1990年Musashi (Msi) 家族的第一个成员Msi1在果蝇的神经系统被鉴定出，其作用机制的研究也逐步深入。Musashi家族为一种RNA结合蛋白，在神经干/祖细胞中参与感觉神经前体细胞的不均等分裂，并在维持干细胞状态和分化中起到了关键作用^[1]。文献报道，Msi家族在神经、血液、消化、呼吸、泌尿等多个系统肿瘤中表达升高，可通过调节多种分子的功能及参与多条信号通路影响肿瘤的发生发展，并推测Msi在维持肿瘤干细胞的干性中发挥重要作用，可作为肿瘤干细胞的标记物。我国发病前十位的恶性肿瘤中，消化道肿瘤占5种，包括胃癌、肝癌、结直肠癌、食管癌、胰腺癌，累计总发病率在恶性肿瘤中大于50%，且呈上升趋势；其肿瘤相关的死亡率亦较高^[2]，对人类健康产生了极大的威胁。现就Msi家族分子特点、在肿瘤中的发病机制及其在消化系统肿瘤的诊断、治疗及预后判断中发挥的作用进行阐述。

Musashi家族包括Msi1及Msi2，Msi1首次发现于果蝇，由362个氨基酸组成，基因定位于染色体12q24.1-31，蛋白相对分子质量为39×10³；Msi2最初发现于鼠，由346个氨基酸组成，具有两个剪接体形式，蛋白质相对分子质量为36.9和35.7×10³。Msi1和Msi2的总氨基酸序列和RNA结合结构域氨基酸序列的序列一致性别为75%和90%^{[3, 4]}。Musashi蛋白包含两个RNA识别结构域 (RNA recognition motif, RRM)、一个短的连接区以及一个polyA尾结合蛋白反应区域，Msi1的C端还含有一个LIN28的结合区域。RRM包含两个核糖核酸蛋白 (RNP) 型的RNA结合结构域、一个四链的反向平行的β-折叠和两个α-螺旋结构。每个RRM包含有一个RNP1八聚物和一个RNP2六聚物序列^[5]。

Msi在翻译过程中发挥重要作用，其可能的作用机制包括：①Msi抑制翻译的机制：正常翻译过程中多聚A尾结合蛋白 (PABP) 与翻译起始因子eIF4G结合后可形成80 S核糖体复合物和翻译所需的闭合环状结构。当Msi1结合到mRNA的保守序列3′-UTR区后，可与eIF4G竞争性结合PABP从而抑制mRNA的翻译^[6]。②Msi促进翻译的机制：当Msi1、Msi2结合到多聚A尾聚合酶 (GLD2)，GLD2介导的多聚腺苷酸化能够使目的mRNA的稳定性得到提高进而提高翻译效率^[7]。③Msi调控miRNA的机制：在细胞质中，Msi1以RNA依赖途径与LIN28结合在Importin-α协助下进入细胞核，可在细胞核内调控miRNA的形成^[8]，进而参与转录后基因的表达调控。

多项研究表明，Msi家族蛋白可能通过以下信号通路发挥作用：①Wnt通路：APC和DKK1与β-catenin结合形成复合物后可抑制β-catenin发挥作用，只有当β-catenin从复合物脱落进入细胞核后才能进一步发挥作用，而Msi1可以直接作用于APC及DKK1的mRNA，抑制APC和DKK1的表达从而使β-catenin活化，促进下游C-myc、cyclinD1和cyclinD2的表达，影响细胞的细胞周期和增殖能力^{[9, 10]}。②Notch通路：numb能与Notch受体的胞内段结合，抑制Notch信号通路的激活，而Msi1、Msi2能够与numb mRNA的3’-UTR区结合从而抑制numb的表达，进而激活Notch通路；Msi1还可以通过增强其下游分子HES-1启动子的转录激活，从而促进Hes-1的表达，增强细胞的自我更新能力^{[11, 12]}。③Hedgehog通路：在CD44⁺Msi1⁺的胃癌干细胞中，sonic hedgehog表达量升高，提示Msi1可能与Hedgehog通路相关^[13]。④ERK/MAPK通路：敲除Msi2可以降低ERK、p38的磷酸化水平，使下游蛋白c-myc、c-fos、MAPKAPK2的表达降低，进而抑制ERK/MAPK通路^[14]。⑤JAK2/STAT3通路：该通路在肿瘤转移中发挥重要作用，过表达Msi2会促进JAK2的磷酸化并促进其下游STAT3的作用，沉默Msi2则会产生相反的效果，提示Msi2可通过激活JAK2/STAT3通路促进细胞的迁移侵袭^[15]。⑥p21作为一种经典的抑癌基因，可以促进细胞分化，调控细胞周期，抑制细胞增殖, 其作用与Wnt、Notch、Hedgehog在肿瘤中作用相反，研究表明Msi1可抑制p21 ^{[16, 17]}，从而维持细胞的干性，促进肿瘤细胞的增殖。Musashi家族参与信号通路的机制复杂，目前尚未完全明确，仍有待进一步研究。

