朱其舟综述；舒宽勇，肖仲清审校

（江西省妇幼保健院肿瘤科，南昌330006）

DJ-1 基因参与多种细胞的代谢过程， 包括转录调控、氧化应激反应、受精、线粒体调控、炎症和纤维化形成以及预防糖基化损害。 过去十年中与疾病相关的许多遗传研究表明，DJ-1 的突变与常染色体早发性帕金森氏病有关[1-3]。 同时亦有越来越多证据提示DJ-1 在肿瘤发生发展中也起到至关重要的作用[4-8]。DJ-1 在妇科肿瘤发生发展、转移侵袭中扮演何种角色，值得我们探索研究。 现对近年的研究进展综述如下。

1 DJ-1 的结构和功能

DJ-1 （RS / PARK7 / CAP1） 基因是从Hela cDNA 文库中分离而出， 其cDNA 序列长度为842 bp，其中包含一个相对分子质量为21 kDa 的开放阅读框。DJ-1 编码一种189 个氨基酸的蛋白质，该蛋白质在不同物种中高度保守，并在超过22 种人体组织中普遍表达[1]。 DJ-1 的X 射线晶体结构表明它含有α/β 折叠，是DJ-1/ThiJ /PfpI 超家族中的保守成员。 DJ-1 在C 末端还包含一个螺旋结构，可介导DJ-1 蛋白以二聚体形式参与各种细胞生命活动[2]。研究DJ-1 的致病性L166P 突变体表明，该突变与常染色体隐性帕金森氏病相关,其机制为破坏C 末端区域和蛋白质的二聚化，通过泛素-蛋白酶体系统导致DJ-1 降解及其表达水平降低[3]。在基因组水平上，人类DJ-1 基因包含7 个跨度为24 kb 的外显子， 位于染色体1p36.2–1p36.3 处，多种肿瘤细胞都会在这个区段发生染色体异常，包括声门鳞状细胞癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、胃癌、肝细胞癌、胰管腺癌、前列腺癌等[4]。

研究发现DJ-1 具有多种功能， 例如可成为RNA 结合蛋白的调节亚基、 氧化还原调节的伴侣蛋白、半胱氨酸蛋白酶、转录共激活因子和蛋白质脱糖酶。 由此可见，DJ-1 可参与各种生命过程，包括转录调控、氧化应激反应、受精、线粒体调控、炎症和纤维化形成和糖基化损伤预防[5]。DJ-1 作为一种癌基因,在大多数已知人类癌症中存在过表达,如前列腺癌、肾癌、肝细胞癌、卵巢癌、乳腺癌、子宫颈癌、子宫内膜癌、喉鳞状细胞癌、口腔鳞状细胞癌等[6]。 进一步的体外和体内研究证据均提示DJ-1 过表达与食管鳞状细胞癌、胰腺导管腺癌和胰腺癌等转移和分化有关[7]，同时亦与胰腺癌、宫颈癌、食管鳞状细胞癌和非小细胞肺癌患者的肿瘤进展和存活率降低呈正相关[7,8]。 总结有关DJ-1 在肿瘤发生发展中的作用，有利于研究者基于DJ-1 基因参与的信号通路来探索对癌症进行靶向治疗的可能性。

2 DJ-1 促肿瘤生成作用机制及信号通路

DJ-1 调节信号转导的能力对细胞正常活动（如生长、衰老、凋亡和自噬以适应不断变化的环境刺激和压力）产生重大影响。DJ-1 表达水平或功能的变化会破坏体内信号传导网络的平衡，进而引发级联反应，这些级联反应在诸如癌症和帕金森氏病等疾病的发生发展中发挥作用[3]。DJ-1 可以通过激活细胞外信号调节激酶（ERK1/2）途径和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/ Akt 途径介导细胞存活和增殖[1]。DJ-1 也可以通过抑制凋亡信号调节激酶1（ASK1）激活以及通过抑制下游凋亡级联反应的MEKK1 /MAP3K1 激活来减弱细胞凋亡信号[9]。DJ-1 还可通过ERK、Akt 或JNK / Beclin1 等途径调节自噬。 此外，DJ-1 通过中继核受体雄激素受体（AR）信号传导来调控雄性生殖功能（如精子发生）必需基因的转录[4]。 正是DJ-1 在各种信号转导途径中发挥作用，从而形成细胞稳态或由调节紊乱所导致的病理状态。

