FHIT基因；脆性组氨酸三联体基因 (FHIT 3p14.2)

200p至300kb的3p14.2区域，包括脆弱位点FRA3B（参见CYTOGENETICS），在多种肿瘤来源的细胞系中被纯合缺失。通过从覆盖该缺失区域的粘粒中扩增外显子，Ohta等人（J.Biol.Chem。），（1989）（1996）鉴定了一个基因，他们将其命名为易碎的组氨酸三联体（FHIT）。FHIT基因是组氨酸三联体基因家族的成员，编码一种类似于粟酒裂殖酵母中aph1基因的蛋白质。

巴恩斯等（1996）发现FHIT蛋白是147个氨基酸的AP3A水解酶（EC 3.6.1.29）。

细胞遗传学位置：3p14.2
基因座标（GRCh38）：3：59,747,276-61,251,451

▼ 基因结构
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Ohta等（1996）确定FHIT基因包含分布在至少500 kb的10个外显子。

▼ 测绘
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通过序列分析，Ohta等（1996）将FHIT基因定位到3p14.2染色体上。

▼ 基因功能
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巴恩斯等（1996年）确定FHIT为AP3A水解酶。他们指出，FHIT优选的底物AP3A（腺苷5-prime，5-triple-P（1），P（3）-三磷酸）和AP4A（参见602852）已被提议具有多种细胞内功能，包括调节DNA复制和信号应激反应的过程。组氨酸三联体的保守残基对于酶活性是必需的。

Shi等人使用酵母2杂交筛选来搜索与FHIT蛋白质在体内相互作用的蛋白质（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学活性并不重要，因为带有这些氨基酸缺失的UBC9突变体仍可以恢复同源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末端部分有关。FHIT和UBC9之间的相互作用似乎孤立于FHIT的酶活性。考虑到酵母UBC9参与了S和M期细胞周期蛋白的降解，Shi等人（2000年）结论认为FHIT可能通过与UBC9的相互作用参与细胞周期控制。

Pekarsky等（2004年）指出，已有大量数据描述了多种人类恶性肿瘤中FHIT的失活并证明了FHIT的抑癌潜力，并试图确定FHIT诱导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在体外和体内都使FHIT的酪氨酸114磷酸化，从而洞察了涉及FHIT信号传导的生化途径。

Weiske等（2007）显示FHIT与人类胚胎肾细胞中的淋巴增强因子结合因子-1（LEF1; 153245），T细胞因子（见TCF7; 189908）和β-连环蛋白（CTNNB1; 116806）的复合物有关。FHIT直接与β-catenin的C末端结构域结合，β-catenin是经典Wnt 信号通路的主要组成部分（请参见164820），并抑制了靶基因的转录，包括cyclin D1（CCND1; 168461），AXIN2（604025），MMP14（600754）和survivin（BIRC5; 603352）。击倒FHIT可以逆转这些作用，但同时击倒β-catenin时未检测到这种逆转。对FHIT腺苷多磷酸水解酶活性至关重要的残基突变（his96）表明，FHIT酶促活性不是下调β-catenin介导的转录所必需的。染色质免疫沉淀分析显示FHIT /β-catenin复合物募集到靶基因启动子。在软琼脂试验中，FHIT和β-catenin调节人乳腺癌细胞系中的锚定非依赖性生长。Weiske等（2007年）得出结论，FHIT在调节β-catenin介导的基因转录中起主要作用。

FHIT在癌中的作用

Ohta等（1996年）在大约50％的食道癌，胃癌和结肠癌中发现了异常的FHIT转录本。

Sozzi等（1996）分析了FHIT基因的结构和转录在一系列小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC）中的作用。通过RT-PCR研究了来自肿瘤和正常组织的FHIT转录本。在14例SCLC肿瘤中，有11例发现异常大小的转录本。这些病例中有9例既有正常大小的转录本，也有异常大小的转录本。在25例NSCLC肿瘤中，有18例发现异常转录本。在这些肿瘤中，有1或2个异常大小的条带，并总是伴有正常大小的转录本。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。Sozzi等（1996）报道了FHIT基因座内部和侧面的微卫星标记的杂合性丧失。表现出异常FHIT转录的12种信息性肿瘤中，有11种在1个或多个基因座处显示等位基因缺失。作者推测在这些肿瘤中，FHIT基因的失活是通过丢失1个等位基因和改变其余等位基因的表达的机制而发生的。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氢腺苷的组成性积累，并刺激DNA的合成和增殖。Sozzi等（1996年）提出，由于物理，化学和生物制剂的作用，含有脆弱位点的基因可能发生断裂。

