ATF4在肿瘤中的研究进展

肿瘤的发生和发展是一个多因素、多步骤和多基因参与的过程,其中不仅仅涉及肿瘤本身,低氧、低葡萄糖、低氨基酸、低p H值的肿瘤微环境与肿瘤相互作用,导致应激反应如:缺氧诱导因子(HIFs)、未折叠蛋白反应(UPR)和腺苷酸活化蛋白激酶反应途径(AMPK)以维持肿瘤代谢平衡,参与肿瘤进展的血管生成、浸润、转移及治疗抵抗发生。ATF4是活化转录因子(ATF)家族代指一大组的基本区域亮氨酸拉链(b ZIP)转录因子成员之一,是调控促生存基因的转录因子,在正常组织的生长发育中起重要作用,能够调控多种相关基因的合成,参与自噬,氧化还原反应和细胞凋亡,近年来研究发现与正常组织相比,ATF4在多种肿瘤组织中表达升高,特别是在肿瘤组织乏营养区域即肿瘤微环境,提示在肿瘤微环境中ATF4参与维持肿瘤代谢平衡,使肿瘤细胞在乏营养下存活,和肿瘤的进展、多种抗肿瘤药物治疗耐药的发生相关,本文主要从ATF4的来源,在生长和发育中的作用,在肿瘤生物学中的作用,在肿瘤进展和药物耐药方面的作用机制作一综述,并对目前有一些以ATF4为相关靶点的抗肿瘤治疗研究方向及正在开发的药物作一探讨,为以ATF4为靶点的相关抗肿瘤研究提供研究思路。      

活化转录因子ATF1、ATF2对USP22基因启动子活性的调节

目的克隆人活化转录因子ATF1基因和ATF2基因蛋白编码序列,分别构建真核细胞表达载体,进而研究高表达ATF1和ATF2对泛素水解酶22(ubiquitin-specific processing enzyme 22,USP22)基因启动子转录活性的影响。方法 RT-PCR扩增ATF1基因和ATF2基因蛋白编码序列,分别与pVAX1真核表达载体连接;测序、酶切鉴定重组载体;Western Blot检测外源性ATF1和ATF2在靶细胞Hela细胞中的表达;pVAX1-ATF1、pVAX1-ATF2分别与含野生型USP22启动子的萤光素酶报告质粒或其CREB位点突变体质粒共转染,双萤光素酶报告系统检测萤光素酶活性的表达。结果重组质粒pVAX1-ATF1、pVAX1-ATF2构建成功,外源性ATF1、ATF2在Hela细胞内有效表达;转染pVAX-ATF1促进USP22启动子活性升高(83%±11%),转染pVAX-ATF2促进USP22启动子活性升高约(52%±8%);而突变CREB位点均可导致上升作用的消失。结论成功构建了ATF1、ATF2真核表达质粒,高表达外源性ATF1和ATF2均可通过CREB位点激活USP22启动子的转录活性。     

ATF4作用机制与相关疾病的研究进展

激活转录因子4(ATF4)是激活转录因子中的一种基因，其功能多样，作用范围广，参与作用多种生物学过程。该文介绍ATF4在生理机制、疾病发展过程及治疗靶点中相关功能的研究进展，为其在心脑血管疾病、肿瘤、血液系统疾病中的应用提供理论支持及新思路。     

ATF1在肿瘤中的研究进展及临床应用价值

在肿瘤的发生、发展过程中,转录激活因子1(ATF1)利用其独特的分子结构和生物学功能,作为融合或非融合基因,靶向调控肿瘤相关细胞信号转导通路相关靶基因的表达,参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、血管生成、迁移、侵袭、免疫监视等重要生物学过程,进而影响肿瘤的发生、发展。在临床应用价值方面,ATF1已被提出作为宫颈癌早期诊断和乳腺癌发生、发展的生物标志物。ATF1作为影响肿瘤发生、发展的重要因素,有可能成为治疗癌症的一个强有力的作用靶点。     

