SET蛋白在口腔鱗狀細(xì)胞癌作用中的研究

夏欣欣，陳麗娟，王嚇勇

（暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬惠州口腔醫(yī)院，廣東 惠州 516001）

口腔鱗狀細(xì)胞癌作為頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中的一種惡性腫瘤，具有較高的發(fā)病率和較高的死亡率，目前的研究表明，口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多基因、多步驟的演變過(guò)程，涉及一系列表觀遺傳學(xué)的改變。SET（I2PP2A）作為一種核原癌蛋白，已經(jīng)明確其在白血病中發(fā)揮著重要致病作用，隨后的研究發(fā)現(xiàn)其在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)表達(dá)異常，本文主要對(duì)口腔鱗狀細(xì)胞癌的流行病學(xué)、發(fā)病機(jī)制和SET蛋白在口腔鱗狀細(xì)胞癌的致病機(jī)制研究進(jìn)展作一綜述。

1 口腔鱗狀細(xì)胞癌

1.1 口腔鱗狀細(xì)胞癌的流行病學(xué) 頭頸部鱗狀細(xì)胞癌是威脅全球健康問(wèn)題的主要因素，位居全身常見(jiàn)惡性腫瘤的第6位，是最常見(jiàn)惡性腫瘤之一，其中，口腔癌在所有頭頸部鱗狀細(xì)胞癌中發(fā)病率最高，口腔鱗狀細(xì)胞癌是口腔腫瘤中最常見(jiàn)的類型，占口腔惡性腫瘤的90%以上，占頭頸部腫瘤的38%?？谇击[狀細(xì)胞癌的發(fā)病年齡一般在50歲-70歲，主要集中于51歲-55歲之間，在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，發(fā)病年齡較高，集中于64歲以上?？谇击[狀細(xì)胞癌目前的治療方法主要有手術(shù)，放射治療和化療。盡管具有相應(yīng)的診斷和臨床治療策略來(lái)預(yù)防和治療口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC），但是由于其具有較強(qiáng)的侵襲能力，較高的轉(zhuǎn)移率和較高的復(fù)發(fā)率，OSCC患者的存活率尚未明顯改善，5年生存率于仍低于50%[1-3]。

1.2 關(guān)于口腔鱗狀細(xì)胞癌的分子研究 口腔癌是影響口腔結(jié)構(gòu)或組織的惡性腫瘤。它們可起源于口腔的原發(fā)性病變，也可來(lái)自遠(yuǎn)處的轉(zhuǎn)移，或鄰近部位的延伸。除了人乳頭瘤狀病毒感染，吸煙和酒精是口腔鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生的危險(xiǎn)因子，環(huán)境因素和遺傳因素在口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。分子流行病學(xué)研究表明口腔鱗狀細(xì)胞癌是一個(gè)多基因多步驟參與的惡性腫瘤，其涉及原癌基因的激活和抑癌基因的失活，目前研究結(jié)果表明有數(shù)百基因參與到口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中，并且不斷有新的基因被研究。如microRNA、P53、RARB2、hnRNPK等。

1.2.1 microRNAs microRNAs是一類類似的的非編碼小RNA，一般包含有20個(gè)核苷酸，通常通過(guò)它的3'-UTR區(qū)與基因結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，許多研究表明，miRNA與癌癥的發(fā)生和發(fā)展相關(guān)，并且它們可能在診斷各種癌癥的生物標(biāo)志物中有潛在作用。miRNA能夠作為致癌基因和腫瘤抑制因子，通過(guò)降解mRNA或抑制癌基因或腫瘤抑制基因的翻譯來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖，細(xì)胞分化，細(xì)胞凋亡和其他生物學(xué)過(guò)程，參與癌癥和各種疾病的發(fā)展最終導(dǎo)致包括癌癥等各種疾病的發(fā)生。