2.1 氧化应激反应 DJ-1 作为氧化还原敏感的伴侣蛋白和氧化应激的细胞内传感器， 可以保护肿瘤细胞免受各种氧化剂伤害。 当发生氧化应激反应时，DJ-1 从细胞质转运到线粒体并稳定线粒体通透性， 使其具有更强的细胞保护活性并降低氧化应激反应[10,11]。 最近证据表明，DJ-1 可以调节线粒体裂变，从而保护细胞免于死亡，被氧化应激反应激活的DJ-1 对于维持线粒体抗氧化活性以及在生理条件下肿瘤细胞存活至关重要[12]。除了调节线粒体功能外，研究还表明DJ-1 可稳定抗氧化剂的转录主调节剂Nrf2， 后者可调节编码应激反应和抗氧化剂蛋白的基因表达。 越来越多证据表明，DJ-1 对Nrf2 的影响与帕金森氏病和癌症进展有关，DJ-1 通过防止Nrf2 与抑制剂蛋白Keap1 结合以及随后的泛素化来稳定Nrf2[13]。 DJ-1 对Nrf2 的作用及其抗氧化反应作用，恰可以解释DJ-1 如何影响看似完全不同的疾病如癌症或帕金森氏病。据此，DJ-1/Nrf2 功能轴有可能成为癌症治疗的潜在靶点，并呈现出了DJ-1 作为肿瘤生物标志物的合理性。

2.2 转录因子p53 Kato 等研究表明，DJ-1 通过抑制p53-Bax-caspase 途径发挥其细胞保护作用，DJ-1 依赖于p53 DNA 结合亲和力和C106 氧化，通过与p53 的DNA 结合区粘附来抑制其转录活性,从而干扰p53 与DNA 启动子结合[14]。DJ-1 过表达会降低Bax 表达并抑制caspase 活化,而DJ-1 敲低会增加Bax 蛋白水平并加速caspase-3 活化和紫外线照射引起的细胞死亡[15]。 DJ-1 通过Topors介导的磺酰化作用正调控p53。 DJ-1 在体外和体内与Topors/p53BP3 结合，从而释放p53 的磺酰化形式， 这有助于恢复p53 转录活性。 还有研究表明，DJ-1 在直肠癌细胞系中的表达增加可以激活特定蛋白cyclin-D1， 并通过下游因子Bax，Caspase-3 和Bcl-2 来调节MDM2/p53 信号通路并最终导致细胞周期和凋亡。 相反，敲低DJ-1 后可破坏p53 和MDM2 之间的相互作用并抑制直肠癌细胞增殖，进而上调p53 表达[16]。 Vasseur 等[17]研究提示p53 阻止了DJ-1 蛋白的积累，而p53 缺失可导致DJ-1 稳定表达甚至过表达，DJ-1 蛋白水平升高引起转化p53 突变细胞中Akt 活化和ROS。 这一发现表明，DJ-1 是细胞转化过程中p53 的靶标，并且在p53 调节的Akt 途径和p53 驱动的氧化应激反应中发挥关键作用[17]。 综上所述，这些研究证实了p53 和DJ-1 之间的紧密联系，并暗示了在肿瘤发生和凋亡过程中这两种蛋白之间可能存在精细调节关系，在未来研究中确定DJ-1 是否为突变体p53 的特定下游靶标值得探讨。

