0 引言

Y盒结合蛋白1（Y-box binding protein 1, YB1）由YBX1基因编码，是冷休克蛋白超家族的一员，包含一个进化高度保守的冷休克域（cold shock domain, CSD），可与DNA及RNA结合。有学者报道CSD是哺乳动物胞质中信使核糖核蛋白的主要成分，主要参与调控翻译过程。YB1作为转录和翻译因子，在调节细胞增殖、分化及应激反应等方面具有重要作用^[1]。肿瘤领域的相关研究发现，YB1在多种类型肿瘤细胞中呈高表达状态，参与调节肿瘤细胞的生物学功能，对恶性肿瘤的发生发展发挥重要作用，可能成为肿瘤诊断和治疗的关键标志物之一。本文从YB1分子结构、组织表达、对肿瘤生物学行为的影响等方面进行详细阐述。

1 YB1基因分子结构

人类编码YB1的基因位于1号染色体（1p34），内含8个外显子，跨越染色体DNA的19个碱基对。脊椎动物Y盒结合蛋白包括3个成员，即YB1、YB2和YB3。同其他成员一样，YB1蛋白包括3个功能域：富含丙氨酸和脯氨酸的可变N末端域，即所谓的A/P域（alanine/proline）；位于中央的进化高度保守的CSD，其能与DNA和RNA进行特异性或非特异性结合；以及亲水的C端区域（C-terminal region, CTD），可与核酸和与包括其自身的蛋白结合。其中，CTD含一个非典型的核定位信号（nuclear localization signal, NLS）和一个细胞质保留区域（cytoplasmic retention site, CRS），这两个区域的存在可以调节YB1分子在胞质和胞核的定位，由于CRS功能常强于NLS，因此，YB1主要分布于胞质中^[2]。

2 YB1在组织中的表达

研究显示，YB1在正常组织中存在广泛表达，在维持胚胎正常发育过程中是必需的。YB1表达水平因发育阶段和组织类型而定。随着机体的生长发育和细胞分化，YB1蛋白表达量呈逐渐降低趋势。其中，肝脏中YB1的表达变化尤为显著。学者发现，在鸡或大鼠胚胎形成早期，其肝脏组织中YB1表达水平较高，但随着胚胎发育成熟以及出生后幼崽的生长，肝脏中YB1表达量呈现持续降低趋势，个体成熟后维持在低表达水平。进一步研究发现，肝脏内YB1的表达量与细胞增殖活力有内在联系。在成年人肝脏组织修复过程中，YB1水平显著升高，YB1高表达可增强增殖性细胞的增殖状态。因此，对于具有高度增殖潜能的肿瘤细胞，YB1可能发挥重要调控作用^[2]。

3 YB1调控肿瘤细胞生物学行为

研究发现YB1在肺癌、乳腺癌、骨肉瘤等肿瘤中呈高表达，其表达水平与肿瘤的进展、复发、转移、化疗耐受及预后不良相关^[3-10]。YB1在调控肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移等方面发挥重要作用。

3.1 YB1调控肿瘤细胞增殖

YB1参与诱导细胞的再生和增殖过程，其异常表达也是肿瘤发生发展的其中一个重要标志。虽然，YB1主要分布于细胞质中，但基于YB1分子结构中NLS和CRS的存在，YB1可在胞核和胞质中进行穿梭，因此，也可在细胞核中检测到蛋白的表达。在细胞核中，YB1能够调控增殖相关靶基因的表达；在细胞质中，其主要与mRNA的翻译有关。YB1入核后通过诱导多种靶基因如细胞增殖核蛋白、表皮生长因子、DNA拓扑异构酶Ⅱ、胸苷激酶以及血管内皮生长因子等的转录激活促进细胞增殖。

