CMTM4與腫瘤的研究進(jìn)展

孔娟 譚盛葵

作者單位：541000 桂林 1桂林醫(yī)學(xué)院肝膽外科；2桂林醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與多病因、多通路、多基因、多階段相關(guān)，涉及外在因素（如生物、化學(xué)、物理等因素）和內(nèi)在因素（如遺傳、免疫等因素），亦與多種基因突變相關(guān)（如原癌基因激活、抑癌基因失活或下調(diào)、DNA損傷修復(fù)、表觀遺傳變化等），同時(shí)還與腫瘤微環(huán)境相關(guān)。腫瘤微環(huán)境中各細(xì)胞成分和各種因子水平的變化在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲過程中起重要作用［1-4］。近年來，腫瘤免疫治療研究主要集中在識(shí)別特異性腫瘤抗原以增強(qiáng)抗腫瘤免疫，但因人類基因突變和蛋白質(zhì)修飾的復(fù)雜性和多樣性，同時(shí)受腫瘤復(fù)雜的微環(huán)境限制，常導(dǎo)致腫瘤治療失敗，目前亟需找到能夠有效治療腫瘤的新靶點(diǎn)［5-7］。原癌基因是細(xì)胞增殖的重要調(diào)節(jié)因子，與多種腫瘤發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中原癌基因激活、抑癌基因失活或下調(diào)發(fā)揮著重要作用，阻斷原癌基因的表達(dá)，恢復(fù)或上調(diào)抑癌基因的功能，可抑制腫瘤發(fā)展或恢復(fù)其正常表型。腫瘤發(fā)生機(jī)制受多種通路或基因調(diào)控，但解決問題的主要根源在于針對(duì)基因突變而采取靶向治療［8-9］。CMTM4是CMTM家族的成員之一，是新發(fā)現(xiàn)的抑癌基因，研究發(fā)現(xiàn)CMTM4與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，本文就抑癌基因CMTM4與腫瘤的研究進(jìn)展作一綜述。

1 CMTM4來源

CMTM家族原名趨化因子超家族（chemokine like factor super family，CKLFSF），是北京大學(xué)人類疾病基因研究中心韓文玲博士于2001年在國際上首次報(bào)道的基因家族。該家族的大多數(shù)成員具有不同的剪接體，而且每個(gè)基因至少有一個(gè)剪接體的編碼產(chǎn)物具有MARVEL結(jié)構(gòu)域。2005年12月，CKLFSF1～8被國際人類基因命名委員會(huì)重新命名為CMTM l～8，CMTM4是該家族成員之一［10］。

2001年7月北京大學(xué)韓文玲等［11］通過SSH技術(shù)克隆了U937細(xì)胞中IL-10的cDNA，發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞因子CKLF1，且除 CKLF1 外，CKLF基因還有 CKLF2、CKLF3、CKLF43個(gè)剪切體。其中CKLF2是整個(gè)基因編碼的產(chǎn)物，基于此序列，北京大學(xué)人類疾病基因研究中心又通過生物信息學(xué)和RT-PCR技術(shù)克隆出CMTM1～8。隨后，北京大學(xué)又制備了抗CMTM4的多肽抗體，為CMTM4進(jìn)行生物學(xué)功能研究奠定了基礎(chǔ)［12］。

2 CMTM4的結(jié)構(gòu)與功能

CMTM4基因位于 16q22.1，有 CMTM4-V1、CMTM4-V2和CMTM4-V3 3個(gè)剪接體，其中CMTM4-V1和CMTM4-V2是主要的形式，廣泛表達(dá)于多種組織。CMTM-V1編碼234個(gè)氨基酸，CMTM-V2編碼 208個(gè)氨基酸，而CMTM4-V3僅存在于某些腎和胎盤組織，編碼179個(gè)氨基酸。研究表明，CMTM家族中大部分成員有不同的剪接體，每個(gè)基因至少有一種剪接體的編碼產(chǎn)物有MARVEL結(jié)構(gòu)域，而具有此結(jié)構(gòu)域的蛋白在膜分子轉(zhuǎn)運(yùn)中具有重要功能，其基因編碼的產(chǎn)物有廣譜趨化作用，可參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展以及遷移，在免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用［10，13］。研究發(fā)現(xiàn)CMTM4在人類正常組織和上皮細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而在多種腫瘤來源的細(xì)胞株和原發(fā)腫瘤組織中表達(dá)下調(diào)或缺失，具有抑癌基因表達(dá)和功能特點(diǎn)［13-15］。

