C-Myc在食管鱗狀細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展

潘偉瑜 朱 婷

食管癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，位居第8位[1]。中國作為食管癌的高發(fā)及高死亡區(qū)，食管癌是中國癌癥相關(guān)發(fā)生率的第6大常見原因，也是中國癌癥相關(guān)病死率的第4大常見原因[2]。食管癌主要分為兩種類型:食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)和食管腺癌(esophageal adenocarcinoma，EAC)，中國食管癌90%患者為ESCC。但ESCC尚無有效的分子靶向藥物。C-Myc作為多條信號通路的下游靶點(diǎn)，其激活是腫瘤發(fā)生的起始事件之一。研究發(fā)現(xiàn)C-Myc在多種腫瘤中的擴(kuò)增、染色體易位及異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生及預(yù)后密切相關(guān)，是一種有效的抗癌治療靶點(diǎn)。

一、C-Myc 基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

C-Myc基因位于人類第8號染色體上，是細(xì)胞核內(nèi)癌基因，是MYC基因重要家族成員之一，是多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的下游靶基因，具有促進(jìn)細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功能。其蛋白質(zhì)的序列主要包括3個結(jié)構(gòu)域，即氨基末端(NTD)、中間區(qū)域和羧基末端(CTD)。在氨基末端有轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域(TAD)和3個MYC盒，MYC盒Ⅰ、 Ⅱ和Ⅲ(MBⅠ、MBⅡ、MBⅢ)，與C-Myc蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能密切相關(guān)[3]。MBⅠ和MBⅡ分別位于45～63和129～143，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)化的調(diào)控。在C-Myc的羧基末端則含有堿性區(qū)(basic region)、螺旋-環(huán)-螺旋區(qū)(helix-loop-helix，HLH)和亮氨酸拉鏈(leucine zipper，LZ)3個結(jié)構(gòu)元件[4]。這3個元件與C-Myc的生物學(xué)功能密切相關(guān)，共同賦予MYC蛋白形成同源或異源二聚體的能力，使其能夠特異性地與DNA結(jié)合。

二、C-Myc與腫瘤之間的關(guān)系

C-Myc是一種參與調(diào)節(jié)多種過程的癌蛋白，包括細(xì)胞凋亡、細(xì)胞生長和侵襲、血管再生和分化。C-Myc主要通過作為轉(zhuǎn)錄因子驅(qū)動腫瘤發(fā)生，該轉(zhuǎn)錄因子與眾多基因組位點(diǎn)結(jié)合并調(diào)節(jié)大量靶基因的表達(dá)[5]。正常生理?xiàng)l件下，C-Myc的表達(dá)受到嚴(yán)格調(diào)控，當(dāng)受到生長因子等細(xì)胞外刺激時(shí)表達(dá)升高。當(dāng)染色體易位或信號通路基因突變等情況發(fā)生時(shí),C-Myc會發(fā)生不依賴于生長因子刺激的擴(kuò)增，導(dǎo)致不受控制的細(xì)胞增殖和腫瘤產(chǎn)生，尤其是在一些惡性、低分化的腫瘤中。C-Myc 對于不同的細(xì)胞具有不同的惡行轉(zhuǎn)化作用，部分原因是C-Myc基因在不同的組織細(xì)胞中具有不同的表達(dá)活性，并且還與其他類似的癌基因之間有協(xié)同作用有關(guān)，如轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白1(MTA1)、熱刺激蛋白HSP90A。

