癌基因综述

细胞癌基因c-myc在肿瘤中的表达研究进展

宋瑞（生物化学与分子生物学201002029）

【摘要】原癌基因c-myc是myc家族的重要成员，是一种细胞核内基因，其编码产物C-MYC蛋白属核内磷酸化蛋白质。c-myc作为近年来分子生物学研究热点之一，已被证明在许多肿瘤组织中均可以检测到原癌基因c-myc的过度表达及其蛋白表达产物的异常。本文就c-myc在多种常见肿瘤中的高效表达研究作一综述。

【关键词】基因，myc;肿瘤

1c-myc基因的结构和功能

myc基因家族目前发现的有6个成员：c-myc、n-myc、b-myc、r-myc、p-myc和l-myc，彼此相互联系。n-myc，l-myc与c-myc高度同源，并且c-myc是髓细胞性白血病病毒的癌基因v-myc的细胞同类物[1]。人类c-myc基因定位于第8号染色体24带区[2]，在细胞中是保守的，共有3个外显子和2个内含子。第1外显子长约400-500bp，是转录控制区，无初始密码子，但有终端密码子，只起调节作用。在其上游中，存在两个促进子P1和P2，分别转录两种不同的mRNA。在第一与第二外显子间有一个发夹环结构，该结构对c-myc的表达具有调节作用，另外，一些生长因子也可调节c-myc的转录[3]。研究表明：第一个外显子或内含子的缺失或突变可能导致C-MYC蛋白的异常表达[4]。

c-myc蛋白产物分子量随物种不同有所差异：在鸡细胞中为P58

和P62；在人细胞中则有P64和P67。该产物蛋白定位于核内，半衰期约20～30min[5]，为核转录调节因子，能结合于DNA调节其转录，也有报道与核基质、非核基质成分相互作用而发挥其转录调节因子活性，另外推测还可能参与RNA的加工。该蛋白质共包括4个功能区域：(1)转录激活区：位于N端143个氨基酸区域富含脯氨酸、谷氨酸残基；(2)核定位区：第320-328氨基酸处含有将胞质中合成的Myc 蛋白质转运至核内的信息；(3)非特异性DNA结合区：介导蛋白与DNA的非特异性结合；(4)特异性DNA结合区：又称二聚体形成结构域，只有形成二聚体，才能与DNA结合，位于C端355~439位氨基酸，包括碱性结构域(B)，螺旋-环-螺旋结构域(HLH)及亮氨酸拉链区(LZ)，其中B区对特异性DNA顺序有亲和性，LZ和HLH介导蛋白寡聚化。c-myc转录产物mRNA先从细胞核转至细胞质，翻译产物蛋白C-MYC，再借助核定位作用进入细胞核，然后通过碱性/螺旋-环-螺旋/亮氨酸拉链(b-HLH-LZ)区与同样含有b-HLH-LZ结构的MAX蛋白形成异二聚体，大大提高了亲和性，再在非特异性结合区协助下寻找特异结合位点：靶基因DNA序列中的CACGTG核心序列，通过B区与之结合，激活靶基因或使其转录增强[6]。MAX自身也可形成二聚体，推测可能会抑制靶基因转录，近年发现的具有类似结构的蛋白MAD1和MAD2以及MxiL也能和MAX形成异二聚体，竞争MAX与MYC的结合，还可以通过MxiL-MAX二聚体与DNA 结合，对DNAMYC-MAX异二聚体具有拮抗作用，从而调节MYC 的功能。另外C-MYC还可能与某些抑制蛋白如Rb结合调节其功能

