SET 蛋白在腫瘤中的作用及其治療潛力

趙 娜 郭長(zhǎng)纓*

（中國(guó)藥科大學(xué)，江蘇 南京210000）

SET，根據(jù)其功能也稱為模析激活因子-Iβ（TAF-Iβ），蛋白磷酸酶抑制劑2（I2PP2A），IGAAD 和PHAPII，在人體組織中普遍表達(dá)，是一種涉及多功能的癌蛋白，主要包括凋亡，基因轉(zhuǎn)錄與復(fù)制，DNA損傷修復(fù)，核小體裝配，組蛋白伴侶和雄激素合成等。與在不同細(xì)胞類型中變化的SET-α 相比，SET-β 的表達(dá)更廣泛且相對(duì)恒定。SET-β 啟動(dòng)子不含TATA，并且富含G / C。MYC，SP1，RUNX1 和GATA2 形成調(diào)節(jié)SET-β 轉(zhuǎn)錄激活的多蛋白轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，同時(shí)近端啟動(dòng)子區(qū)域中4 個(gè)鋅指和X連鎖因子（ZFX）結(jié)合位點(diǎn)對(duì)于SET-β 的反式激活至關(guān)重要[1]。

SET首先被鑒定為與急性未分化白血病患者的CAN基因融合的易位基因，對(duì)該融合基因的研究揭示了SET與癌癥發(fā)生及其轉(zhuǎn)移之間的聯(lián)系。另外，由于其在細(xì)胞功能中的作用，其失調(diào)，尤其是過(guò)表達(dá)，還能導(dǎo)致阿爾茨海默癥，多囊卵巢綜合征[2]等。SET被普遍認(rèn)定為一種細(xì)胞核蛋白，在穩(wěn)態(tài)條件下，SET 蛋白的一部分以隨機(jī)的方式轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。 已經(jīng)鑒定6AKVSKK11和168KRSSQTQNKASRKR181為SET 蛋白的核定位信號(hào)。除核定位信號(hào)，SETβ 的亞細(xì)胞定位受磷酸化，K68 位SUMO 酰化[3]，蛋白酶切割（例如GZMA和AEP）及其酸性尾部的調(diào)控。最近，在了解SET的生理和病理功能方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。在這種情況下，我們將SET與功能病理的聯(lián)系及其作為潛在治療靶標(biāo)的前景作一綜述。

1 SET 與腫瘤

SET在快速分裂的細(xì)胞中表達(dá)高，并且能起癌基因的作用，促進(jìn)腫瘤發(fā)生[4，5]，且SET 蛋白已被證明在不同類型惡性腫瘤中過(guò)表達(dá)，例如乳腺癌[6]，卵巢癌[7]，肝癌[8]，非小細(xì)胞肺癌[9]等。SET在腫瘤發(fā)生與進(jìn)展中發(fā)揮重要作用的可能機(jī)制如下：

1.1 PP2A抑制劑

PP2A通過(guò)負(fù)調(diào)節(jié)許多致癌相關(guān)信號(hào)通路，在腫瘤轉(zhuǎn)化中發(fā)揮關(guān)鍵作用[10]，并可作為治療靶標(biāo)。SET 的C 末端酸性結(jié)構(gòu)域與PP2Ac 相互作用抑制PP2A 的磷酸酶活性被認(rèn)為是其與癌癥相關(guān)的最常見機(jī)制。SET 通過(guò)干擾PP2A 介導(dǎo)的磷酸化并激活A(yù)kt[11]，Erk，c-Jun[12]，c-Myc，促 分 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶，BCR-ABL 和β-catenine 等致癌信號(hào)，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展[13]。此外，SET介導(dǎo)的PP2A 抑制促進(jìn)了癌細(xì)胞對(duì)藥物治療的抗性的發(fā)展。例如SET /PP2A / p-Akt 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與紫杉醇在NSCLC中的作用有關(guān)。SET過(guò)表達(dá)會(huì)影響CRC細(xì)胞對(duì)以?shī)W沙利鉑為基礎(chǔ)的化療的敏感性，拮抗SET可恢復(fù)腫瘤對(duì)化療的敏感性。此外，Agarwal 等表明，其他SET抑制作用克服了由多種機(jī)制引起的髓樣白血病細(xì)胞的耐藥性[14]。此外，SET 的上調(diào)與肝癌，卵巢癌和結(jié)腸直腸癌[15]的不良臨床結(jié)果相關(guān)。同時(shí)，SET的異位表達(dá)還促進(jìn)了結(jié)腸癌，非小細(xì)胞肺癌和血液系統(tǒng)惡性腫瘤對(duì)化療藥物的耐藥性。這些結(jié)果表明SET可能是預(yù)測(cè)藥物敏感性的生物標(biāo)志物和增強(qiáng)當(dāng)前抗癌治療的治療靶標(biāo)。