ATF4对神经退行性疾病作用的研究进展

神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病是威胁人类健康的几种主要疾病之一。目前其病因并不明确,但蛋白质异常修饰、氧化应激、神经营养缺乏及可塑性改变均在神经退行性疾病的发展、进程中发挥一定作用。转录激活因子4(ATF4)是激活转录因子家族成员之一,能感应环境多种应激而增加其表达,且ATF4通过与多种细胞转录因子结合,调控具有不同功能的下游基因,参与分化、代谢、记忆形成等生理过程。有证据显示,ATF4的表达在多种神经退行性疾病中特异性升高,并与神经原纤维缠结,Tau蛋白的过度磷酸化,β淀粉样蛋白老年斑形成以及大脑中神经元死亡和神经突触功能受损有关,提示ATF4在这些疾病中发挥一定作用。     

膀胱癌侵袭转移机制研究有新发现

上海交通大学医学院附属新华医院检验科沈立松教授领衔的科研团队,在膀胱癌侵袭转移的机制研究中发现,人激活转录因子3(ATF3)是一种新的膀胱癌转移抑制基因。研究者阐明了ATF3通过调控凝溶胶蛋白(gelsolin)介导的细胞骨架蛋白重构,抑制膀胱癌细胞转移的新机制。该项成果有望为临床判断膀胱癌预后和治疗找到新的靶点。研究论文发表于《肿瘤研究》[Cancer Res 2013,73(12):3625]杂志。     

RUNX3基因与恶性肿瘤的研究新进展

RUNX3作为RUNX3基因家族转录因子的一员,在细胞生长、发育、凋亡和信号转导及其生物学效应有着举足轻重的作用。抑癌基因RUNX3的失活或丢失在肿瘤及表达下降的程度与肿瘤患者的生存及预后存在密切关系。目前已证实,在胃癌等相关恶性肿瘤中都相继出现了RUNX3基因转录和翻译水平的下调,随着RUNX3基因在肿瘤中作用机制更深一步的揭示,必将为各类恶性肿瘤的临床治疗奠定良好的基础。     

ABCA1敲低对小鼠巨噬细胞中Pam3CSK4引起的炎症反应的双向调节作用

目的 检测ABCA1敲低对巨噬细胞中Pam3CSK4引起的炎症应答的影响.方法 构建小鼠单核巨噬细胞RAW264.7的ABCA1敲低的稳定细胞系,以TLR2配体Pam3CSK4刺激该细胞系建立炎症反应细胞模型,在该细胞模型上检测相关促炎和抗炎细胞因子转录水平的表达变化.结果 ABCA1敲低的RAW264.7稳定细胞株在Pam3CSK4刺激后,IL-1β,TNF-α和IL-6表达发生显著上调(P<0.01),而转录抑制因子cAMP依赖性转录因子3(ATF3)也发生显著上调(P<0.01);与此同时,ATF蛋白家族中其它因子ATF1,ATF2,ATF4和ATF5转录水平没有发生显著变化.结论 在巨噬细胞RAW264.7中,ABCA1敲低显著上调Pam3CSK4引起的促炎因子IL-1β,TNF-α和IL-6的表达的同时,也显著上调了具有抗炎效应的ATF3的表达,其对炎症反应的影响可能并非是单向的促炎作用,而是发生双向的调节,而ABCA1参与上调ATF3表达的机制可能也与其ATF蛋白家族其他成员的上游调节机制不同.     