[7]。

在人细胞中c-myc转录为213~215KbmRNA，半衰期仅为10~15 min[8]，其转录水平与细胞分化程度有关，在正常细胞的静止状态和终末分化后，c-myc表达受抑制，mRNA水平降低，这可能与它参与调节细胞周期有关。在某种程度上，c-myc基因的转录水平反映着组织、细胞的增殖状态，c-myc基因参与细胞的重要功能活动———增殖、分化及凋亡[9]，其异常表达引起人类肿瘤的形成，增殖和发展[10]。在调节细胞生长过程中，c-myc基因可能参与了细胞周期的早起事件，促使静息期细胞转入分裂周期[11]。许多肿瘤组织中c-myc基因表现异常，如c-myc基因扩增及重排、mRNA转录水平升高，这些都有可以促进瘤细胞的过度增殖。但证据表明：多数肿瘤形成是由于c-myc基因的异常表达而不是基因扩增或重排。

2 c-myc基因在恶性肿瘤中的表达

a)c-myc在涎腺肿瘤中的表达

郑新等人用免疫组化的方法检测c-myc的表达得出结论：良性肿瘤呈阴性或弱阳性表达，高度恶性肿瘤呈阳性或强阳性表达，其差异较为显著[12](P<0.05)，尤其是腺癌，在涎腺恶性腺瘤中的阳性率为100%。从而证明c-myc激活与细胞突变增殖具有密切关系，c-myc 的高度表达可能是涎腺肿瘤的发生的重要原因。

另外又有研究报道，c-myc可能与c-erbB-2和bc1-2发生协同作用从而导致乳腺癌的发生发展[13]。因此，c-myc促进涎腺肿瘤细胞增殖，可能是和其它某些癌基因或细胞因子共同作用的结果。

b)c-myc在骨骼肌肿瘤中的表达

曾报道有人运用Southern杂交和RNA打点杂交技术分析骨骼肌肿瘤及相对应瘤旁组织标本中c-myc癌基因的变化，c-myc癌基因以扩增、重排及高表达方式参与骨恶性肿瘤的发生发展，并且在瘤旁组织的检测中发现其主要以扩增和高表达方参与骨肿瘤的发生发展，而且c-myc扩增可引起高表达，但并非瘤旁组织都呈现出高表达，因此推测可能有多种因素影响c-myc表达水平[14]。有研究表明骨组织恶性肿瘤是在癌基因mdm2、c-myc的激活与抗癌基因p53的失活的协同作下发生、发展的[15]。

因此，我们认为c-myc癌基因以扩增、重排及高表达方式参与骨恶性肿瘤的发生发展，使胞内C-MYC蛋白量升高，在其它多种因素协助作用下，促进DNA合成，提高其转录水平，从而缩短了细胞倍增时间，促进细胞增殖，同时抑制细胞分化，最终导致骨恶性肿瘤形成。

c)c-myc肾上腺肿瘤中的表达

肾上腺癌细胞核呈颗粒状，大小不一，呈簇状排列，着色以近核膜处为主，部分有胞浆弥散。C-MYC蛋白在肾上腺恶性肿瘤中表达较高，但与肿瘤临床分期不相关。研究表明肾上腺肿瘤中C-MYC蛋白高表达主要是由基因扩增及重排导致的。

Suzuki[16]等在研究11例肾上腺皮质癌及5例皮质腺瘤的c-myc 表达时发现瘤细胞均染色阳性，皮质癌胞浆及胞核均着色，但腺瘤仅细胞核着色，但缺乏更多c-myc免疫组化研究。Kiminobu[17]等在分析

6例嗜铬细胞瘤的c-myc基因时也发现恶性瘤扩增明显，超过良性瘤2~15倍。

d)c-myc在头颈部肿瘤中的表达

C-MYC癌蛋白质的异常表达和基因扩增与口腔颌面部和头颈部肿瘤的发生与发展关系密切。有数据表明，c-myc基因在粘液表皮样癌MEC-1细胞中的扩增量是正常腺体的6.34倍[4]。在20%~40%的口腔癌组织中已证实c-myc有5~10倍的扩增。薛辉[18]在对口腔癌，癌旁粘膜和正常口腔粘膜组织的细胞RNA进行斑点杂交。在正常枯膜中有c-myc基因表达量较低，而在口腔癌及癌前病变组织中显示了c-myc癌基因被激活，有不同程度的c-myc癌基因表达升高。Yokotu 等[19]研究了7例头颈鳞癌，发现有2例c-myc的扩增。以上数据及其它相关数据均表明，原癌基因c-myc在头颈部细胞的正常生长和分化中起到一定作用，但基因一旦被激活或突变将导致头颈部恶性肿瘤的发生，主要通过基因扩增和高表达的方式。