1.2 細(xì)胞周期與染色體不穩(wěn)定性

有絲分裂畸變會(huì)導(dǎo)致非整倍性或基因組不穩(wěn)定，這是人類惡性腫瘤的特征，SET與有絲分裂聯(lián)系密切。首先，SET抑制PP2A對(duì)姐妹染色單體的分解很重要。其次，SET 通過(guò)與細(xì)胞周期抑制劑p21Cip1 直接相互作用來(lái)影響細(xì)胞周期進(jìn)程，從而導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶CDK1 和E-CKD 2 活性的抑制。同時(shí)CDK1 在有絲分裂期間使SET S7（異構(gòu)體1）磷酸化，這對(duì)于精確的有絲分裂和致癌活性是必需的[16]。另一方面，SET的敲低延遲了有絲分裂進(jìn)程并抑制了G2 / M過(guò)渡。SET還有助于在細(xì)胞分裂過(guò)程中從染色體上去除磷酸化的組蛋白H1 和Shugoshins[17]。Shugoshin-like（Sgo）蛋白與PP2A協(xié)同作用，以防止過(guò)早地去除著絲粒粘著蛋白。最后，SET與染色質(zhì)結(jié)合可以被組蛋白H2B絲氨酸6（H2B S6ph）的磷酸化損壞，這對(duì)于有絲分裂保真度很重要[18]，因此H2B S6ph 修飾可能有助于預(yù)防經(jīng)常在癌細(xì)胞中發(fā)生的染色體不穩(wěn)定和非整倍性。以上研究均表明SET可能通過(guò)有絲分裂的失調(diào)發(fā)揮其致癌作用。

1.3 染色質(zhì)可及性

在真核細(xì)胞中，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑復(fù)合物和組蛋白伴侶是調(diào)節(jié)染色質(zhì)可及性的重要因素，從根本上影響轉(zhuǎn)錄活性和細(xì)胞周期進(jìn)程。SET，TAF-1α 和pp32 組成INHAT蛋白復(fù)合物，通過(guò)結(jié)合并掩蓋組蛋白的賴氨酸來(lái)抑制p300 / CBP 和PCAF 介導(dǎo)的組蛋白乙?；Ｍ瑫r(shí)還可以通過(guò)抑制DNA脫甲基酶和DNA 之間的締合來(lái)影響DNA的甲基化狀態(tài)。p53 通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控眾多RNA聚合酶II 轉(zhuǎn)錄的基因來(lái)發(fā)揮抑癌作用。SET的INHAT結(jié)構(gòu)域還通過(guò)結(jié)合p53 的C端低乙酰化賴氨酸殘基抑制p53 靶啟動(dòng)子乙?；瘉?lái)誘導(dǎo)p53 靶基因的轉(zhuǎn)錄抑制。SET 通過(guò)酸性結(jié)構(gòu)域直接與p53 結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄活性，但是SET 介導(dǎo)的阻遏作用被應(yīng)激誘導(dǎo)的p53 CTD 乙?；齕19]，與SET 相互作用的喪失激活了p53，導(dǎo)致小鼠異種移植模型中的腫瘤消退。此外，SET可通過(guò)上調(diào)Bcl-2 和下調(diào)Bax和caspase-3 來(lái)調(diào)節(jié)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖和凋亡[20]。