2.3 PTEN/PI3K/Akt 信号通路 PTEN 是人类癌症中最常见的突变抑癌基因之一。 Kim 等[18]首先确定DJ-1 是PTEN 功能抑制剂，DJ-1 表达水平降低和升高会导致PKB/AKT 磷酸化和磷酸化过高，分别导致生存信号激活和失活。 在原发性乳腺癌中研究显示DJ-1 表达与PTEN 免疫反应性呈负相关，与PKB/Akt 过度磷酸化呈正相关。 也有研究提示PI3K 在直肠癌组织中高水平表达，而高水平的AKT 磷酸化与DJ-1 表达的增加密切相关，DJ-1在这一过程作为PTEN 拮抗剂并可能通过激活PI3K / AKT 途径促进肿瘤发生[19]。 目前DJ-1 如何调节PTEN 活性的机制细节仍未完全清楚，但一些线索表明DJ-1 通过与PTEN 直接作用的方式来抑制其磷酸酶活性， 这一过程依赖于C106 氧化状态。此外，Choi 等认为由于DJ-1 是S-亚硝基化的，NO 基团通过转亚硝基化作用从DJ-1 转移到PTEN， 所以DJ-1 通过转亚硝基化反应来抑制PTEN 磷酸酶活性[20]。最初研究者认为SG2NA 是一种定位于细胞核的肿瘤抗原， 在细胞周期蛋白S和G2 期表达增加，但Tanti 等报道称SG2NA 通过将DJ-1 和Akt 募集到线粒体来保护细胞免受氧化应激， 数据还表明SG2NA 保护DJ-1 免受癌细胞中蛋白酶体的降解， 而ROS 增强SG2NA、DJ-1和Akt 三聚化的形成[21]。 综上，这些研究表明DJ-1通过负调节PTEN 磷酸酶活性来抑制PTEN 依赖性细胞凋亡。不仅PTEN 由DJ-1 负性调节，该信号通路下游分子也由DJ-1 控制。 研究数据支持抑制DJ-1 可能是调控肿瘤中PTEN/PI3K/Akt 信号传导通路的重要手段。

2.4 MAPK 信号通路 有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路参与各种生理过程，对于氧化应激反应的诱导至关重要。 此信号的几个组成部分如凋亡信号调节激酶1 （ASK1）、c-Jun N 端激酶（JNK）、p38 和细胞外信号调节激酶（ERK），直接与肿瘤发生有关。 ASK1 由死亡蛋白Daxx 精确地调控，Daxx 被ROS 激活， 增加Daxx 与ASK1 之间的相互作用，促进ASK1 寡聚，随后介导JNK 和p38的下游激活，导致细胞凋亡[22]。 酵母双杂交筛选发现死亡蛋白Daxx 是与DJ-1 相互作用的伴侣。 进一步的机理研究表明， 野生型DJ-1 将Daxx 螯合在细胞核中，阻止其进入细胞质，阻止其结合并激活其效应激酶ASK1，并因此触发随后的凋亡途径[23]。研究表明p38/MAPK 信号转导途径的核心成员p38 调节/激活激酶（PRAK）也直接受DJ-1 调节。在致命性的氧化应激水平下,过氧化DJ-1 从ASK1上解离并激活它，从而启动p38 激活和凋亡。 这些发现表明DJ-1 通过隔离Daxx 来防止细胞死亡，PRAK 可以响应氧化应激， 从而隔离细胞核中的Daxx[23,24]。 此外，有证据表明，DJ-1 通过MEKK1/SEK1/JNK1 信号级联反应来防御紫外线诱导的细胞凋亡。 具体来说，DJ-1 物理结合MEKK1 并隔离细胞质内的MEKK1，从而阻止紫外线诱导MEKK1易位进入细胞核， 并抑制SEK1 和JNK1 下游活化。 DJ-1 的L166P 突变体使之与MEKK1 的物理缔合受损，并促进其易位至细胞核，而siRNA 敲低L166P 突变体和DJ-1 均可使细胞极易受MEKK1/SEK1/JNK1 信号通路激活的影响， 进而引起细胞凋亡[25]。 这些发现表明，MAPK 信号通路的重要组成部分均受到DJ-1 严格调控，而这一信号传导通路是DJ-1 发挥其细胞保护功能的关键机制。 除影响细胞存活外，DJ-1 还通过激活ERK/SRC 磷酸化级联与癌细胞迁移和侵袭有关。 降低DJ-1 表达可导致ERK1/2 和SRC 磷酸化水平降低,并降低胰腺癌细胞的侵袭和细胞迁移潜能[7]。这也意味着DJ-1可以通过MAPK 途径的负调控或正调控来防止细胞死亡并促进侵袭/迁移。

