EZH2作為抗腫瘤免疫治療靶點研究進展

李倩 王艷林

（三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院 三峽大學(xué)分子生物學(xué)研究所，宜昌 443002）

EZH2作為抗腫瘤免疫治療靶點研究進展

李倩 王艷林

（三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院 三峽大學(xué)分子生物學(xué)研究所，宜昌 443002）

多梳蛋白復(fù)合體（PcG）的核心亞基zeste基因增強子同源物2（Enhancer of zeste homolog2，EZH2）是一種組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，參與維持細(xì)胞密度、干細(xì)胞多能性、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)等重要的生理作用。研究發(fā)現(xiàn)，EZH2在多種腫瘤組織中高表達(dá)，是促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展的致癌因子。由于EZH2在正常組織中低表達(dá)或者不表達(dá)，使其新近被鑒定為一種腫瘤相關(guān)抗原。已經(jīng)在EZH2蛋白分子中鑒定出多條特異性抗原肽，這些抗原肽能激發(fā)機體免疫細(xì)胞對EZH2表達(dá)異常增高腫瘤細(xì)胞的殺傷活性。上述研究提示，EZH2可能是一種新的抗腫瘤治療分子靶點，并在腫瘤免疫治療中具有潛在的應(yīng)用價值。就該領(lǐng)域的最新研究進展作一簡要綜述。

EZH2；分子靶點；抗腫瘤免疫；腫瘤相關(guān)抗原

多梳蛋白復(fù)合體（Polycomb group protein，PcG）是參與染色質(zhì)基因表觀遺傳負(fù)性調(diào)控重要蛋白因子，在哺乳動物中，PcG主要分為結(jié)構(gòu)和功能不同的兩類，即多梳蛋白抑制性復(fù)合體2（Polycomb repressive complex 2，PRC2）和多梳蛋白抑制性復(fù)合體1（Polycomb repressive complex 1，PRC1）。復(fù)合體PRC2由4個亞基構(gòu)成，即EZH2、EED、SUZ12和RbAp48，其中EZH2為PRC2的核心亞基［1］。研究發(fā)現(xiàn)，在多種高度增殖的腫瘤中EZH2的表達(dá)顯著性高于正常細(xì)胞，且其表達(dá)水平與癌癥病人的預(yù)后呈負(fù)相關(guān)，提示EZH2有可能成為腫瘤診斷及抗腫瘤治療的新靶點［2-4］。本文簡要綜述EZH2與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，以及作為腫瘤相關(guān)抗原引起機體抗腫瘤免疫的研究進展。

1 EZH2的結(jié)構(gòu)與功能

EZH2最早由Chen 等［5］于1996年在對Down綜合征（Down syndrome）的研究中發(fā)現(xiàn)，隨后Cardoso等［6］在對ATR-X綜合征致病位點附近基因的研究中將該基因定位于人染色體7q35上。人EZH2基因由20個外顯子和19個內(nèi)含子構(gòu)成，編碼由746個氨基酸殘基構(gòu)成的EZH2蛋白分子。作為PRC2的核心亞基，EZH2具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性，主要參與H3K27的三甲基化修飾。而該活性的穩(wěn)定發(fā)揮需要以下兩個必備條件：（1）EZH2與其他非催化亞基結(jié)合為穩(wěn)定的復(fù)合物；（2）EZH2本身具有完整的SET結(jié)構(gòu)域及相鄰的CXC結(jié)構(gòu)域。

近來研究發(fā)現(xiàn)，EZH2在細(xì)胞密度維持、干細(xì)胞自我更新、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用［7，8］。EZH2能與HDACs（組蛋白去乙酰化酶）、DNMTs（DNA甲基轉(zhuǎn)移酶）共同作用而導(dǎo)致抑癌基因表觀遺傳性沉默，促進腫瘤的形成及遷移［9，10］。

