脆性组氨酸三联体二腺苷三磷酸酶； FHIT
脆弱的组氨酸三联体基因
AP3A水解酶
此条目中涉及的其他实体：
包含脆弱站点 3p14.2； FRA3B，包括
HGNC 批准的基因符号：FHIT
细胞遗传学位置：3p14.2 基因组坐标（GRCh38）：3:59,747,277-61,251,452（来自 NCBI）
▼ 克隆与表达
3p14.2 的 200 至 300 kb 区域，包括脆弱位点 FRA3B（参见细胞遗传学），在多种肿瘤来源的细胞系中被纯合删除。通过覆盖该删除区域的粘粒的外显子扩增，Ohta 等人（1996） 鉴定了一个基因，并将其命名为脆弱组氨酸三联体（FHIT）。 FHIT 基因是组氨酸三联体基因家族的成员，编码与粟酒裂殖酵母中的 aph1 基因相似的蛋白质。
巴恩斯等人（1996） 发现 FHIT 蛋白是一种 147 个氨基酸的 AP3A 水解酶（EC 3.6.1.29）。
▼ 基因结构
太田等人（1996） 确定 FHIT 基因包含分布在至少 500 kb 上的 10 个外显子。
▼ 测绘
通过序列分析，Ohta 等人（1996） 将 FHIT 基因定位到染色体 3p14.2。
▼ 基因功能
巴恩斯等人（1996） 将 FHIT 鉴定为 AP3A 水解酶。他们指出，FHIT 的首选底物 AP3A（二腺苷 5-prime,5-triple prime-P（1）,P（3）-三磷酸）和 AP4A（参见 602852）已被认为具有各种细胞内功能，包括调节DNA 复制和信号应激反应。组氨酸三联体的保守残基是酶活性所必需的。
Shi 等人使用酵母 2 杂交筛选来寻找与体内 FHIT 蛋白相互作用的蛋白（2000） 发现 UBC9（601661） 与 FHIT 特别相关。 UBC9 C 末端的最后 21 个氨基酸似乎对其生物活性并不重要，因为删除这些氨基酸的 UBC9 突变体仍然可以恢复同源 UBC9 基因中含有温度敏感突变的酵母的正常生长。突变分析表明 UBC9 与 FHIT 的 C 端部分相关。 FHIT 和 UBC9 之间的相互作用似乎孤立于 FHIT 的酶活性。鉴于酵母 UBC9 参与 S 期和 M 期细胞周期蛋白的降解，Shi 等人（2000） 得出结论，FHIT 可能通过其与 UBC9 的相互作用参与细胞周期控制。
佩卡斯基等人（2004）指出，已经报道了大量描述 FHIT 在多种人类恶性肿瘤中失活并证明 FHIT 的肿瘤抑制潜力的数据，并试图确定 FHIT 诱导细胞凋亡和抑制癌细胞生长的途径。他们证明 FHIT 是 SRC 蛋白激酶（190090） 酪氨酸磷酸化的靶标。他们表明，SRC 在体外和体内磷酸化 FHIT 的酪氨酸 114，从而深入了解参与 FHIT 信号传导的生化途径。
韦斯克等人（2007） 表明 FHIT 与人胚胎肾细胞中淋巴增强子结合因子 1（LEF1; 153245）、T 细胞因子（参见 TCF7; 189908） 和 β-连环蛋白（CTNNB1; 116806） 的复合物相关。 FHIT 直接与 β-连环蛋白（经典 Wnt（参见 164820）信号通路的主要组成部分）的 C 端结构域结合，并抑制靶基因的转录，包括细胞周期蛋白 D1（CCND1; 168461）、AXIN2（604025）、MMP14（600754）和生存素（BIRC5；603352）。 FHIT 的敲低可逆转这些效应，但同时敲低 β-连环蛋白时未检测到这种逆转。对 FHIT 二腺苷-多磷酸水解酶活性至关重要的残基（his96） 的突变表明，β-连环蛋白介导的转录下调不需要 FHIT 酶活性。染色质免疫沉淀分析揭示了 FHIT/β-连环蛋白复合物招募至靶基因启动子的情况。在软琼脂测定中，FHIT 和 β-连环蛋白调节人乳腺癌细胞系的贴壁依赖性生长。韦斯克等人（2007） 得出结论，FHIT 在调节 β-catenin 介导的基因转录中发挥着重要作用。