研究表明，YB1主要通过调控细胞周期促进肿瘤细胞的恶性增殖。细胞周期分为G₁期、S期、G₂期、M期4个时期，在此过程中有两个主要限制点，分别为G₁/S期限制点和G₂/M期限制点。细胞周期调控分子主要包括3类，细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase, CDK）和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（cyclin dependent kinase inhibitor，CKI）。CDK是依赖cyclin的蛋白激酶，cyclin主要有细胞周期蛋白A（cyclin A）、细胞周期蛋白B（cyclin B）、细胞周期蛋白C（cyclin C）、细胞周期蛋白D（cyclin D）、细胞周期蛋白E（cyclin E）等，cyclin可正向调控CDK促进细胞增殖；CKI主要包括p16家族（p15、p16、p18、p19等）和p21家族（p21、p27、p57等），CKI负向调控CDK抑制细胞增殖^[11]。

YB1促进肿瘤细胞增殖的主要机制是通过上调多种cyclin的表达水平，加速细胞周期由G₁期向S期转变^[10]。Miao等研究发现YB1过表达可以显著上调弥漫性大B细胞瘤细胞中细胞周期蛋白D1（cyclin D1）和cyclin E的表达，诱导细胞周期从G₁期向S期转变^[4]。同样，Fujiwara-Okada等体内外研究结果也显示，YB1通过上调cyclin D1和cyclin A的表达促进人骨肉瘤细胞周期的G₁/S期转变，调节肿瘤的生长^[12]。另一方面，YB1还可通过抑制CKI的活性，促进肿瘤细胞的增殖。Kotake等发现YB1可与调控细胞周期的p16基因启动子区结合，干扰p16转录激活，由于p16又称多肿瘤抑制基因1（multiple tumor suppressor 1, MTS1），其功能障碍可使肿瘤细胞增殖抑制被解除，从而导致肿瘤细胞过度增殖^[13]。Shinkai等进行的一项研究显示，通过沉默人胰腺癌细胞中的YB1基因可显著下调S期激酶相关蛋白2（S-phrase kinase-associated protein, SKP2），引起人p27蛋白表达增高，p27为CKI的重要组成部分，其高表达可导致细胞周期阻滞，最终抑制肿瘤细胞的增殖和在体生长^[3]。最近一项研究还发现，在人结直肠细胞系和人胚胎肺成纤维细胞系中，YB1不仅可以诱导肿瘤细胞从G₁期进展至S期，还可以通过调节胞裂蛋白2（Sept2）、细胞分裂周期蛋白20（cyclin division cycle protein20, CDC20）等细胞周期相关蛋白表达水平，调控细胞从G₂期过渡至M期^[14]。

此外，YB1还可通过其他分子机制促进肿瘤细胞的增殖过程。YB1能够正向调控表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）和人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor-2, HER2）的表达促进乳腺癌细胞增殖^{[1, 15]}。在髓母细胞瘤中，YB1还可调节音猬因子（sonic hedgehog, SHH）、Yes相关蛋白（Yes-associated protein, YAP）/YB1和胰岛素样生长因子2（insulin-like growth factor 2, IGF2）轴调控肿瘤细胞的增殖^[7]。

最新研究表明，YB1对细胞周期的调控与昼夜节律有关。脊椎动物通过生物钟稳定调控YB1核表达，白昼时段YB1核表达量明显高于黑夜时段。白昼早期，YB1发生类泛素化修饰后入核，通过翻译后调控机制，下调细胞周期蛋白A2（cyclin A2）的表达水平，调节细胞周期进展，减少白昼期紫外线导致的DNA损伤^[16]。

虽然，大量研究报道YB1能够促进肿瘤细胞增殖，但在某些细胞类型中，学者发现YB1还具有抑制细胞增殖的作用。在浸润性间叶样乳腺癌细胞系中，激活Ras-MAPK通路后，YB1通过抑制生长因子的翻译导致细胞增殖障碍。近期Shi等的体内外实验证明，YB1的主要结构CTD可通过改变细胞骨架、下调血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）的表达，抑制乳腺癌细胞的增殖^[17]。在非肿瘤性疾病中，也有YB1抑制细胞增殖的报道。Wang等研究发现YB1能与GC盒结合，YB1 CTD调控依赖GC盒的靶基因转录，从而抑制血管平滑肌细胞的增殖^[18]。YB1对某些肿瘤细胞增殖的双重调节作用机制不甚明确。YB1过表达在某些乳腺癌细胞系中，抑制增殖的同时可以导致上皮间充质转化。由此可见，YB1对于细胞增殖的作用可能与细胞类型相关；对于某些肿瘤细胞而言，YB1抑制细胞增殖可能与肿瘤播散和转移有关。