2 EZH2高表達(dá)與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展

Wan等［11］定量分析EZH2在不同肺癌組織中的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，淋巴轉(zhuǎn)移癌顯著高于原位癌，低分化癌高于高分化癌，TNM Ⅲ-Ⅳ期癌高于TNMⅠ-Ⅱ期癌，提示EZH2在肺癌組織高表達(dá)與腫瘤惡性程度正相關(guān)。EZH2在腫瘤細(xì)胞中的高表達(dá)往往是細(xì)胞生長調(diào)控信號異常的結(jié)果。Coe等［12］報道，小細(xì)胞肺癌中EZH2高表達(dá)與E2F/Rb信號系統(tǒng)異常密切相關(guān)。E2F是一種促細(xì)胞周期相關(guān)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，EZH2也是受E2F激活的靶基因之一。而RB蛋白則通過與E2F相互結(jié)合而抑制后者的促轉(zhuǎn)錄活性。在小細(xì)胞性肺癌細(xì)胞株和肺癌組織中，Rb表達(dá)顯著性下降而E2F的表達(dá)顯著性升高，二者的綜合作用使得更多功能性E2F結(jié)合到EZH2啟動子上，由此上調(diào)EZH2基因的表達(dá)。Hwang-Verslues等［13］的研究發(fā)現(xiàn)，抑癌基因生物鐘基因2（period2，PER2）通過抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT）相關(guān)基因，如TWIST1、SLUG和SNAIL的表達(dá)而抑制細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，且這一過程需要EZH2的協(xié)助。作為一種輔助轉(zhuǎn)錄抑制因子，PER2能將EZH2、SUZ12和HDAC2等基因負(fù)性表達(dá)調(diào)控因子募集到TWIST1和SLUG基因啟動子的OCT-1元件上，并以復(fù)合體的形式抑制上述基因的轉(zhuǎn)錄。在實體瘤的低氧環(huán)境下，PER2大量降解，結(jié)合在OCT-1元件上的復(fù)合物解體，由此解除對TWIST1和SLUG基因表達(dá)的抑制，進而促進EMT發(fā)生。此外，在缺氧環(huán)境中，腫瘤細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子缺氧誘導(dǎo)因子（Hypoxia-induced factor，HIF）表達(dá)顯著性增加，它也可以誘導(dǎo)EZH2的表達(dá)而促進腫瘤細(xì)胞惡化［13，14］。

EZH2高表達(dá)與前列腺癌的關(guān)系已被廣泛研究，有研究發(fā)現(xiàn)，在用手術(shù)去勢治療無效的前列腺癌中，EZH2的致癌活性與其表觀遺傳轉(zhuǎn)錄抑制功能無關(guān)，但與其另一種功能，即作為雄性激素受體的輔助活化轉(zhuǎn)錄因子的功能相關(guān)。這種從轉(zhuǎn)錄抑制到轉(zhuǎn)錄活化功能的轉(zhuǎn)換，需要EZH2的磷酸化修飾［15］。

Hajósi-Kalcakosz等［16］發(fā)現(xiàn)，EZH2是鑒別肝臟惡性腫瘤與良性腫瘤的一個非常可靠而又敏感的免疫組化指標(biāo)。在大多數(shù)的惡性肝細(xì)胞腫瘤中EZH2表達(dá)陽性，而在腺瘤、肝硬化結(jié)節(jié)和膽管錯構(gòu)瘤等良性腫瘤中，EZH2表達(dá)陰性。

由于在EZH2分子中含有糖原合成酶激酶3β（Glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）的作用基序，因而GSK3β可催化EZH2的磷酸化修飾并使之失活。Ma等［17］的研究首次發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌細(xì)胞中EZH2過度表達(dá)與GSK3β自身磷酸化失活密切相關(guān)。用GSK3β的抑制劑也能上調(diào)EZH2的表達(dá)水平，而用siRNA沉默Gsk3β的表達(dá)抑制瘤細(xì)胞的侵襲能力。

3 EZH2介導(dǎo)的抗腫瘤免疫效應(yīng)

Ogata等［18］在對前列腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，EZH2可能是一種腫瘤相關(guān)抗原。他們基于人類白細(xì)胞抗原（Human leukocyte antigen，HLA）的抗原結(jié)合基序，從EZH2蛋白分子中選擇了11條肽段作為潛在的抗原肽，然后分析來源于前列腺癌患者血清的IgG識別和結(jié)合這些多肽的能力。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中3條多肽（Aa243-245、Aa291-299和Aa735-742）能被IgG有效識別與結(jié)合。這3條多肽中的2條（Aa291-299和Aa735-742）能誘導(dǎo)HLA-A24-A24限制性的、前列腺癌細(xì)胞特異性的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（Cytotoxic T lymphocyte，CTL）增殖。