FHIT 在癌症中的作用
太田等人（1996） 在大约 50% 的食管癌、胃癌和结肠癌中发现了异常的 FHIT 转录本。
索齐等人（1996） 分析了一系列小细胞（SCLC） 和非小细胞（NSCLC） 型肺癌中的 FHIT 基因结构和转录。通过 RT-PCR 研究了肿瘤和正常组织的 FHIT 转录本。在 14 个 SCLC 肿瘤中的 11 个中，发现了异常大小的转录本。其中 9 个病例中同时存在正常和异常大小的转录本。在 25 个 NSCLC 肿瘤中的 18 个中发现了异常转录；在这些肿瘤中，有 1 或 2 个大小异常的条带，但总是伴有正常大小的转录物。作者推测正常大小的转录本反映了肿瘤内正常细胞的存在。索齐等人（1996） 报道了 FHIT 基因座内部和侧面的微卫星标记杂合性丢失。 12 个表现出异常 FHIT 转录本的信息性肿瘤中有 11 个在 1 个或多个测试基因座处显示等位基因丢失。作者推测，在这些肿瘤中，FHIT 基因失活是通过 1 个等位基因丢失和其余等位基因表达改变的机制发生的。他们进一步推测，FHIT 基因功能的丧失可能导致细胞内高水平的四磷酸二腺苷的持续积累，并刺激 DNA 合成和增殖。索齐等人（1996） 提出，物理、化学和生物制剂可能会导致含有脆弱位点的基因发生断裂。
维吉里奥等人（1996） 指出，头颈癌（HNSCC；275355） 占西方国家所有癌症的 3%。在印度等一些地理区域，这些癌症所代表的癌症比例高达45%； 90% 至 95% 的头颈癌属于鳞状细胞癌。烟草和酒精已被认为是这些癌症的病因因素。在 HNSCC 中已发现多个杂合性丢失（LOH） 区域。 9p 区域的基因改变率最高（75%），LOH 与 CDKN2（600160） 抑癌基因有关。第二频繁的改变涉及 3p（45% 至 55%）。维吉里奥等人（1996） 通过 Southern 分析检查了 26 个 HNSCC 细胞系 FHIT 位点内的缺失，通过荧光原位杂交检查了 FHIT 特定外显子的等位基因丢失，并检查了 FHIT 转录本的完整性。 26 个细胞系中的 3 个在 FHIT 基因内表现出纯合缺失，55%（25 个中的 15 个）显示异常转录本，65%（20 个中的 13 个）显示多个细胞群丢失了 FHIT 等位基因的不同部分。将数据合并后，26 个细胞系中有 22 个显示出 FHIT 基因的至少 1 个等位基因发生改变。因此，Virgilio 等人（1996） 得出结论，FHIT 功能的丧失可能在头颈癌的发生和/或进展中很重要。
Morikawa 等人使用蛋白质印迹分析（2000） 发现 47% 的结直肠腺瘤表现出 FHIT 蛋白表达的改变，频率高于 KRAS2（190070）。 FHIT蛋白的量与不典型增生的程度呈负相关。 27% 的低度不典型增生腺瘤表现出 FHIT 蛋白表达的改变。此外，结肠癌细胞系SW480中FHIT蛋白的表达表现出显着的生长抑制，并使SW480细胞与对照细胞相比高度容易发生细胞凋亡。这些发现表明，FHIT 基因表达的改变是结直肠肿瘤发展的早期异常，并且 FHIT 蛋白可能充当肿瘤抑制因子。
