2024年3月17日发(作者：矫黎昕)
生物信息学课程作业
乳腺癌转移抑制基因BRMS1在果蝇中同源基因
CG4400的生物信息学分析
（XX学院
xx专业
学号
姓名
）
摘要：乳腺癌是西方国家妇女中发病率和致死率最高的癌症之一，而癌转移是导
致癌症死亡率高的最主要原因，因此研究与癌症转移相关的基因具有十分重要的
意义。与癌转移相关的基因分为癌转移促进基因和癌转移抑制基因。BRMS1是
新发现的一个乳腺癌抑制基因，由于在人和小鼠对于其分子作用机制研究的困
难，所以用果蝇作为模式动物来进行研究。本文对果蝇中BRMS1基因的同源基
因CG4400的蛋白质序列进行生物信息学分析，得到一些关于蛋白质结构的预测
信息，以指导今后的工作。
关键词：乳腺癌转移抑制基因 BRMS1 CG4400 生物信息学分析
背景介绍
在西方国家中，乳腺癌是妇女中发病率和致死率最高的癌症之一
[1]
。在美国，
从1970年至今，人群中乳腺癌的致死率几乎没有变化
[2]
。当肿瘤只局限在乳腺
中时，乳腺癌的治愈率超过90%。而当癌细胞发生转移时，长期的存活率就取决
于癌细胞扩散的程度和位置。转移至内脏器官和脑部最为危险，五年的存活率降
低至不到20%
[3]
。癌转移是一个多步的过程，转移过程中癌细胞从原发肿瘤的位
置扩散，并在另一个器官中形成二级肿瘤
[4]
。癌转移是癌症患者死亡的最主要原
因。而肿瘤的发生和转移归因于细胞的遗传学改变的积累，这一观点已被人们广
泛接受。因此，找到与肿瘤发生和转移相关的基因，理解其分子机制就非常必要
了，这也成为当今生物学家研究的一个热点。
与乳腺癌转移相关的基因分为两类，一类为转移促进基因，其定义类似于原
癌基因,促进非转移细胞发生转移，包括
ras
,
MEK1
,
mta1
, proteinases,
adhesion molecules, chemoattractants/receptors, autotaxin, PKC,S100A4,
RhoC
, osteopontin等，其中一些基因还有原癌基因的功能，例如
ras
和
MEK1
。还
有一类为转移抑制基因，它们不影响原发肿瘤的生长而只抑制其转移，包括
Nm23
,
E-cadherin, TIMPs,
KiSS1
,
Kai1
,
Maspin
,
MKK4
,
BRMS1
等。这里需注意的一点
是转移抑制基因与肿瘤抑制基因的区别，肿瘤抑制基因不仅减缓原发肿瘤的生
长，还抑制肿瘤转移
[5]
。至今对于癌转移抑制基因作用的分子机制了解还很少，
只有
Nm23
基因的研究较为清楚。研究结果表明NM23与Ras相关蛋白GTPase Rad相
互作用
[6]
，
NM23家族的成员NM23H1还调控Rho家族的GTPase
[7]
。
1
生物信息学课程作业
本文主要讨论的是乳腺癌转移抑制基因BRMS1（Breast metastasis suppressor
1）。这个基因最早是用差异显示（differential display）的方法，通过比较转入具
有抑制癌转移功能的人类11号染色体的MDA-MB-435细胞和其亲代具有转移能
力的细胞得到的，这个基因定位于人类染色体的11q13.1-q13.2区域，该区域在晚
期的乳腺癌细胞中经常发生改变。稳定转染BRMS1能显著降低 MDA-MB-435
和 MDA-MB-231乳腺癌细胞的转移能力而不影响其肿瘤的发生
[8]
。在鼠的乳腺
细胞系和人的黑素瘤细胞系中这个基因也同样表现出抑制转移的活性
[5]
。迄今的
研究结果表明，BRMS1在MDA-MB-435细胞中的表达可以改变细胞间的间隙连
接(gapjunction),使其类似于正常的乳腺细胞
[9]
。BRMS1会与PBP1（Retinoblastoma-
binding Protein 1）以及mSin3·HDAC（Histone Deacetylase Complex）形成复合
物来抑制某些基因的转录，转录调控可能是BRMS1抑制癌细胞转移的机制
[10]
。
但是对于BRMS1抑制癌转移的作用机制仍不清楚。BRMS1基因高度保守，在氨
基酸水平上鼠的BRMS1基因与人的同源性高达95%
[5]
，由此给我们一个启示，即
用经典的较低等的模式动物，如果蝇来进行BRMS1作用的分子机制的研究。以往
所得到的研究结果都是在人类乳腺癌细胞系或小鼠中研究得到的，由于伦理道德
等的原因，我们不可能用人进行活体试验，这样就并非真正意义上的体内试验，
