轉(zhuǎn)錄因子Yin Yang-1在頭頸部腫瘤的研究進(jìn)展

李文靜，田霖麗，劉鳴

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科，黑龍江哈爾濱150001）

陰陽1（Yin-yang 1,YY1）是具有4 個(gè)C2H2 型鋅指，含有多個(gè)功能域的轉(zhuǎn)錄因子[1]，是鋅指DNA 結(jié)合蛋白GLI-Krüppel家族的一員，位于人類14 號(hào)染色體q32.2 段的端粒區(qū)。YY1 可以根據(jù)啟動(dòng)子環(huán)境、與其相互作用的介質(zhì)和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)基因進(jìn)行激活或滅活的表達(dá)[2]。YY1 參與調(diào)節(jié)的正常生物學(xué)過程包括胚胎發(fā)生和發(fā)育、細(xì)胞分化、細(xì)胞生長和增殖、DNA 修復(fù)和程序化細(xì)胞凋亡。據(jù)估計(jì)，約10%的人類啟動(dòng)子可以由YY1 調(diào)節(jié)[2]。最近與YY1 相關(guān)的研究大多將YY1 與癌癥發(fā)展聯(lián)系起來，YY1 可以調(diào)節(jié)癌基因的激活與抑癌基因的抑制。YY1 也被認(rèn)為是一個(gè)關(guān)鍵的信號(hào)通路，可成功進(jìn)行靶向癌癥治療[3]。有研究表明YY1 促進(jìn)某些抑癌基因的激活，如p53和BRCA1[4-5]。本文就YY1 在轉(zhuǎn)錄調(diào)控及胚胎發(fā)育過程中的作用及其在頭頸部腫瘤中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 YY1的生物學(xué)特性

1.1 YY1在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用

根據(jù)其相互作用的伙伴，YY1 可同時(shí)扮演轉(zhuǎn)錄激活因子和抑制因子的角色。YY1 可通過與多種因素相互作用，從而控制其作為轉(zhuǎn)錄激活因子或抑制因子的功能。事實(shí)上，YY1 的活動(dòng)是由多種蛋白質(zhì)相互作用控制的。包括基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄機(jī)制蛋白如TATA 結(jié)合蛋白、TFIIB、TBP、TAF55、RNA 聚合酶II，序列特異性DNA 結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活劑如Sp1、c-Myc、ATF/CREB、C/EBP，以及各種轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子如E1A、TAFII55、p300、CREB 結(jié)合蛋白（CBP）、HDAC1、HDAC2 和HDAC3 等[6]。

YY1 作為一種轉(zhuǎn)錄激活因子，對(duì)許多基因起著積極的調(diào)控作用。YY1調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制之一是通過競爭和阻止抑制因子與基因啟動(dòng)子的結(jié)合。例如，MAKHLOUF 等[6]報(bào)道YY1 直接與X 染色體失活特異性轉(zhuǎn)錄物（Xist）5'-區(qū)結(jié)合，激活Xist 啟動(dòng)子活性。在這種情況下，YY1 與Xist 抑制因子REX1競爭以結(jié)合到Xist 5′區(qū)。但是，本研究尚不清楚YY1 在Xist 啟動(dòng)子上成核的轉(zhuǎn)錄激活復(fù)合物的特性。WANG 等[7]報(bào)道目前已有參與轉(zhuǎn)錄共激活的特定YY1 相互作用伙伴。例如，ATF6 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)激過程中起關(guān)鍵作用，并誘導(dǎo)編碼ER 伴侶蛋白的葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白（Grp）基因與YY1 相互作用，YY1與ATF6 的相互作用增強(qiáng)了其轉(zhuǎn)錄活性，從而誘導(dǎo)“Grp”基因[8]。最近一項(xiàng)研究描述了INO80 是一種染色質(zhì)重塑酶，是YY1 必不可少的轉(zhuǎn)錄輔激活因子[9]。YY1 與INO80 相互作用，將其招募到目標(biāo)基因中誘導(dǎo)其表達(dá)。INO80 不僅作為一種共激活劑，而且還幫助YY1 訪問和結(jié)合目標(biāo)啟動(dòng)子的位點(diǎn)[11]。INO80-YY1 復(fù)合物激活的基因之一是CDC6，其在DNA 復(fù)制和細(xì)胞分裂中起作用[10]。此外，INO80-YY1 復(fù)合物還被證明可以調(diào)節(jié)基因組穩(wěn)定性并參與同源重組介導(dǎo)的DNA 修復(fù)[11-12]。此外，YY1 還通過與Sp1 相互作用參與轉(zhuǎn)錄起始，其相互作用已被證明可以啟動(dòng)小鼠心血管發(fā)育中胚層相關(guān)蛋白1（mesoderm posterior 1,Mesp1）的轉(zhuǎn)錄[11]。由于Mesp1 的激活與早期心肌細(xì)胞分化和心臟發(fā)育相關(guān)，YY1-Sp1 相互作用可能通過Mesp1 的上調(diào)來促進(jìn)心肌細(xì)胞分化及心臟發(fā)育。