Virgilio等（1996）指出，头颈癌（HNSCC; 275355）占西方国家所有癌症的3％。在某些地理区域，例如印度，以这些癌症为代表的癌症比例高达45％；而 90％至95％的头颈癌属于鳞状细胞类型。烟草和酒精已被认为是这些癌症的病因。HNSCC中已鉴定出杂合性缺失（LOH）的几个区域。9p区域表现出最高的基因改变率（75％），LOH与CDKN2（600160）抑癌基因有关。第二常见的变化涉及3p（45％至55％）。Virgilio等（1996）通过Southern分析，对26个HNSCC细胞系进行了FHIT基因座内的缺失检测，FHIT特定外显子的等位基因丢失（通过荧光原位杂交）以及FHIT转录本的完整性。26种细胞系中的3种在FHIT基因内表现出纯合缺失，55％（25种中的15种）显示了异常的转录本，65％（20种中的13种）显示了多个细胞群，但FHIT等位基因的不同部分丢失了。合并数据后，在26个细胞系中有22个显示FHIT基因的至少1个等位基因发生了改变。因此，Virgilio等（1996年）得出结论，FHIT功能丧失可能在头颈癌的发展和/或进展中很重要。

使用Western blot分析，Morikawa等（2000年）发现47％的结肠直肠腺瘤的FHIT蛋白表达发生了改变，其频率高于KRAS2的表达频率（190070年）。FHIT蛋白的量与发育异常的程度呈负相关。27％的低度发育不良腺瘤显示FHIT蛋白表达改变。此外，与对照细胞相比，FHIT蛋白在结肠癌细胞系SW480中的表达表现出明显的生长抑制作用，并使SW480细胞高度易受凋亡的影响。这些发现表明，FHIT基因表达的改变是结直肠肿瘤发展中的早期异常，并且FHIT蛋白可能起着抑癌作用。

Lee等（2001）研究了胃癌中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改变的频繁靶点。他们得出结论，异常FHIT转录物的频率高，D3S1300处LOH的发生率高以及FHIT蛋白表达的改变都表明FHIT基因的改变在胃癌的发生中起着重要作用。

Holbach等（2002年）检查了6例Muir-Torre综合征患者的眼周皮脂腺癌的活检标本（158320）。他们发现，在1例微卫星不稳定患者中，只有1例皮脂腺癌中可检测到FHIT蛋白。在剩余的5个皮脂腺癌中未检测到FHIT，这表明没有微卫星不稳定性的证据。作者得出的结论是，FHIT抑癌基因的失活或错配修复系统的失活导致微卫星不稳定性可能会导致Muir-Torre综合征的眼周皮脂腺癌的发展。

Huebner and Croce（2003）回顾了原发性肿瘤中FHIT的突变及其相关的临床特征。他们指出，自从FHIT基因于1996年被发现以来，已经发表了350多个研究报告。他们总结的数据表明，FHIT在许多人类肿瘤中都有改变，尤其是在由环境致癌物（例如烟草烟雾中存在）引起的肿瘤中。在许多这些肿瘤中，尤其是在烟草或其他环境致癌物诱导的肿瘤中，FHIT的改变在致癌的多步骤过程中非常早就发生了。休布纳和克罗齐（2001）表明FHIT阴性癌细胞对FHIT的表达非常敏感。例如，用FHIT重组病毒感染可导致实验动物消退并预防肿瘤。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
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涉及FHIT的易位

科恩等（1979）观察到与早期发作，双侧和多灶性透明细胞肾癌相关的体质性t（3; 8）易位（144700）。Wang和Perkins（1984）证明3号染色体断裂的位点位于3p14.2。3p14.2区域的另一个细胞遗传学标志是FRA3B易碎位点（Markkanen等，1982）。包括FRA3B在内的3p14.2的200至300kb区域在多个肿瘤衍生的细胞系中被纯合缺失。Ohta等（1996）确定了FHIT的3个5-prime未翻译外显子是与肾癌相关的3p14.2断裂点的着丝粒，其余外显子是该易位断裂点的端粒，而外显子5在纯合缺失的脆弱区域内。