3.2 YB1调控肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡的主要通路包括内源性凋亡通路和外源性凋亡通路。内源性通路主要为线粒体通路，由B-cell lymphoma 2（Bcl-2）家族蛋白介导，包括抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-x_L、促凋亡蛋白Bax、Bak、Bim、Bad等，最终由Caspase3导致凋亡。外源性凋亡途径主要为死亡受体通路，包括TNF receptor、TRAIL receptors、Fas和FasL，凋亡信号激活Caspase8，进一步裂解Caspase3等导致凋亡^[19]。p53蛋白可通过激活线粒体及死亡受体通路介导凋亡通路，诱导Caspase信号通路，导致凋亡发生。近年来，随着研究的不断深入，发现YB1可通过内源性及外源性途径抑制肿瘤细胞凋亡。YB1可与p53组成蛋白质复合体，抑制p53基因启动子转录，降低p53活性，下调p53激活细胞死亡相关基因的表达，从而阻碍p53介导的细胞凋亡；同时还有研究表明，YB1可通过干扰凋亡受体FAS影响细胞凋亡，如在多发性骨髓瘤中，YB1敲减后可诱导凋亡的发生；此外，YB1还可以通过下调Bax的表达和Caspase7的转录抑制细胞凋亡^[20]。

然而，也有研究发现YB1对某些肿瘤细胞的凋亡没有明显作用。Shinkai等对AsPC-1、MIA PaCa-2、PANC-1等多个胰腺癌细胞系进行研究，发现除AsPC-1细胞外，YB1敲除后，亚G₁期细胞数目及Annexin-Ⅴ阳性率均无明显变化，这些结果提示YB1敲除后没有诱发明显的细胞凋亡^[3]。Fujiwara-Okada等^[12]应用3株人骨肉瘤细胞系（MG63、MNNG、SaOS2），探讨YB1对骨肉瘤细胞凋亡的作用。YB1敲除后，亚G₁期细胞数目无明显变化，且细胞凋亡Caspase3的底物-聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶（poly ADP-ribose polymerase, PARP）片段没有明显变化，结果说明YB1低表达对于细胞凋亡没有影响^[12]。由于该实验所用细胞系均为p53缺失或变异的细胞系，需进一步选用其他骨肉瘤细胞系探讨YB1对细胞凋亡的影响。

3.3 YB1增强肿瘤细胞的侵袭和转移

体内外实验表明，YB1参与肿瘤的侵袭和转移，YB1表达降低对多个肿瘤细胞系的侵袭能力产生抑制，而YB1过表达则促进肿瘤细胞的侵袭。上皮间充质转化是YB1影响肿瘤侵袭和转移的途径之一。

上皮间充质转化（epithelial–mesenchymal transition, EMT）是肿瘤侵袭和转移的重要途径之一。调控EMT的因子主要有以下三类，诱导因子、调节因子和效应因子，研究显示YB1参与多种肿瘤EMT的调控^[21]。诱导因子为转化的上皮细胞自分泌的生长因子，包括表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF）、人类生长因子受体（human growth factor, HGF）和转化生长因子β（transforming growth factor-β, TGF-β）等，诱导EMT的发生。在肺腺癌细胞中，Ha等发现YB1可促进转化生长因子β1（transforming growth factor-β1, TGF-β1）介导的EMT，促进癌细胞的侵袭转移^[6]。调节因子参与调控上皮细胞转化为间充质细胞，包括SNAIL、TWIST、SLUG，缺氧诱导因子1 α（hypoxia-inducible factor 1 α, HIF 1α）等。在乳腺癌中，YB1主要通过直接参与激活SNAIL mRNA的翻译，下调编码上皮类相关基因的表达，同时上调间充质基因的表达，促进转移。EL-Naggar等在骨肉瘤、尤文氏肉瘤、横纹肌肉瘤等多种肉瘤的临床标本及细胞系中进行研究，发现在肉瘤中，YB1是HIF 1α表达的重要调控者，YB1通过直接结合促进HIF 1α mRNA翻译，上调其表达，从而导致肉瘤细胞移动和转移能力的提高^[8]。

