核糖核苷酸還原酶M2與惡性腫瘤的研究進展

艾素芬，黃 龍，丁劍午

(南昌大學第二附屬醫(yī)院腫瘤科，江西省腫瘤臨床轉(zhuǎn)化重點實驗室，南昌 330006)

核糖核苷酸還原酶(ribonucleotide reductase，RR)是細胞內(nèi)DNA合成的唯一限速酶，在核酸代謝過程中具有重要作用。RR能催化核苷二磷酸還原為脫氧核糖核苷二磷酸，這一步是脫氧核糖核苷三磷酸生物合成的限速步驟[1]。RR包括M1和M2 2個亞基，兩者均為二聚體結(jié)構(gòu)，RRM1具有與底物及變構(gòu)效應(yīng)物結(jié)合的部位，且含有直接供給電子的巰基，控制著底物的特異性及酶活性的開關(guān)，是腫瘤抑制基因。RRM2是一鐵硫蛋白，通過酪氨酸殘基的苯環(huán)形成特異的自由基而參加催化反應(yīng)，既是負責底物轉(zhuǎn)化的催化區(qū)，又是攜帶接觸抑制區(qū)，是RR活性的主要調(diào)控元件[2]。

RRM2參與脫氧核糖核苷三磷酸(dNTP)的生物合成，是DNA合成及修復過程中一種不可缺少的關(guān)鍵酶。近年來，RRM2被逐漸發(fā)現(xiàn)在腦膠質(zhì)母細胞瘤、膽管細胞癌、胰腺癌、乳腺癌、非小細胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌、結(jié)直腸癌等多種惡性腫瘤中均過表達[3-6]。因此，對RRM2異常表達與惡性腫瘤的生存預(yù)后、增殖、化療耐藥及轉(zhuǎn)移的影響等相關(guān)方面的研究，將為臨床惡性腫瘤的診斷、治療、預(yù)后提供新的理論依據(jù)。

1 RRM2在惡性腫瘤中的表達

Wang等[7]研究表明RRM2是HRV-E7的下游靶點，通過與E7-pRb相互作用及轉(zhuǎn)導E2F至RRM2基因啟動子結(jié)合區(qū)的方式，在轉(zhuǎn)錄水平上介導RRM2的表達上調(diào)。近年來，多項研究[8-11]證實RRM2在多種惡性腫瘤中異常表達。田華等[8]收集了原發(fā)性肝細胞癌組織197例，通過免疫組織化學法發(fā)現(xiàn)RRM2和RRM2B蛋白在肝細胞癌組織中表達上調(diào)，而且發(fā)現(xiàn)陽性染色的RRM2和RRM2B主要定位于肝癌細胞質(zhì)中。閆大勇等[9]分別收集了非霍奇金淋巴瘤(NHL)及慢性淋巴結(jié)炎患者各42例，用Western印跡檢測2組患者冰凍組織中RRM2蛋白的表達水平，最終結(jié)果證實2組患者RRM2表達均上調(diào)，且NHL患者明顯高于慢性淋巴結(jié)炎患者。Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)RRM2均高度表達在膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)細胞周期的G1晚期和S期的早期階段。Itoi等[11]在不可切除的胰腺癌患者組織中運用qRT-PCR與免疫印跡技術(shù)檢測到RRM2 mRNA和蛋白質(zhì)的明顯高表達。RRM2在惡性腫瘤的過表達對腫瘤生物學行為具有重要影響，如影響預(yù)后，耐藥，增殖轉(zhuǎn)移等。

2 RRM2過表達與惡性腫瘤的生存預(yù)后

RRM2過表達被發(fā)現(xiàn)與許多惡性腫瘤生存及不良預(yù)后相關(guān)。Zhang等[12]收集了159例20～85歲的ER陰性乳腺癌患者，設(shè)定RRM2的均值，分出低于中介平均值的RRM2低表達水平組及高于平均值的RRM2高表達水平組，匯總分析的危險比HR值分別為OS和PFS的2.19(95%CI1.28～3.49)和2.34(95%CI1.62～3.41)，RRM2 mRNA水平與差的OS和PFS顯著相關(guān)，對于PFS，RRM2可預(yù)測ER陰性和ER陽性乳腺癌患者的生存率，但對于ER陰性乳腺癌曲線變化更為顯著。Su等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，103例宮頸癌組織中，RRM2免疫反應(yīng)陽性的癌組織5年生存率明顯低于RRM2免疫反應(yīng)陰性的癌組織(5年生存率：76.4% vs 95.5%;HR：7.94,95%CI：1.07～58.82;P=0.016)。另一項研究中，Huang等[14]采用免疫組化的方法檢測了164例前列腺癌患者樣本中RRM2表達水平，分層分析證實RRM2與低風險前列腺癌患者的預(yù)后不良相關(guān)，且RRM2的預(yù)后表現(xiàn)優(yōu)于包括邊緣/膠囊狀態(tài)和T分期在內(nèi)的病理因素，而在Gleason評分4～7分的患者中，復發(fā)風險與RRM2蛋白水平成正比。Itoi等[11]檢測了35個不可切除的胰腺癌患者預(yù)處理活組織標本中的31個，18例患者(64.5%)RRM2水平低，13例患者(35.5%)RRM2水平高，截止值為0.1；RRM2水平低的患者的中位生存期為8.8個月，高水平患者的中位生存期為5.0個月(P<0.05)；同時還發(fā)現(xiàn)在低RRM2表達組中，1例患者完全應(yīng)答(CR)，8例患者部分應(yīng)答(PR)，相反，在高RRM2表達組中，在1例患者中觀察到PR，并且未觀察到CR，高表達組與低表達組之間的總體應(yīng)答率有顯著差異(50.0%比7.7%，P<0.05)。RRM2過表達與ER陰性乳腺癌、前列腺癌、不可切除的胰腺癌等腫瘤預(yù)后差呈正相關(guān)。