e)c-myc在睾丸肿瘤中的表达

睾丸肿瘤中基因c-myc扩增不显著，但蛋白表达与肿瘤恶性程度有明显相关性，可能成为睾丸肿瘤预后的指标。丁强[20]等人报道在27例睾丸肿瘤中，12例呈阳性表达，其中仅2例有c-myc基因的扩增，但C-MYC蛋白却都高度表达，这可能与mRNA到蛋白的转译异常有关，且C-MYC蛋白表达量与睾丸肿瘤病理分级有关，分化差的肿瘤蛋白阳性表达率明显高于分化中、好的肿瘤。正常的睾丸组织及癌旁组织为阴性表达。因此，在睾丸肿瘤发生过程中，c-myc基因

的异常过度表达所起作用最为显著。另外，睾丸肿瘤的发生可能像人类其它肿瘤一样是一个多基因参与的过程，除c-myc基因外，尚有其他癌基因或抗癌基因的作用，这是人类肿瘤发生的特点。

除上述介绍的肿瘤外，卞隽等[21]人癌研究消化系统肿瘤组织时发现c-myc扩增高于正常组织，在不同消化系统肿瘤组织中扩增程度不同，尤其在胃癌中表现突出，阳性率达69.5%，与细胞潜在的增殖能力成正相关。Yander G等[22]人发现化学诱变大肠癌过程中有C-MYC 蛋白的高表达。有人曾对乳腺癌、膀胱癌和肾癌组织中的c-myc进行了研究，发现c-myc在恶性程度高的肿瘤中表达增高[23]。南楠[24]认为c-myc的过度表达与鼻咽癌细胞的增殖和淋巴结转移密切相关。李娟等[25]在研究食管癌的发生发展过程中发现，C-MYC蛋白与hTERT基因的都会过度表达，C-MYC蛋白会激活hTERT基因的表达，激活端粒酶，可能是导致食管癌发生发展的重要因素。另外，c-myc基因在肾癌，上皮性卵巢癌，在胆管癌中，肝癌等中均发现有上调表达。

总结

c-myc癌基因较易突变，又是一种受多种物质调节的基因，也是一种可使细胞无限增殖获永生化功能促进细胞分裂的基因[26]。c-myc 基因在正常细胞的生长，增殖和分化中发挥重要作用。然而在内外环境因素的作用下，原癌基因c-myc可能会被激活，激活方式主要有基因扩增、高度表达、点突变、启动子插入、染色体重排、DNA低甲基化。c-myc基因在许多人类肿瘤的恶性进展中起重要作用，多项数据证明在众多恶性肿瘤发生中c-myc原癌基因激活的主要方式是该基因的扩增和过表达[27]，往往扩增又可引起高表达。因此，如何设法抑制原癌基因c-myc及其它癌基因在肿瘤细胞中的异常过度表达，在一定程度上降低肿瘤的恶性行为，就成为今后肿瘤研究的一个重要课题。

参考文献

［1］Collins S J, Groudine M. Amplification of endogenous myc- related DNA sequences in a human myeloid leukaemia cell line. Nature, 1982, 298 (4): 679.

［2］Neel BG, Jhanwar S, Chaganti R S K et al. Two human c-myc gene are located on the long arm of chromosome 8 PNASUSA. 1982: 79: 7842.

［3］Thorgeirsson SS, Santoni Rugiu E. Mutat Res, 1997, 376(1～2): 221.

［4］王刚，黄洪章．Myc癌基因与头颈部肿瘤[J]．口腔领面外科杂志，1996，128：130．［5］谭立军沈忠英汤雪明．原癌基因c-myc与肿瘤[J]．汕头大学医学院学报，1999，12(3)：71-73．

［6］英立平，周保利．北京地区开展临床路径应用研究概述[J]．中华医院管理杂志，2007，23(5)：289-292．

［7］Rustigi AK, Dyson N, Bernards R. Amino-terminal domains of c- myc and n- myc protein mediate binging to the retinoblastoma gene product. Nature, 1991, 352: 541.