肿瘤细胞在侵袭时，需要穿透细胞外基质及血管基底膜，这一过程需要多种酶参与，如基质金属蛋白酶2（matrixmetalloproteinase-2, MMP2），基质金属蛋白酶9（matrixmetalloproteinase-9, MMP9）和基质金属蛋白酶3（matrixmetalloproteinase-3, MMP3）等^[21]。Shinkai等对YB1与胰腺癌转移的相关体内外实验均证明，YB1敲除后，膜型基质金属蛋白酶2（MT2-MMP）的表达下调，胰腺癌的侵袭和转移能力减弱^[3]。YB1还可通过其他途径，促进肿瘤转移和侵袭。Zhang等研究表明，高尔基磷酸化蛋白3（Golgi phosphoprotein 3, GOLPH3）可通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR)-YB1通路促进胶质细胞瘤的侵袭和转移^[5]。

3.4 YB1诱导肿瘤细胞耐药

多药耐药基因1（multi-drug resistance GENE1, MDR1）编码的P-糖蛋白（P-glycoprotein, P-gp），可减少化疗药物在肿瘤细胞中的积聚，成为肿瘤临床治疗的障碍因素。YB1结合的Y盒序列正好位于MDR1的启动子区，在DNA损伤、紫外线辐射后，肿瘤细胞可通过YB1与Y盒反应启动子元件结合诱导MDR1的转录。研究表明，YB1与乳腺癌、骨肉瘤和滑膜肉瘤等肿瘤中MDR1的表达呈正相关。人解螺旋酶（recQ protein-like 4, RECQL4）通过激活磷酸化YB1，上调MDR1的表达，诱发胃癌细胞对顺铂反应不敏感。在卵巢癌、乳腺癌中，YB1核表达与P-gp的表达呈正相关^[22-23]。在弥漫性大B细胞瘤中，YB1过表达可以通过细胞黏附介导的耐药机制增加细胞耐药性^[4]。

然而，也有研究表明YB1下调在多重耐药胃肠道及胰腺癌中，对于MDR1水平没有影响。在敏感的口腔及胃肠道肿瘤中YB1过表达不影响MDR1转录^[24]。YB1对MDR1转录调节的双重作用可能是由于细胞环境不同，参与蛋白不同，而这些蛋白很可能是YB1对MDR1转录调节的先决条件。

3.5 YB1调控肿瘤干细胞的机制

研究表明YB1与肿瘤干细胞（cancer stem cell, CSC）密切相关。在乳腺癌中，YB1通过对肿瘤起始细胞表型的诱导，促进肿瘤细胞生长及药物耐受，细胞表型特征为干细胞标志物CD44、CD49f及激活的Notch4^[25]。在骨肉瘤中，miR382可直接与YB1结合，其过表达可以降低骨肉瘤中CSC的数量及功能，抑制CSC诱导的肿瘤形成^[26]。我们需要在不同的肿瘤中，进一步研究YB1与肿瘤干细胞的关系，明确YB1影响肿瘤干细胞活性的机制，探寻防治肿瘤的新方法。