通過抑制C-Myc的過表達(dá)，可以抑制腫瘤的發(fā)生和增殖等過程。大約70%的人類腫瘤中有C-Myc不受控制和異常表達(dá)現(xiàn)象。結(jié)直腸癌、乳腺癌、宮頸癌及前列腺癌，睪丸和卵巢的惡性腫瘤等都有C-Myc基因的過度擴(kuò)增、異常表達(dá)和基因重組。在結(jié)直腸癌中，過度活躍的Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)使C-Myc過度表達(dá)，這是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵驅(qū)動因素。但針對該基因的有效策略仍不清楚。最新研究顯示，Deptor作為Wnt/β-catenin/C-Myc信號轉(zhuǎn)導(dǎo)重要的下游靶點(diǎn)，可促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長，預(yù)示Deptor可能是結(jié)直腸癌的潛在治療靶點(diǎn)[6]。在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)，Her-1、Her-2和C-Myc之間存在共擴(kuò)增合作。C-Myc與侵襲、轉(zhuǎn)移和EMT誘導(dǎo)的乳腺癌干細(xì)胞(CSC)樣特性相關(guān)[7]。LINC01638在三陰性乳腺癌進(jìn)展中具有重要作用，與C-Myc相互作用可防止SPOP誘導(dǎo)的C-Myc泛素化和降解，然后激活MTDH-Twist1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以維持具有EMT和CSC樣特征的間充質(zhì)性狀[8，9]。

1.C-Myc對ESCC的作用機(jī)制:研究表明，在人類癌癥中大部分腫瘤是由基因突變的積累引起。ESCC的發(fā)生、發(fā)展是由基因和蛋白質(zhì)的多種改變引起的，這些遺傳改變使得ESCC在早期階段轉(zhuǎn)移和侵襲周圍組織的速度增加。C-Myc通過與伴侶蛋白Max二聚化而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用，隨后二聚體與E盒序列元件結(jié)合以激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。在正常靜止期細(xì)胞中，C-Myc不表達(dá)或微量表達(dá)。C-Myc被異常激活后活化轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞脫離正常生長調(diào)節(jié)的限制而具有高度增生潛能，并開始向惡性表型轉(zhuǎn)化。大量研究證明，C-Myc與食管癌的發(fā)生關(guān)系密切。Liu等[10]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，C-Myc的轉(zhuǎn)錄水平受c-Jun調(diào)控，抑制c-Jun可以使C-Myc在mRNA和蛋白水平上顯著降低。敲除C-Myc可以提高順鉑在ESCC中的細(xì)胞毒性作用，而上調(diào)C-Myc可以減輕這種作用。因此牛痘相關(guān)性激酶1(VRK1)可通過激活c-Jun上調(diào)C-Myc以促進(jìn)順鉑耐藥性，并增強(qiáng)ESCC中的惡性表型。p63可以通過Myc調(diào)節(jié)的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)人類鱗狀上皮細(xì)胞增殖，因此Wu等[11]進(jìn)一步研究 β-連環(huán)蛋白 和C-Myc是否參與p63調(diào)節(jié)ESCC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。最后發(fā)現(xiàn)p63敲低顯著降低了β-連環(huán)蛋白和C-Myc的mRNA和蛋白質(zhì)水平。p63過表達(dá)誘導(dǎo)總β-連環(huán)蛋白的增加和p-β-連環(huán)蛋白的減少。由此證明p63通過激活β-連環(huán)蛋白/C-Myc途徑來調(diào)節(jié)ESCC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。

Le等研究發(fā)現(xiàn)，前列素E2(PGE2)顯著增加C-Myc在mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達(dá)，C-Myc和Max之間的關(guān)聯(lián)也隨著PGE2治療而增強(qiáng)。PGE2可增加C-Myc在絲氨酸上的磷酸化，在環(huán)己酰亞胺存在的情況下，PGE2還可以顯著減慢C-Myc蛋白質(zhì)降解速率。這些結(jié)果表明PGE2誘導(dǎo)的C-Myc表達(dá)有賴于通過激活ERK途徑增強(qiáng)蛋白的穩(wěn)定性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)PGE2主要通過激活EP2受體來刺激細(xì)胞增殖，EP2受體激動劑也可使C-Myc表達(dá)增加到與PGE2相似的程度。用PKC抑制劑預(yù)處理細(xì)胞可以消除PGE2誘導(dǎo)的ERK磷酸化和細(xì)胞增殖。因此，PGE2主要通過EP2/PKC/ERK途徑上調(diào)C-Myc，以促進(jìn)ESCC細(xì)胞的增殖。腫瘤蛋白p53誘導(dǎo)的核蛋白1(TP53INP1)是一種應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白，其在細(xì)胞周期停滯和p53介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡中起作用，而Weng等發(fā)現(xiàn)TP53INP1是ESCC中的腫瘤抑制因子，C-Myc可通過啟動子甲基化抑制食管癌中TP53INP1的表達(dá)而促進(jìn)ESCC的發(fā)生。