［8］吴一飞，李灼日．原癌基因c-myc与恶性肿瘤[J]．医学临床研究，2008，9(25)：1698-1700．［9］Blagosklonny MV, Prabhu NS, El Deiry MS. Cancer Res, 1997, 57(2): 320.

［10］Prall OW, Rogan EM, Musgrove EA, et al. Mol Cell Biol, 1998, 18(8): 4499.

［11］Hemann MT, Bric A, Teruya-Feldstein J, et al. Evasion of the p53 tumour surveillance network by tumour-derived MYC mutants[J]. Nature, 2005, 436(7052): 787-789.

［12］郑新，黄湛，李晓刚．癌基因c-myc在涎腺肿瘤中的表达研究[J]．黑龙江医学，2007，11(31)：831-833．

［13］任明姬，武彦，李增山等．P53、C-erbB-2、组织蛋白酶D和c-myc蛋白表达及与乳腺癌生物学行为的关系[J]．内蒙古医学院学报，2000，22(2) ：77~79．

［14］崔大祥阎小君范清宇等．骨骼肌肿瘤中c-myc癌基因的改变及其预后意义．第四军医大学学报，1997，18(4)：310-312．

［15］崔大祥范清宇阎小君等．骨组织恶性肿瘤与癌基因mdm2、c-myc和抗癌基因p53 关系的研究．Chin J Orthop，1997，124-126．

［16］Suzuki T, Sasano H, Nisikawa T, et al. Discerning malignant in human adrenocortical neoplasms: utility of DNA flow cytometry an dimmuno histochemistry. Med Pathol, 1992, 5, 224. ［17］Kiminobu Goto, Atsushi Ogo, Toshihlko Y, et al. Expression of cfos and c-myc protooncogenes in human adrenal pheochromocytoma. J Clin Endocrionol Metab, 1990, 70, 353. ［18］薛辉司徒镇强吴军正等．口腔癌及癌前病变组织c-myc基因表达．实用口腔医学杂志，1993，9：27．

［19］Yokota J, Tsunetsugu-Yokota Y, Buttifora H et al. Atteration of myc, myb and ras protooncogenes in cancer are frequent and show clinical correclation. Science, 1986, 231: 261. ［20］丁强张元芳孙逊等．原癌基因c-myc在睾丸肿瘤中扩增与表达分析．中国癌症杂志，1996，3(6)：156-158．

［21］卞隽方艳秋赵平伟等．c-myc癌基因与消化系统肿瘤关系的研究．中国妇幼保健，1001-4411(2005)24-3314-03．

［22］Yander G, Halsey H, K ennaM, et al. Amplification and elerated expression of c-myc in a chemically induced mouse cobn tumor. Cancer Res, 1985, 45(24): 4433.

［23］Stein CA, Cheng-YC. Antisence oligonucleotides as therapeutic agents-is the bullet really magical Science, 1993, 261(5): 1004.

［24］南楠，张维元．c-myc、P21W AF1和LMP21在鼻咽癌中表达的意义及其与Ki67的关

系[J]．贵阳医学院学报，2006，31(1)．

［25］李娟，王沁，严祥．食管癌组织hTERT和c-myc的表达[J]．第四军医大学学报，2003，24(18)：1662-1664．

［26］Emil Bogenmann, Homa Moghadam, Yves A. Declerck et al. c-myc Amplifiation and Expression in Newly Established Human Osteosarooma cell lines. Cancer Res, 1987, 47(5): 3808~3814.

［27］Hatakeyama S, Watanabe M, Fujii Y, et al.Targeted Destruction of c-Myc by an Engineered Ubiquitin Ligase Suppresses Cell Transformation and Tumor Formation[J]. Cancer Res, 2005, 65(17): 7874-7879.