（1湘南学院临床学院 湖南郴州 423000；2湘南学院附属医院 湖南郴州 423000）
摘要：人类HEATR1（HEAT repeat containing 1）是一种主要的核仁蛋白，最初发现在不同的蛋白质家族，包括亨廷顿（huntingtin）蛋白、延伸因子3（EF3）、PR65/亚基蛋白磷酸酶2等。人类的HEATR1基因位于第1q43号染色体上，编码一个由2144个氨基酸组成的大（236 kDa）蛋白质，参与前18S核糖体RNA和核糖体合成。近期相关研究表明，与正常细胞相比，HEATR1在部分癌细胞系中可能被过度表达，并参与了部分肿瘤疾病的发病机制。本综述对HEATR1与肿瘤近期的相关研究进行分析和阐述，以期为肿瘤的治疗及预测提供理论依据。
关键词：HEATR1；肿瘤；研究
HEATR1是一个多重剪接的7-kb基因和bap28进行编码的基因，蛋白质参与pre-18S核糖体RNA和核糖体合成的核仁加工。HEATR1由八个亚基构成，含有热重复，最初出现在huntingtin蛋白、延伸因子3和蛋白磷酸酶2a 的PR65/A亚基等多种蛋白质家族中[1]，但目前HEATR1的具体结构和功能相关研究还较少。近几年来，肿瘤的发病率和病死率都有所下降，这与肿瘤相关研究中的分子机制、治疗新靶点及肿瘤相关的检测方法都出现重大的新进展息息相关。近期文献报道HEATR1是肿瘤相关基因，它与部分肿瘤的发病机制、预后标记及治疗靶点相关。本文将对此进行综述。
1.HEATR1与肿瘤相关性研究
1.1 HEATR1与人胶质母细胞瘤（GBM）的相关研究
人胶质母细胞瘤（GBM）约占恶性胶质瘤的60—70 %，是最常见和最致命的脑肿瘤[2]。虽然标准治疗包括手术、放疗和化疗，但GBM患者的预后依旧没有明显改善。免疫治疗是目前能改善预后的治疗方案，它旨在重塑免疫系统以特异性消除恶性细胞。T细胞介导的免疫治疗能选择性地杀死那些不能使用外科手术完全去除的残余胶质瘤细胞[3]。
目前研究表明，HEATR1在正常脑组织中的表达非常低，而在绝大多数GBM细胞和A2B5+GBM细胞中出现过度表达[1]。Wu ZB等[1]人的实验细胞系使用的是人GBM细胞U87、A172和SHG66细胞系，A172细胞不表达HLA - A* 02：01，其他两个GBM细胞株表达HLA - A* 02：01，该GBM细胞系组成的肿瘤球体具有胶质瘤干细胞样细胞（GSC）的特性[4]。同时，该研究使用定量RT-PCR方法研究了22个原代GBM组织和8个对照脑组织中HEATR1 mRNA的表达谱。实验首先显示22个原代GBM组织HEATR1 mRNA表达高于对照脑组织（<0.01）。此外，结果显示HEATR1蛋白主要位于肿瘤细胞和细胞核中。结果证实了GBM组织具有比正常脑组织更高的HEATR1蛋白表达，然而，HEATR1蛋白的表达水平似乎不与胶质瘤分级相关。随后，将A2B5 -PE抗体（米尔泰尼）用于流式细胞仪的研究，A2B5 + U87细胞的 HEATR1表达高于A2B5 - U87细胞。之后预测 HEATR1来源HLA - A*02结合肽，故选用HLA - A*02中的6个肽段，检测其诱导GBM患者T细胞反应的能力；当健康献血者外周血单核细胞（PBMCs）（n = 6）和脑胶质瘤患者（n = 33）受肽混合物刺激时，8例恶性胶质瘤患者有阳性反应，反应性T细胞数量明显增加；肽HEATR1682 - 690、HEATR1 1126 - 1134和HEATR1 757 - 765具有高亲和力，对HLA - A* 02：01具有亲和力，并有诱导CTL反应的强大能力。所有三个GBM细胞（U87、A172和SHG66）能够表达内生细胞内最高表达的内源性HEATR1，HEATR1特异性的CTL对裂解靶细胞内源性表达HEATR1有效；最后用LDH释放试验评价患者PBMCs的细胞毒性活性。后期实验表明，细胞毒性与内源性HEATR1的表达水平有关。以上实验结果表明HEATR1在GBM细胞和A2B5 + GBM细胞中过度表达。衍生自HEATR1的T细胞表位可以在体内显着诱导CTL反应，并且这些CTL能够裂解GBM细胞和GSC。从而说明HEATR1对神经胶质瘤免疫治疗的发展具有很大的潜力。
1.2 HEATR1与胰腺导管腺癌（PDAC）的相关研究
1.2.1 Akt信号通路介导PDAC耐药