目前microRNA(miRNA)在ESCC中的研究也取得較大進(jìn)展。已有研究顯示miRNA在細(xì)胞分化、增殖和凋亡的調(diào)節(jié)中起重要的作用。在ESCC患者中miR-1294的表達(dá)與C-Myc表達(dá)之間存在負(fù)相關(guān)，miR-1294通過體外靶向C-Myc抑制食管癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力[12]。miR-942在ESCC中有明確的致癌作用，C-Myc可直接與miR-942啟動子結(jié)合，促進(jìn)miR-942的表達(dá)[13]。Juan等[14]發(fā)現(xiàn)在ESCC細(xì)胞中增加MYC結(jié)合蛋白水平可導(dǎo)致細(xì)胞生長抑制和G1期停滯。miR-26家族中miR-26a和miR-26b的過表達(dá)可降低MYC結(jié)合蛋白 mRNA和蛋白的水平，因此miR-26家族可能是通過下調(diào)MYC結(jié)合蛋白水平來抑制ESCC細(xì)胞增殖。并且發(fā)現(xiàn)C-Myc可轉(zhuǎn)錄抑制miR-26a和miR-26b的表達(dá)，miR-26也可能負(fù)調(diào)節(jié)C-Myc途徑，形成C-Myc信號的負(fù)反饋回路[15]。最近更有研究發(fā)現(xiàn)，miR-145在食管中的雙重作用。miR-145的表達(dá)在ESCC中可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，但在EAC中具有明顯的致癌作用，miR-145的表達(dá)可以導(dǎo)致細(xì)胞侵襲增強(qiáng)，可能是通過C-Myc的下調(diào)介導(dǎo)的[16]。

2．C-Myc對ESCC的臨床意義：ESCC是一種以預(yù)后不良為特征的惡性消化道腫瘤，臨床上迫切需要分子標(biāo)志物以幫助改善ESCC患者的預(yù)后。已有研究證明，C-Myc是食管癌發(fā)生、發(fā)展中一個重要的調(diào)控靶點(diǎn)，并且可以作為預(yù)測ESCC預(yù)后不良的標(biāo)志物。C-Myc的表達(dá)增加加速了ESCC的進(jìn)展，導(dǎo)致預(yù)后不良。而C-Myc陽性表達(dá)與浸潤深度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，與組織學(xué)分級無關(guān)。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示，C-Myc與ESCC的癌癥分期和隨訪無關(guān)[17]。通過在ESCC組織的23個細(xì)胞系中分析基因擴(kuò)增和過表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)C-Myc的擴(kuò)增與食管癌高分化亞型相關(guān)。在ESCC組織中，C-Myc表達(dá)與NS1結(jié)合蛋白(NS1-BP)水平呈負(fù)相關(guān)，并且與較短的DSS相關(guān)[18]。