1.2.2 RAR-β2RAR-β2基因位于人染色體3p24.2，是RARβ的同分異構(gòu)體，編碼視黃酸受體β，該受體屬于核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子甲狀腺激素受體超家族成員，其主要定位于細(xì)胞質(zhì)。它可以結(jié)合視黃酸，維生素A的生物活性形式，介導(dǎo)胚胎形態(tài)發(fā)生，細(xì)胞生長(zhǎng)和分化中的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。有研究認(rèn)為，該蛋白通過(guò)調(diào)節(jié)基因表達(dá)來(lái)限制許多細(xì)胞類型的生長(zhǎng)。該基因首先在肝細(xì)胞癌中鑒定，它可以結(jié)合于乙型肝炎病毒整合位點(diǎn)。替代啟動(dòng)子使用和差異剪接導(dǎo)致多個(gè)轉(zhuǎn)錄本變體。另有研究表明RAR-β2可以作為致癌基因的有效抑制劑，類似于腫瘤抑制基因p53，在包括乳腺癌,口腔癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤中，RAR-β2的mRNA表達(dá)水平下調(diào)。DNA甲基化可導(dǎo)致RAR-β2轉(zhuǎn)錄水平的降低。此外，多篇乳腺癌研究顯示了RAR-β2促進(jìn)劑的高甲基化。RAR-β2的異常甲基化啟動(dòng)抑制了RAR-β2轉(zhuǎn)錄的表達(dá)和功能，導(dǎo)致細(xì)胞周期失調(diào)，從而促進(jìn)包括口腔癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤的的發(fā)生。這些發(fā)現(xiàn)表明了RAR-β2可作為腫瘤發(fā)生發(fā)展的預(yù)測(cè)因子。在67%的頭頸部惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)有RAR-β2基因啟動(dòng)子的甲基化，而在50%的癌前病變中發(fā)現(xiàn)RAR-β2基因啟動(dòng)子的甲基化。

1.2.3 TP53（p53） TP53（p53）定位于人類染色體17p13.1，編碼393個(gè)氨基酸，編碼分子量為53 kDa的核內(nèi)磷酸化蛋白，因此被稱為p53蛋白。p53基因是細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，該基因編碼腫瘤抑制蛋白，涉及許多基礎(chǔ)細(xì)胞過(guò)程，如與細(xì)胞周期的調(diào)控、DNA修復(fù)、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等重要的生物學(xué)功能有關(guān)。當(dāng)發(fā)生內(nèi)源性或外源性應(yīng)激時(shí)，p53水平升高并阻斷細(xì)胞周期，修復(fù)受損DNA。p53功能的喪失會(huì)改變細(xì)胞對(duì)應(yīng)激或損傷的反應(yīng)能力，導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定。p53在包括口腔癌的大多數(shù)惡性腫瘤癥（包括口服癌癥）中突變。

1.2.4 hnRNPK hnRNPK蛋白來(lái)源于hnRNP家族，由位于九號(hào)染色體上的HnRNPK基因編碼，hnRNPs是一種RNA結(jié)合蛋白，在細(xì)胞核中，可以和前體mRNA相結(jié)合并影響前體mRNA的加工和mRNA的代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)。其成員位于細(xì)胞核中，有些核質(zhì)之間穿梭，hnRNP家族成員有不同的RNA結(jié)合特性，其中hnRNPK的結(jié)合特性不同于hnRNPs的其他成員，它可以和poly（C）鏈緊密結(jié)合，在人類HeLa細(xì)胞中，是主要的oligo（C）和poly（C）結(jié)合蛋白，Hnrnpk包含GlyArgGlyGly和GlyArgGlyGlyPhe兩個(gè)重復(fù)序列，這在其他已知成員中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。這兩個(gè)重復(fù)序列在RNA結(jié)合蛋白中經(jīng)常出現(xiàn)，因此，HnRNPK代表了一種新型的hnRNA結(jié)合蛋白。hnRNPK同時(shí)存在于多種亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，參與DNA的轉(zhuǎn)錄、RNA的加工、運(yùn)輸以及參與細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)等多種生物過(guò)程，從而進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控，并在信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮作用?？梢酝ㄟ^(guò)KH結(jié)構(gòu)域結(jié)合富含CT的單鏈DNA和富含CU的單鏈RNA，KH結(jié)構(gòu)域大概由70個(gè)氨基酸殘基組成，包含三個(gè)亞結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)位于N末端，第三個(gè)位于C末端。hnRNPK是c-myc基因的轉(zhuǎn)錄因子，c-myc是一種原癌基因，在細(xì)胞生長(zhǎng)和分化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，同時(shí)，hnRNPK是一個(gè)核質(zhì)穿梭蛋白，p53引發(fā)的DNA損傷反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，在修復(fù)