Fox等^[18]综合多项研究发现，Msi家族在维持干细胞的干性特征中发挥重要作用，其表达量与干细胞的分化程度呈负相关，表达量越低干细胞的分化程度越高。此外，Msi与肿瘤的分级呈正相关，Msi的表达水平越高，肿瘤恶性程度越高；尤其在血液系统中，当组织细胞基因发生癌性突变，Msi2的表达水平相对上升，肿瘤干细胞自我更新形成更多肿瘤干细胞，同时也可分化成不同异形细胞群；当分化程度相对较高时，肿瘤通常处于慢性期；当Msi2表达水平急剧上升时，分化程度低的肿瘤干细胞大量出现，导致肿瘤的恶性程度增高，进入肿瘤的急变期^[19]。

研究表明，Musashi家族作为候选的肿瘤干细胞标志之一，可能参与了肿瘤的发生与发展。目前，Musashi家族在消化系统肿瘤发生发展中的作用的相关研究也逐渐深入。

Zhao等^[20]对三种食管癌细胞系Het-1A，OE33和JH-EsoAd1进行了Msi1表达水平的检测，结果发现阳性率分别为16%、34%和43%，且与已知干细胞标志CD44、Oct-4相比呈中等阳性，考虑Msi1也可作为一种潜在的干性标志。Bobryshev等^[21]检测了15例食管腺癌，17例Barrett食管及9例食管正常组织中Msi1的表达水平，发现其在食管腺癌中的表达较另外两组明显升高，而Barrett食管组及正常组之间无统计学差异；另外，该研究还发现Msi1在食管高级别上皮内瘤变及早癌中表达量最高。但另有研究发现Msi1在Barrett食管中表达较正常食管黏膜上升，有统计学意义^[22]。Moghbeli等^[23]检测了53例食管鳞癌中Msi1 mRNA表达水平，结果表明食管鳞癌中Msi1 mRNA的表达明显高于正常组织，其中男性Msi1的表达水平明显高于女性，而肿瘤大小、位置、分期、淋巴结转移等方面则无显著统计学差异。Kuroda等^[24]在8例临床分期为Ⅱ-Ⅲ期的食管癌患者接受化疗后检测Msi1，结果提示3例Msi1为阳性，其组织病理学缓解程度低且治疗后短时间内复发，2例Msi1为阴性的患者未复发，推测Msi1可能可作为化疗后组织学改善的预测指标，但需要大样本量的临床研究证实。

Wang等^[25]发现Msi1表达在普通胃炎中仅28%(10/36)，而在癌前病变 (肠上皮化生) 在及胃癌中显著上升，分别为85%(17/20) 和84%(117/139)，提示癌前病变中Msi1的表达升高可能是胃组织发生恶变的前期征兆。研究小组还发现，Msi1的表达量与胃癌T分期及TNM分期密切相关，高表达Msi1的胃癌其恶性程度较高。Kuang等^[26]分别对正常胃黏膜 (36例)、肠上皮化生 (31例)、高级别上皮内瘤变 (41例) 和肠型胃癌 (54例) 中Msi1的表达水平进行了检测，结果表明胃癌中Msi1的表达较其他明显增高，且其表达水平与胃瘤的侵袭和转移具有相关性。CD44、LGR5为已知肿瘤干细胞标志，Simon等^[27]研究发现Msi1在胃癌中与LGR5、CD44均共表达，提示Msi1可能与细胞干性相关，抑制上皮细胞分化作用参与肿瘤的形成。Xu等^[13]研究发现，CD44⁺Msi1⁺的胃癌细胞具有很强的自我更新和增殖能力，考虑其可作为胃癌干细胞的标志之一，且该细胞高表达耐药相关分子SHH、GLL1和ABCG2，表现出较强的抵抗多柔比星诱导的细胞凋亡作用，此外有报道Msi2在紫杉醇耐药的卵巢癌细胞中表达明显升高^[28]，还有研究发现沉默Msi2后可明显增加急性白血病细胞对多柔比星的敏感性^[29]，提示Msi家族可能参与了肿瘤细胞对化疗药物的耐药过程。目前，尚无Msi2与胃癌相关性的临床研究。

研究发现，肝癌细胞系HepG2中过表达Msi1可导致肝癌细胞的生长加快，细胞周期缩短，肿瘤形成加速；而在肝癌HepG2和Huh7细胞系中沉默Msi1后细胞生长明显受到抑制，且明显阻滞细胞周期的G₁/S期，诱导细胞凋亡^[30]，Msi1在肝癌中发挥作用的机制可能是通过下调APC/DKK1来激活Wnt通路，进而调控肿瘤细胞的生长和细胞周期，从而参与肿瘤的形成发展过程^[09]。Wang等^[31]对106例乙肝病毒肝炎相关肝细胞癌进行了Msi2的检测，发现肝细胞癌组织中Msi2的表达明显高于癌旁组织；Msi2可上调β-catenin、LEF-1及TCF-4的表达，进而激活Wnt/β-catenin信号通路，最终促进肝癌的发展。Msi2的表达水平与肝细胞癌的肿瘤大小、分化、TNM分期、血管浸润等密切相关，同时可作为肝细胞癌患者术后总体生存率的独立危险因素；高表达Msi2的肝细胞癌患者也更易复发，提示Msi2有可能成为评估肝癌患者总体生存率和复发风险评估的一个新的标志物。

