抑癌基因CST6及其異常甲基化后在腫瘤發(fā)生中的意義

田原 聶鑫 胡飛環(huán) 王藝丹 杜紅延

?綜 述?

抑癌基因CST6及其異常甲基化后在腫瘤發(fā)生中的意義

田原 聶鑫 胡飛環(huán) 王藝丹 杜紅延★

人類(lèi)半胱氨酸蛋白酶抑制劑基因（cystatin E/MorCST6），又稱(chēng)胱抑C，最初是從轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞中分離出來(lái)的一種具有抑制半胱氨酸蛋白酶作用的新基因。有研究發(fā)現(xiàn)CST6基因在浸潤(rùn)性乳腺癌、宮頸癌、轉(zhuǎn)移性前列腺癌以及神經(jīng)膠質(zhì)腦瘤中表達(dá)均有下調(diào)，具有抑癌基因的潛能，并且還發(fā)現(xiàn)造成該基因表達(dá)下調(diào)的原因除了基因突變、基因缺失以外，表觀遺傳修飾的作用更為普遍，而且后者導(dǎo)致的基因沉默可以通過(guò)藥物逆轉(zhuǎn)?，F(xiàn)今有一些關(guān)于CST6與癌癥發(fā)生發(fā)展的研究取得了一定的成果。本文綜述了CST6基因的功能研究以及其異常甲基化與癌癥發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)展，有望為揭示腫瘤的發(fā)生機(jī)制提供新的思路，為腫瘤的預(yù)防、診斷、治療提供新的靶點(diǎn)。

CST6；甲基化；癌癥；診斷；治療；預(yù)后靶點(diǎn)

癌癥作為世界性難題，其發(fā)病率逐年上升，受到越來(lái)越多的關(guān)注。關(guān)于癌癥的發(fā)生機(jī)制有多種假說(shuō)，目前普遍認(rèn)為癌癥是各種環(huán)境和遺傳等因素以協(xié)同或序貫的方式引起DNA損傷，從而激活原癌基因和（或）抑制抑癌基因，加上凋亡調(diào)節(jié)基因和（或）DNA修復(fù)基因的改變，繼而引起表達(dá)水平的異常，使靶細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。其中分子水平上的致癌因素主要包括分子結(jié)構(gòu)變異、基因突變以及表觀遺傳修飾。相對(duì)于基因突變和結(jié)構(gòu)變異，表觀遺傳修飾在癌癥發(fā)生發(fā)展中起到了更為重要的作用[1]，表觀遺傳調(diào)控可以影響其基因轉(zhuǎn)錄活性而不涉及DNA序列的改變，常常在抑癌基因失活的過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。表觀遺傳修飾包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色體構(gòu)型及非編碼RNA調(diào)控等，其中，以DNA甲基化研究較為成熟[2]。多項(xiàng)研究表明高甲基化是癌變過(guò)程中的早期的分子異常之一，對(duì)腫瘤的早期檢測(cè)、治療、預(yù)后都有重要意義。本文就抑癌候選基因CST6的功能研究，甲基化模式與癌癥的發(fā)生發(fā)展之間關(guān)系的研究進(jìn)展作一綜述，并討論該基因在腫瘤診斷、治療、預(yù)后方面的應(yīng)用前景。

1 CST6基因

1.1CST6概述

CST6基因首先是從轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞中分離出來(lái)的，與其他半胱氨酸蛋白酶抑制劑基因集中位于染色體20p11.2不同，CST6位于染色體11q13[3]。Veena等[4]指出在轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞系和宮頸癌細(xì)胞中染色體11q13上有一段約300 kb的腫瘤基因缺失，該區(qū)段包含有CST6，提示CST6有可能作為抑癌基因的候選之一。CST6是一段約1 663 bp的序列，含有3個(gè)外顯子，cDNA全長(zhǎng)618 bp，開(kāi)放閱讀框由447個(gè)堿基組成，編碼149個(gè)氨基酸殘基的多肽。通過(guò)基因數(shù)據(jù)庫(kù)查找到有一個(gè)CpG島存在于47 bp至320 bp （http://genome.ucsc.edu/）[17]。CST6基因所編碼的蛋白是半胱氨酸蛋白酶抑制劑M（cystatin M，or cystatin E）[5]，屬于半胱氨酸蛋白酶抑制劑家族（Cystatins）成員。