2 SET蛋白

DNA損傷時(shí)作為p53的輔助因子。hnRNPK作為E3泛素連接酶MDM2的底物，當(dāng)DNA損傷時(shí)，去泛素化。

除了與口腔癌相關(guān)的上述因子，由于口腔癌較高的發(fā)病率和死亡率，越來(lái)越多的分子被研究是否與口腔鱗狀細(xì)胞癌相關(guān)以及在口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著何種作用，其中，SET蛋白已被證實(shí)是一種定位于細(xì)胞核的原癌基因。并且多項(xiàng)研究證實(shí)，在包括口腔鱗狀細(xì)胞癌的多種惡性腫瘤中，SET蛋白表達(dá)異常。

2.1 SET蛋白的基本信息和生物學(xué)功能

2.1.1 SET蛋白的基本信息 1992年，VonLindern等在1例sE的急性未分化型白血病患者中發(fā)現(xiàn)9號(hào)染色體異位產(chǎn)生了SETCAN融合基因，鑒定出了SET基因，取名為SET基因（patients etranslocation,SET），經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)SET蛋白具有多種生物學(xué)功能，所以有多種名稱，如：HLA-DR相關(guān)蛋白II，模板活化因子-1、蛋白磷酸酶2A抑制劑-2（inhibitor of protein phosphatase 2A-2,12PP2A）、組織相容性白細(xì)胞抗原II相關(guān)蛋白（PHAPII）、粒酶A激活的DNA酶活化抑制劑（inhibitor of GzmA-activated DNase,IGAAD）等，通用名稱為SET。SET基因位于九號(hào)染色體，共12,742 bp、11個(gè)外顯子，編碼蛋白為SET蛋白。

SET基因轉(zhuǎn)錄剪切產(chǎn)生4個(gè)亞型，分別為亞型1、2、3、4，其中亞型1、2就是人們常說(shuō)的TAF-Iα和SET/TAF-Iβ。亞型1被稱之為標(biāo)準(zhǔn)序列，與其相比，亞型2、3、4在2-37位氨基酸殘基上與其有差異，分別為：APKRQSPLPPQKKKPRPPPALGPEETSASAGLPKKG→MSAPAAKVSKKELNSNHDGADETS；APKRQSPLPPQKKKPRPPPALGPEETSASAGLPKKG→MPRSHQPPPPPH；APKRQSPLPPQKKKPRPPPALGPEETSASAGLPKKG→MGCRDLLPSLKPTLL。亞型1和2彼此直接作用同時(shí)也作用于INHAT（乙?；D(zhuǎn)移酶）復(fù)合物中的ANP32A和組蛋白，其中SET/TAF-Iβ/INHAT組成1個(gè)耳套樣的的二聚體結(jié)構(gòu)，此二聚體結(jié)構(gòu)中的每個(gè)亞單位都包括1個(gè)N末端、1個(gè)骨干螺旋和1個(gè)耳套樣結(jié)構(gòu)域，分別為氨基酸1-24、25-78和79-225并類似于蛋白NAP-1，通過(guò)比較這兩種蛋白的晶體結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)這兩種蛋白除了嵌入螺旋外具有相同的折疊結(jié)構(gòu)，然而，他們的骨干螺旋形狀是不同的，并且這兩種蛋白的骨干螺旋和耳套樣結(jié)構(gòu)域的相對(duì)位置為-40°。我們對(duì)于突變體的生化分析揭示了致力于組蛋白伴侶活性的區(qū)域?yàn)镾ET/TAF-Iβ/INHAT的耳套樣結(jié)構(gòu)域的底面，因?yàn)槠浔砻娼Y(jié)合了核心組蛋白和雙鏈DNA?；钚员砻婧徒Y(jié)合面的重疊或親密關(guān)系表明了SET/TAFIβ/INHAT，核心組蛋白與雙鏈DNA是組蛋白分子伴侶活性所必需的。同時(shí)亞型2是SET復(fù)合物的組成部分，至少包括ANP32A、APEX1、HMGB2、NME1、SET和TREX1，但不包括NME2或TREX2，在SET復(fù)合物中，可以直接和ANP32A、NME1、HMGB2和TREX1相互作用，并且當(dāng)其裂解后，與ANP32的作用增強(qiáng)，同時(shí)也能與APBB1、CHTOP、SETBP1、SGOL1相互作用。在N-末端有一個(gè)長(zhǎng)的α-螺旋介導(dǎo)二聚化，耳罩域負(fù)責(zé)核心組蛋白與DNA的結(jié)合。C-末端的酸性結(jié)構(gòu)域域介導(dǎo)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的抑制，同時(shí)也是刺激DNA復(fù)制活性所必需的，是SET-CAN融合蛋白的重要組成部分，在SET活性中發(fā)揮著重要作用。