慢性阻塞性肺疾病患者肺组织中ATF3与ATF4对γ-GCS表达的影响

目的探讨慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)患者肺组织中活化转录因子3(ATF3)、活化转录因子4(ATF4)的表达变化,以及ATF3和ATF4对γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)表达的影响,探讨其在慢阻肺发病中的作用。方法收集伴或不伴慢阻肺并行肺叶切除的肺癌患者临床肺组织标本40例(慢阻肺组和对照组各20例),取材标本均为远离原发肺癌病灶5 cm以上、肉眼观察无肺癌浸润的外周肺组织。所有患者术前均详细询问病史,进行体格检查、胸部X线片或肺部CT以及肺功能检测。应用原位杂交及免疫组化检测患者肺组织中ATF3、ATF4、γ-GCS重链亚基(γ-GCS-HS)m RNA及蛋白的表达,应用免疫共沉淀法(CO-IP)检测ATF3、ATF4与γ-GCS-HS蛋白之间的相互作用,并对ATF3、ATF4 m RNA及蛋白与γ-GCS-HS m RNA及蛋白进行相关分析。结果慢阻肺患者肺组织中ATF3、ATF4、γ-GCS-HS m RNA及蛋白呈强阳性表达,较对照组显著升高(P0.01)。在γ-GCS-HS抗体捕获的免疫沉淀中,ATF3、ATF4抗体均可杂交出明显的蛋白条带,且慢阻肺组较对照组明显增强(P0.01)。相关分析显示肺组织中ATF3、ATF4蛋白表达与γ-GCS-HS m RNA及蛋白表达均呈明显正相关(P0.01);ATF3、ATF4、γ-GCS-HS蛋白表达与FEV1%pred、FEV1/FVC均呈明显正相关(P0.01)。结论在慢阻肺患者发病过程中,氧化应激诱导转录因子ATF3和ATF4过表达,ATF3和ATF4可能通过影响γ-GCS m RNA和蛋白的表达而发挥抗氧化保护作用。     

异甘草素诱导NCI-H157细胞凋亡及对ERS相关基因表达的影响

目的 研究异甘草素对人非小细胞肺癌NCI-H157细胞增殖、凋亡及细胞内质网应激相关基因ATF4、DDIT3和TNFRSF10B表达的影响。方法 体外培养NCI-H157细胞,给予异甘草素处理,MTT法检测不同浓度的异甘草素对NCI-H157细胞的增殖抑制率,流式细胞术检测不同浓度异甘草素对肿瘤细胞的凋亡发生率,实时定量PCR检测NCI-H157细胞在不同浓度异甘草素处理后ATF4、DDIT3和TNFRSF10B基因mRNA的表达。结果 在一定浓度范围内,异甘草素能显著抑制人肺癌NCI-H157细胞的增殖,并呈时间与剂量依赖性。异甘草素能显著诱导NCI-H157细胞凋亡的发生,并上调ATF4、DDIT3和TNFRSF10B基因在细胞内的表达（P<0.05~0.01）。结论 异甘草素能够抑制人肺癌NCI-H157细胞的增殖,诱导凋亡发生,且与激活内质网应激反应有关。      

内质网应激相关因子PERK和ATF6在结肠癌中的表达及意义

目的 探讨内质网应激相关因子蛋白激酶R样内质网调节激酶(PERK)和活化转录因子6(ATF6)在结直肠癌组织中的表达情况,分析PERK和ATF6在结肠癌发生发展中的作用.方法 选择手术切除结肠癌组织及距离病变组织5 cm以上正常组织,采用实时荧光定量PCR技术(RT-PCR)检测PERK和ATF6的mRNA表达情况,免疫组织化学法(IHC)、Western blot法检测PERK和ATF6蛋白的表达情况,并结合临床病理特征,分析其与结肠癌发生、发展之间的关系.结果 肿瘤组织ATF6和PERK mRNA表达均较正常组织下调(P＜0.05).IHC和Western blot结果显示PERK和ATF6在结肠癌中的表达均显著低于正常组织(P＜0.05).PERK和ATF6主要定位于上皮细胞中.结论 PERK和ATF6在结肠癌中的表达水平下降说明缺乏适当的内质网应激反应可能在肿瘤的发生机制中起作用.     

基于GEO数据库分析支气管肺发育不良发生的关键基因及通路

目的:采用生物信息学方法分析支气管肺发育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)发生的关键基因和信号通路.方法:在基因表达综合数据库(GEO)中筛选数据集,使用GEO2R工具筛选出BPD与非BPD极早早产儿之间的差异表达基因.使用DAVID数据库进行功能注释和通路分析,使用STRING在线工...     