Steele等［19］在對原發(fā)性肝細(xì)胞癌（Hepatic cell cancer，HCC）的研究中，進一步證實了EZH2的腫瘤相關(guān)抗原特征。他們發(fā)現(xiàn)HCC患者血清存在EZH2特異性的T細(xì)胞效應(yīng)。將含EZH2編碼序列的重組腺病毒載體轉(zhuǎn)入外周血單核細(xì)胞（Peripheral blood mononuclear cell，PBMC）的細(xì)胞核中，能大幅提高該細(xì)胞群IFN-γ的合成與分泌水平。他們還鑒定了幾種源于EZH2的CD8+T細(xì)胞表型發(fā)現(xiàn)，源于EZH2的多肽YMSCSFLFNL（Aa666-674）能更顯著性地刺激這些T細(xì)胞釋放IFN-γ。該抗原肽還能刺激外周血淋巴細(xì)胞中特異性CTL增殖，除去外周血淋巴細(xì)胞中的CD25+T細(xì)胞（Treg細(xì)胞）后，上述抗原肽對CTL的增殖活化效應(yīng)更加明顯。

Komohara等［20］的研究也發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌細(xì)胞中EZH2（734-742）抗原肽高表達(dá)。這種抗原多肽能夠誘導(dǎo)HLA-A24表型的膀胱癌患者PBMC產(chǎn)生特異性殺傷膀胱癌的CTL，且這種細(xì)胞毒性反應(yīng)受HLA-A24的限定并主要依賴于CD8+T細(xì)胞。但患者血清來源的IgG與上述EZH2抗原多肽之間無直接相互作用，提示在膀胱癌患者中，EZH2作為腫瘤相關(guān)抗原并不能引起體液免疫反應(yīng)。利用類似的研究策略，該研究組隨后發(fā)現(xiàn)，EZH2（291-299）和EZH2（735-743）這兩段抗原多肽能夠誘導(dǎo)HLA-A24表型的腎癌患者PBMC產(chǎn)生特異性殺傷腎癌細(xì)胞的CTL，且這種細(xì)胞毒性反應(yīng)是HLA-I類分子限制性的并主要依賴于抗原肽特異性的CD8+T細(xì)胞［21］。此外，該研究組還分析了EZH2作為HLA-A2表型的前列腺癌腫瘤相關(guān)抗原的能力。他們依據(jù)HLA-A2分子的抗原結(jié)合基序，從EZH2選擇了12 條潛在的腫瘤抗原肽，然后分析它們結(jié)合患者血清IgG的能力，以及誘導(dǎo)特異性腫瘤殺傷CTL的能力。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在12條候選肽中有5條（Aa120-128、Aa165-174、Aa669-577、Aa665-674和 Aa699-708）出現(xiàn)在患者血清中，并能被患者血清IgG有效識別和結(jié)合。 在這5條肽中，有2條（Aa120-128、Aa165-174）能夠誘導(dǎo)HLA-A2表型的前列腺癌患者PBMC產(chǎn)生特異性殺傷前列腺癌細(xì)胞的CTL，且這種細(xì)胞毒性反應(yīng)主要依賴于抗原肽特異性的和HLA-A2限制性的CD8+T細(xì)胞［22］。

T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫存在兩大障礙，一是腫瘤相關(guān)抗原免疫原性低下；二是腫瘤組織中存在免疫抑制性微環(huán)境。為克服上述障礙，有學(xué)者開始探索通過移植腫瘤抗原特異性的異體CTL來進行抗腫瘤免疫治療的新途徑［23］。Thiel等［24］在對尤氏瘤（Ewing tumor）的研究中發(fā)現(xiàn)，EZH2在該類腫瘤中的表達(dá)顯著性上調(diào)。隨后他們從健康人體的血液PBMC中分離樹突狀細(xì)胞（Dendritic cells，DC），并在體外用細(xì)胞因子刺激這些DC使其成熟，并用源于EZH2的抗原肽（Aa666-674）處理成熟的DC細(xì)胞，然后將這些經(jīng)過處理的成熟DC與健康人的PBMC共孵育，由此獲得EZH2特異性的異源CTL細(xì)胞。這種異源CTL能夠識別膜上表達(dá)EZH2抗原肽的尤氏瘤細(xì)胞并對其產(chǎn)生殺傷活性，同時也能顯著性抑制小鼠移植尤氏瘤的生長。