2.5 雄激素受体（AR）信号通路 雄激素受体（AR）将雄激素信号从细胞表面传递到细胞核， 并激活雄性生殖功能（如精子发生）所必需的基因转录。在此过程中DJ-1 以多种方式正向调节AR 信号传导。 Takahashi 等[26]研究发现DJ-1 与AR 的抑制剂PIASxa/ARIP3 直接结合，并阻止PIASxa/ARIP3 与AR 形成复合物。 此外，DJ-1 与AR 结合以刺激其在激素治疗的前列腺癌细胞中的转录活性。 新型DJ-1 结合蛋白（DJBP）可以与AR 的DNA 结合域结合，并通过募集组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）共阻遏物复合物来抑制其转录活性。 HDAC-共阻遏物复合物可能将AR 变为非活性形式， 而DJ-1 可以通过废除DJBP-HDAC 复合体来部分恢复AR 功能[27]。 方茅等[28]研究显示68 例乳腺癌组织中，DJ-1、AR 的表达均和PTEN 蛋白的表达呈负相关，r=-0.529，P＜0.05；而两者之间呈正相关，r=0.946，P＜0.05。 综合DJ-1 与AR 的调节作用机制，推测DJ-1有可能通过抑制PTEN，阻遏PTEN 与AR 的结合，从而抑制三阴性乳腺癌的发生发展， 同时也对其恶性增殖、淋巴结转移、侵袭性强和容易远处转移的生物学行为有重要影响。 多数研究认为DJ-1 和AR 之间的联系还有待进一步挖掘。

3 DJ-1 与妇科肿瘤

尽管研究提示DJ-1 与人类多种肿瘤关系密切， 但其在妇科肿瘤发生发展中扮演的功能角色及发挥的作用机制仍未完全阐明， 近年来一些关于DJ-1 与妇科肿瘤间关系的研究不断涌现，但基本上是停留在蛋白层面的描述性研究， 深入阐明其发生发展分子机制的研究仍较匮乏。

3.1 DJ-1 与宫颈癌 Choi 等采用免疫组化法检测了30 例CIN 1、31 例CIN 3 及33 例浸润性宫颈癌标本的PI3K-p110α、pAkt、PTEN、DJ-1 和HSP90α等蛋白表达情况，发现与CIN1 相比，CIN3 中的以上蛋白表达均显着增加；而与CIN3 相比，浸润性宫颈癌中仅PI3K-p110α 表达显著增加。 CIN3 和浸润性宫颈癌中PI3K-p110α 和DJ-1 表达以及PI3K-p110α 和pAkt 表达之间存在显着正相关，因此认为DJ-1 参与了宫颈癌变发展过程[29]。Wang 等通过免疫组化检测DJ-1 在宫颈癌组织、癌旁组织和正常组织中的表达，并通过RT-PCR 和Western印迹研究了Hela 细胞中DJ-1 的表达。 用siRNA干扰和转染DJ-1，然后分别通过MTT 和流式细胞仪检测细胞活力和凋亡。 免疫组织化学结果显示DJ-1 在宫颈癌组织中高表达。在Hela 细胞中，DJ-1 的表达明显高于正常对照组（P＜0.05）。 用DJ-1 siRNA 处理细胞后，细胞活力显着下降（P＜0.05），凋亡细胞百分比显着增加 （P＜0.05）。 此外，DJ-1 siRNA 治疗组中PTEN 和AKT 的表达显着高于对照组(P＜0.05)。 DJ-1 siRNA 治疗组中p-AKT 的表达明显低于对照组和DJ-1 过表达组 （P＜0.05）[30]。以上研究表明DJ-1 表达异常上调可能是宫颈癌发病的重要步骤，且DJ-1 可能是通过PTEN/PI3K/Akt 信号通路负调节PTEN 磷酸酶活性来抑制PTEN 依赖性的细胞凋亡过程。