Sotiropoulou[5]和Ni等[6]先后提出CST6蛋白屬于小分子量分泌型蛋白，具有多種生物功能，如細(xì)胞外基質(zhì)降解，蛋白質(zhì)分解代謝，細(xì)胞凋亡和免疫調(diào)節(jié)。其功能的發(fā)揮是通過(guò)形成可逆的高親和力的復(fù)合物來(lái)調(diào)控半胱氨酸蛋白酶的作用。氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)，CST6蛋白N端、中部和C端有3個(gè)保守序列（Gln-和Gln-Leu-Val-Ala-Gly以及Val-Pro-Trp），是CST6蛋白抑制半胱氨酸蛋白酶的重要組分，上述3個(gè)保守序列區(qū)構(gòu)成疏水性的楔形結(jié)構(gòu)，與半胱氨酸蛋白酶具有催化活性的V形裂隙區(qū)高度互補(bǔ)，形成緊密的酶——抑制劑復(fù)合物，通過(guò)封閉半胱氨酸蛋白酶的活性位點(diǎn)，調(diào)控其活性[7]。

1.2CST6功能的研究進(jìn)展

目前已有較多有關(guān)CST6在腫瘤發(fā)生發(fā)展中所起作用的研究，提出了CST6調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展以及轉(zhuǎn)移的各種機(jī)制，并取得了初步的成效。Sotiropoulou等[5]發(fā)現(xiàn)CST6蛋白在正常乳腺上皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中均有表達(dá)，而在轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞中基本檢測(cè)不到，推測(cè)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與CST6蛋白的表達(dá)缺失有關(guān)。Shridhar等[8]指出CST6蛋白在人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞的表達(dá)能顯著減少腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、基底膜浸潤(rùn)以及與內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。向乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-435S轉(zhuǎn)染CST6基因，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)CST6蛋白能減弱乳腺癌細(xì)胞的粘附能力，同時(shí)，CST6蛋白的過(guò)表達(dá)能削減乳腺癌細(xì)胞對(duì)人工基底膜的侵襲能力。由此推測(cè)CST6很可能是通過(guò)控制其表達(dá)水平來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移特性，乳腺細(xì)胞的癌變也許與CST6蛋白的表達(dá)量失衡有關(guān)。Jin等[9]對(duì)乳腺腫瘤細(xì)胞骨轉(zhuǎn)移相關(guān)的分泌蛋白進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)共有128種分泌蛋白在腫瘤細(xì)胞骨轉(zhuǎn)移過(guò)程中有不同水平的上調(diào)或下調(diào)，其中有受體結(jié)合蛋白和蛋白水解酶抑制劑，并從中選取CST6蛋白做進(jìn)一步研究，證明了CST6蛋白能抑制組織蛋白酶B（cathepsin B，CTSB) 和組織蛋白酶 L（CTSL）的活性，而這2種蛋白正是與腫瘤轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。除此之外，通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)將高表達(dá)CST6蛋白的乳腺腫瘤細(xì)胞移植到裸鼠的乳腺脂肪墊，發(fā)現(xiàn)CST6蛋白抑制了乳腺腫瘤細(xì)胞的增殖和骨轉(zhuǎn)移信號(hào)，延長(zhǎng)了乳腺癌小鼠的壽命。萬(wàn)榕等[10]通過(guò)免疫組織化學(xué)SP法結(jié)合圖像分析技術(shù), 分析乳腺癌中CTSB和CST6蛋白的表達(dá)及其與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系。結(jié)果顯示隨著CTSB表達(dá)的增強(qiáng)，CST6蛋白的表達(dá)呈下調(diào)趨勢(shì)，提示乳腺癌中CTSB與CST6蛋白表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。