2.1.2 SET蛋白的生物學(xué)功能 具有多種生物學(xué)功能，已被證明可以選擇性的和組蛋白H3結(jié)合，具有組蛋白分子伴侶活性，與各種因子如DNA結(jié)合蛋白和蛋白酶相互作用，同時(shí)可以調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄、復(fù)制，核小體組裝和細(xì)胞凋亡。此外，SET/TAFIβ/INHAT抑制組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性表明了它具有的調(diào)節(jié)核活性來(lái)源于核心組蛋白的化學(xué)修飾。2亞型的抗凋亡活性是通過(guò)抑制GZMA激活的DNA酶NME1介導(dǎo)的。在細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡過(guò)程中，GZMA切割SET，并破壞其與NME1的結(jié)合從而釋放NME1的抑制作用。SET可以抑制腫瘤抑制因子NM23-H1，NM23-H1可以抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，與SET結(jié)合后無(wú)活性，當(dāng)有CTL攻擊時(shí)，SET被降解，恢復(fù)NM23-H1活性。亞型1、2是蛋白磷酸酶2A的抑制劑。其抑制EP300/CREBBP和PCAF介導(dǎo)的對(duì)組蛋白和核小體的乙酰化，機(jī)制很可能是破壞組蛋白中的賴氨酸對(duì)乙?；D(zhuǎn)移酶的易接近性，主要的抑制目標(biāo)是組蛋白H4，HAT的抑制作用導(dǎo)致了依靠HAT的轉(zhuǎn)錄活動(dòng)的停止，也防止了DNA的去甲基化，兩種異構(gòu)體刺激腺病毒基因組的病毒核心蛋白絡(luò)合的DNA復(fù)制；然而，2亞型特異活性較高。