所得到的结果与实际情况会有一定的偏差；而小鼠的遗传背景较为复杂，试验的
成本也较高，因此用果蝇来研究高度保守的基因的作用机制有很多优势，比如遗
传工具繁多，遗传背景清楚，生活周期短，成本低等。对人类乳腺癌转移的研究
可以借鉴果蝇中的研究成果。之前也曾有用果蝇来进行肿瘤抑制基因研究和癌转
移抑制基因筛选的报道
[11,12,13]
。本文的目的就是对果蝇中的BRMS1基因的同源基
因进行一些生物信息学分析，以期能够指导将来的研究工作。
方法与结果
首先，根据最先发现人类BRMS1基因的文章所提供的提交在NCBI上的该基
因cDNA的序列号AF159141从NCBI上调出该cDNA序列，如下：
>gi|9828166|gb|AF159141.1|AF159141 Homo sapiens breast cancer metastasis-suppressor 1
(BRMS1) mRNA, complete cds
AGAAAAGGGAGCCGCGCAGCGCCTACGGGAGTCCGGCGGCAGCAGCCGGTACCGGC
AACCACGGGCAGCTCTCAGGGAATCTCCGTCGTGAGGCCAGAGGCTCCAGTCCCCGC
GAGTCCAGATGCCTGTCCAGCCTCCAAGCAAAGACACAGAAGAGATGGAAGCAGAG
GGTGATTCTGCTGCTGAGATGAATGGGGAGGAGGAAGAGAGTGAGGAGGAGCGGAG
CGGCAGCCAGACAGAGTCAGAAGAGGAGAGCTCCGAGATGGATGATGAGGACTATG
AGCGACGCCGCAGCGAGTGTGTCAGTGAGATGCTGGACCTAGAGAAGCAGTTCTCGG
AGCTAAAGGAGAAGTTGTTCAGGGAACGACTGAGTCAGCTGCGGTTGCGGCTGGAGG
AAGTGGGGGCTGAGAGAGCCCCTGAATACACGGAGCCCCTTGGGGGGCTGCAGCGG
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2024年3月17日发(作者：矫黎昕)
生物信息学课程作业
乳腺癌转移抑制基因BRMS1在果蝇中同源基因
CG4400的生物信息学分析
（XX学院
xx专业
学号
姓名
）
摘要：乳腺癌是西方国家妇女中发病率和致死率最高的癌症之一，而癌转移是导
致癌症死亡率高的最主要原因，因此研究与癌症转移相关的基因具有十分重要的
意义。与癌转移相关的基因分为癌转移促进基因和癌转移抑制基因。BRMS1是
新发现的一个乳腺癌抑制基因，由于在人和小鼠对于其分子作用机制研究的困
难，所以用果蝇作为模式动物来进行研究。本文对果蝇中BRMS1基因的同源基
因CG4400的蛋白质序列进行生物信息学分析，得到一些关于蛋白质结构的预测
信息，以指导今后的工作。
关键词：乳腺癌转移抑制基因 BRMS1 CG4400 生物信息学分析
背景介绍
在西方国家中，乳腺癌是妇女中发病率和致死率最高的癌症之一
[1]
。在美国，
从1970年至今，人群中乳腺癌的致死率几乎没有变化
[2]
。当肿瘤只局限在乳腺
中时，乳腺癌的治愈率超过90%。而当癌细胞发生转移时，长期的存活率就取决
于癌细胞扩散的程度和位置。转移至内脏器官和脑部最为危险，五年的存活率降
低至不到20%
[3]
。癌转移是一个多步的过程，转移过程中癌细胞从原发肿瘤的位
置扩散，并在另一个器官中形成二级肿瘤
[4]
。癌转移是癌症患者死亡的最主要原
因。而肿瘤的发生和转移归因于细胞的遗传学改变的积累，这一观点已被人们广
泛接受。因此，找到与肿瘤发生和转移相关的基因，理解其分子机制就非常必要
了，这也成为当今生物学家研究的一个热点。
与乳腺癌转移相关的基因分为两类，一类为转移促进基因，其定义类似于原
癌基因,促进非转移细胞发生转移，包括
ras
,
MEK1
,
mta1
, proteinases,
adhesion molecules, chemoattractants/receptors, autotaxin, PKC,S100A4,
RhoC
, osteopontin等，其中一些基因还有原癌基因的功能，例如
ras
和
MEK1
。还
有一类为转移抑制基因，它们不影响原发肿瘤的生长而只抑制其转移，包括
Nm23
,
E-cadherin, TIMPs,
KiSS1
,
Kai1
,
