钱 莉，李 欣，尹宜发，伍 钢

（1.三峡大学第二人民医院肿瘤院区放化疗一科，湖北 宜昌 443000；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤中心，湖北 武汉 430023）

ING4与胃癌关系的研究进展

钱 莉1，李 欣1，尹宜发1，伍 钢2

（1.三峡大学第二人民医院肿瘤院区放化疗一科，湖北 宜昌 443000；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤中心，湖北 武汉 430023）

ING4(Inhibitor of growth family member 4)基因是生长抑制因子家族新成员，在多种肿瘤中表现出表达水平的下降、基因的缺失和/或突变，广泛参与肿瘤发生以及发展的多项过程。研究表明，ING4在胃腺癌细胞和组织中的表达水平是降低的，ING4抑制胃癌的生长以及增殖与NF-κB信号通路，ING4异常的剪接变体与miRNAs表达水平等相关，此外ING4还参与胃癌多重耐药，对ING4的进一步研究有望发现针对胃癌的更好的治疗手段。

ING4；抑癌基因；胃癌

ING4是一种抑癌基因，于2003年由Shiseki等[1]发现，为生长抑制因子(Inhibitor of growth)家族成员之一，该基因若发生点突变可引起调控细胞增殖以及凋亡等方面必要功能的丢失，从而导致肿瘤的发生乃至发展[2]。ING4基因在正常组织中表达水平较高，在某些肿瘤中则呈现出突变甚至缺失状态。近年来的研究发现，ING4参与胃癌的发生以及发展的多项过程，可能成为胃癌治疗的一个新的突破点。

1 ING4基因

ING4基因是由8个外显子及7个内含子组成的，有1个植物同源结构域PHD(Plant homeodomain)和核定位信号区NLS(Nuclear localization signal)[3]。ING4基因的PHD区位于其羧基端，Zhang等[3]发现PHD是磷脂酰肌醇磷酸的核受体，该受体能发挥调节细胞生长、增殖以及存活等相关作用。ING蛋白的植物同源结构域区诱导凋亡的具体机制可能为[4-6]：ING的植物同源结构域区能识别大分子，乙酰化组蛋白H4的多个赖氨酸残基，从而改变染色体的空间结构，进而诱导凋亡；另一方面，ING的PHD区与DNA或RNA结合则能起着调节转录的作用。当ING的植物同源结构域区发生自然变异时，其诱导的细胞凋亡可被阻断，明显抑制了ING4蛋白的生成或某些特殊基因的表达，从而导致不同疾病乃至肿瘤的发生。

ING4蛋白中的核定位信号区位于其127～164位氨基酸区域，由两个基本的氨基酸组Lys-Lys (KK)和Arg-Ala-Arg.Ser.Lys(RARSK)组成[7]。NLS (RARSK)氨基酸组在ING4基因与p53的结合中起着重要作用[8-9]：研究表明，ING4与p53的相互作用将直接影响到胞核内的复合定位，而ING4蛋白的核定位信号区为影响复合定位的重要因素，在某些病理情况下，该信号区可能发生缺失或者产生某种变异，此时p53与ING4的相互作用将消失，ING4在胞核内的定位也将随之发生改变。

目前的研究结果表明[1，3，8]，ING4能发挥调节细胞生长、增殖以及存活等作用，具体作用机制表现在调控细胞增殖以及凋亡、细胞间的接触抑制、抗肿瘤血管生成等方面。

2 ING4与胃癌

目前的细胞和分子水平相关研究结果表明，ING4基因在胃癌的发生和发展中扮演着重要角色。

2.1 Ad-hING4抑制胃癌细胞生长 当Ad-hING4感染人胃癌SGC-7901系细胞株后[9]，hING4基因能下调该细胞株中bcl-2基因的表达，同时上调了bax基因的表达水平，细胞生长和凋亡发生了根本性改变。结果表明重组腺病毒Ad-hING4对SGC-7901系人胃癌细胞株具有显著的生长抑制及诱导凋亡作用，Ad-hING4抑制了胃癌细胞生长。其可能作用机制为：①细胞周期调节蛋白B1和野生型p53的激活片段1(p21)相结合能调节肿瘤细胞株的G2限制点，抑制了该细胞株的G2/M期形成，而ING4通过诱导p21的上调，增强了细胞周期调节蛋白B1和p21的联系，最终对肿瘤细胞的增殖呈剂量依赖性抑制作用[3]；②ING4与p300的相互作用能对p53的转录活性产生影响，这种作用使p53的第382位赖氨酸残基乙酰化数量增加，增强了p53的转录活性，细胞的正常周期被破坏，生长停滞，另一方面也促进了细胞凋亡，最终起到抑制肿瘤形成的作用[1]；③原癌基因MyC或MYCN过表达可导致细胞间接触抑制的丧失，由于ING4能对MyC下游靶基因的转录产生影响，从一定程度上抑制了肿瘤发生[8]。p21为非常重要的抑癌基因，在胃癌细胞株SGC-7901可检测到p21基因表达，当SGC-7901系胃癌细胞株转染ING4基因后[10]，检测结果显示该细胞中p21的表达水平明显升高，同时，流式细胞仪分析结果表明：SGC-7901细胞系G1期细胞含量明显增加，而S期细胞含量则减少，该细胞生长减慢，由此看出ING4可通过促p21基因的表达来发挥对胃癌细胞的抑制作用。

