酸性核磷酸蛋白32在恶性肿瘤中的研究进展

Research Progress of Acidic Nuclear Phosphoprotein 32 in Malignant Tumor

摘要: 酸性核磷酸蛋白32B (Acidic Nuclear Phosphate Protein 32B, ANP32B)是ANP32家族中的一员，ANP32蛋白参与多种生理过程，包括细胞分化、凋亡和细胞增殖。近年来的研究证据表明，ANP32B与多种恶性肿瘤的发生发展及预后密切相关。鉴于ANP32B在恶性肿瘤中的重要作用，其有望成为肿瘤诊断与预后评估的新兴生物标志物。本文旨在综述ANP32B在恶性肿瘤研究中的最新进展。

Abstract: Acidic nuclear phosphate protein 32b (ANP32b) is a member of ANP32 family, which is involved in many physiological processes, including cell differentiation, apoptosis and cell proliferation. Recent research evidence shows that ANP32B is closely related to the occurrence, development and prognosis of various malignant tumors. In view of its important role in malignant tumors, ANP32B is expected to become a new biomarker for tumor diagnosis and prognosis evaluation. The purpose of this paper is to review the latest progress of ANP32B in the study of malignant tumors.

1. 引言

酸性核磷酸蛋白32 (Acidic Nuclear Phosphate Protein 32, ANP32)家族是一类在进化上高度保守的蛋白质。根据人类基因组数据库(GenBank)的记录，该家族包含9个成员，均为智人来源，具体为ANP32A至E (其中ANP32E涵盖5种转录变体)。这些家族成员的氨基酸序列长度介于220至290个残基之间。其结构特点是包含N端的亮氨酸富集重复区(Leucine-Rich Repeat, LRR)和C端的低复杂度酸性区段(Low Complexity Acidic Region, LCAR)。正是这两个区域赋予了翻译后蛋白显著的酸性特征，使其能够与细胞核内的碱性蛋白(如组蛋白)紧密结合，因此ANP32家族成员的主要亚细胞定位是细胞核[1]-[5]。ANP32家族成员参与多种生物学过程，包括染色质重塑[6] [7]、细胞内物质转运[8] [9]和细胞凋亡[10] [11]等。此外，该家族的蛋白还能与SET、KLF5、pRB、NM23H1和Axin-110等多种蛋白结合并相互作用[5]，因此，ANP32家族与肿瘤的发生发展密切相关。

酸性核磷酸蛋白32B (Acidic Nuclear Phosphate Protein 32 family member B, ANP32B)是ANP32家族的一个成员[12]。它也具有多个同义词，如PHAPI2、SSP29、PAL31或APRIL [13]。ANP32B最初是从人类B淋巴细胞系H2LCL的细胞质中分离纯化，并被认为与人类白细胞抗原II类分子(Human Leukocyte Antigen class II, HLA-II)相关的细胞内信号转导过程有关[14]。后续研究表明，ANP32B在凋亡小体形成后能够促进caspase-9的激活，从而揭示了其在细胞凋亡过程中作为肿瘤抑制物的调控作用[15]。目前的研究提示，ANP32B与白血病[11] [16]-[19]、肝癌[20]-[22]、乳腺癌[23] [24]、胰腺癌[25]、结直肠癌[26]、以及前列腺癌[27]等多种肿瘤的发生存在关联。本文旨在综述ANP32B的结构特征、生物学功能及其在恶性肿瘤发生发展中的最新研究进展，为恶性肿瘤的临床诊断和治疗新靶点的探索提供参考思路。

2. ANP32B的结构与生物学行为

ANP32B是高度保守的酸性富亮氨酸核磷蛋白32 (ANP32)家族的成员。ANP32蛋白参与多种生理过程，包括细胞分化、凋亡和细胞增殖。ANP32B被鉴定为caspase-3的新型直接底物，并作为白血病细胞凋亡的负调节因子。ANP32B通过调节树突状细胞成熟因子CD83的mRNA向细胞质的转运来控制其表达。它还调节转录因子Kruppel样因子5 (KLF5)的活性。酸性核磷蛋白32B (ANP32B)被确定为与DNA结合蛋白Krüppel样因子相互作用的蛋白，并被证明以启动子区域特异性的方式介导组蛋白掺入。ANP32B还参与细胞凋亡、进入S期和淋巴母细胞调节。ANP32B的组蛋白伴侣活性与ANP32B同源物ANP32A是INHAT (乙酰转移酶抑制剂)复合物组成部分之一的证据相一致，该复合物含有组蛋白伴侣TAF-I (模板活化因子-I)，可直接结合核心组蛋白，抑制核心组蛋白H3和H4的乙酰化。ANP32A和ANP32B的氨基酸同一性为69.8%，ANP32磷酸化蛋白家族成员由N端进化保守的富含亮氨酸重复(LRR)结构域和C端可变阴离子区组成。ANP32B是ANP32家族的成员，该家族是酸性、核进化保守的磷蛋白，其特征是N末端区域含有参与蛋白质–蛋白质相互作用的LRR，C末端区域为简单的酸性，含有许多天冬氨酸和谷氨酸残基[6] [7] [23]。LRR参与激素–受体相互作用和酶抑制[6]、基因表达调控[27]、早期哺乳动物发育[9]和凋亡信号传导[25]。C末端酸性结构域可能在核小体组装过程中结合组蛋白伴侣[6]。最近，ANP32B已被证明可作为组蛋白伴侣，也能结合转录因子来调节转录[26] [27]。