Gemmill等（1998）研究科恩等人的家庭（1979），宪法互惠性t（3; 8）易位与早发，双侧和多灶性透明细胞肾癌有关。先前的研究表明3p14.2断点在其5引物非编码区中断了FHIT基因。但是，FHIT与肾脏或其他恶性肿瘤有因果关系是有争议的。Gemmill等（1998）表明，8q24.1断点区编码664个氨基酸的多跨膜蛋白，TRC8（603046），具有相似性“修补”（PTCH遗传基底细胞癌/节极性基因; 601309）。在3; 8易位中，TRC8与FHIT融合，并在固醇感应域内被破坏。相反，FHIT编码区域得以保留和表达。

Geurts等（1997）发现FHIT参与了与HMGIC（600698）的易位衍生融合，HMGIC 是多种良性肿瘤的致病基因。

脆弱站点FRA3B

染色体3p14.2处的FRA3B是最常见的组成型蚜虫（APH）诱导的易碎位点（Markkanen等，1982）。

Rassool等（1996）研究了脆弱站点FRA3B的结构，并将其与其他脆弱站点的结构进行了比较，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区域构建了覆盖85 kb基因组DNA的基因组克隆的部分重叠群。该重叠群距t（3; 8）的结构重排约350 kb。罕见的易碎位点通常与（CGG）n重复序列相关。然而，通过测序和Southern分析，Rassool等（1996）发现（CGG）n既没有重复，也没有与85 kb重叠群中的稀有脆弱位点相关的其他序列。从该重叠群到诱导表达断裂的中期染色体的基因组克隆的荧光原位杂交显示与染色体断裂相邻的杂交，并且偶尔杂交信号跨越该断裂。Rassool等（1996年）得出的结论是：（1）常见脆弱部位的断裂可能不同于稀有脆弱部位的断裂，（2）常见脆弱部位的断裂可能在较大区域内的不同位置发生。

染色体易碎位点可能是导致癌症特异性染色体重排热点的“弱连接”这一假说得到了以下发现的支持：FHIT基因内有许多癌细胞纯合缺失和家族易位图，其中包括常见的易碎位点FRA3B。Inoue等人通过对276 kb的FRA3B / FHIT基因座和22个相关的癌细胞缺失终点进行序列分析（1997年）证明，该基因座是长散布的核元件（LINE）序列之间同源重组的常见目标，这可能导致FHIT基因内部缺失，这可能是由于致癌物在FRA3B脆弱位点造成的损害。

为了确定某些个体是否增加了FRA3B的脆性，而这可能会增加3p14.2中断裂或缺失的风险，Stein等人（2002年）检查了吸烟者，非吸烟者和SCLC患者的脆弱部位表达。他们发现，与不吸烟者和被诊断为SCLC且已停止吸烟的患者相比，积极吸烟者的脆弱部位表达频率（包括FRA3B）要高得多。这些结果表明，活跃的烟草暴露会增加染色体的脆弱位点表达，并且这种脆弱性是短暂且可逆的。

FRA3B在许多不同的癌症（包括宫颈癌）中被删除。贝克尔等（2002年）提供的证据表明，脆性扩展到包含5个基因（包括FHIT）的4-Mb区域。在一组子宫颈肿瘤来源的细胞系上进行FRA3B基因表达分析后发现，FRA3B中5个基因中的3个受到异常调节。对FRA3B外部基因的类似分析表明，周围的基因没有异常表达。