2.2 ING4 mRNA和蛋白在胃腺癌中的表达 实验表明：胃腺癌及其癌旁组织中ING4 mRNA的表达情况存在明显差异，分别采用半定量RT-PCR法和Real-time RT-PCR法[11]来检测ING4 mRNA在两者中的表达情况，结果显示ING4 mRNA在癌旁组织中的表达量明显高于胃腺癌组织。另有研究[11]表明，通过RT-PCR、实时RT-PCR、组织微阵列免疫组化、蛋白质印迹分析等方法来检测胃腺癌组织和人胃癌细胞系ING4 mRNA和蛋白的表达情况，同时运用ING4 cDNA的顺序分析法来确定ING4转录的变化，数据表明：ING4 mRNA和蛋白在胃腺癌细胞和组织中明显减少并且与性别存在相关性，其表达水平在女性中比男性减少明显。导致性别差异性的可能机制为[1]：胃黏膜中可检测出a或b型ER受体，而ER转录活性行为对雌激素有依赖性，由于生长抑制因子家族对ER转录活性行为能产生刺激，且ER的这种转录活性与ING的染色体改变是相一致的，终身暴露于雌二醇和或孕酮对减少妇女的胃癌发生率有一定意义。

2.3 ING4异常的剪接变体改变胃腺癌的基因表达 ING4基因存在四种剪接变体：ING4-vl、ING4-v2、ING4-v3以及ING4-v4，它们可通过对某些剪切位点的选择而产生[5]。这些剪接变体可能导致相应的密码子移位，改变基因表达从而起到抗肿瘤作用。ING4转录物的表达和交替拼接可能存在于胃腺癌的起始和进展阶段，通过对ING4 cDNA的分析结果发现[8]，ING4 v1和ING4 v2是ING4基因中的2个剪接变体，由于它们可导致密码子移码，ING4基因的NLS或PHD区域的缺失促成P53和或HAT/HDAC复合体定位错误，而这一错误定位将可能改变胃腺癌的基因表达[12]。

2.4 ING4阻止胃癌增殖和侵犯与NF-κB信号通路相关 胃癌内一旦形成了新生血管，肿瘤局部血供则由弥散转为灌注，由于肿瘤供血的巨大变化，其生长速度可能达到难以控制的地步，与抗血管生成相关的可能机制为[13-14]：NF-κB是一种可调控IL-8的转录因子，而IL-8能诱导内皮细胞迁移和增生，介导肿瘤组织血管增生；NF-κB的p65亚基与ING4结合形成ING4/NF-κB复合物，该复合物能抑制NF-κB的转录活性，IL-8的转录以及表达亦相应地减少，这一改变将影响肿瘤组织血管增生，血管密度降低，管径缩小,由此起到抑制肿瘤生长的作用。研究表明[15]ING4水平的升高可引起NF-κB信号通路中一系列因子的变化，如p65、p-IκBα、MMP-9和uPA蛋白的下调以及IκBα蛋白的上调，ING4阻止胃癌增殖和侵犯与NF-κB信号通路相关。以上表明，ING4参与到NF-κB信号通路抑制胃癌新生血管生成，进一步阻止胃癌增殖和侵犯。

2.5 miRNAs作用于ING4对胃癌的发生和发展产生作用 miRNAs是调节目标mRNA表达的一种非编码RNAs，而miR650通过直接作用于ING4 3'UTR来减弱其表达[16]，而ING4表达水平的下降将影响到肿瘤的发生和发展。在人胃癌组织，miR650被认为是胃癌肿瘤细胞生长的重要介，其过表达能够促进肿瘤细胞的生长和增殖。研究结果[17]表明，在人胃癌组织中，miR650的表达水平与病理分级和分化程度、肿瘤大小以及浸润深度无明显相关，其相关因素为有无淋巴结转移以及远处转移，这一结果说明调整miR650表达水平可能是以miRNA为基础的真正的治疗胃癌手段。