3.2 DJ-1 与子宫内膜癌 Morelli 等采用免疫组化和Western blotting 法研究了25 例接受手术治疗病例标本（10 例子宫内膜样腺癌G1-G2、8 例子宫内膜样腺癌G3、5 例子宫浆液性腺癌和2 例透明细胞癌）的DJ-1 表达情况。 实验观察到与对照相比，子宫内膜样腺癌G1-G2 的血清DJ-1 水平显着升高， 而在子宫浆液性腺癌与子宫内膜样腺癌患者中,则发现子宫浆液性腺癌中DJ-1 水平较高。子宫浆液性腺癌中的DJ-1 免疫组化得分明显高于EEC G1-G2。 在3 例子宫内膜样腺癌G3 病例中，DJ-1 的表达与子宫浆液性腺癌相似。 该研究显示DJ-1 在子宫内膜癌I 型和II 型中呈现差异性表达，这表明如果在术前就能明确病理亚型，那就能帮助外科医生在术前确定适当的手术治疗方法[31]。Shu 等采用RT-PCR 和Western blotting 方法检测100 例子宫内膜癌组织、 癌旁组织和30 例正常子宫内膜组织中DJ-1 表达情况，同时评估转染干扰质粒pGPU6/GF/neo-DJ-1-shRNA 对子宫内膜癌Ishikawa 细胞靶基因表达的影响并测定细胞凋亡率。结果显示：DJ-1 在子宫内膜癌组织中的表达高于癌旁组织和正常子宫内膜组织，DJ-1 与肿瘤发生发展包括病理分化、 肌层浸润深度和淋巴结转移等因素相关。 敲除DJ-1 促进了Ishikawa 细胞的凋亡[32,33]。 Di Cello 等评估了DJ-1 作为高危子宫内膜癌的准确血清生物标志物的作用： 总共招募了101 名子宫内膜癌患者和44 名健康受试者进行DJ-1 血清水平测定。结果表明，子宫内膜癌组和对照组相比，或高危和低危患者相比，DJ-1 血清水平都明显升高。在鉴别高危或低危患者时，DJ-1 的敏感性和特异性最高，分别达到95%和99%[34]。 以上研究表明DJ-1 过表达似乎与子宫内膜癌细胞凋亡负相关，有望成为可靠的肿瘤标志物，同时它可能参还与了子宫内膜癌发生、侵袭和转移等机制。

3.3 DJ-1 与卵巢癌 Davidson 等采用RT-PCR 检测了72 例腹水和57 例卵巢癌实体瘤标本 （42 个原发灶和15 个转移灶）的DJ-1 mRNA 表达。 结果表明DJ-1 mRNA 在超过80%标本中表达，各组无差异。 在腹水中，化疗后标本DJ-1 表达高于化疗前标本（P=0.012）。 在化疗后腹水患者的单因素分析中，DJ-1 表达水平（P=0.027）越高或FIGO 分期越晚（IV 与III；P=0.003），其无进展生存期越短。研究数据还显示，DJ-1 在多发转移的晚期卵巢癌中呈过表达， 并与其转录调节因子Sp1 和Sp3 共表达，而其中PTEN 表达缺失。 这些发现可以从侧面说明卵巢癌细胞增殖和侵袭的分子机制[35]。Schumann 等研究了在卵巢癌术中进行靶向光动力疗法（PDT）与抑制DJ-1 蛋白（癌细胞ROS 防御的关键参与者之一）联合治疗的新方法。 体外试验表明，与单独使用PDT 相比，联合治疗取得了更好的疗效，并且这种增强作用在DJ-1 蛋白高表达的卵巢癌细胞中更为明显。 在试验小鼠中仅进行一次联合治疗就可以完全清除肿瘤， 并且接受治疗的动物未发现癌症复发的证据， 该联合疗法构建的肿瘤靶向纳米药物平台能够将DJ-1 siRNA 和光敏剂（Ps）依次递送至肿瘤细胞。 传递的siRNA 靶向抑制了DJ-1 基因并破坏细胞内ROS 防御机制。在细胞内一方面提升ROS 水平， 另一方面减弱细胞对ROS 的耐受性，进而加剧肿瘤细胞凋亡[36]。 以上研究表明，DJ-1 在卵巢癌的增殖、侵袭中可能通过负性调控PTEN 来发挥作用， 敲低DJ-1 后可破坏卵巢癌细胞内的ROS 防御机制， 有望成为靶向治疗的候选基因。

4 总结与展望

总之， 在多种人类恶性肿瘤中， DJ-1 过表达与恶性肿瘤的发生、增殖、转移和预后密切相关。DJ-1 通过负性调节抑癌基因及精确调节自噬、凋亡来发挥其细胞保护和致瘤功能。 目前研究提示DJ-1 血清水平可能是妇科肿瘤的潜在生物标志物，且DJ-1 在妇科肿瘤发生发展、转移侵袭中可能起关键作用， 针对该癌基因的持续研究是非常有必要的。