YY1 通過與多種蛋白質(zhì)相互作用來抑制多種基因的轉(zhuǎn)錄。例如，YY1 與NF-κB 協(xié)同抑制Bim，Bim 是Bcl-2 家族的促凋亡成員。雖然NF-κB 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與了YY1[12]的誘導(dǎo)表達(dá)，但值得注意的是，在多發(fā)性骨髓瘤中，YY1 與典型的NF-κB 受體相互作用，YY1 受體復(fù)合物抑制Bim 啟動(dòng)子[13]。這一觀察具有重要的意義，因?yàn)镽elA 被廣泛認(rèn)為是一種轉(zhuǎn)錄激活因子，而在與YY1 形成復(fù)合物時(shí)，RelA 被證明是Bim 啟動(dòng)子上的轉(zhuǎn)錄抑制因子。由于Bim 具有促凋亡的功能，YY1-RelA 復(fù)合物對(duì)其的抑制作用已被證明在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的存活中發(fā)揮重要作用。此外，包括RelB 和cRel 在內(nèi)的NF-κB 家族的其他成員被證明轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)YY1 對(duì)TLR3 的表達(dá)，并且TLR3 下游的YY1 被證明與IFNβ 啟動(dòng)子結(jié)合，并通過阻止IRF7 與IFN-β 啟動(dòng)子結(jié)合抑制YY1[14]。TLR3 下游YY1 的抑制功能在微調(diào)IFN-β 表達(dá)的量和持續(xù)時(shí)間中起重要作用[15]。然而，尚不清楚在這種情況下YY1 是否與NF-κB 形成轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物。雖然YY1-RelA 復(fù)合物顯示出作為轉(zhuǎn)錄抑制因子起作用，但其復(fù)合物在多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）細(xì)胞中作為轉(zhuǎn)錄激活因子起作用并促進(jìn)GBM 生長[14]。YY1 與許多因子相互作用，調(diào)節(jié)各種基因。