3 RRM2過表達與化療耐藥性

化療藥物的耐藥一直是部分腫瘤患者治療失敗的主要原因，目前普遍認為耐藥是多基因共同參與與多種機制綜合作用的結(jié)果，如何解決耐藥問題，尋求更高的療效一直是熱點及難點問題。目前越來越多的證據(jù)[15-19]表明RRM2表達異常調(diào)節(jié)與某些腫瘤(胰腺癌，卵巢癌)化療耐藥有關(guān)。Nakono等[20]研究了在獲得的人胰腺癌細胞株中，吉西他濱耐藥性發(fā)生期間，與轉(zhuǎn)運和代謝有關(guān)的RRM2表達的變化，實時熒光定量PCR檢測顯示，RRM2的表達水平在吉西他濱耐藥性發(fā)展過程中逐漸增加。最近的一項研究[21]表明，Vasohibin 2通過JUN原癌基因依賴的轉(zhuǎn)錄激活RRM2來降低吉西他濱對胰腺癌患者化療的敏感性。RNAi技術(shù)可有效抑制RRM2在卵巢癌中的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,增加DDP耐藥細胞的藥物敏感性,并促進DDP誘導的卵巢癌耐藥細胞凋亡,在一定程度上逆轉(zhuǎn)DDP耐藥性[22]。

4 RRM2過表達與惡性腫瘤的增殖

核糖核苷酸還原酶作為DNA合成唯一的限速酶，對細胞的分裂、增殖及分化有著重要的調(diào)控作用。Wang等[7]的研究中利用小鼠異種移植模型證實RRM2通過ROS激活ERK1/2通路，促進宮頸癌細胞血管形成，提高微血管密度，促進腫瘤細胞的增殖。另一項研究則利用MTT及EdU檢測技術(shù)表明過表達富集AT序列的特異性結(jié)合蛋白1(SATB1)后NHL(非霍奇金淋巴瘤)細胞生長增殖能力增加，而同時干擾RRM2使得NHL細胞生長增殖能力受到抑制[9]。Lu等[23]在使用微陣列分析和RT-PCR在轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌組織標本中觀察到RRM2表達基本上調(diào)，同時RRM2過表達與分化增殖顯著相關(guān)，臨床組織標本還顯示RRM2的表達水平可能與腫瘤分期有關(guān)。

5 RRM2過表達與惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移

遠處轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的最關(guān)鍵特征。有研究[24]表明，過表達的RRM2通過增強MMP-9的表達來增加胰腺癌的侵襲能力。Rasmussen等[25]研究表明RRM2通過影響上游的抑癌基因BRCA1形成BRCA1-RRM2軸，使得膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)細胞免受來自致癌基因及DNA損傷等內(nèi)源性凋亡因子的干擾，從而使得膠質(zhì)母細胞瘤侵襲轉(zhuǎn)移。Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)，RRM2與GBM細胞實驗中，細胞劃痕試驗證實在24 h內(nèi)，RRM2高表達使腫瘤細胞遷移率快，沉默RRM2抑制了GBM的遷移，此外，Transwell實驗還表明，敲除RRM2顯著抑制了膠質(zhì)瘤細胞的侵襲，進一步的機制研究還發(fā)現(xiàn)沉默的RRM2伴隨著MMP-2、MP-9和磷酸化p38的表達減少，而對于ERK1/2、JNK沒有觀察到大的變化，結(jié)果表明RRM2異常高表達通過增強MMP-2、MMP-9的表達，導致GBM遷移和侵襲性增加。大量的研究[26-29]亦表明RRM2調(diào)節(jié)其他惡性腫瘤轉(zhuǎn)移。

6 展望

惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及生長侵襲是一個相當復雜及多因素綜合作用的結(jié)果。RRM2在腦膠質(zhì)母細胞瘤、膽管細胞癌、胰腺癌、乳腺癌、非小細胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌、結(jié)直腸癌等多種惡性腫瘤中過表達；RRM2異常表達對惡性腫瘤的生存預(yù)后、增殖、化療耐藥及轉(zhuǎn)移均產(chǎn)生影響。RRM2從轉(zhuǎn)錄及翻譯水平干擾化療耐藥細胞，可能與Jun原癌基因有關(guān)，但具體機制仍不明確[21]。Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)RRM2通過介導P38MAPK信號通路促進惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移。然而最新的研究發(fā)現(xiàn)缺氧狀態(tài)下RRM2將切換亞基來維持DNA的復制[30]，關(guān)于RRM2是否與腫瘤的抗輻射及放療敏感性有關(guān)，期待相關(guān)研究能進一步證實。