3. ANP32B对肿瘤的调控作用

3.1. ANP32B与肝细胞肝癌

肝细胞肝癌(HCC)是世界范围内最常见的恶性肿瘤之一[28]。近年来，通过早期诊断和更有效的治疗，HCC的预后已得到显著改善[29]。然而，晚期患者或局部区域治疗后病情进展的患者预后不良[30]。HCC患者具有两大特点。一是HCC常导致多中心致癌，局部区域治疗后常出现复发。二是HCC常伴有肝硬化。重复或侵入性治疗有导致肝衰竭的风险。预测预后和治疗效果的标志物对于选择治疗方法具有重要意义。

据报道，在肝细胞肝癌(HCC)中，酸性富含亮氨酸的核磷蛋白32家族成员A (ANP32A)可促进肿瘤生长，并作为不良预后的标志物[31] [32]。此外，蛋白质组学分析表明ANP32A是HCC组织中的潜在标志物[33]。在肝脏中，ANP32A充当生长因子[34]，并保护肝细胞免受CCL4诱导的损伤[35]。ANP32A还能减轻乙醇喂养引起的氧化损伤和纤维化[36]。

ANP32B mRNA表达的低肿瘤/非肿瘤比例与晚期UICC分期相关。在人类肝细胞肝癌组织中，TUNEL阳性细胞与ANP32B表达同时存在。肝细胞癌中ANP32B的下调可能导致对细胞凋亡的敏感性降低，从而促进肿瘤进展。这些发现表明，ANP32B与细胞凋亡相关，可作为肝细胞肝癌的预后标志物。此外，ANP32B可作为肝细胞肝癌基因治疗的治疗靶点。因此，抑制ANP32B的下调应能阻止肝细胞肝癌的发展。此外，识别下调ANP32B的因子可能有助于识别与ANP32B相关的肝细胞癌凋亡调控靶点。

ANP32B调节Bad磷酸化以及Bak和Bax的表达，从而调控肝细胞肝癌中的细胞凋亡。尤其值得一提的是，ANP32B的下调在抑制细胞凋亡方面发挥着作用。ANP32B可能成为肝细胞肝癌治疗的一个潜在靶点。

3.2. ANP32B与血液系统肿瘤

ATRA信号传导通过RARa髓系细胞分化[37] [38]，在此期间，RARa视黄酸反应元件(RARE)位于RARb [19]和RARc [20]等许多基因的启动子中，并刺激负责ATRA诱导分化的基因转录。最近，ANP32B被鉴定为一种新型组蛋白伴侣，与转录因子KLF5特异性结合，通过抑制启动子组蛋白乙酰化导致KLF5下游基因的转录抑制[39]。基于这些发现，我们提出RAR a是另一种由ANP32B调节的转录因子。因此，我们试图检查ANP32B是否能调控RARa的转录活性，发现ANP32B过表达显著抑制了RARa荧光素酶报告基因测定法对RARb启动子的ATRA依赖性激活。ANP32B如何抑制RARa的ATRA激活转录活性仍有待研究ANP32B的下调不仅增强了白血病细胞的细胞凋亡，而且还有助于ATRA诱导的白血病细胞分化。因此，ANP32B可能作为白血病治疗的潜在治疗靶点。

首次为ANP32B在B-ALL中的抑癌作用提供了证据。与非白血病对照相比，CML患者的ANP32B表达较高，而通过数据库分析和临床患者样本发现B-ALL患者的ANP32B表达受到抑制，ANP32B表达低的患者预后较差。DNA高甲基化和翻译后调控是抑癌基因失调的常见机制[40] [41]，因此B-ALL患者中ANP32B下调的潜在机制有待进一步研究。使用了两种特征明确的小鼠模型来研究Anp32b缺陷对B-ALL发生和发展的影响。定向祖细胞B细胞中的N-myc过表达能够诱导前B-ALL/淋巴瘤[42]。BCR-ABL p190诱导的小鼠模型是一种与人类相关的模型，反映了人类疾病的病理，因为人类B-ALL细胞通常含有BCR-ABL p190融合基因[43]。Yang等人研究表明[44]，Anp32b缺陷在两种模型中均显着促进B-ALL的发展，这表明ANP32B对由不同基因突变体驱动的不同类型B-ALL具有相同的影响。证明ANP32B与PU.1相互作用并增强其转录活性，从而抑制小鼠B-ALL的发生发展。值得注意的是，ANP32B在B-ALL患者中表达较低，因此上调ANP32B的表达有望成为治疗B-ALL的一种极具前景的治疗策略。