胰腺导管腺癌（PDAC）是一种致命的恶性肿瘤，且PDAC患者的预后差，五年生存率不足5%[5]。抗肿瘤药物和放射治疗是目前PDAC的治疗方案，但耐药性经常发生。导致PDAC耐药的分子机制与异常的Akt激活有关[6]，其机制有可能与Akt通过磷酸化的底物来控制这些细胞功能；Akt直接磷酸化Bcl-xl /Bcl-2相关死亡启动子（BAD），防止它抑制Bcl - 2家族成员；Akt通过磷酸化的调节葡萄糖代谢和抑制GSK 3；Akt负性调节FOXO和p53，阻断BIM、Puma和Noxa的转录；Akt通过激活哺乳动物雷帕霉素靶促进蛋白质合成和细胞生长。从以上得知研究PDAC耐药需从Akt信号通路开始研究。
1.2.2 HEATR1基因高表达降低Akt磷酸化
从上面我们可以得知HEATR1可能调节胶质瘤患者的rRNA合成和细胞毒性T淋巴细胞，但HEATR1的细胞功能很大程度上仍然是个未知数。现有的研究表明，HEATR1在调节对不同抗肿瘤剂的化学反应中起到重要作用[7]。由于HEATR1能影响多种化学治疗剂的细胞反应，因此HEATR1可能影响诸如细胞凋亡的共同途径。Tongzheng Liu等[8]人研究发现HEATR1的下调导致Thr308处Akt的磷酸化增加。这些结果表明HEATR1的消耗影响稳态Akt磷酸化，这与细胞生长增加是一致的。在用HEATR1 siRNA转染的细胞中Akt Thr308和Akt底物GSK-3β的磷酸化显着增加。此外，HEATR1的过表达降低了Thr308处Akt的磷酸化，但未降低Ser473的磷酸化。还发现HEATR1与细胞中的Akt相互作用。通过共聚焦显微镜检测HEATR1和Akt的细胞内共定位。在检查的大多数细胞中，Akt和HEATR1共定位于细胞质中，偶尔在细胞膜上共定位。由于HEATR1特异性调节Thr308，因此HEATR1可能调节直接控制Thr308处Akt磷酸化的信号传导事件。Akt的Thr308被PDK1磷酸化并被PP2A去磷酸化[9]。在对照和HEATR1耗尽的细胞中未观察到PDK1磷酸化的明显差异。HEATR1既不与PDK1相互作用也不影响Akt和PDK1之间的相互作用，表明HEATR1调节Akt活性而不依赖于PDK1。PP2A抑制剂冈田酸的处理显著增加Thr308处的Akt磷酸化，HEATR1没有进一步增加Thr308磷酸化。HEATR1与PP2A支架亚基Aα，催化亚基Cα和调节亚基B55α和B56β相互作用，据报道它们特异性靶向Akt Thr308去磷酸化[9]。纯化的HEATR1仅与重组GST-B56β相互作用，表明HEATR1和B56β之间存在直接相互作用。HEATR1的下调降低了B56β和Akt之间的相互作用，而HEATR1过表达使其增加。此外，纯化的FLAG-HEATR1增加了重组His-Akt1和GST-B56β之间的相互作用。这些结果表明HEATR1促进Akt和PP2A之间的相互作用，促进Thr308处Akt的去磷酸化。
1.2.3 HEATR1的表达与胰腺癌患者的总体生存率呈正相关
在Tongzheng Liu等人[8]的研究中使用临床样本来检查HEATR1在临床反应中的作用。在100例PDAC患者中，76例死亡，24例存活，中位生存期为18个月。对胰腺导管腺癌和癌旁组织进行病理分析，统计分析显示，HEATR1的表达在胰腺癌组织中明显低于正常胰腺组织；胰腺癌组织中Akt磷酸化的磷酸化明显高于正常胰腺组织。此外，低HEATR1蛋白水平与代表性的胰腺癌样本中的Thr308的Akt磷酸化增加相关[9]。PDAC高HEATR1或低AktThr308的肿瘤患者的整体生存率有显著改善。因此，测定PDAC组织中HEATR1的表达可能作为吉西他滨反应的独立预测因子。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据IOD的值，观察到肿瘤组织Thr308的HEATR1表达和Akt磷酸化之间的负相关，同时观察到了Akt308磷酸化与TNM分期、淋巴结转移之间的显著相关性，而并没有发现HEATR1的表达与临床病理特征的相关性。总的来说，结果表明，HEATR1对Akt的激活有负的调节作用，并且胰腺癌中通过HEATR1下调Akt活性的增加可能导致化疗抵抗。同时通过抑制Akt活性，实现HEATR1功能作用于吉西他滨耐药：第一，Akt和b56β的相互作用在HEATR1被耗尽时减少，表明HEATR1作为Akt和b56β的支架蛋白，治疗增强b56β对thr308的磷酸酶活性。第二，HEATR1突变体，废除Akt或b56β交互作用无法影响Akt磷酸化和化学敏感性。第三，曲西立滨（TCN）增加了吉西他滨治疗在体外和动物模型中低水平的细胞的敏感性。最后证明HEATR1的表达与胰腺癌患者的总体生存率呈正相关。