18β甘草次酸对17β羟基类固醇脱氢酶Ⅲ表达的抑制及诱导前列腺癌细胞LNCaP凋亡的研究

目的 探讨18β甘草次酸(18β-GA)对17β羟基类固醇脱氢酶Ⅲ(17βHSD3)表达的抑制作用及诱导雄性激素依靠性前列腺癌细胞株LNCaP凋亡的作用机制.方法 采用MTT法检测给予不同浓度18β-GA的LNCaP细胞的增殖率以确定其最佳作用浓度、时间及与剂量的依赖关系；采用Western blot检测真核启动因子2α(p-eIF2α)及活化转录因子4(ATF4)蛋白的表达；采用Real-time qPCR方法检测17βHSD3 mRNA的变化情况；用siRNA干扰eIF2α mRNA的表达从而确定eIF2α的作用.结果 MTT结果显示:18β-GA浓度为8μmol/L时OD45nm处吸光值明显减低,与对照组相比差异有统计学意义(P＜0.05). Westernblot结果显示:18β-GA对p-eIF2α及ATF4的表达具有促进作用.Real-time qPCR结果显示:18β-GA对17βHSD3 mRNA的转录具有抑制作用.结论 18β-GA通过激活eIF2α抑制17βHSD3的表达,并诱导LNCaP细胞株的凋亡,从而抑制肿瘤生长.     

Astrocyte elevated gene-1 induces breast cancer proliferation and invasion through upregulating HER2/neu expression

Background  Astrocyte elevated gene-1 (AEG-1), primarily identified as a late response gene induced by HIV-1 infection, plays multiple roles in the process of oncogenesis. This novel gene has been demonstrated to be involved in the several potent carcinogenic pathways, including PI3K/Akt pathway, nuclear factor (NF)-κB pathway, and Wnt/β-catenin pathway. Although the function of AEG-1 has been intensively investigated in recent years, the molecular mechanism underlying its oncogenic role is largely unknown. The aim of this research was to explore the potential function of AEG-1 in breast cancer development and progression.

Methods  AEG-1 was ectopically overexpressed in breast cancer MCF-7 cells and its biological effects on the proliferation and invasion of MCF-7 cells were studied by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) and invasion assays. The expression of HER2/neu, a crucial oncogene involving in breast cancer carcinogenesis, was also determined.

Results  Overexpression of the AEG-1 promoted the proliferation and invasion ability of breast cancer cells, and upregulated the expression of HER2/neu, a crucial oncogene involving in breast cancer carcinogenesis.

Conclusion  AEG-1 might facilitate the proliferation and invasion of breast cancer cells by upregulating HER2/neu expression, which provides a potential target for breast cancer therapy.

     

二氢青蒿素抑制ATF2的磷酸化提高胃癌细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性

目的探讨二氢青蒿素与5-氟尿嘧啶协同抗胃癌效应的机制。方法 MTT实验检测胃癌细胞系BGC-823的细胞活力;流式细胞术检测BGC-823细胞的凋亡;Western blot实验检测BGC-823细胞中ATF2、磷酸化ATF2、Bcl-xl的表达水平及细胞色素c的释放水平和Caspase-3活化水平。结果 5-氟尿嘧啶联合二氢青蒿素对BGC-823的细胞活力抑制率[(67.1±5.5)%]和凋亡诱导率[(37.3±2.9)%]均显著高于5-氟尿嘧啶单治疗组[细胞活力抑制率:(18.9±1.5)%,P0.05];凋亡诱导率[(9.5±0.9)%,P0.05]。5-氟尿嘧啶+二氢青蒿素+ATF2质粒组BGC-823的细胞活力抑制率[(26.5±2.1)%]和凋亡诱导率[(14.9±1.1)%]显著低于5-氟尿嘧啶联合二氢青蒿素组(P0.05)。5-氟尿嘧啶联合二氢青蒿素组的ATF2磷酸化水平和Bcl-xl表达水平均显著低于5-氟尿嘧啶单治疗组,同时5-氟尿嘧啶联合二氢青蒿素治疗组的细胞色素c释放水平及Caspase-3活化水平均显著高于5-氟尿嘧啶单治疗组。结论二氢青蒿素通过抑制ATF2的磷酸化增强5-氟尿嘧啶对胃癌细胞的杀伤活性。