Maspin
,
MKK4
,
BRMS1
等。这里需注意的一点
是转移抑制基因与肿瘤抑制基因的区别，肿瘤抑制基因不仅减缓原发肿瘤的生
长，还抑制肿瘤转移
[5]
。至今对于癌转移抑制基因作用的分子机制了解还很少，
只有
Nm23
基因的研究较为清楚。研究结果表明NM23与Ras相关蛋白GTPase Rad相
互作用
[6]
，
NM23家族的成员NM23H1还调控Rho家族的GTPase
[7]
。
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生物信息学课程作业
本文主要讨论的是乳腺癌转移抑制基因BRMS1（Breast metastasis suppressor
1）。这个基因最早是用差异显示（differential display）的方法，通过比较转入具
有抑制癌转移功能的人类11号染色体的MDA-MB-435细胞和其亲代具有转移能
力的细胞得到的，这个基因定位于人类染色体的11q13.1-q13.2区域，该区域在晚
期的乳腺癌细胞中经常发生改变。稳定转染BRMS1能显著降低 MDA-MB-435
和 MDA-MB-231乳腺癌细胞的转移能力而不影响其肿瘤的发生
[8]
。在鼠的乳腺
细胞系和人的黑素瘤细胞系中这个基因也同样表现出抑制转移的活性
[5]
。迄今的
研究结果表明，BRMS1在MDA-MB-435细胞中的表达可以改变细胞间的间隙连
接(gapjunction),使其类似于正常的乳腺细胞
[9]
。BRMS1会与PBP1（Retinoblastoma-
binding Protein 1）以及mSin3·HDAC（Histone Deacetylase Complex）形成复合
物来抑制某些基因的转录，转录调控可能是BRMS1抑制癌细胞转移的机制
[10]
。
但是对于BRMS1抑制癌转移的作用机制仍不清楚。BRMS1基因高度保守，在氨
基酸水平上鼠的BRMS1基因与人的同源性高达95%
[5]
，由此给我们一个启示，即
用经典的较低等的模式动物，如果蝇来进行BRMS1作用的分子机制的研究。以往
所得到的研究结果都是在人类乳腺癌细胞系或小鼠中研究得到的，由于伦理道德
等的原因，我们不可能用人进行活体试验，这样就并非真正意义上的体内试验，
所得到的结果与实际情况会有一定的偏差；而小鼠的遗传背景较为复杂，试验的
成本也较高，因此用果蝇来研究高度保守的基因的作用机制有很多优势，比如遗
传工具繁多，遗传背景清楚，生活周期短，成本低等。对人类乳腺癌转移的研究
可以借鉴果蝇中的研究成果。之前也曾有用果蝇来进行肿瘤抑制基因研究和癌转
移抑制基因筛选的报道
[11,12,13]
。本文的目的就是对果蝇中的BRMS1基因的同源基
因进行一些生物信息学分析，以期能够指导将来的研究工作。
方法与结果
首先，根据最先发现人类BRMS1基因的文章所提供的提交在NCBI上的该基
因cDNA的序列号AF159141从NCBI上调出该cDNA序列，如下：
>gi|9828166|gb|AF159141.1|AF159141 Homo sapiens breast cancer metastasis-suppressor 1
(BRMS1) mRNA, complete cds
AGAAAAGGGAGCCGCGCAGCGCCTACGGGAGTCCGGCGGCAGCAGCCGGTACCGGC
AACCACGGGCAGCTCTCAGGGAATCTCCGTCGTGAGGCCAGAGGCTCCAGTCCCCGC
GAGTCCAGATGCCTGTCCAGCCTCCAAGCAAAGACACAGAAGAGATGGAAGCAGAG
GGTGATTCTGCTGCTGAGATGAATGGGGAGGAGGAAGAGAGTGAGGAGGAGCGGAG
CGGCAGCCAGACAGAGTCAGAAGAGGAGAGCTCCGAGATGGATGATGAGGACTATG
AGCGACGCCGCAGCGAGTGTGTCAGTGAGATGCTGGACCTAGAGAAGCAGTTCTCGG
AGCTAAAGGAGAAGTTGTTCAGGGAACGACTGAGTCAGCTGCGGTTGCGGCTGGAGG
AAGTGGGGGCTGAGAGAGCCCCTGAATACACGGAGCCCCTTGGGGGGCTGCAGCGG
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