上述關(guān)于EZH2作為抗原誘發(fā)抗腫瘤免疫效應(yīng)的研究中均強調(diào)了CD8+T細(xì)胞的重要性，而Hayashi等［25］在對肺癌的研究中指出，CD4+T細(xì)胞也在這一過程中發(fā)揮重要作用。他們發(fā)現(xiàn)，肺癌患者癌組織中EZH2高表達(dá)，用源于EZH2的抗原肽EZH2（95-109）能有效誘導(dǎo)HLA-DR限制性的CD4+T細(xì)胞效應(yīng)，提示上述肽段具有多重抗原表位特征。重要的是，EZH2（95-109）誘導(dǎo)的效應(yīng)T細(xì)胞能直接識別表達(dá)EZH2的肺癌細(xì)胞，由此導(dǎo)致免疫殺傷。

4 結(jié)語

綜上所述，EZH2作為一種表觀遺傳酶參與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，有望成為腫瘤治療新的分子靶點。EZH2新近被鑒定為一種腫瘤相關(guān)抗原，這也為抗腫瘤免疫治療提供了新的手段和途徑。由于EZH2誘發(fā)腫瘤的相關(guān)分子機制尚未完全闡明，目前基于EZH2的抗腫瘤免疫治療還停留在細(xì)胞和動物實驗階段，對此進一步深入研究，將有助于新型抗腫瘤藥物的研發(fā)和腫瘤特異性疫苗的研制，有重要的臨床意義和應(yīng)用前景。

［1］Margueron R， Reinberq D. The Polycomb complex PRC2 and its mark in life［J］. Nature， 2011， 469（7330）：343-349.

［2］Benetatos L， Vartholomatos G， Hatzimichael E. Polycomb group proteins and MYC：the cancer connection［J］. Cell Mol Life Sci，2014， 71（2）：257-269.

［3］Chang CJ， Hung MC. The role of EZH2 in tumour progression［J］. Br J Cancer， 2012， 106（2）：243-247.

［4］Crea F， Paolicchi E， Marquez VE， et al. Polycomb genes and cancer：time for clinical application？［J］. Crit Rev Oncol Hematol， 2012，83（2）：184-193.

［5］Chen H， Rossier C， Antonarakis SE. Cloning of a human homolog of the Drosophila enhancer of zeste gene（EZH2）that maps to enchromosome 21q22.2［J］. Genomies， 1996， 38（1）：30-37.

［6］Cardoso C， Timsit S， Villard L， et al. Specific interaction between the XNP/ATP-X gene product and the SET domain of the human EZH2 protein［J］. Hum Mol Genet， 1998， 7（4）：679-684.

［7］Kim W， Bird GH， Neff T， et al. Target disruption of the EZH2-EED complex inhibits EZH2-dependent cancer［J］. Nature Chemical Biology， 2013， 9（10）：643-650.

［8］ Abdel-Wahab O， Levine RL. EZH2 mutations：mutating the epigenetic machinery in myeloid malignancies［J］. Cancer cell，2010， 18（2）：105-107.

［9］ Yaswen P. HDAC inhibitors conquer polycomb proteins［J］. Cell Cycle， 2010， 9（14）：2705.

［10］ Viré E， Brenner C， Deplus R， et al. The Polycomb group protein EZH2 directly controls DNA methylation［J］. Nature， 2006， 439（7078）：871-874.

［11］ Wan L， Li X， Shen H， et al. Quantitative analysis of EZH2 expression and its correlations with lung cancer patients’ clinical pathological characteristics［J］. Clin Transl Oncol， 2013， 15（2）：132-138.

［12］Coe BP， Thu KL， Aviel-Ronen S， et al. Genomic deregulation of the E2F/Rb pathway leads to activation of the oncogene EZH2 in small lung cancer［J］. PLoS One， 2013， 8（8）：e71670.

［13］Oike T， Oqiwara H， Amornwichet N， et al. Chromatin-regulating proteins as targets for cancer therapy［J］. Journal of Radiation Research， 2014， 55（4）：613-628.