2004年 KITTLER 等［16］利用 5 305條 esi RNAs，從含有15 497個(gè)人類基因的文庫中篩選獲得37個(gè)對(duì)Hela細(xì)胞分裂、增殖具有重要作用的基因，CMTM4是其中之一。該研究還發(fā)現(xiàn)抑制內(nèi)源性CMTM4后，出現(xiàn)雙核細(xì)胞增多現(xiàn)象，得出CMTM4是一個(gè)有關(guān)細(xì)胞生長調(diào)控基因的結(jié)論。來自于荷蘭和澳大利亞的兩位學(xué)者同時(shí)在Nature雜志發(fā)表了有關(guān)CMTM6和PD-L1蛋白的研究［17-18］，研究結(jié)果表明，CMTM6是調(diào)節(jié)PD-L1蛋白穩(wěn)定性的關(guān)鍵蛋白，它結(jié)合PD-L1并維持其細(xì)胞表面表達(dá)。荷蘭學(xué)者揭秘了PD-L1分子一個(gè)先前未知的“伙伴”——CMTM6，該研究人員采用單倍體基因篩選證實(shí)CMTM6為PD-L1蛋白的調(diào)節(jié)器，CMTM6存在于細(xì)胞表面，其與PD-L1蛋白結(jié)合，可減少其泛素化，并增加PD-L1蛋白半衰期。在所有測(cè)試的人類腫瘤細(xì)胞類型以及人類樹突狀細(xì)胞中，干擾CMTM6的表達(dá)均導(dǎo)致PD-L1表達(dá)受損。此外，與其對(duì)PD-L1蛋白的調(diào)節(jié)作用相一致，CMTM6增強(qiáng)了表達(dá)PD-L1腫瘤細(xì)胞抑制T細(xì)胞的能力。CMTM4與CMTM6類似，是其備用的調(diào)控分子，也可調(diào)節(jié)PD-L1［17］。總體來說，荷蘭研究人員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，PD-L1依賴CMTM6、CMTM4有效地發(fā)揮其抑制功能，并提出潛在的新途徑來阻斷這一途徑［17］。澳大利亞研究人員通過使用全基因組CRISPRCAS9篩選，并采定量的方法分析整個(gè)質(zhì)膜蛋白質(zhì)組，發(fā)現(xiàn)CMTM6對(duì)PD-L1的特異性。值得一提的是，抑制CMTM6的表達(dá)可降低PD-L1表達(dá)而不影響MHCI分子表達(dá)。通過抑制CMTM6降低PD-L1表達(dá)可顯著減輕體內(nèi)外對(duì)腫瘤特異性T細(xì)胞活性的抑制［18］。研究可進(jìn)一步加深對(duì)PD-L1調(diào)節(jié)生物學(xué)的認(rèn)識(shí)，確定了先前未被識(shí)別的關(guān)鍵免疫檢查點(diǎn)的主調(diào)節(jié)器，指出了克服癌細(xì)胞免疫逃逸的潛在治療靶點(diǎn)。

最近發(fā)現(xiàn)的免疫檢查點(diǎn)途徑包括程序性死亡受體1/程序性死亡配體1（PD-1/PD-L1）信號(hào)通路，PD-1在活化的T細(xì)胞上優(yōu)先表達(dá)，在腫瘤浸潤的T細(xì)胞群中高表達(dá)，而PD-L1是一個(gè)重要配體，已發(fā)現(xiàn)過表達(dá)于各種惡性腫瘤，尤其是惡性黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌、晚期尿路上皮癌等實(shí)體腫瘤［19-21］。PD-L1激活在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中也有相關(guān)研究，如多發(fā)性骨髓瘤、非霍奇金淋巴瘤和霍奇金淋巴瘤（最顯著的是古典霍奇金淋巴瘤）、某些白血病以及全身組織細(xì)胞?。?2-24］。由此IMAMOVIC 等［25］得出結(jié)論：CMTM6和 CMTM4是增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療作用的新途徑?？傊?，CMTM4、CMTM6與PD-L1存在相互作用，可能是腫瘤免疫治療的新靶點(diǎn)［26］。

