[发明专利]驱动蛋白样蛋白KIF1B的转移相关功能和预测肿瘤患者预后的标志物用途及其应用方法

说明书

技术领域

本项目属于已知基因的新功能、新用途和应用方法的发明。具体讲是发现了已知基因KIF1B的肿瘤转移相关的新功能，并可作为肿瘤患者预后预测的分子标志物和治疗靶点；公开了基于KIF1B基因mRNA和蛋白表达水平预测乳腺癌患者预后的方法。

技术背景

恶性肿瘤患者原发肿瘤细胞血行播散导致的远处脏器转移是癌症患者治疗失败和死亡的关键。肿瘤转移相关基因的发现可以为肿瘤转移机制的研究提供线索，为转移的早期诊断提供分子标志，为患者的预后评估提供客观指征，为抗转移治疗提供分子靶点。

驱动蛋白样蛋白KIF1B(kinesin family member 1B)基因定位于人染色体1p36.2，DNA全长约170Kb。KIF1B蛋白属于驱动蛋白(kinesin)家族^[1，2]，基因转录通过选择性剪接产生两个主要的蛋白亚型：由7.8Kb mRNA编码的分子量130KDa的KIF1Bα和10Kb mRNA编码的分子量204KDa的KIF1Bβ。两者N端结构相同，都为微管驱动区，具有微管驱动功能和ATP酶活性；C端结构不同，KIF1Bβ的C端有PH功能域，参与蛋白质-蛋白质作用，可能与细胞内结构相互联系，而KIF1Bα的C端没有PH功能域^[3]。这种分子结构的差异决定了两者功能的差异^[4]，KIF1Bα沿微管顺向转运线粒体^[5]，KIF1Bβ主要运输突触小泡前体参与神经-神经突触传递、神经-肌肉突触传递过程。KIF1B蛋白亚细胞定位于细胞质，主要聚集在胞质囊泡状和小管状结构，包括线粒体、微管、微管相关复合体、细胞质囊泡及细胞质囊泡膜等。该蛋白广泛分布于成人和胎儿的脑、骨髓、脾脏、骨骼肌等正常组织，尤其聚集在分化的神经细胞中，提示其在多种组织特别是神经组织中发挥功能作用，还可能在胚胎发育过程中有重要作用^[3，6]。KIF1B结合到葡萄糖载体结合蛋白(Glucose Transporter Binding Protein，GLUT1CBP)，使葡萄糖载体和细胞骨架相连，提示其为细胞骨架驱动蛋白^[7]。Zhao等^[8]指出KIF1B基因的ATP结合部位突变(Q98L)可引起进行性神经性肌萎缩(Charcot-Marie-Tooth neuropathy type2A，CMT2A)^[9]，是CMT2A的致病基因，因此KIF1B基因也称CMT2A；敲除KIF1B基因的小鼠由于神经系统缺陷出生时即死亡，恢复表达KIF1B基因可使这些受损的神经元修复存活，提示KIF1B具有ATP酶活性，可为轴突运输提供能量，在神经系统发育和神经传导过程中起重要作用。

研究发现包括神经系统肿瘤在内的多种肿瘤中都存在KIF1B表达缺失^[10]，特别是在同时伴有其它相邻的染色体1p基因表达缺失的条件下(如CHD5)，KIF1B表达下调引起肿瘤发生^[11]。Schlisio等^[12]研究发现KIF1B受上游转录调控因子脯氨酰羟化酶3(EGL nine homolog 3，EglN3)的作用调节神经细胞凋亡，提示KIF1B有介导凋亡诱导作用。进一步研究还发现KIF1B基因突变，mRNA表达下调，产生凋亡抑制使神经祖细胞永生化，最终导致神经嵴源性肿瘤包括嗜咯细胞瘤、神经母细胞瘤等。

目前，关于KIF1B的研究报道都是关于分子结构和基于分子结构的生物学功能的研究，但KIF1B基因的改变对于细胞生物学行为的影响、与组织病理学改变的关系、以及基因表达量检测方法和应用的研究还是空白。

发明内容

为了发现新的肿瘤转移相关基因，我们利用高通量表达谱基因芯片，比较远处转移阳性乳腺癌患者与远处转移阴性乳腺癌患者原发癌的基因表达差异，对筛选得到的在多病例中有共同差异表达趋势的基因，进一步采用实时定量RT-PCR方法，通过大样本量有5年以上随访的乳腺癌病例的验证，发现了KIF1B的转移相关基因的新功能。

建立了定量RT-PCR检测KIF1B mRNA表达量的方法；经大样本量的临床病例检测，发现KIF1B mRNA水平与乳腺癌的多种临床病理因素及转移预后相关，与患者无转移生存期呈负相关，因此，KIF1B mRNA可作为乳腺癌患者预后预测的分子标志物；确定了基于KIF1BmRNA表达量可以区分预后好和预后差的患者群的临界值，高于临界值的患者判断判断为预后好，低于临界值的患者为预后差。

主要发明如下：