［14］ Hwang-Verslues WW， Chang PH， Jeng YM， et al. Loss of corepressor PER2 under hypoxia up-regulates OCT1-mediated EMT gene expression and enhances tumor malignancy［J］. Proc Natl Acad Sci USA， 2013， 110（30）：12331-12336.

［15］ Xu K， Wu ZJ， Groner AC， et al. EZH2 oncogenic activity in castration-resistant prostate cancer cells is Polycomb-independent［J］. Science， 2012， 338（6113）：1465-1469.

［16］Hajósi-Kalcakosz S， Dezs? K， Bugyik E， et al. Enhancer of zeste homologue 2（EZH2）is a reliable immunohistochemical marker to differentiate malignant and benign hepatic tumors［J］. Diagn Pathol， 2012， 7：86.

［17］Ma R， Wei Y， Huang X， et al. Inhibition of GSK 3β activity is associated with excessive EZH2 expression and enhanced tumour invasion in nasopharyngeal carcinoma［J］. PLoS One， 2013， 8（7）：e68614.

［18］Ogata R， Matsueda S， Yao A， et al. Identification of polycomb group protein enhancer of zeste homolog2（EZH2）-derived peptides immunogenic in HLA-A24+prostate cancer patients［J］. Prostate，2004， 60（4）：273-281.

［19］Steele JC， Torr EE， Noakes KL， et al. The polycomb group proteins，BMI-1 and EZH2， are tumour-associated antigens［J］. Br J Cancer， 2006， 95（9）：1202-1211.

［20］Komohara Y， Harada M， Arima Y， et al. Anti-cancer vaccine candidates in specific immunotherapy for bladder carcinoma［J］. Int J Oncol， 2006， 29（6）：1555-1560.

［21］Komohara Y， Harada M， Arima Y， et al. Identification of target antigens in specific immunotherapy for renal cell carcinoma［J］. J Urol， 2007， 177（3）：1157-1162.

［22］Itoh Y， Komohara Y， Komatsu N， et al. New peptides of the polycomb group protein enhancer of zeste homolog 2 with the potential to induce cancer-reactive cytotoxic T lymphocytes in human leukocyte antigen-A2+prostate cancer patients［J］. Oncol Rep， 2007， 18（5）：1231-1237.

［23］Felix NJ， Allen PM. Specificity of T-cell alloreactivity［J］. Nat Rev Immunol， 2007， 7（12）：942-953.

［24］Thiel U， Pirson S， Müller-Spahn C， et al. Specific recognition and inhibition of Ewing tumor growth by antigen-specific allo-restricted cytotoxic T cell［J］. BR J Cancer， 2011， 104（6）：948-956.

［25］Hayashi S， Kumai T， Matsuda Y， et al. Six-transmembrane epithelial antigen of the prostate and enhancer of zeste homolog 2 as immunotherapeutic targets for lung cancer［J］. J Transl Med，2011， 9：191.

（責(zé)任編輯 狄艷紅）

Research Progress in EZH2 as a Target for Anti-tumor Immunotherapy

Li Qian Wang Yanlin
（Medical College，Institute of Molecular Biology，Three Gorges University，Yichang 443002）

EZH2（enhancer of Zeste homolog2）， the core subunit of polycomb group protein complex（PcG）， is a histone methyltransferase which involves in cell density maintenance， stem cell pluripotent， cell cycle regulation and other important physiological roles. The study has found that EZH2 is over-expressed in many tumor tissues and can be used as a carcinogen to promote tumorigenesis. Since EZH2 has been proved to be non- or low-expressed in normal tissues， it has recently been identified as a tumor-associated antigen. Multiple antigen peptides derived from the EZH2 protein have been identified and their ability in stimulating the killing activity of immune cells against the tumor cells with over-expressed EZH2 has been proved. These studies indicate that EZH2 could be a new molecular target for anti-tumor therapy and has potential value in tumor immunotherapy. This paper gives a brief review on the research progress in these study fields.

EZH2；molecular target；anti-tumor immunology；tumor-associated antigen

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.01.004

2014-05-07

國家自然科學(xué)基金資助項目（81372265），湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年創(chuàng)新團隊計劃項目（T201203）

李倩，女，碩士研究生，研究方向：腫瘤免疫；E-mail：m15672484851@163.com

王艷林，博士，教授，研究方向：腫瘤免疫；E-mail：fzswangyl@ctgu.edu.cn