Liu等^[32]检测了胆囊腺癌 (100例)、癌旁组织 (46例)、腺瘤性息肉 (15例) 及慢性胆囊炎 (35例) 中Msi1的表达，发现胆囊腺癌中Msi1的表达水平明显高于其它三组，且Msi1的表达水平与胆囊腺癌的肿瘤大小、淋巴结转移、肿瘤侵袭能力、临床表现均密切相关；Msi1低表达的胆囊腺癌患者生存期明显优于Msi1高表达的患者。该实验组还研究了Msi1在胆管癌及其癌旁组织中表达情况，发现80例样本中Msi1阳性率为52.2%，明显高于癌旁组织，并可能与胆管癌病理分期、肿瘤大小及淋巴结转移密切相关^[33]。以上研究表明，Msi1可能作为判断胆囊腺癌及胆管癌预后的重要指标之一。

Guo等^[34]检测了130例胰腺导管癌组织中Msi2的表达水平，发现胰腺导管癌组织中的Msi2的表达水平较癌旁组织及正常组织明显增高，与胰腺癌pT分期、局部淋巴结转移、分化及TNM分期均密切相关。过表达Msi2的胰腺癌细胞迁移侵袭增殖能力均明显上升，而干扰Msi2表达后细胞生长缓慢，推测Msi2在胰腺癌形成转移过程中起到了重要作用。他们还发现KLF4可抑制Msi2的表达，且在胃癌细胞及结肠癌细胞中均得到了证实，考虑KLF4在转录翻译水平对Msi2表达调控。Fox等^[35]发现Msi1和Msi2均在胰腺癌患者中高表达，沉默Msi1和Msi2基因，可引起许多下游关键基因的改变，包括具有干细胞调控功能的Wnt7a/Aldh/Lin28及多种癌基因 (cMet/Fos/Fyn) 以及Reg基因家族，从而明显抑制了胰腺癌细胞的生长。该研究小组还采用小鼠胰腺癌模型并进行活体成像追踪Msi表达情况，发现在上皮内瘤变至胰腺癌转变过程中Msi表达呈上升趋势；沉默Msi可显著延长负瘤小鼠的总生存率，应用MRI观察基因敲除Msi2的小鼠胰腺癌肿瘤体积，发现瘤体减小5倍左右，他们还发现利用吉西他滨处理Msi2表达阳性的胰腺癌细胞时，需要增加药物剂量才能发挥其杀伤作用。以上研究表明，Msi在胰腺癌的发展过程中发挥重要作用，并可作为胰腺癌患者的临床预后和细胞耐药的重要指标之一。

Wang等^[36]研究发现，Msi1和Lgr5在人小肠腺癌中共表达，小肠腺癌中Msi1的表达水平明显较癌旁组织高，且与肿瘤细胞肠壁浸润的深度密切相关。Zong等^[37]检测了Msi2在164例结肠癌的表达，发现32.9%的结肠癌患者高表达Msi2，其表达水平与肿瘤的浸润深度、淋巴结转移、远处转移、肝转移、TNM分期和CEA水平密切相关。因此，Msi2的表达水平可作为结肠癌是否转移的预测指标之一。Sureban^[38]及其研究小组发现，结肠癌组织中Msi1的表达水平较癌旁组织明显增高，同时与CD133分子共表达；敲除Msi1明显降低了肿瘤细胞的增殖能力，同时诱导了肿瘤细胞的凋亡；动物成瘤实验结果表明，沉默Msi1后小鼠的瘤体较对照组明显缩小；另外，Msi1沉默后的结肠癌细胞对γ-射线更加敏感，其凋亡明显增加，提示Msi1可能成为反映化疗效果的指标之一。Msi1与Numb和APC结合起到抑制作用从而激活Notch/wnt通路，Lan等发现了一种自然产物gossypol (棉酚) 可以作为Msi1的抑制剂，干扰Msi1-RNA与Numb/APC的结合，进而下调Notch/Wnt通路，抑制肿瘤的生长, 棉酚的主要分解产物gossypolone (Gn) 具有更强的抑制Msi1的能力。Gn可以明显抑制Notch/Wnt信号通路，促进结肠癌细胞的凋亡^[39]，以上研究表明，Msi1在结直肠及小肠癌的致病机理中发挥重要作用，Gn有望用于Msi1过表达的结肠癌的分子治疗。

综上所述，Musashi家族在多种消化系统肿瘤中高表达，可作为肿瘤干细胞标志之一，通过提高或降低mRNA的稳定性调控翻译过程，并通过Wnt、Notch等多条信号通路影响肿瘤的形成和发展。Msi家族与消化系统肿瘤的临床诊断、疾病进展、耐药以及预后密切相关，但其具体作用机制目前仍未完全清楚。因此，进一步研究Msi家族在肿瘤的发生、发展中的作用机理，可为消化系统肿瘤的临床预防、诊断、分子治疗及判断预后提供新的思路。