李等人（2001） 检查了胃癌中 FHIT 基因的基因组改变和异常表达，以确定它是否是胃癌发生过程中常见的改变目标。他们的结论是，异常 FHIT 转录本的高频率、D3S1300 处 LOH 的显着比率以及 FHIT 蛋白表达的改变表明 FHIT 基因的改变在胃癌发生中发挥重要作用。
霍尔巴赫等人（2002） 检查了 6 名 Muir-Torre 综合征患者的眼周皮脂腺癌活检标本（158320）。他们发现，仅在 1 名微卫星不稳定患者的 1 例皮脂腺癌中可检测到 FHIT 蛋白。其余 5 例皮脂腺癌中未检测到 FHIT，没有显示微卫星不稳定的证据。作者得出结论，FHIT 肿瘤抑制基因失活或导致微卫星不稳定的错配修复系统失活可能导致 Muir-Torre 综合征中眼周皮脂腺癌的发生。
Huebner 和 Croce（2003） 回顾了原发性肿瘤中 FHIT 的突变以及相关的临床特征。他们指出，自1996年发现FHIT基因以来，已经发表了350多份研究报告。他们总结的数据表明，FHIT 在许多人类肿瘤中发生了改变，特别是由环境致癌物（例如烟草烟雾中存在的致癌物）引起的肿瘤。在许多此类肿瘤中，特别是在由烟草或其他环境致癌物诱发的肿瘤中，FHIT 的改变在致癌的多步骤过程中很早就发生。 Huebner and Croce（2001）表明FHIT阴性癌细胞对FHIT的表达非常敏感；例如，感染FHIT重组病毒可以引起实验动物肿瘤的消退和预防。因此，预测用于治疗和预防 FHIT 阴性人类癌症的基因治疗方法的发展是合乎逻辑的。
▼ 细胞遗传学
涉及 FHIT 的易位
科恩等人（1979） 观察到与早发、双侧和多灶性透明细胞肾癌相关的结构性相互 t（3;8） 易位（144700）。 Wang 和 Perkins（1984） 证明 3 号染色体上的断裂位点位于 3p14.2。 3p14.2 区域的另一个细胞遗传学标志是 FRA3B 脆弱位点（Markkanen 等，1982）。 3p14.2 的 200 至 300 kb 区域（包括 FRA3B）在多个肿瘤来源的细胞系中被纯合删除。太田等人（1996） 确定 FHIT 的三个 5-prime 非翻译外显子是肾癌相关 3p14.2 断点的着丝粒，其余外显子是该易位断点的端粒，并且外显子 5 位于纯合缺失的脆弱区域内。
格米尔等人（1998）研究了科恩等人的家庭（1979） 其中，宪法性相互 t（3;8） 易位与早发、双侧和多灶性透明细胞肾癌相关。之前的研究表明，3p14.2断点中断了FHIT基因的5素非编码区；然而，FHIT 与肾脏或其他恶性肿瘤之间的因果关系存在争议。格米尔等人（1998） 表明 8q24.1 断点区域编码 664 个氨基酸的多膜跨膜蛋白 TRC8（603046），与遗传性基底细胞癌/节段极性基因“Patched”相似（PTCH；601309）。在 3;8 易位中，TRC8 与 FHIT 融合，并在甾醇感应结构域内被破坏。相反，FHIT 编码区得以保留并表达。
格尔茨等人（1997） 发现 FHIT 参与与 HMGIC（600698） 的易位衍生融合，HMGIC 是多种良性肿瘤的致病基因。
脆弱场地 FRA3B
染色体 3p14.2 上的 FRA3B 是组成型阿菲迪霉素（APH） 诱导的脆弱位点中最常见的位点（Markkanen 等，1982）。