3.3. ANP32B与前列腺癌

前列腺癌(PC)影响着全球数百万男性；其发病率和死亡率都在上升[45]。尽管降低AR信号的雄激素剥夺治疗(ADT)最初有效，但随后调控基因的突变最终导致去势抵抗性前列腺癌(CRPC)，这与病情进一步进展和侵袭性相关[46] [47]。多西他赛和第二代雄激素受体靶向药物(恩杂鲁胺和阿比特龙)是CRPC的传统标准治疗方法[48] [49]；耐药性不可避免地会出现。新的治疗策略至关重要。

Zhou等人[50]发现ANP32B敲低后c-Myc蛋白和mRNA水平降低，这表明ANP32B组蛋白伴侣可能直接与c-Myc结合，从而调节其转录活性或上游控制通路，如MAPK/ERK/P38 [51]，JAK/STAT通路[52]，PI3K/AKT通路[53]和/或经典的WNT/β-catenin通路[54]，间接影响c-Myc活性。我们发现c-Myc活性受ANP32B调控，这是一个新发现；ANP32B下游存在一条新的致癌途径。

c-Myc是一种“全局”转录因子，影响免疫系统和许多下游事件，包括细胞增殖、分化、存活和凋亡[53]。我们发现ANP32B敲低会抑制PC细胞生长/增殖，而异位c-Myc表达可挽救这些缺陷。细胞周期分析表明，异位c-Myc还可挽救shANP32B细胞中的细胞周期G0/G1阻滞以及细胞周期蛋白DI和E1以及p-Rb蛋白表达。我们发现c-Myc显著影响细胞周期和细胞增殖。在之前的研究中，shRNA介导的10种癌细胞系中的c-Myc敲低引发了G0/G1细胞周期阻滞[53] [54]。c-Myc诱导CDK2、CDK4和CDK6 [32]以及细胞周期蛋白D1 [54]、D2 [56]、D3 [57]、E1 [58]、E2 [59]的表达。细胞周期蛋白E1/2-CDK2复合物是G1末期Rb磷酸化所必需的[60]。此外，c-Myc可以反式激活AP4以消除TGF-β诱导的p21表达[61]。这些研究结果以及我们的研究结果表明ANP32B通过c-Myc信号传导调节PC细胞增殖和细胞周期。

ANP32B敲低可降低c-Myc信号，进而抑制前列腺癌(PC)细胞生长。Zhou等人研究表明[62]ANP32B与c-Myc信号之间存在调控关联，这进一步加深了对c-Myc如何调控恶性肿瘤的认识。ANP32B在PC组织中的水平较高，尤其是在高GS患者中。因此，ANP32B既可以作为PC的有用预后生物标志物，也可以作为有价值的治疗靶点。

3.4. ANP32B与乳腺癌

ANP32B蛋白在乳腺癌患者中高表达，且其表达水平与乳腺癌组织的组织学分级直接相关。这些数据提示ANP32B可作为乳腺癌治疗的预测指标。肿瘤和敲低模型中ANP32B的表达升高也与p-AKT的高表达相关，提示ANP32B可能通过其作用机制影响细胞增殖和肿瘤进展。

已证实激活的AKT通路在正常细胞和乳腺癌细胞增殖中发挥重要作用[63] [64]。我们发现，在ANP32B敲低的细胞中，p-AKT水平显著降低。此外，恢复AKT或维持AKT的组成性活性表达可以挽救ANP32B缺陷对细胞增殖的抑制，ANP32B缺陷对乳腺癌细胞增殖的抑制主要通过激活AKT介导。

Yang等人研究[65]表明，ANP32B通过对p-AKT的正向调控，发挥着细胞增殖的主要促进作用。在生理学背景下，ANP32B的敲除会阻碍哺乳动物的正常发育；而在病理学背景下，ANP32B的缺失则可抑制肿瘤的生长和转化。值得注意的是，ANP32B在乳腺癌患者中检测出率较高，因此ANP32B有望成为乳腺癌治疗的潜在靶点。

4. 小结与展望

综上所述，ANP32B在转录及翻译后水平上，均参与调控细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期进程和基因表达等关键生物学过程。近年来的研究报道提示，ANP32B可作为关键的细胞辅助因子或限制因子，参与多种病毒在人体内复制的过程。然而，相较于其广泛的生物学功能，目前关于ANP32B在肿瘤发生发展中的研究仍显不足。已有证据表明，ANP32B可通过调控周期相关蛋白(如Bcl-2、Bad、Bak和Bax)来影响肿瘤细胞的凋亡进程；此外，ANP32B也可能与MARK及PI3K-AKT信号通路相互作用，从而在肿瘤发生中发挥促进作用。基于这些发现，ANP32B展现出成为新型恶性肿瘤预后生物标志物及潜在药物治疗靶点的潜力。然而，ANP32B在肿瘤发生发展中的具体作用机制仍需通过大样本、多角度地深入研究加以阐明。特别是在肿瘤侵袭转移、血管生成以及抗肿瘤药物耐药性等方面，相关研究尚待深入，以期填补现有知识空白，为肿瘤的诊断、治疗和预防策略创新提供新的科学依据。