c-Myc在膀胱癌中的作用機制及其研究進展△

高明德綜述，王小林審校

南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院泌尿外科，江蘇南通226300

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，全球每年約有55萬例新發(fā)病例和20萬例死亡病例。膀胱癌從臨床上可分為非肌層浸潤性膀胱癌（non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC）和肌層浸潤性膀胱癌（muscle invasive bladder cancer，MIBC）。約70%的初治膀胱癌患者是NMIBC，其中，20%～50%的初治膀胱癌患者會進展為MIBC。由于NMIBC的高復(fù)發(fā)性和MIBC的難治性，膀胱癌患者需要承擔(dān)高昂的治療成本。目前，臨床上針對膀胱癌的治療仍以手術(shù)、化療和放療為主。隨著技術(shù)的發(fā)展，免疫治療也逐步應(yīng)用于臨床，盡管如此，膀胱癌患者的預(yù)后并不理想。c-Myc是原癌基因MYC編碼的轉(zhuǎn)錄因子，可參與多種細(xì)胞活動，包括細(xì)胞周期進程、細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖、細(xì)胞遷移及細(xì)胞侵襲等。本文就c-Myc在膀胱癌中的作用機制及其研究進展進行了系統(tǒng)綜述。

1 c-Myc概述

MYC腫瘤基因家族由c-Myc、MYCL和MYCN組成。其中，MYC基因備受關(guān)注，其位于人8號染色體，而c-Myc是原癌基因MYC編碼的轉(zhuǎn)錄因子。c-Myc包含氨基末端、中間區(qū)域和羧基末端3個結(jié)構(gòu)域。c-Myc氨基末端作為c-Myc蛋白質(zhì)發(fā)揮主要生物學(xué)功能的結(jié)構(gòu)，由反式激活結(jié)構(gòu)域（trans-activating domain，TAD）和MYC盒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（MBⅠ、MBⅡ、MBⅢ）3個MYC盒構(gòu)成。MYC既是多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的下游靶基因，又可調(diào)控約15%的基因表達(dá)，在膀胱癌等多種腫瘤中被擴增，從而發(fā)揮生物學(xué)作用。c-Myc蛋白的半衰期約為30分鐘，在細(xì)胞中可受到一系列因素的調(diào)控，如磷酸化、泛素化（蛋白水解或非蛋白水解）、乙酰化、小泛素相關(guān)修飾物（small ubiquitin-related modifier，SUMO）、啟動子和增強子等，進而引起其結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化。

2 c-Myc在膀胱癌中的作用機制

2.1 WNT/ β-catenin信號通路

WNT/β-catenin信號通路對正常細(xì)胞的發(fā)育和維持至關(guān)重要，其異常激活參與了腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移。WNT/β-catenin通路的核心包括β-連環(huán)蛋白（β-catenin）、c-Myc和細(xì)胞周期蛋白 D1（cyclin D1）。WNT信號的激活誘導(dǎo)了β-catenin核移位，促進T細(xì)胞因子（T cell factor，TCF）與淋巴細(xì)胞增強因子（lymphoid enhancer factor，LEF）結(jié)合，從而激活基因轉(zhuǎn)錄，進而啟動下游基因（如MYC）級聯(lián)反應(yīng)，而β-catenin/c-Myc軸參與了膀胱癌的發(fā)展。

在細(xì)胞調(diào)控方面，長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）發(fā)揮了重要作用。lncRNA SNHG7通過WNT/β-catenin通路促進c-Myc轉(zhuǎn)錄，從而促進膀胱癌的進展。miRNA在腫瘤中也發(fā)揮著重要作用。不同于不編碼蛋白的lncRNA，微小RNA（microRNA，miRNA）是非編碼RNA，其經(jīng)典的生物學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)是通過結(jié)合3'UTR區(qū)域下調(diào)靶標(biāo)mRNA的表達(dá)。在膀胱癌中亦有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-940可以靶向調(diào)控糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β），而GSK-3β可以磷酸化β-catenin蛋白，誘導(dǎo)β-TrCP對其進行泛素化降解，從而上調(diào)β-catenin、c-Myc和cyclin D1蛋白的表達(dá)，促進膀胱癌的發(fā)展。β-catenin是WNT通路的核心，β-catenin蛋白的穩(wěn)定性受SGK2和HepaCAM的調(diào)控，進而發(fā)揮促癌或抑癌的作用。因此，β-catenin的表達(dá)情況在膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。