3 CMTM4與惡性腫瘤

3.1 消化系統(tǒng)腫瘤

查鵬等［14］通過免疫組化檢測(cè)CMTM4在食管癌組織中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中其陽性表達(dá)率僅為31.7%，而在正常食管黏膜組織中陽性表達(dá)率為100.0%，認(rèn)為CMTM4可能是潛在的抑癌基因。本課題組前期研究［16］發(fā)現(xiàn)，CMTM4在原發(fā)性肝細(xì)胞癌中表達(dá)主要定位于細(xì)胞膜與細(xì)胞質(zhì)，且表達(dá)水平明顯低于癌旁組織，多因素分析發(fā)現(xiàn)CMTM4異常表達(dá)是腫瘤轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素，其表達(dá)下調(diào)可能與肝癌侵襲轉(zhuǎn)移相關(guān)，進(jìn)一步采用COX比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析發(fā)現(xiàn)CMTM4為肝癌患者的獨(dú)立預(yù)后因素，提示CMTM4在肝癌中可能作為重要的抑癌基因，而CMTM4陰性表達(dá)提示預(yù)后不良。

3.2 泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤

ZHANG等［27］發(fā)現(xiàn)miR-205通過靶向CMTM4在調(diào)節(jié)腎細(xì)胞凋亡中起重要作用。研究者在OMIC腫瘤數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)腎癌中 CMTM4 呈低表達(dá)［28］。LI等［14］通過Western blot、免疫組化法以及定量RT-PCR檢測(cè)原發(fā)性腎透明細(xì)胞癌及其配對(duì)癌旁非腫瘤組織中CMTM4的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CMTM4在腎透明細(xì)胞癌中表達(dá)大幅下調(diào)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在786-O細(xì)胞系中，上調(diào)CMTM4表達(dá)可抑制細(xì)胞生長、修復(fù)和遷移，但是敲除CMTM4可導(dǎo)致細(xì)胞的以上行為完全相反。在腎透明細(xì)胞癌中CMTM4下調(diào)與腫瘤活性抑制相關(guān)，CMTM4可作為腎透明細(xì)胞癌的靶向治療目標(biāo)［14］。此外，CMTM4在男性生殖系統(tǒng)腫瘤中高表達(dá)，并可明顯抑制前列腺癌來源的細(xì)胞增殖［29］。

3.3 其他系統(tǒng)腫瘤

PLATE 等［30］研究發(fā)現(xiàn)，CMTM4-V1 和 CMTM4-V2過表達(dá)可介導(dǎo)G2/M期阻滯，進(jìn)而抑制同步化和非同步化人宮頸癌細(xì)胞株Hela的細(xì)胞生長，并且抑制Hela細(xì)胞克隆形成，提示CMTM4表達(dá)的改變可能影響Hela細(xì)胞周期及分裂，在細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期調(diào)控中起重要作用。在肝癌、乳腺癌、前列腺癌等多種腫瘤組織中亦能檢測(cè)到16q22.1頻繁缺失［31-32］，這些研究均支持16q22.1位點(diǎn)存在腫瘤抑制基因的觀點(diǎn)，而CMTM家族可能是這些腫瘤抑制基因的一部分。卞梁等［29］研究發(fā)現(xiàn)CMTM4蛋白在正常肺組織中的陽性表達(dá)率為100.0%，而在非小細(xì)胞肺癌組織中陽性表達(dá)率僅為26.0%，該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)CKLF1、CMTM1、CMTM2和CMTM4是人類染色體上同一基因簇內(nèi)趨化因子樣超家族成員，可能是潛在的非小細(xì)胞肺癌腫瘤抑制基因。

4 展望

基因治療是目前腫瘤治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，是一種新的治療理念，通過對(duì)某些腫瘤基因進(jìn)行特殊處理，再導(dǎo)入細(xì)胞，從而抑制癌細(xì)胞的發(fā)生與進(jìn)展，發(fā)揮靶向治療的作用。CMTM4是新的抑癌基因，其與腫瘤的相關(guān)性研究仍處于初級(jí)階段，深入研究CMTM4在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制，對(duì)腫瘤的治療與預(yù)后判斷有著潛在價(jià)值。