1.2 YY1在胚胎發(fā)生和發(fā)育中的作用

YY1 與胚胎分化和細(xì)胞系的分化有關(guān)。有報(bào)道稱，YY1 純合子缺失可以使小鼠在胚胎移植期間產(chǎn)生致死性和致畸性。此外，YY1 雜合子的缺失使小鼠胚胎顯示發(fā)育延遲和神經(jīng)生長缺陷[15]。與此相一致，還有報(bào)告顯示完全敲除YY1 可導(dǎo)致胞質(zhì)分裂失敗和完全阻斷細(xì)胞增殖[16]。此外，通過對(duì)YY1 靶基因的分析發(fā)現(xiàn)YY1靶基因在細(xì)胞存活、凋亡、增殖、發(fā)育和分化中起著重要的作用，表明YY1在胚胎發(fā)育過程中協(xié)調(diào)了一個(gè)復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)來調(diào)控多種生物學(xué)過程[17]。與從小鼠獲得的數(shù)據(jù)一致，YY1 缺失或突變的人類個(gè)體表現(xiàn)出一種復(fù)雜的綜合征，其特征包括行為異常、認(rèn)知障礙、進(jìn)食問題以及宮內(nèi)發(fā)育缺陷[18]。這種綜合征被稱為“YY1 綜合征”，其主要原因是YY1 的單倍體功能不全，導(dǎo)致組蛋白H3K27 乙酰化功能受損，YY1 調(diào)節(jié)整體轉(zhuǎn)錄輸出功能紊亂[19]。除了在成人胚胎發(fā)生和組織形成中的作用外，YY1 還在干細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)YY1 與BAF 復(fù)合物相互作用，從而促進(jìn)小鼠胚胎干細(xì)胞的增殖和多潛能性[18]。因此，敲除YY1 或Smarca4（BAF 復(fù)合物的核心成分）會(huì)導(dǎo)致小鼠胚胎干細(xì)胞上多能性標(biāo)記的急劇減少[20]。除在小鼠胚胎干細(xì)胞中的作用外，最近的一份報(bào)告顯示YY1 在神經(jīng)嵴干細(xì)胞中的重要作用[21]。這些作者通過結(jié)合代謝組學(xué)、ChiP-Seq 和RNA-Seq等分析發(fā)現(xiàn)，YY1 在神經(jīng)嵴干細(xì)胞中控制多種代謝途徑，并且有條件地敲除YY1 導(dǎo)致所有神經(jīng)嵴衍生物發(fā)育不全[21]。由于黑色素細(xì)胞在發(fā)育過程中來源于神經(jīng)嵴干細(xì)胞，這些作者進(jìn)一步證明了條件敲除YY1 會(huì)抑制黑色素瘤小鼠模型中黑色素瘤的生長[19]。在最近的另一份文章中，已經(jīng)表明YY1 通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metallo proteinases 2,MMP-2）的表達(dá)在母胎滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲中起關(guān)鍵作用，MMP-2 是滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲的關(guān)鍵參與者[22]。重要的是，有作者還發(fā)現(xiàn)，在反復(fù)流產(chǎn)患者中，滋養(yǎng)細(xì)胞中YY1 的表達(dá)明顯減少[20]。進(jìn)一步的研究表明，YY1 調(diào)控Hox 轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOTAIR）的表達(dá)，進(jìn)而觸發(fā)PI3K-Akt 信號(hào)通路，導(dǎo)致MMP2 的表達(dá)增強(qiáng)和滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲[23]。有趣的是，與反復(fù)流產(chǎn)患者YY1 水平降低一致，還發(fā)現(xiàn)反復(fù)流產(chǎn)患者的HOTAIR 表達(dá)較低，這可能是反復(fù)流產(chǎn)患者中滋養(yǎng)細(xì)胞MMP2 表達(dá)降低的原因[21]?？偟膩碚f，YY1除了在癌癥方面的作用外，在胚胎發(fā)育方面也起著核心作用。

2 YY1在頭頸部腫瘤中的表達(dá)

最近研究發(fā)現(xiàn)，YY1 在多種惡性腫瘤組織中存在異常表達(dá)，如乳腺癌[22]、前列腺癌[23]、宮頸癌[24]、結(jié)腸癌[25]、肺癌等[26]。YY1 除了具有轉(zhuǎn)錄激活因子和抑制因子兩種相反的功能外，在癌癥中也表現(xiàn)出兩面性，既可以表現(xiàn)為抗腫瘤效應(yīng)，也可以表現(xiàn)為促腫瘤效應(yīng)，例如乳腺癌[27]和肺癌等[28]。頭頸部惡性腫瘤是2018年全球第7 大常見癌癥（新增約89 萬例，死亡約45 萬人）[28]。頭頸癌早期癥狀不典型且容易局部復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，多數(shù)患者確診時(shí)已為晚期，導(dǎo)致其5年生存率<60%。早期發(fā)現(xiàn)的患者即使經(jīng)過積極的手術(shù)或放療化療等相關(guān)治療，仍有20%～30%的患者發(fā)生復(fù)發(fā)或和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，而患者死亡的主要原因是因?yàn)檫h(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[29]。對(duì)腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程有限的認(rèn)識(shí)，限制了頭頸部腫瘤有效的預(yù)防和治療。目前研究發(fā)現(xiàn)YY1在頭頸部惡性腫瘤中也存在異常表達(dá)，并可以調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡過程。