1.3CST6參與的信號(hào)通路

對(duì)CST6所涉及的信號(hào)通路的研究也取得了一系列進(jìn)展。Ko等[11]通過(guò)免疫組化、western blot等技術(shù)證實(shí)在浸潤(rùn)性乳腺癌（invasive breast cancer，IBC）中CST6蛋白表達(dá)下調(diào)與雌激素受體（estrogen receptor，ER）、孕激素受體（progesterone receptor，PR）和人類(lèi)表皮生長(zhǎng)因子受體-4（human epidermal growth factor receptor-4，HER-4）的缺失有關(guān)，該結(jié)果對(duì)CST6可能參與的信號(hào)通路的研究有指導(dǎo)意義。在尋找CST6啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)可能存在的蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)CST6啟動(dòng)子內(nèi)存在轉(zhuǎn)錄激活因子AP-1和SP-1的結(jié)合位點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄因子AP-1主要由Jun、Fos、ATF及JDP亞家族組成。AP-1對(duì)各種刺激如應(yīng)激﹑輻射或生長(zhǎng)信號(hào)等作出生理或病理應(yīng)答，參與細(xì)胞增殖﹑分化和轉(zhuǎn)化等過(guò)程，在腫瘤的形成﹑轉(zhuǎn)移和侵襲中發(fā)揮重要作用[12]。有研究表明，AP-1可以調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶如MMP-3和MMP-1、尿激酶、組織型纖溶酶原激活物（tPA）、系統(tǒng)蛋白酶、組織蛋白酶L等腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)因子的表達(dá)，CST6的下調(diào)一樣可導(dǎo)致組織蛋白酶L、MMP-1等過(guò)表達(dá)，提示CST6可能通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子AP-1相互作用，參與c-Jun信號(hào)通路[13]。值得一提的是，研究表明EGFR可能通過(guò)PI3K這條信號(hào)通路調(diào)控cystatin C蛋白的表達(dá)，提示與cystatin C屬同一家族的CST6蛋白有可能參與這條通路，為CST6功能的進(jìn)一步闡釋奠定了基礎(chǔ)[14]。

2 CST6異常甲基化與癌癥

研究發(fā)現(xiàn)不僅在轉(zhuǎn)移乳腺腫瘤細(xì)胞中CST6基因表達(dá)下調(diào)，在宮頸癌，神經(jīng)膠質(zhì)腦瘤等疾病中CST6都有明顯的下調(diào)， 關(guān)于CST6基因下調(diào)的機(jī)制目前備受關(guān)注。Rivenbark等[15]通過(guò)全基因組測(cè)序（genome-wide analysis approach）證明了在乳腺癌細(xì)胞中存在DNA甲基化的方式使基因沉默的現(xiàn)象。為了進(jìn)一步研究原發(fā)乳腺癌細(xì)胞中是否也存在CST6啟動(dòng)子甲基化使基因沉默的機(jī)制，同年Keppler等[16]首先提出CST6基因通過(guò)啟動(dòng)子甲基化而被誘導(dǎo)沉默。Rivenbark等[15]將CST6啟動(dòng)子甲基化的乳腺癌細(xì)胞系MCF-7用5-氮-2-脫氧胞苷 （5-aza-2'-deoxycytidine，5-aza-dC）處理，使其脫甲基化，發(fā)現(xiàn)CST6蛋白的表達(dá)量有所上調(diào)， Ai等[17]對(duì)乳腺癌細(xì)胞系MCF-7，T-47D，SK-BR-3，MDA-MB-468以及BT-549的研究也得到了相同的結(jié)果，證明了乳腺腫瘤細(xì)胞CST6基因表達(dá)受DNA甲基化機(jī)制調(diào)控。Ai等[17]通過(guò)分析CST6基因組的結(jié)構(gòu)，還發(fā)現(xiàn)在CST6的啟動(dòng)子區(qū)有一段約507 bp的片段（-186至+320）包含了60個(gè)CpG二核苷酸，達(dá)到了形成 CpG島的標(biāo)準(zhǔn)[18]，同時(shí)該區(qū)域覆蓋了第一外顯子，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與之相似的基因在癌細(xì)胞中很容易被甲基化而導(dǎo)致沉默[19,20]，因此CST6的結(jié)構(gòu)使其成為了易被甲基化而沉默的候選基因。Jin等[9]通過(guò)甲基化特異性聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（methylation-speci fi c PCR，MSP）對(duì)乳腺腫瘤細(xì)胞來(lái)源的CST6啟動(dòng)子的CpG島位點(diǎn)進(jìn)行甲基化檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)未表達(dá)CST6蛋白的具有轉(zhuǎn)移潛能的癌細(xì)胞中CST6啟動(dòng)子發(fā)生高度甲基化，而CST6蛋白正常表達(dá)的癌細(xì)胞中甲基化位點(diǎn)基本無(wú)甲基化，進(jìn)一步證實(shí)CST6蛋白的表達(dá)與基因啟動(dòng)子甲基化水平有關(guān)。