拉索尔等人（1996） 研究了脆弱位点 FRA3B 的结构，并将其与其他脆弱位点的结构进行比较，例如 FRAXA（参见 309550）和 FRAXE（309548）。他们使用重组 pSV2neo 质粒作为选择常见脆弱位点的手段，在 3p14.2 区域构建了跨越 85 kb 基因组 DNA 的基因组克隆的部分重叠群。该重叠群距离 t（3;8） 组成重排约 350 kb。罕见的脆弱位点通常与（CGG）n 重复序列相关。然而，通过测序和 Southern 分析 Rassool 等人（1996） 既没有发现（CGG）n 重复序列，也没有发现与 85 kb 重叠群内罕见的脆弱位点相关的其他序列。来自该重叠群的基因组克隆与诱导表达断裂的中期染色体的荧光原位杂交显示邻近染色体断裂的杂交，并且有时杂交信号跨越断裂。拉索尔等人（1996） 得出结论：（1） 常见脆弱点 FRA3B 的破损可能与罕见脆弱点的破损不同，（2） 常见脆弱点的破损可能发生在大区域内的不同位置。
染色体脆弱位点可能是“薄弱环节”的假设是成立的。导致癌症特异性染色体重排热点的结果得到了 FHIT 基因内大量癌细胞纯合缺失和家族易位的发现的支持，该基因包含常见的脆弱位点 FRA3B。 Inoue 等人通过对 FRA3B/FHIT 基因座的 276 kb 和 22 个相关癌细胞删除终点进行序列分析（1997） 证明该位点是长散布核元件（LINE） 序列之间同源重组的常见目标，导致 FHIT 基因内部缺失，这可能是由于致癌物质诱导的 FRA3B 脆弱位点损伤的结果。
为了确定某些个体的 FRA3B 脆弱性是否增加，这可能会增加 3p14.2 断裂或缺失的风险，Stein 等人（2002） 检查了吸烟者、非吸烟者和 SCLC 患者的脆弱位点表达。他们发现，与不吸烟者和已戒烟的诊断为 SCLC 的患者相比，活跃吸烟者表现出脆弱位点表达（包括 FRA3B）的频率显着更高。这些结果表明，主动接触烟草会增加染色体脆弱位点的表达，并且这种脆弱性是短暂且可逆的。
FRA3B 在许多不同的癌症中被删除，包括宫颈癌。贝克尔等人（2002） 提出的证据表明，脆弱性延伸到包含 5 个基因（包括 FHIT）的 4 Mb 区域。对一组宫颈肿瘤衍生细胞系的 FRA3B 基因表达分析表明，FRA3B 内的 5 个基因中有 3 个受到异常调节。对 FRA3B 之外的基因进行的类似分析表明，周围的基因没有异常表达。
江等人（2009） 分析了断裂水平最高的 6 个人类常见脆弱位点（CFS） 内的染色质修饰模式，包括 FRA3B 和 FRA16D（参见 605131）及其周围的非脆弱区域。大多数分析的 CFS 的染色质组蛋白乙酰化程度明显低于周围非脆性区域的组蛋白乙酰化程度。曲古抑菌素 A 和/或 5-氮杂脱氧胞苷治疗减少了 CFS 的染色体断裂。最常表达的 CFS FRA3B 处的染色质比侧翼非脆弱序列的染色质对微球菌核酸酶具有更强的抵抗力。作者得出结论，组蛋白低乙酰化是 CFS 的特征性表观遗传模式，CFS 内的染色质可能比非脆弱区域的染色质相对更紧凑，表明染色质构象在 CFS 基因组不稳定中发挥作用。江等人（2009） 假设 CFS 处组蛋白乙酰化的缺乏可能导致 CFS 对复制应激特征的反应缺陷，从而导致这些区域的遗传不稳定特征。