2.2 EMT通路

上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是指從具有極性的上皮樣細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞w移和侵襲潛力的間充質(zhì)細(xì)胞的過程。大多數(shù)上皮性惡性腫瘤細(xì)胞的浸潤和轉(zhuǎn)移均涉及EMT通路。EMT的主要特征是丟失上皮標(biāo)志物[E-鈣黏蛋白（E-cadherin，E-cad）、閉合小環(huán)蛋白-1（Zonula occludens-1，ZO-1）和閉合蛋白-1（claudin-1）]，獲得間質(zhì)標(biāo)志物[N鈣黏蛋白（neuronal cadherin，N-cadherin）、波形蛋白和纖維粘連蛋白]。E-cad的減少會破壞上皮的完整性，降低細(xì)胞間的緊密聯(lián)系和黏附能力，增加細(xì)胞的移動和侵襲潛能。研究表明，EMT通路位于WNT/β-catenin通路的下游，并受其直接調(diào)控，EMT與WNT/β-catenin協(xié)調(diào)參與膀胱癌的侵襲和進展。

E-cad與β-catenin于細(xì)胞膜的相互結(jié)合有利于維持細(xì)胞的極性和正常生長。調(diào)控E-cad的活性可以直接影響EMT的進程，而Snail蛋白是EMT通路中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，可與E-cad相互作用，并下調(diào)其表達(dá)水平，進而促進EMT的進展。c-Myc可激活Snail，并直接參與EMT通路，進而發(fā)揮促癌作用。通過轉(zhuǎn)染dsECAD-346和miRNA-373可促進β-catenin從細(xì)胞核到細(xì)胞膜的重新分布，形成E-cad/β-catenin復(fù)合物，阻止β-catenin發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)，從而抑制細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移。miRNA-92通過直接靶向調(diào)控GSK-3β，參與WNT/β-catenin信號通路，從而促進膀胱癌細(xì)胞的生長、侵襲和耐藥。此外，miRNA-92可下調(diào)E-cad蛋白和上調(diào)波形蛋白的表達(dá)以促進EMT。WNT/β-catenin通路與EMT通路的緊密聯(lián)系對于膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展具有重要作用。

2.3 其他通路

2.3.1 糖酵解通路糖酵解對于維持細(xì)胞的正常生長必不可少，在缺氧時可以利用一系列催化反應(yīng)使葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰恳跃S持細(xì)胞的正常運轉(zhuǎn)。然而，在腫瘤微環(huán)境中，由于其無限生長的特性，能量代謝較正常細(xì)胞不同，如糖酵解加速。Warburg效應(yīng)（有氧糖酵解）即有氧條件下腫瘤細(xì)胞將葡萄糖代謝為乳酸的過程。c-Myc和缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）是糖酵解過程中兩個重要的調(diào)節(jié)因子，均參與了膀胱癌的糖酵解表型。Y-框結(jié)合蛋白1（Y-box-binding protein 1，YBX1）可以依賴于c-Myc和HIF-1α的表達(dá)從而調(diào)節(jié)糖酵解活性和致癌功能。

2.3.2 c-Myc參與形成的閉環(huán)通路基因自調(diào)控環(huán)路在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。成纖維細(xì)胞生長因子受體3（fibroblast growth factor receptor 3，F(xiàn)GFR3）與c-Myc可形成正反饋環(huán)，而環(huán)路的形成與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。任何環(huán)路基因的擴增均能無限制地激活其運轉(zhuǎn)，從而引起表型的改變。miRNA-148A-3p/酪氨酸激酶受體3（erb-b2 receptor tyrosine kinase 3，ERBB3）/絲氫酸/蘇氨酸蛋白激酶B2（protein kinase B2，PKB2，又稱AKT2）/c-Myc這一調(diào)控通路同樣可以經(jīng)由c-Myc下調(diào)miRNA-148A-3p的表達(dá)從而形成正反饋環(huán)。

2.3.3 NF- κ B信號通路核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）表達(dá)于各種類型的細(xì)胞中，參與細(xì)胞內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄活動，其異常調(diào)節(jié)參與了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。細(xì)胞微環(huán)境的變化可導(dǎo)致NF-κB被激活。c-Myc是 NF-κB 通路的下游靶標(biāo)，而 Ras相關(guān)蛋白 23（Ras-related protein 23，Rab23）可以通過激活NF-κB調(diào)節(jié)其下游基因的表達(dá)，從而達(dá)到促進膀胱癌細(xì)胞增殖和侵襲的目的。