1.4 DNA損傷及修復(fù)

在癌細(xì)胞中氧化應(yīng)激通常發(fā)生，可導(dǎo)致染色體畸變，DNA損傷和突變，從而顯著促進(jìn)腫瘤的發(fā)展和進(jìn)展。SET通過(guò)促進(jìn)編碼細(xì)胞抗氧化劑防御蛋白的基因（例如PRDX2，PRDX6，SOD2，TXN，UCP2 和UCP3.22）的表達(dá)來(lái)保護(hù)細(xì)胞免受輕度的氧化應(yīng)激。SET蛋白充當(dāng)同源重組和DNA損傷反應(yīng)的阻遏物調(diào)節(jié)DNA修復(fù)。首先，DNA斷裂處的SET / KAP1 / HP1 / H3K9me3 關(guān)聯(lián)導(dǎo)致染色質(zhì)保留并為DNA修復(fù)創(chuàng)造了抑制性環(huán)境[21]。異源二聚體Ku70 / 80 的募集是非同源末端連接（NHEJ）修復(fù)途徑的第一步。一旦發(fā)生DNA損傷，Ku70 / 80 從SET上解離，并通過(guò)CBP / p300 恢復(fù)乙?；癄顟B(tài)，從而使這些蛋白被募集到DSB位點(diǎn)以啟動(dòng)DNA 修復(fù)或BAX介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。但是，異常的SET過(guò)表達(dá)會(huì)破壞SET和Ku70 蛋白的締合模式，從而抑制DNA修復(fù)和Ku70 乙?；閷?dǎo)的細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致受損的DNA在細(xì)胞內(nèi)積累，最終導(dǎo)致突變和致癌作用。

2 SET 與腫瘤轉(zhuǎn)移

在乳腺癌中，SET被鑒定為促轉(zhuǎn)移基因，在SET 的所有相互作用蛋白中，與nm23-H1 和Rac1 的相互作用提示SET在調(diào)節(jié)腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用。nm23-H1 是一種轉(zhuǎn)移抑制因子，SET調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1（AP-1）的激活狀態(tài)，從而抑制AKT 信號(hào)傳導(dǎo)同時(shí)還可以阻止nm23-H1 從胞質(zhì)向核易位，從而抑制其核酸外切酶活性并促進(jìn)轉(zhuǎn)移。

RhoGTPase Rac1 以極化方式被激活并控制細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，Rac1 與SET NAP 核糖體組裝蛋白結(jié)構(gòu)域結(jié)合，促進(jìn)SET 的胞質(zhì)積累，從而激活Rac1 介導(dǎo)的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)[22]。SET 能增加激酶ERK1 和ERK2的水平，其信號(hào)途徑在腫瘤侵襲及轉(zhuǎn)移中起中介和信號(hào)放大作用。此外，SET還可激活其他促進(jìn)轉(zhuǎn)移的信號(hào)，包括Akt，PAK1 和p38絲裂原活化的蛋白激酶途徑等促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。SET介導(dǎo)的PP2A失活也有助于轉(zhuǎn)移潛能的獲得。

SET還具有增強(qiáng)細(xì)胞遷移，顯著影響集落形成的能力，促進(jìn)上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)化，并誘導(dǎo)CRC 細(xì)胞中MYC 原癌基因（c-MYC）的表達(dá)[15]。通過(guò)失活PP2A 介導(dǎo)的c-myc 抑制作用，SET 下調(diào)轉(zhuǎn)移抑制因子NDRG1，并促進(jìn)了肺癌細(xì)胞上皮- 間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）表型的獲得。FTY720 治療拮抗SET可導(dǎo)致EMT恢復(fù)，抑制侵襲性并恢復(fù)體內(nèi)順鉑敏感性。

3 SET 與免疫治療

盡管尚未確認(rèn)SET與腫瘤免疫治療的直接相關(guān)性，但最近的研究表明SET可能會(huì)破壞T細(xì)胞的抗腫瘤功能。首先，發(fā)現(xiàn)SET拮抗細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞（CTL）釋放顆粒酶的功能。利伯曼（Lieberman）的研究小組發(fā)現(xiàn)，SET 與Gzm A 直接相互作用，并通過(guò)使NM23-H1 失活來(lái)阻止CTL介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，還發(fā)現(xiàn)SET會(huì)影響其他Gzms（例如GzmB和Gzm K）的功能。其次，SET還可能通過(guò)促進(jìn)致癌信號(hào)的激活來(lái)增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)免疫原性細(xì)胞死亡的抵抗力。在Peng 等人的最新工作中，PI3K / Akt 和β-catenin 信號(hào)的失調(diào)導(dǎo)致T細(xì)胞介導(dǎo)的黑色素瘤細(xì)胞死亡減少，并且使用PI3K抑制劑可顯著提高抗PD1 和抗CTLA-4 的功效抗腫瘤生長(zhǎng)的抗體。眾所周知，PP2A 作為負(fù)調(diào)節(jié)劑部分參與B 和T 細(xì)胞受體信號(hào)，但未知SET的過(guò)表達(dá)是否通過(guò)抑制PP2A增強(qiáng)T 細(xì)胞功能。目前的證據(jù)尚不能確定拮抗SET是否能增強(qiáng)或擊敗T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫原性癌細(xì)胞死亡，有必要作進(jìn)一步的研究。PP2A表達(dá)水平與系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）和IL17A 細(xì)胞因子過(guò)度生產(chǎn)的臨床嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，已證明PP2A復(fù)合物對(duì)于TH17 分化至關(guān)重要，抑制PP2A可能是控制TH17 驅(qū)動(dòng)的自身免疫性疾病的一種可能的治療方法[23]。