2.1CST6與乳腺癌

乳腺癌（breast cancer）是一類(lèi)復(fù)雜的疾病，它的特點(diǎn)是多種分子改變、基因突變以及表觀遺傳修飾的積累導(dǎo)致基因表達(dá)控制的紊亂。Ko等[11]通過(guò)免疫組織化學(xué)方法對(duì)117例原位導(dǎo)管癌（ductal carcinoma in situ，DCIS）樣本和175例IBC樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)8%的DCIS和57%的IBC樣本中CST6蛋白缺失，表明癌細(xì)胞的浸潤(rùn)性與CST6蛋白的缺失有關(guān)。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，在ER、PR、HER4三者缺失的三陰IBC樣本中CST6蛋白缺失的細(xì)胞數(shù)比對(duì)照組高3.57倍，并證明腫瘤組織中CpG島甲基化的平均數(shù)量與CST6缺失有關(guān)，提示ER、PR、HER4可能作為上游信號(hào)分子通過(guò)調(diào)控CST6基因的甲基化水平從而影響CST6蛋白的表達(dá)量。乳腺腫瘤細(xì)胞系MDA-MB-435S具有高浸潤(rùn)、高轉(zhuǎn)移的特性[21]，Shridhar等[8]首先對(duì)該細(xì)胞系中CST6蛋白的表達(dá)與腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的聯(lián)系做了相關(guān)的研究。通過(guò)向MDA-MB-435S細(xì)胞中轉(zhuǎn)入重組的CST6表達(dá)載體，并誘導(dǎo)其表達(dá)，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞在體內(nèi)、外的轉(zhuǎn)移能力、侵襲力、增殖能力還有細(xì)胞粘附能力都有明顯下降。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)CST6蛋白在IBCs中的低表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、骨轉(zhuǎn)移有直接的關(guān)系。

2.2CST6與宮頸癌

宮頸癌（cervical cancer）是全球婦女中僅次于乳腺癌和結(jié)直腸癌的第三個(gè)常見(jiàn)的惡性腫瘤，在發(fā)展中國(guó)家是僅次于乳腺癌位居第二位的常見(jiàn)惡性腫瘤，也是最常見(jiàn)的女性生殖道惡性腫瘤。Veena等[4]研究了4種宮頸癌細(xì)胞系和19例臨床原發(fā)癌樣本中CST63個(gè)外顯子，16例正常子宮內(nèi)膜組織樣本，4例正常淋巴細(xì)胞樣本和1例正常肺組織樣本作為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)1例原位癌樣本出現(xiàn)外顯子Ⅰ純合子丟失，6例原位癌樣本出現(xiàn)定點(diǎn)突變，提示宮頸癌經(jīng)歷了外顯子序列雜合子（LOH）丟失和外顯子Ⅰ序列的純合子丟失兩個(gè)階段，但體細(xì)胞突變并不是CST6蛋白表達(dá)下調(diào)的主要原因。通過(guò)分析4種宮頸癌細(xì)胞系和18例原發(fā)癌樣本CST6啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)，以及向病變組織和Hela細(xì)胞導(dǎo)入CST6表達(dá)載體并誘導(dǎo)其表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在宮頸癌細(xì)胞系和原發(fā)癌中CST6蛋白表達(dá)水平大幅下調(diào)，67%的癌組織和14%正常組織呈現(xiàn)CST6啟動(dòng)子高甲基化，提示CST6沉默與啟動(dòng)子高甲基化有關(guān)，說(shuō)明CST6在宮頸癌中可能是一個(gè)受甲基化機(jī)制調(diào)控的抑癌基因發(fā)揮作用。