2.1 YY1與鼻咽癌

鼻咽癌是好發(fā)于鼻咽腔頂部和側(cè)壁的惡性腫瘤。根據(jù)國際癌癥研究機(jī)構(gòu)的研究，2018年新發(fā)鼻咽癌病例約12.9 萬例，占新診斷癌癥的0.7%[30]。鼻咽癌是我國南方和東南亞地區(qū)最常見的癌癥。過去幾十年的流行病學(xué)趨勢(shì)表明，生活方式和環(huán)境可能是鼻咽癌發(fā)病的主要因素。引起鼻咽癌的危險(xiǎn)誘因包括EBV 感染[31]、環(huán)境致癌物、高危飲食習(xí)慣[31]和高?；蛐偷萚32]因素。目前的治療方案首選放射治療，而新型的分子靶向治療是目前最為熱點(diǎn)的治療惡性腫瘤的方式。YY1 可以促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的生長和遷移。SU 等[33]最近的研究發(fā)現(xiàn)了一種新的LncRNA，并將其命名為鼻咽癌拷貝數(shù)擴(kuò)增轉(zhuǎn)錄物 1（nasopharyngeal carcinoma copy number amplified transcript 1,NPCCAT1），其在鼻咽癌組織中的表達(dá)增加，研究人員還發(fā)現(xiàn)NPCCAT1 直接結(jié)合YY1 mRNA 5'-UTR，促進(jìn)YY1 mRNA 翻譯，并上調(diào)YY1 蛋白水平，從而促進(jìn)鼻咽癌的進(jìn)展。NPCCAT1 通過上調(diào)YY1 的水平促進(jìn)裸鼠體內(nèi)腫瘤的生長。因此發(fā)現(xiàn)YY1 是NPCCAT1 在鼻咽癌中的功能靶點(diǎn)。提示NPCCAT1 在介導(dǎo)鼻咽癌的過程中有YY1 參與，YY1 在鼻咽癌的靶向治療中可以作為潛在靶點(diǎn)，但YY1 在鼻咽癌中致癌作用的具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究調(diào)查。

2.2 YY1與口腔癌

口腔癌是世界上常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率和病死率都很高。在常見的癌癥排名第6 位[31]，5年生存率約為50%[34]。在所有類型的口腔癌中，鱗狀細(xì)胞癌（SCC）是最常見的一種。口腔癌包括牙齦癌、舌癌、軟硬腭癌、頜骨癌、口底癌等，病因包括長期吸煙飲酒史、口腔衛(wèi)生差的原因。治療包括手術(shù)治療、放療化療等方法。YY1 在口腔癌組織中的表達(dá)增加，BEHERA 等[35]通過免疫組織化學(xué)發(fā)現(xiàn)在口腔癌組織中YY1 的表達(dá)顯著增加。通過敲除YY1、MTT 實(shí)驗(yàn)、克隆實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)YY1 在AW8507 口腔癌細(xì)胞系中促進(jìn)腫瘤增殖、促腫瘤血管生成和促腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。誘導(dǎo)沉默YY1可以影響小鼠腫瘤的生長。輔激活劑相關(guān)的精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶1（coactivator associated arginine methyltransferase 1,CARM1）在口腔癌組織中表達(dá)明顯高于正常組織，研究人員發(fā)現(xiàn)CARM1 的表達(dá)增加是通過YY1 轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的。敲除YY1 在可以使口腔癌細(xì)胞系中的CRAM1 的表達(dá)減少。同時(shí)發(fā)現(xiàn)YY1 是CRAM1 介導(dǎo)的精氨酸甲基化的底物，CARM1 使YY1 甲基化并協(xié)同激活YY1 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄。總之，CARM1 和YY1 被發(fā)現(xiàn)通過正反饋相互調(diào)節(jié)以促進(jìn)口腔癌的進(jìn)展[35]。在不久的將來，臨床相關(guān)的RNAi 治療和小分子抑制劑也可以被開發(fā)并用于靶向YY1 和CARM1，以抑制口腔癌的生長。

2.3 YY1與喉癌及下咽癌

根據(jù)最新的全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在2018年，喉癌和下咽癌共占全球癌癥中350 917 例，死亡人數(shù)中占180 770 例。喉鱗狀細(xì)胞癌是最常見的喉癌亞型，在呼吸系統(tǒng)腫瘤發(fā)病率排名第2 位[31]。目前，對(duì)喉癌及下咽癌的治療方法主要包括手術(shù)、放化療和綜合治療。晚期患者多伴隨喉發(fā)聲及吞咽等生理功能的缺失。因此深入探討癌基因和抑癌基因之間的作用和關(guān)系，有利于進(jìn)一步揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的生物學(xué)規(guī)律，確定預(yù)后標(biāo)志物和選擇潛在的治療靶點(diǎn)，提高病人的生存率。