3.C-Myc與EAC的相關(guān)研究：雖然我國食管癌的組織類型以食管鱗癌為主，但是隨著世界范圍胃食管反流病的增加，我國Barrett食管(Barrett′s esophagus)/食管下段柱狀上皮化生和食管腺癌(esophageal adenocarcinoma，EAC)的發(fā)生率也在增加，同樣威脅著人們的生命。有報(bào)道顯示，在EAC中80%與Barrett食管密切相關(guān)，Barrett食管被公認(rèn)是EAC的癌前病變。Stairs等[19]發(fā)現(xiàn)，在Barrett食管中，C-Myc和Cdx1的聯(lián)合表達(dá)可導(dǎo)致杯狀細(xì)胞中黏蛋白的產(chǎn)生。并且在胃腸化生中，有觀察到類似于Barrett食管的C-Myc過表達(dá)。結(jié)合C-Myc在食管角化細(xì)胞的表達(dá)，認(rèn)為C-Myc和Cdx1在Barrett食管的起始階段即發(fā)揮作用。Mathieu等[16]發(fā)現(xiàn)在EAC中C-Myc和整聯(lián)蛋白α5和β3的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，整聯(lián)蛋白α5控制纖連蛋白的黏附，整聯(lián)蛋白β3控制部分SK-GT-4細(xì)胞的失巢凋亡抗性和細(xì)胞侵襲。SK-GT-4中的miR-145表達(dá)導(dǎo)致NOD/SCID小鼠中產(chǎn)生更大，更具侵襲性的腫瘤，并且還增加了肺部的轉(zhuǎn)移。因此miR-145的致癌能力可能需要下調(diào)miR-145的靶標(biāo)C-Myc，以使整聯(lián)蛋白α5和β3的表達(dá)增加。

三、C-Myc在腫瘤治療中的應(yīng)用

靶向C-Myc的治療策略包括干擾C-Myc的合成、穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄活性。但由于C-Myc在細(xì)胞核的定位以及沒有確定的配體結(jié)合位點(diǎn)，篩選合適的小分子化學(xué)物質(zhì)和靶向Myc的有效生物抑制劑仍是十分困難[20]。目前有關(guān)研究表明在體內(nèi)和體外都有針對C-Myc mRNA和蛋白的潛在治療策略。如Shan等[21]發(fā)現(xiàn)，NM23-H2作為C-Myc的轉(zhuǎn)錄因子，通過干擾NM23-H2與C-Myc啟動子的結(jié)合，可使C-Myc轉(zhuǎn)錄下調(diào)。以及Omomyc作為Myc衍生的bHLH-Zip結(jié)構(gòu)域，可與野生型C-Myc形成異二聚體，通過Myc/Max抑制E盒啟動子元件的活化并抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。另一方面，小分子抑制劑JQ1和THZ1可以通過抑制C-Myc轉(zhuǎn)錄過程中的關(guān)鍵因子CDK7和BRD4，下調(diào)C-Myc蛋白的表達(dá)水平。JQ1可選擇性地針對和抑制溴結(jié)構(gòu)域，在惡性膠質(zhì)瘤及其他惡性腫瘤的預(yù)臨床模型中已取得成功。而在ESCC中已有研究表明，JQ1可通過抑制細(xì)胞周期和PI3K/AKT途徑發(fā)揮其顯著的腫瘤抑制作用，特別是在具有C-Myc高表達(dá)或擴(kuò)增的ESCC中。另外發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳標(biāo)記DPY30可促進(jìn)內(nèi)源C-Myc的表達(dá)，C-Myc可通過影響H3K4甲基化途徑促進(jìn)腫瘤生成，并產(chǎn)生表觀遺傳易感性。因此DPY30和H3K4甲基化途徑可作為治療某些C-Myc驅(qū)動的癌癥的表觀遺傳靶標(biāo)[22]。

盡管分子靶向在癌癥治療中有效，但由于癌細(xì)胞其基因組不穩(wěn)定性和異質(zhì)性，未能觀察到通過單一藥劑實(shí)現(xiàn)長期療效。因此開發(fā)聯(lián)合癌癥療法，將比單藥療法有更好的療效。ESCC的發(fā)生、發(fā)展是一個十分復(fù)雜的生物學(xué)過程，涉及眾多信號通路中基因的多種變異。通過最新研究可發(fā)現(xiàn)，C-Myc有望成為治療ESCC的有效靶點(diǎn)。深入研究C-Myc在ESCC中的作用，對了解ESCC的發(fā)病機(jī)制和開發(fā)有效的分子靶向藥物具有重要意義。