2.2 SET蛋白在惡性腫瘤中的作用 近年來(lái)的研究表明SET在各種類型惡性腫瘤（包括腦、肺、卵巢、頭頸部的惡性腫瘤和前列腺癌、Wilms腫瘤、結(jié)腸直腸腺癌和白血病）中過(guò)度表達(dá)。SET作為原癌基因可以調(diào)節(jié)多種信號(hào)通路：SET蛋白磷酸酶PP2A的特異性抑制劑，PP2A是一種絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化。SET介導(dǎo)的PP2A抑制作用是通過(guò)各種蛋白的去磷酸化發(fā)生如細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和蛋白激酶B（Akt），以上兩種蛋白的去磷酸化可以導(dǎo)致SET對(duì)PP2A抑制作用。此外，相關(guān)研究證明在頭頸部惡性腫瘤中，SET可以作為一種氧化應(yīng)激的感受器，通過(guò)增加AKT的磷酸化作用和增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化防御能力促進(jìn)細(xì)胞存活。此外SET可以抑制腫瘤抑制基因NM23-H1的DNA酶活性，增加AP-1活性，激活MAPK信號(hào)通路；同時(shí)可以通過(guò)上調(diào)促癌基因BCL-2，下調(diào)抗癌基因BAX和Caspase3調(diào)節(jié)內(nèi)源性凋亡途徑；SET蛋白還可以與AKT作用，調(diào)節(jié)AKT/PI3K/mTOR信號(hào)通路。以上信號(hào)通路都參與細(xì)胞重要過(guò)程如DNA復(fù)制、染色質(zhì)重塑、基因轉(zhuǎn)錄、分化和遷移，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增殖，最終導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生。

2.3 SET蛋白在口腔鱗狀細(xì)胞癌中的作用 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，SET在頭頸部惡性腫瘤（HNSCC）的發(fā)生發(fā)展中具有重要的作用：首先，SET作為一種致癌基因，在頭頸部惡性腫瘤中可以促進(jìn)細(xì)胞增殖和細(xì)胞存活，并且通過(guò)順鉑抑制細(xì)胞凋亡；另外，在頭頸部惡性腫瘤中，SET作為一種腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞侵襲，細(xì)胞轉(zhuǎn)移和上皮細(xì)胞間質(zhì)的轉(zhuǎn)化?？谇击[狀細(xì)胞癌作為頭頸部惡性腫瘤中的一種，具有較高的發(fā)病率和死亡率，因此也廣泛受到關(guān)注。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞HSC3中，當(dāng)SET基因被抑制時(shí)，HSC3的生物學(xué)特性包括細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡都有顯著的改變：MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)SET基因被抑制時(shí)，HSC3細(xì)胞增值減少20.2%，而流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果表明當(dāng)SET基因被抑制時(shí)，細(xì)胞凋亡率為（17.97±2.77）%，與正常對(duì)照組的細(xì)胞凋亡率（7.85±0.62）%相比，細(xì)胞凋亡顯著增加；以上研究結(jié)果表明，SET基因在人口腔鱗狀中可能具有致癌作用，可能是通過(guò)促進(jìn)口腔鱗狀細(xì)胞癌的細(xì)胞增殖和抑制口腔鱗狀細(xì)胞癌的細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致口腔鱗狀癌的發(fā)生。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，SET基因在多種惡性腫瘤中表達(dá)異常，因此可以說(shuō)SET基因可能是包括口腔鱗狀細(xì)胞癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤的診斷標(biāo)記和治療靶點(diǎn)然而，具體的致癌機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

3 展望

癌癥的發(fā)生，是細(xì)胞增殖和凋亡失衡的結(jié)果。細(xì)胞增殖是癌癥發(fā)生和發(fā)展的重要組成部分，可能是通過(guò)改變細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)或活性，從而導(dǎo)致多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活，刺激細(xì)胞持續(xù)生長(zhǎng)。細(xì)胞凋亡過(guò)程可以使細(xì)胞程序性的失活、破壞和死亡，這個(gè)過(guò)程可以被細(xì)胞內(nèi)機(jī)制和細(xì)胞外機(jī)制激活，細(xì)胞內(nèi)機(jī)制包括一系列基因，而細(xì)胞外機(jī)制包括內(nèi)源性蛋白、細(xì)胞因子和激素以及細(xì)胞外環(huán)境。口腔鱗狀癌的發(fā)生發(fā)展是維持平衡狀態(tài)的細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡失衡的結(jié)果，當(dāng)細(xì)胞增殖大于細(xì)胞凋亡時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致口腔鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生。而SET在促進(jìn)口腔鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡上具有重要作用，因此，SET可能是口腔鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展的潛在致癌因子，但是具體的作用機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。