过基因转染上调前列腺癌LNCaP细胞Id-1的表达，可增强NF-κB的反式激活及核转移，同时伴有下游效应因子Bcl-xL和ICAM-1的表达上调，使肿瘤细胞凋亡受到抑制；而用反义寡核苷酸技术抑制Id-1表达可抑制NF-κB的激活，使细胞对TNF-α诱导的凋亡敏感。在前列腺癌细胞LNCaP中Id-1 的瞬间表达和稳定表达增加均可活化Raf/MEK1/2信号途径使癌细胞增殖明显加速，而当用MEK1/2抑制剂PD098059阻断Raf/MEK1/2信号途径后，细胞周期S期的有丝分裂受抑制，细胞生长速度减慢，提示MAPK信号途径的活化在Id-1诱导的前列腺癌细胞增殖中起重要作用[16]。