2.3CST6與前列腺癌

前列腺癌（prostate cancer）是發(fā)生于男性前列腺組織中的惡性腫瘤，是前列腺腺泡細(xì)胞異常無(wú)序生長(zhǎng)的結(jié)果。前列腺癌的發(fā)病率具有明顯的地理和種族差異。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，它是男性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，其死亡率居各種癌癥的第二位；在亞洲，其發(fā)病率低于西方國(guó)家，但近年來(lái)呈迅速上升趨勢(shì)。Pulukuri等[22]研究表明CST6在人類(lèi)正常前列腺上皮細(xì)胞中高表達(dá)，但其在原發(fā)前列腺癌以及具有轉(zhuǎn)移潛能的前列腺癌組織中表達(dá)下調(diào)。此外，利用表達(dá)熒光素酶基因的前列腺癌細(xì)胞建立的腫瘤轉(zhuǎn)移模型，研究發(fā)現(xiàn)CST6蛋白的過(guò)表達(dá)顯著地抑制腫瘤生長(zhǎng)和降低前列腺癌肺轉(zhuǎn)移的幾率。下調(diào)的CST6與其啟動(dòng)子的組蛋白修飾有關(guān)聯(lián)，這種關(guān)聯(lián)在前列腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。雖然關(guān)于CST6在前列腺癌發(fā)生啟動(dòng)子甲基化的報(bào)導(dǎo)不多，但Luo等[23]通過(guò)用抗甲基胞苷抗體免疫沉淀反應(yīng)和全基因組芯片對(duì)91例前列腺腫瘤（47例）、前列癌旁組織（30例）及正常前列腺組織（14例）進(jìn)行全基因組甲基化水平及其表達(dá)的高通量分析，發(fā)現(xiàn)有超過(guò)79%的基因啟動(dòng)子CPG島在前列腺腫瘤、前列腺癌旁組織中發(fā)生甲基化，而其中有很多基因與細(xì)胞增殖分裂有關(guān)。以正常組織作參照，對(duì)腫瘤組織中不同程度甲基化的基因進(jìn)行鑒定分類(lèi)分析，其特異性和敏感性達(dá)到89.4%和85.7%，說(shuō)明基因甲基化水平與前列腺癌的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。研究還發(fā)現(xiàn)金屬蛋白酶組織抑制劑-1（tissue inhibitor of metalloproteinase-1，TIMP1）和TIMP3發(fā)生啟動(dòng)子甲基化，TIMP也是通過(guò)抑制能降解細(xì)胞外基質(zhì)的金屬蛋白酶發(fā)揮其抑癌作用，該基因也受到轉(zhuǎn)錄激活因子AP-1調(diào)控，提示同樣作為AP-1靶點(diǎn)的CST6有可能受到相同的抑制作用。