4 靶向SET 治療

越來(lái)越多的證據(jù)支持SET在調(diào)節(jié)各種不同癌癥特征方面的關(guān)鍵作用。靶向SET及其相關(guān)蛋白可能是潛在待開發(fā)的抗癌策略。目前已報(bào)道的SET抑制劑根據(jù)其結(jié)構(gòu)主要分為三類。第一組包括基于鞘脂的化合物，例如神經(jīng)酰胺和FTY720 及其衍生物。第二組類似于載脂蛋白E（ApoE），這些化合物被稱為SET 干擾肽（例如COG112 和OP449）。最近，有報(bào)道稱第三種SET 抑制劑細(xì)胞穿透肽具有強(qiáng)大的細(xì)胞毒性作用，構(gòu)成精確的SET-PP2A相互作用界面[24]。其中SET C末端片段酸性結(jié)構(gòu)域發(fā)揮重要作用[25]。SET沉默或靶向SET-PP2A的拮抗劑（例如FTY720[26,27]，OP449[14]和EMQA[8]）已顯示出抑制腫瘤生長(zhǎng)和克服治療耐藥性的作用[4]。

4.1 FTY720

FTY720 重新激活PP2A被認(rèn)為是其抗癌作用的主要機(jī)制[26,28]，其抗癌療效已在許多血液和實(shí)體惡性腫瘤中被證明。此外，F(xiàn)TY720可影響SET / PP2A / c-myc / NDRG1 / Snail 信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)抑制上皮- 間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，并恢復(fù)腫瘤對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療的敏感性?；贜MR 光譜的研究表明鞘脂化合物（即神經(jīng)酰胺和FTY720）可能通過(guò)破壞SET對(duì)于PP2A結(jié)合抑制有重要作用的二聚作用而起作用[29]。

4.2 載脂蛋白-E 模擬肽（COG112，OP449）

通過(guò)與SET 蛋白的C 端區(qū)域相互作用而解離SET 和PP2Ac，并在乳腺癌，前列腺癌，胰腺癌以及血液系統(tǒng)惡性腫瘤[14]中顯示出抗癌功效。OP449 抑制Akt / mTOR 信號(hào)傳導(dǎo),對(duì)人乳腺癌細(xì)胞的體外和異體移植有抗腫瘤作用[30]。FTY720 和OP449 具有相似的抗SET 機(jī)制，但迄今幾乎沒有信息可以比較兩者治療效果。Christensen 等人使用表達(dá)BCR / ABL 的32Dcl3 髓樣前體細(xì)胞的平臺(tái)發(fā)現(xiàn)COG449 處理比FTY720 誘導(dǎo)更有效的PP2A活化。

4.3 EMQA（TD-x系列）

EMQA 及其衍生物是基于基于埃洛替尼的喹唑啉骨架的新型小分子化合物，可以靶向破壞SET-PP2Ac 的結(jié)合，相對(duì)于FTY720，在NSCLC 中已證明EMQA 能更有效抑制PP2A 活化并發(fā)揮抗腫瘤作用。EMQA 通過(guò)破壞HCC 細(xì)胞中的SET-PP2Ac 結(jié)合來(lái)增強(qiáng)PP2A 活性，從而恢復(fù)PP2A 介導(dǎo)的p-Akt 下調(diào)并促進(jìn)HCC 細(xì)胞死亡[8]，且EMQA 靶向僅需要C 端SET。此外，EMQA 與RT及藥物治療之間存在協(xié)同作用，例如索拉非尼和EMQA的組合在抑制HCC存活方面顯示出良好的協(xié)同作用[8]。

5 結(jié)論

SET 的幾乎所有致癌特性都由其與各種蛋白質(zhì)的直接相互作用介導(dǎo)，已知的SET拮抗劑都通過(guò)破壞SET與PP2Ac 的直接相互作用而起作用。SET可以與多種蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，SET的表達(dá)或可導(dǎo)致這些蛋白質(zhì)的功能障礙，因此靶向SET可能是恢復(fù)其功能的一種方法。當(dāng)然，有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究來(lái)闡明SET拮抗劑的最佳用途并確定可預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物。