为了研究染色体常见脆弱位点对 APH 诱导的复制应激的异常敏感性，Palakodeti 等人（2010） 检查了 FRA3B 50 kb 区域内的复制动态，FRA3B 是最常表达的 CFS。在未经处理的细胞中，与位于非脆弱区域内的 3 个对照起点相比，FRA3B 复制起点 1 至 3（总共 4 个）处新复制的 DNA 明显较少。在 APH 处理的细胞中，测试的所有 4 个 FRA3B 起点和 3 个对照起点均呈活性；然而，在对照起点处，以及在较小程度上，在 FRA3B 起点 1 至 3 处，新生链 DNA 显着增加。 Palakodeti 等人（2010） 假设 CFS 起源可能效率较低，并且 aphidicolin 处理可能会在更大程度上减缓这些起源附近的复制叉运动，导致 DNA 复制受损，并最终导致 CFS 的遗传不稳定特征。
莱泰西尔等人（2011） 表明，FRA3B（人类淋巴细胞中最活跃的常见脆弱位点）的脆弱性并不依赖于叉的减慢或停滞，而是依赖于起始事件的缺乏。事实上，在类淋巴母细胞中，但在成纤维细胞中则不然，起始事件被排除在延伸约 700 kb 的 FRA3B 核心之外，这迫使来自侧翼区域的分叉经过很长的距离才能完成复制。莱泰西尔等人（2011） 还表明，侧翼区域的起源在 S 阶段中期发生，使得该地点在叉子减速时不完全复制。值得注意的是，FRA3B 不稳定性是表现出这种特定起始模式的细胞所特有的。事实上，哺乳动物细胞中的起源设置和复制时间都具有高度可塑性，这一事实解释了他们观察到的常见脆弱位点不稳定性的组织特异性。因此，Letessier 等人（2011）提出，常见的脆弱位点对应于在给定细胞类型中完成复制的最新起始贫乏区域。由于历史原因，常见的脆弱位点基本上已在淋巴细胞中定位。因此，在绘制每种肿瘤起源的细胞类型中的脆弱位点图谱后，应重新评估肿瘤中常见的脆弱位点对染色体重排的贡献。
▼ 动物模型
为了研究 Fhit 基因在肿瘤致癌物诱导中的作用，Fong 等人（2000） 灭活小鼠胚胎干细胞中的 1 个 Fhit 等位基因，产生具有灭活 Fhit 等位基因（+/-） 的 F1 小鼠。 Fhit +/+和+/-小鼠用亚硝基甲基苄胺胃内治疗并在治疗后观察10周。 25% 的 +/+ 小鼠出现前胃腺瘤或乳头状瘤，而 100% +/- 小鼠则出现多种肿瘤，其中包括腺瘤、鳞状乳头状瘤和前胃浸润性癌，以及皮脂腺肿瘤。缺乏Fhit蛋白的内脏和皮脂腺肿瘤与Muir-Torre家族性癌症综合征的特征相似。
扎内西等人（2001） 证明，在 1 个或两个 Fhit 等位基因失活的小鼠中观察到的自发肿瘤和诱导肿瘤的肿瘤谱相似，表明 Fhit 可能是某些组织中的一次性肿瘤抑制基因。
杜蒙等人（2001） 使用在 Fhit +/- 小鼠中表达人类 FHIT 基因的腺病毒或腺相关病毒载体，通过口服基因转移来抑制肿瘤的发展，这些小鼠在暴露于致癌物后容易发生肿瘤。他们认为，FHIT 基因疗法不仅可以成为一种新的临床方法，不仅可以治疗早期癌症，还可以预防人类癌症。
白石等人（2001） 比较了人类 FRA3B/FHIT 和小鼠 Fra14a2/Fhit 基因座内的直系同源脆弱区域。他们对超过 600 kb 的小鼠基因座进行了测序，覆盖了与 FRA3B 基因脆弱中心同源的区域，并确定了小鼠肾癌细胞系中的 Fhit 缺失断点。与人类 FRA3B 一样，小鼠基因座的特点是 AT 含量高。 2 个序列的比对表明，这个脆弱区域在进化上是稳定的，尽管它对有丝分裂重组敏感，从而抑制 DNA 复制。还有几个不寻常的高度保守区域（HCR）。小鼠 Fhit 基因座位于小鼠 14 号染色体着丝粒附近，是阿非迪霉素诱导的常见脆弱位点。