邱廣斌等[36]發(fā)現(xiàn)YY1 蛋白及mRNA 在喉癌組織中的表達(dá)增加，并且伴有頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者腫瘤組織的YY1 水平明顯高于無轉(zhuǎn)移的患者。MYCT1（Myc target 1）是邱廣斌等[36]所在實(shí)驗(yàn)室從喉鱗狀細(xì)胞癌克隆得到的新基因。MYCT1 在喉癌組織中表達(dá)減少，其與轉(zhuǎn)錄因子YY1 的關(guān)系是YY1通過結(jié)合并抑制MYCT1 啟動(dòng)子，從而直接抑制MYCT1 刺激喉癌細(xì)胞增殖和遷移。證明MYCT1 是YY1 的新靶點(diǎn)。提示YY1是喉癌發(fā)生發(fā)展的潛在癌基因，是一個(gè)有用的靶基因[37]。

齊力等[38]運(yùn)用RT-qPCR 及Western blotting 等方法發(fā)現(xiàn)在下咽癌組織中YY1 的mRNA 及蛋白的表達(dá)明顯增加。應(yīng)用Transwell 實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞遷移能力，發(fā)現(xiàn)敲減YY1 能夠抑制下咽癌FaDu 細(xì)胞的遷移能力。目前YY1 與下咽癌相關(guān)關(guān)系的研究很少，YY1在下咽癌中的信號(hào)傳導(dǎo)通路及轉(zhuǎn)移過程等機(jī)制仍然不明確需進(jìn)一步研究。

2.4 YY1與甲狀腺癌

甲狀腺癌是最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)腫瘤。其發(fā)病率在全球不斷上升，好發(fā)于兒童、青少年及年輕人[31，39]。根據(jù)組織病理學(xué)特征，甲狀腺癌分為分化型甲狀腺癌和未分化型甲狀腺癌，分化型甲狀腺癌80%以上為乳頭狀甲狀腺癌，甲狀腺濾泡癌癥約占9%，甲狀腺髓樣癌不足5%；未分化型甲狀腺癌占所有甲狀腺癌病例不足2%[40]。

與其他癌癥比較，YY1 在甲狀腺癌中的作用尚未完全發(fā)現(xiàn)。最近，ARRIBAS 等[41]證實(shí)甲狀腺癌細(xì)胞中YY1 的mRNA 和蛋白水平均高于癌旁正常細(xì)胞，并且免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示，甲狀腺乳頭狀癌中YY1 的表達(dá)高于濾泡狀甲狀腺癌。這與程維剛等[42]實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。雖然YY1 是如何促進(jìn)甲狀腺癌進(jìn)展的機(jī)制尚不清楚，但最近的研究表明，miR-544 和miR-141-3p 兩種miRNA 可以通過靶向YY1 來抑制甲狀腺癌的生長[43-44]。需要進(jìn)一步研究YY1 在甲狀腺癌中的作用，以明確YY1 如何促進(jìn)甲狀腺腫瘤發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制。

3 展望

目前的研究顯示，YY1基因在多種人類惡性腫瘤中存在異常表達(dá)，并且大量體外研究結(jié)果證明YY1基因在腫瘤的發(fā)生及侵襲過程中占重要地位。越來越多的文獻(xiàn)表明YY1 在多種癌癥中過度表達(dá)，尤其在頭頸部惡性腫瘤中，并且YY1 水平升高與癌癥的臨床預(yù)后不良相關(guān)。目前主要存在的問題在于缺乏足夠的動(dòng)物體內(nèi)研究，對(duì)YY1 與各個(gè)惡性腫瘤相關(guān)具體作用機(jī)制仍未完全明確。尤其對(duì)YY1 在頭頸部惡性腫瘤作用機(jī)制的研究仍相當(dāng)匱乏，并且缺少在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用。部分研究結(jié)果提示目前YY1 靶向治療方式包括NF-κB 信號(hào)通路抑制劑、NO 供體、小分子干擾、YY1 相關(guān)miRNA 調(diào)控等，這些仍需要進(jìn)一步的動(dòng)物模型來驗(yàn)證[45]?？梢灶A(yù)期YY1 在頭頸部惡性腫瘤相關(guān)研究中具有廣闊的前景，深入研究必將為頭頸部惡性腫瘤治療提供新的靶點(diǎn)和治療方向。