江等（2009年）分析了6个具有最高破损水平的人类常见脆弱位点（CFS）内的染色质修饰模式，其中包括FRA3B和FRA16D（参见605131））及其周围的非脆弱区域。所分析的大多数CFS中，染色质的组蛋白乙酰化程度均低于其周围非脆弱区域。曲古他汀A和/或5-氮杂脱氧胞苷处理可减少CFS处的染色体断裂。最常见表达的CFS FRA3B的染色质比侧翼非脆弱序列的抗微球菌核酸酶更强。作者得出的结论是，组蛋白低乙酰化是CFS的特征性表观遗传模式，CFS中的染色质可能比非脆弱区域的染色质相对更致密，这表明染色质构象在CFS的基因组不稳定性中发挥了作用。江等（2009年）假设在CFS处缺乏组蛋白乙酰化可能导致对CFS的复制应激特征的缺陷应答，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的易碎位点对APH诱导的复制压力的异常敏感性，Palakodeti等人（2010年）研究了FRA3B的50 kb区域内复制动态，该区域是表达最频繁的CFS。在未经处理的细胞中，与位于非脆弱区域的3个对照起点相比，在FRA3B复制起点1至3（总共4个）中新近复制的DNA明显较少。在经过APH处理的细胞中，测试的所有4个FRA3B来源和3个对照来源都具有活性。然而，新生链DNA在对照起点显着增加，而在FRA3B起点1至3则较小（2010年）假设CFS起源可能效率较低，并且蚜虫素处理可能会在更大程度上减慢复制叉在这些起源附近的移动，从而导致DNA复制受损，并最终导致CFS的遗传不稳定特性。

Letessier等（2011年）表明，FRA3B的脆弱性（人类淋巴细胞中最活跃的常见脆弱位点）并不依赖于叉子的减慢或失速，而很少依赖于引发事件。实际上，在淋巴母细胞而不是成纤维细胞中，起始事件被排除在延伸约700 kb的FRA3B核心中，这迫使来自侧翼区域的叉子覆盖长距离以完成复制。Letessier等（2011年）还表明侧翼区域的起源在S期中期着火，在叉子放慢时，该部位未完全复制。值得注意的是，FRA3B不稳定性特定于显示此特定起始模式的细胞。起源设置和复制时机在哺乳动物细胞中都是高度可塑性的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（2011年）有人提出，常见的脆弱位点对应于最新的起始贫乏区域，以在给定的细胞类型中完成复制。由于历史原因，常见的脆弱位点已在淋巴细胞中作图。因此，在绘制每个肿瘤起源的细胞类型中的易碎位点后，应重新评估常见的易碎位点对肿瘤中染色体重排的贡献。

▼ 动物模型
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为了研究Fhit基因在致癌性肿瘤形成中的作用，Fong等（2000）灭活了小鼠胚胎干细胞中的1个Fhit等位基因，以产生具有灭活的Fhit等位基因（+/-）的F1小鼠。用亚硝基甲基苄胺在胃内处理Fhit + / +和+/-小鼠，并在治疗后观察10周。在25％的+ / +小鼠中，发生了前胃淋巴结的腺瘤或乳头状瘤，而100％+/-的小鼠出现了多种肿瘤，这些肿瘤是腺瘤，鳞状乳头状瘤和前胃癌的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。

Zanesi等（2001）证明，在Fhit等位基因1个或两个都失活的小鼠中观察到的自发性和诱发性肿瘤的肿瘤光谱是相似的，这表明Fhit可能是某些组织中的一击肿瘤抑制基因。

Dumon等（2001）用Fhit +/-小鼠中表达人FHIT基因的腺病毒或腺相关病毒载体通过口服基因转移抑制肿瘤的发展，在致癌物暴露后容易发生肿瘤。他们认为，FHIT基因疗法不仅可以治疗癌症的早期阶段，而且可以预防人类癌症，它可能是一种新颖的临床方法。

白石等（2001年）比较了人类FRA3B / FHIT和鼠Fra14a2 / Fhit基因座中直系同源的易碎区域。他们对超过600 kb的小鼠基因座进行了测序，覆盖了与FRA3B基因的脆弱震中同源的区域，并确定了小鼠肾癌细胞系中的Fhit缺失断点。像人类FRA3B一样，鼠源的特征是高AT含量。2个序列的比对表明，尽管该易碎区域在抑制DNA复制时易于发生有丝分裂重组，但在进化中是稳定的。还有几个不寻常的高度保守区（HCR）。小鼠Fhit基因座靠近小鼠14号染色体着丝粒，是蚜虫可诱导的常见脆弱位点。