2.4CST6與神經(jīng)膠質(zhì)腦瘤

神經(jīng)膠質(zhì)腦瘤（Gliomas），又稱(chēng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤，簡(jiǎn)稱(chēng)膠質(zhì)瘤，是發(fā)生于神經(jīng)外胚層的腫瘤，故亦稱(chēng)神經(jīng)外胚層腫瘤或神經(jīng)上皮腫瘤，是成人原發(fā)性腦癌中最常見(jiàn)的一種癌癥。腫瘤起源于神經(jīng)間質(zhì)細(xì)胞。Qiu等[24]運(yùn)用組織微陣列技術(shù)對(duì)28對(duì)原發(fā)性膠質(zhì)瘤組織樣本與癌旁組織分析發(fā)現(xiàn)78%腦瘤樣本中CST6蛋白表達(dá)下調(diào)，并證實(shí)與CST6啟動(dòng)子區(qū)域高甲基化有關(guān)。進(jìn)一步研究CST6在正常神經(jīng)干細(xì)胞（neural stem cells，NSC）和神經(jīng)膠質(zhì)瘤分化細(xì)胞（tumor initiating cell，TIC）中分化前后的表達(dá)水平和甲基化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)CST6在正常神經(jīng)干細(xì)胞未分化階段表達(dá)而在高擴(kuò)散性神經(jīng)膠質(zhì)瘤TIC中沉默，提示CST6沉默可能出現(xiàn)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤形成的早期階段。還通過(guò)向神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞T98G和U-87MG細(xì)胞中導(dǎo)入CST6表達(dá)載體，觀察CST6蛋白的表達(dá)對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移能力的影響，發(fā)現(xiàn)CST6蛋白的高表達(dá)可降低神經(jīng)膠質(zhì)瘤的運(yùn)動(dòng)性和擴(kuò)散能力，提示神經(jīng)膠質(zhì)瘤中CST6甲基化有望成為一個(gè)新的腫瘤診斷標(biāo)記和治療靶標(biāo)。

3 CST6對(duì)于癌癥的臨床意義

3.1 潛在的診斷預(yù)后靶標(biāo)

Lah等[25]對(duì)半胱氨酸蛋白酶在癌癥發(fā)展和臨床診斷相關(guān)性做了研究，并提出了半胱氨酸蛋白酶及其抑制劑的失衡與轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞表型有關(guān)。Cystatins的表達(dá)下調(diào)使腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)性和轉(zhuǎn)移性能力增強(qiáng)，從而導(dǎo)致動(dòng)物移植瘤模型更容易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。通過(guò)對(duì)乳腺癌、肺癌和頭頸部癌組織與黑色素瘤、結(jié)腸癌患者體液的分析，表明了半胱氨酸蛋白酶及其內(nèi)生性抑制劑的失衡可以作為患者獨(dú)立的診斷和預(yù)后靶標(biāo)。Ai等[17]認(rèn)為位點(diǎn)特異性DNA甲基化是腫瘤發(fā)生發(fā)展出現(xiàn)的早期事件，也是克努森假說(shuō)中誘導(dǎo)腫瘤抑癌基因失活的靶點(diǎn)之一。并確定了CST6基因的啟動(dòng)子甲基化位點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乳腺腫瘤細(xì)胞中CST6蛋白的低表達(dá)與其啟動(dòng)子甲基化有關(guān)。Ko等[11]在通過(guò)比對(duì)DCIS和IBC兩組樣本中CST6蛋白表達(dá)量發(fā)現(xiàn)，CST6蛋白僅在IBC樣本中有明顯下降，因此可以將CST6蛋白表達(dá)量作為乳腺癌分期的依據(jù)。

3.2 潛在的治療靶標(biāo)