4 YB1参与炎性反应的机制

最新研究表明，YB1不仅在全身及局部炎性反应中发挥作用，还可通过调控多种炎性因子的表达促进肿瘤的炎性反应，如mTOR，CC类趋化因子配体5（chemokine（C-C motif）ligand 5, CCL5）等^[27]。在全身及局部炎性反应时，YB1可调控促炎及抗炎因子的表达。在炎性反应初始阶段，胞内磷酸化YB1水平增高，导致促炎因子IL-6表达增高，调节免疫细胞的活动。Wang等体内研究发现，YB1还可通过下调抗炎因子IL-10的水平，促进全身性炎性反应^[28]。趋化因子是诱导炎性细胞浸润的重要分子，在乳腺癌中，YB1可调控CC类趋化因子配体2（chemokine（C-C motif）ligand 2, CCL2）及CCL5的转录，趋化巨噬细胞等炎性细胞聚集，诱发炎性反应。炎性反应刺激时，YB1还可以被粒细胞、淋巴细胞等分泌到胞外发挥作用，胞外YB1具有促进乳腺癌细胞DNA合成、细胞增殖和迁移等作用^[1]。受YB1调控的多种因子，一方面促进肿瘤的炎性反应，另一方面也是多种肿瘤发生发展的关键分子，其影响肿瘤发生发展的具体机制需要进一步深入研究。

5 非编码RNA与YB1的相互调控

非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）主要包括微小RNA（microRNA），环状RNA（circular RNA），长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）等。目前研究发现，在多种肿瘤中，ncRNA参与调控YB1及其下游分子，对多种肿瘤细胞生物学行为产生影响。microRNA是一类小非编码RNA，通过与目的基因序列特异性结合参与转录后基因表达的调控。其中，miR137通过上调YB1的表达抑制黑色素瘤细胞的增殖、侵袭和转移^[29]。在骨肉瘤的体内外实验中，miR382通过靶向下调YB1表达抑制肿瘤转移和复发^[26]。研究表明，YB1还可以通过调控microRNA表达发挥作用。在多形性成胶质细胞瘤中，YB1可以下调miR29b的表达，对肿瘤细胞的增殖起到促进作用^[30]。LncRNA是指长度大于200个核苷酸的非编码RNA，通过转录及转录后调控基因表达，影响肿瘤细胞的增殖、分化及凋亡等。Li等在肝癌中的研究表明，lncRNA HULC（highly up-regulated in liver cancer）通过细胞外调节蛋白激酶（extracellular signal–regulated kinase, ERK）促进YB1磷酸化，调控YB1与cyclinD1、MMP3等癌基因结合，最终通过上调相关癌基因的表达加速肿瘤的发生^[31]。Wei等的肺癌体内体外实验发现，lncRNA CAR10（CAR intergenic 10）可以与YB1结合，进而上调EGFR的水平，促进癌细胞的生长^[32]。NcRNA与明星分子相互作用调控疾病的发生是当前的研究热点。NcRNA，尤其是lncRNA及cirRNA，与YB1作用的相关研究仍较少，需进一步挖掘特定肿瘤与正常对照之间的差异ncRNA，构建ncRNA、YB1及其上下游分子在某种肿瘤中的调控网络。

6 问题与展望

近30年来，大量研究表明，YB1是肿瘤生物学功能的重要调控者。目前已在多种肿瘤中证实，YB1与肿瘤复发、转移、预后不良相关。然而，YB1对肿瘤生物学功能调控机制复杂多样，细胞类型不同，YB1胞内定位不同，调节方式也不尽相同。在肿瘤细胞中，尚缺少生物节律与YB1调控细胞周期的相关机制。YB1是如何参与炎性反应、对肿瘤的发生产生影响的，非编码RNA如何与YB1相互作用调控肿瘤生物学行为，仍不甚清楚，需要进一步研究YB1的上下游分子，构建YB1对特定肿瘤作用的调控网络通路，同时继续研究YB1影响肿瘤细胞耐药的机制，YB1在细胞炎性反应及免疫应答中的作用，探讨YB1影响肿瘤干细胞活性的机制，寻找肿瘤防治的新方法。