IER3 基因：肿瘤中的双面 “角色”—— 既是致癌基因又是抑癌基因

为探究 IER3 基因在肿瘤中的作用机制，研究人员以宫颈癌细胞和神经母细胞瘤细胞为模型，发现其通过 EGR2 和 ADAM19 发挥双重功能，为肿瘤治疗提供新方向。

　　在生命科学和医学领域，肿瘤的发生发展机制一直是研究的重点。基因在肿瘤中所扮演的角色极为复杂，其中 IER3 基因更是引起了众多科研人员的关注。IER3 基因属于立即早期反应基因家族，它能对多种刺激迅速作出反应，参与细胞凋亡、增殖、分化以及 DNA 修复等重要过程。然而，在肿瘤研究中，IER3 基因的表现却充满矛盾。在不同类型的癌症里，它时而像个 “帮凶”，促进肿瘤发展；时而又似 “卫士”，抑制肿瘤生长。这种复杂的功能特性使得我们对它在肿瘤发生发展过程中的具体作用机制知之甚少，也给肿瘤的诊断和治疗带来了挑战。

为了深入了解 IER3 基因在肿瘤中的奥秘，来自瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）的研究人员开展了相关研究。他们的研究成果发表在《Cancer Gene Therapy》杂志上，为肿瘤研究领域带来了新的曙光。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是 RNA 测序技术，通过对不同细胞系进行 RNA 测序，分析基因表达谱，找出差异表达基因；二是染色质免疫沉淀测序（ChIP 测序），用于探究 IER3 蛋白在基因组上的结合位点，明确其调控的靶基因；三是细胞功能实验，包括细胞增殖、侵袭、迁移等实验，以及细胞周期分析和凋亡检测，以此来验证 IER3 基因及其靶基因对肿瘤细胞生物学行为的影响。研究中使用的细胞系包括 HeLa、SH-SY5Y、SK-N-BE (2) 和 KELLY 细胞，这些细胞系为研究提供了重要的实验模型。

下面来看具体的研究结果：

1. IER3 是 NB 中的 P53 响应基因：研究人员先前发现，在 NB 细胞系中激活 p53 后，IER3 基因表达增加。为进一步验证，他们在 SH-SY5Y 和 SK-N-BE (2) 这两种 NB 细胞系中，利用 p53 siRNA 进行瞬时转染。结果显示，在含有野生型 p53 的 SH-SY5Y 细胞系中，p53 敲低后 IER3 的 mRNA 和蛋白水平显著降低；而在 p53 突变的 SK-N-BE (2) 细胞系中，IER3 表达无明显变化。这一结果证实了 IER3 是 NB 中的 p53 响应基因。
2. IER3 在 NB 中起抑癌基因作用：研究人员在临床数据中观察到，在 NB 患者中，IER3 高表达预示着良好的预后，低表达则与较差的预后相关，且 IER3 与 MYCN 表达呈负相关。为深入探究 IER3 在 NB 中的作用，他们构建了 IER3 功能缺失（shRNA）的稳定细胞系。功能实验表明，IER3 敲低后，NB 细胞系的增殖、集落形成和侵袭能力显著增强，细胞周期在 S 期发生阻滞，肿瘤体积和重量增加。这一系列实验结果表明，IER3 在 NB 细胞中具有抑癌特性。
3. IER3 介导的促生存途径的特征：对 IER3 敲低细胞的 RNA 测序数据进行功能富集和基因本体（GO）通路分析，发现不同细胞系存在特异性通路。例如，SH-SY5Y 细胞系主要涉及 DNA 复制起始通路，而 SK-N-BE (2) 和 KELLY 细胞系则与血管成熟通路相关。研究人员进一步验证了相关基因的作用，结果表明 IER3 参与了 SH-SY5Y 细胞的 DNA 复制和修复功能。
4. IER3 依赖的致癌和抑癌通路的特征：研究人员对比分析了宫颈癌和 NB 癌症模型中差异调节的基因，发现 EGR2 和 ADAM19 基因在两种模型中的表达模式相反。在 HeLa 细胞中，IER3 敲低后 EGR2 表达降低，ADAM19 表达升高；在 NB 细胞系中则相反。通过染色质免疫沉淀（ChIP）实验发现，IER3 敲低后，EGR2 和 ADAM19 启动子区域的染色质修饰发生改变，这与它们的表达变化一致。ChIP 测序和 ChIP-qPCR 实验证实，IER3 能够结合到 EGR2 和 ADAM19 的启动子区域，调控它们的功能。临床数据显示，EGR2 高表达与 NB 和宫颈癌患者的不良预后相关，ADAM19 高表达则与良好预后相关。这表明 EGR2 和 ADAM19 是 IER3 的真正靶基因，IER3 通过差异调控它们的表达，发挥致癌或抑癌功能。
5. IER3 通过 EGR2 调控的 C-JUN 和 FOS 通路发挥致癌功能：研究人员通过 RNA 测序和 ChIP 测序数据，发现 EGR2 在 IER3 依赖的致癌功能中起关键作用。下调 HeLa 和 NB 细胞系中的 EGR2，导致细胞增殖减少、凋亡增加。在 IER3 敲低的细胞中，过表达 EGR2 可恢复细胞增殖并减少凋亡，而下调 EGR2 则产生相反效果。这表明 EGR2 在 IER3 下游发挥作用，能够挽救 IER3 敲低带来的表型变化。进一步研究发现，EGR2 通过激活 c-Jun/Fos 通路，促进细胞增殖和存活，从而推动肿瘤进展。IER3 敲低导致 HeLa 细胞中 JUN 和 FOS 基因表达降低，凋亡标志物增加；而过表达 EGR2 可恢复 JUN 和 FOS 基因表达，降低凋亡标志物水平。这些结果证实，IER3 的致癌功能主要通过 EGR2 控制的 FOS/JUN 通路调节。
6. IER3 的抑癌功能通过 ADAM19 介导：ADAM19 作为抑癌基因，在 IER3 敲低的 HeLa 细胞中激活，在 IER3 敲低的 SH-SY5Y 细胞中下调。下调 ADAM19 可显著增加 HeLa 和 SH-SY5Y 细胞的迁移和侵袭能力；在 IER3 敲低的 SH-SY5Y 细胞中过表达 ADAM19，可抑制细胞侵袭能力；在 IER3 敲低的 HeLa 细胞中下调 ADAM19，则细胞侵袭能力增强。这表明 ADAM19 在调节 IER3 的致癌和抑癌功能中起关键作用。

综合上述研究结果，IER3 在肿瘤中具有双重作用，既可以作为致癌基因，也可以作为抑癌基因，其功能取决于细胞环境。IER3 通过直接作用于 EGR2/FOS/JUN 和 ADAM19 通路，实现这一双重功能。该研究首次揭示了 IER3 在 NB 中的抑癌特性，为理解 NB 的发生发展机制提供了新的视角，也为肿瘤治疗提供了潜在的新靶点。例如，在神经母细胞瘤治疗中，增强 IER3 表达可能有助于抑制肿瘤生长；而在宫颈癌治疗中，抑制 IER3 表达或许能减少肿瘤的发生发展。未来，针对 IER3 及其相关通路的研究，有望开发出更具针对性的肿瘤治疗策略，为癌症患者带来新的希望。