2.6 ING4与胃癌多重耐药 ING4作为肿瘤抑制因子家族的一个成员，在多种肿瘤中具有抗肿瘤、增强放射敏感性和化疗增敏的作用[18]。研究表明[19]在顺铂所致的多重耐药性显型的胃癌耐药细胞株SGC7901/CDDP中，ING4 mRNA和蛋白的表达水平比亲代的SGC7901要明显降低，AdVING4的表达逆转了MDR，诱导了体内外的异种移植肿瘤SGC7901/ CDDP凋亡；此外，在异种移植SGC7901/CDDP中，AdVING4明显下调了MDR相关蛋白P-gp、MRP1、凋亡相关蛋白Bcl-2和survivin，上调凋亡相关蛋白Bax，AdVING4对胃癌细胞多重耐药MDR与ATP盒式转运蛋白和活化凋亡通路的下调明显相关，这些结果表明AdVING4可能是胃癌细胞MDR显型的调节器。

另有实验[20]表明，胃癌细胞株SGC-7901经Ad-ING4分别联合化疗药物5-FU和DDP处理后，依次用流式细胞术(FCM)检测细胞周期和凋亡率、MTT法来检测细胞增殖抑制率，结果发现G2/M期出现阻滞，肿瘤s期细胞明显减少，说明Ad-ING4联合化疗显著提高了对胃癌细胞株的增殖抑制作用，这种作用可能与ING4所致的细胞周期阻滞及上调凋亡有关。研究证实，在胃癌的临床治疗中，Ad-ING4与化疗药物之间的互补作用能从一定程度上提高治疗效果，另一方面，降低Ad-ING4病毒滴度及调整化疗药物用量则可能减轻不良反应[21]。

研究中发现[22]，在一些损伤DNA因素的条件下，比如化疗药物依托泊苷和阿霉素，某些ING4蛋白表达水平较高的细胞更容易发生凋亡，而Ad-ING4与氟尿嘧啶和顺铂联用能显著提高对胃癌细胞株的增殖抑制作用，这意味着ING4蛋白可能增强对某些DNA损伤因素的化疗敏感性。

3 展望

ING4广泛参与多种肿瘤发生发展的过程，目前的多项研究表明[23-25]，在小细胞肺癌细胞株H82细胞和神经母细胞瘤细胞株SK-N-AS，结直肠癌细胞株ACHN中表现出ING4基因的缺失和/或突变；头颈部鳞状细胞癌中出现ING4表达水平明显下降，被Ad-ING4感染的细胞如前列腺癌细胞系、肺癌细胞系以及恶性黑色素瘤细胞系M14-2中则生长明显受抑。与胃癌相关的多项研究表明，ING4在胃腺癌细胞和组织中的表达水平是降低的，ING4抑制胃癌的生长以及增殖与ING4异常的剪接变体，miRNAs表达水平与NF-κB信号通路等相关，此外ING4还参与胃癌多重耐药。ING4有可能成为基因治疗的一个候选分子，通过调控其表达，进而有效地控制胃癌的发生发展。不久的将来，ING4可能应用到临床，对胃癌的治疗将会带来突破。

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Study on the relationship between ING4 and gastric cancer.

QIAN Li1,LI Xin1,YIN Yi Fa1,WU Gang2.1. Department of Chemoradiotherapy,the Second Hospital of China Three Gorges University,Yichang 443000,Hubei, CHINA;2.Cancer Center,Union Hospital Affiliated to Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Techology,Wuhan 430023,Hubei,CHINA

ING4(inhibitor of growth family member 4)gene is a new member of inhibitor in growth family, which has been exhibited decreased expression levels,Gene deletion or mutation in many tumors,and was widely involved in processes of tumorigenesis and development.Studies showed that the expression level of ING4 in the cellsand tissues in gastric adenocarcinoma was reduced.ING4 can inhibit the proliferation and invasion of gastric carcinoma,and was associated with the suppression of NF-κB signal pathway,aberrantly spliced variant forms of ING4,and the levels of miRNAs expression.Besides,ING4 can participate in multiple drug resistance(MDR)of gastric carcinoma.Therefore a further research of ING4 may discover some better treatment of gastric cancer.

ING4;Anti-oncogene;Gastric cancer

R735.2

A

1003—6350（2015）03—0393—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.03.0140

2014-06-07)

伍 钢。E-mail：xhzlwg@163.com