DNA甲基化是人類(lèi)表觀遺傳機(jī)制的主要部分，其在基因表達(dá)調(diào)控尤其是腫瘤相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控上起重要的作用。DNA的甲基化狀態(tài)可通過(guò)去甲基化逆轉(zhuǎn),使被抑制的基因恢復(fù)功能。DNA甲基化是由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）介導(dǎo)的,因此通過(guò)DNMT的抑制劑可使基因去甲基化水平降低而恢復(fù)其活性，達(dá)到腫瘤治療的目的。目前研究最多的去甲基化主要是屬于核苷類(lèi)似物的DNMT抑制劑，其主要通過(guò)與DNMTs不可逆的共價(jià)結(jié)合發(fā)揮脫甲基作用[26,27]。主要代表是5-AZA-CdR，又名地西他濱，它已經(jīng)用于臨床治療，作用機(jī)制是在DNA復(fù)制過(guò)程中，摻入DNA，然后被DNMT識(shí)別，通過(guò)與DNMT半胱氨酸殘基上的巰基共價(jià)結(jié)合，從而使DNMT失活，逆轉(zhuǎn)DNA的甲基化過(guò)程。另外還有許多正在進(jìn)行臨床或者正要進(jìn)入臨床試驗(yàn)的藥物，例如：兒茶素（Epigallocatechin Gallate，EGCG）和一種新穎的小分子RG108的去甲基化機(jī)制是通過(guò)與DNMT的催化活性位點(diǎn)非共價(jià)結(jié)合，使CpG島去甲基化，激活甲基化沉默的基因達(dá)到抗癌作用。研究表明對(duì)于結(jié)腸癌細(xì)胞以及白血病細(xì)胞，RG108具有良好的去甲基化效果[28]。普魯卡因和普魯卡因胺等抗心律不齊的藥物有去甲基化作用，但具體機(jī)制不明。目前普魯卡因已經(jīng)進(jìn)人Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段[29]。肼苯噠嗪（Hydralazine，Hyd）是一種傳統(tǒng)的用于心腦血管疾病治療的藥物，經(jīng)長(zhǎng)期臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)它能引起原發(fā)性腫瘤中DNA去甲基化、組蛋白脫乙?；敢种贫够驈?fù)活。由于CST6的高甲基化使其表達(dá)產(chǎn)物降低，對(duì)組織蛋白酶失去調(diào)控，是乳腺癌發(fā)生與轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要因素，因此去甲基化藥物已經(jīng)成為治療腫瘤的一個(gè)努力方向。目前由于對(duì)CST6功能了解還不夠，且現(xiàn)有的去甲基化藥物選擇性不高帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，比如使某些本來(lái)高甲基化的致病基因或原癌基因甲基化程度下降而被激活等。因此一些高選擇性，針對(duì)性強(qiáng)的去甲基化藥物還有待研發(fā)和應(yīng)用。

4 總結(jié)與展望

乳腺癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，全世界每年有120萬(wàn)婦女發(fā)生乳腺癌，其中有50萬(wàn)死于乳腺癌，我國(guó)上海發(fā)病率最高。Ⅰ期乳腺癌治愈率不超過(guò)20%，已占婦女癌癥死亡第一位，因此尋找乳腺癌有效的診斷治療靶點(diǎn)對(duì)于乳腺癌的防治有著重要的意義。本課題組擬開(kāi)展此項(xiàng)研究，進(jìn)一步探討CST6異常甲基化與乳腺癌之間的關(guān)系。CST6基因能通過(guò)其蛋白酶抑制作用下調(diào)乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力，有望成為乳腺癌治療的新靶標(biāo)。隨著研究的不斷深入，CST6的更多功能將會(huì)在不久的將來(lái)被揭示出來(lái)，特異性針對(duì)CST6的治療方案以及藥物將為乳腺癌提供治愈的可能。

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Signi fi cance of suppressor gene CST6 and its abnormal methylation in cancer

TIAN Yuan, NIE Xin, HU Feihuan, WANG Yidan, DU Hongyan★
(School of Biotechnology, Southern Medical University, Guangdong, Guangzhou 510515, China)

CST6orcystatin E/Mis fi rst identi fi ed in breast cancer cells, which is a novel tumor suppressor gene inhibiting the function of cysteine proteases. The expression ofCST6gene are obviously downregulated in breast caner, cervical cancer, metastatic prostate cancer, and glioma. The reason of down-regulation of the expression ofCST6, besides gene mutation and gene deletion, is epigenetic modi fi cation which is more prevalent. Fortunately, the gene silencing caused by the latter reason can be reversed through drugs. In this review, the functional research process ofCST6gene and the relationship betweenCST6abnormal methylation and the occurrence and development of carcinoma are summarized based on the numerous reports ofCST6, which are excepted to provide new ideas about the occurrence mechanism of cancer, and also provide a new target for cancer prevention, diagnosis and treatment.

CST6; Methylation; Carcinoma; Diagnosis; Treatment; Prognosis target

國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）（2012AA020205）；2011～2012學(xué)年南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)生課外科技學(xué)術(shù)活動(dòng)立項(xiàng)項(xiàng)目（2011kw061）

南方醫(yī)科大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，廣東，廣州 510515

★通訊作者：杜紅延，E-mail:gzduhongyan@126.com