1.3 HEATR1与胃癌的相关研究
胃癌是世界最常见的恶性肿瘤之一，虽然近年来全球范围内胃癌的总体发病率呈下降趋势，但其绝对发病人数仍然很庞大。在我国发病率较高，且大多数患者确诊时已是晚期，故寻求一种有效的早期预测和诊断标志物是胃癌分子水平研究的热点。
相关文献[10]已经证实抑癌基因失表达在胃癌发病机制中起到重要作用，近期黄凯等[11]人研究运用两株胃癌细胞BGC-823和AGS检测HEATR-1基因的表达，通过：①Q-PCR检测内源性HEATR-1的表达；②Q-PCR检测胃癌组织和正常组织中HEATR-1基因mRNA的表达情况；③免疫组化HEATR-1蛋白在胃癌组织和正常组织的表达情况，发现胃癌细胞株内源性基因检测到HEATR基因、HEATR-1基因mRNA、HEATR-1蛋白高表达于两株胃癌细胞BGC-823和AGS，在胃癌组织中明显高表达于正常组织。结果表明，HEATR1高表达可能与胃癌的发生发展有关，HEATR-1可能胃癌发生的一个重要因素。
2 HEATR1的最新研究与进展
最近的研究已经清楚地证明了与原代非转化细胞相比，人类癌细胞系中内源性HEATR1的水平要高得多[12]。这些发现与几种癌症类型中HEART表达增加一致[1]。鉴于t-UTP 10也可能在降解有缺陷的rRNA前体中发挥作用，可以推测由于HEATR1失调导致的缺陷核糖体的积累可能改变细胞的翻译环境并因此导致癌症发病机理。Bursa? S等[13]人还发现，与HEATR1类似，Treacle核糖体生物合成因子1（TCOF1）与pre-rRNA转录与pre-rRNA加工有关，其功能障碍也导致通过IRBC异常p53上调，故评估HEATR1基因在先天性病因不明的疾病中的突变状态将是有意义的。Turi等[12]人研究发现HEATR1在核糖体生物发生和p53调节中的新功能。相信在未来的研究中，HEATR1的功能将被更加深入挖掘。
同时，最近的研究还表明，HEATR1是白血病干细胞表达的理想的次要组织相容性抗原[13]。此外，Bleakley等[14]人报道，在睾丸和卵巢组织中使用TaqMan PCR检测到的HEATR1表达明显高于肝脏、结肠、小肠、肺、脑和心脏组织。同时，HEATR1基因编码的新的多态性小的组织相容性抗原可被CTL克隆所识别等研究报道。
3 前景与展望
综上所述，HEATR1目前在肿瘤方面的研究进展主要是有潜力作为神经胶质瘤的免疫治疗靶点，可作为一个潜在的胰腺癌预后标记，且可能作为胃癌的风险评估和预测等。但目前对于HEATR1相关研究依旧甚少，在众多的肿瘤相关研究中，还有诸多问题叩待解决：不同细胞系与HEATR1的有关的信号传导途径是否相同；HEATR1分子结构、功能、作用机制需要进一步明确；HEATR1是否可作为其他肿瘤潜在生物标记物；HEATR1表达是否影响其他肿瘤的发生、进展或者治疗等。目前已经挖掘HEATR1在肿瘤研究中的起点，显示了HEATR1对于肿瘤的治疗、预后、预测等方面有较大的潜能，但HEATR1的功能在很大程度上还是个未知数，需要一段长期的探索过程。
参考文献
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基金项目：2017年国家级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201710545010）
2017年度湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目（项目编号：湘教通〔2017〕205号-725）
2018年湖南省自然科学基金项目，项目编号：2018JJ6123
论文作者:曹焱鹏1 刘镓浩1 欧阳情1 郭杏1 刘滢滢1 张芡2（通讯
论文发表刊物:《航空军医》2018年19期
论文发表时间:2018/12/1
标签：磷酸化论文; 细胞论文; 肿瘤论文; 胃癌论文; 组织论文; 核糖体论文; 相互作用论文; 《航空军医》2018年19期论文;