2.3.4 其他機制通路c-Myc可以調(diào)控多種基因的表達(dá)，其自身也被各種因子調(diào)節(jié)。X連鎖凋亡抑制蛋白（X chromosome linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP）屬于抗凋亡蛋白，其中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)域可以通過抑制GSK-3β介導(dǎo)的c-Myc蛋白在Thr58位的磷酸化來穩(wěn)定c-Myc蛋白。c-Myc在其3'-UTR端與miRNA-451有結(jié)合位點，因此，miRNA-451直接靶向c-Myc并參與膀胱癌細(xì)胞的遷移和侵襲。環(huán)狀RNA（circularRNA，circRNA）與lncRNA均是非編碼RNA。circRNA無5'帽和3'多聚A尾結(jié)構(gòu)，可以避免RNA外切酶酶切，表達(dá)更穩(wěn)定且不易降解。外顯子環(huán)化形成的circCDYL可發(fā)揮類似miRNA的作用，通過下調(diào)c-Myc蛋白的表達(dá)從而抑制膀胱癌細(xì)胞的生長，其對c-Myc mRNA水平無明顯影響。在膀胱癌細(xì)胞中，還有許多因子可以靶向c-Myc mRNA。p63α可以降低膀胱癌中MYC的RNA的表達(dá)，從而抑制cyclin D1的轉(zhuǎn)錄；p63α可以抑制miRNA-141-3p的表達(dá)進而上調(diào)AUF1蛋白的表達(dá)，即通過p63α/miRNA-141-3p/AUF1/MYC/cyclin D1軸發(fā)揮其生物學(xué)作用。激活的WNT/β-catenin信號能夠啟動腫瘤細(xì)胞中NF-κB的轉(zhuǎn)錄，這表明多種機制協(xié)同作用能夠促進膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展。

3 c-Myc對膀胱癌的臨床意義

NMIBC的高復(fù)發(fā)率及MIBC的不良預(yù)后仍然是臨床主要面臨的問題?；诖?，針對膀胱癌的準(zhǔn)確風(fēng)險分層、有效診治及嚴(yán)密監(jiān)測顯得至關(guān)重要。

3.1 診斷

截至目前，從基因角度確診膀胱癌仍然十分困難。膀胱癌的腫瘤生物標(biāo)志物按照來源分為組織、血清和尿液三種類型。有研究發(fā)現(xiàn)，c-Myc、HER2和BCAS1基因聯(lián)合檢測膀胱癌的靈敏度和特異度分別為73%和84%。即使許多尿液標(biāo)志物具有預(yù)測膀胱癌的潛能，但是，無尿液標(biāo)志物在臨床實踐或臨床指南中被接受。

3.2 治療

免疫療法一直是膀胱癌的有效治療方法。由于免疫反應(yīng)不足，30%～40%的膀胱癌患者對此種療法無反應(yīng)?；诿庖邫z查點抑制劑的免疫治療將會成為治療膀胱癌的一種有效選擇。程序性死亡受體 1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）/程序性死亡受體配體 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱 PD-L1）的抗體在膀胱癌的免疫治療中尤為有效，也有望利用各種機制多元化治療膀胱癌。

針對使用c-Myc抑制劑的抗腫瘤作用已被研究報道過，c-Myc抑制劑KSI-3716可作為有效的膀胱內(nèi)治療藥物。褐藻糖膠通過抑制端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcriptase，HTERT）、c-Myc和特異性蛋白1（specificity protein 1，Sp1）的表達(dá)來誘導(dǎo)依賴端粒酶活性的細(xì)胞凋亡。中藥也可用于腫瘤的輔助治療。復(fù)方苦參注射液是臨床上用于治療癌痛或各種實體瘤的中藥制劑，其作用機制可能與靶向調(diào)控白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）、胱天蛋白酶（caspase-3，CASP3）、血管內(nèi)皮生長因子A（epidermal growth factor receptor A，VEGFA）、c-Myc和雌激素受體1（estrogen receptor 1，ESR1）等113個蛋白質(zhì)的表達(dá)有關(guān)。

結(jié)合臨床的實際治療情況看，順鉑是用于治療晚期膀胱癌的一線化療藥物，在預(yù)防膀胱癌復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移方面具有良好的效果，但存在不敏感和耐藥的情況，因此，針對鉑類化療的耐藥性處理至關(guān)重要。c-Myc參與了膀胱癌耐藥性的產(chǎn)生，而叉頭框R2（forkhead box R2，F(xiàn)OXR2）基因的敲除可降低c-Myc的表達(dá)水平，使膀胱癌對順鉑的耐藥性下降。此外，臭椿酮（Ailanthone）對順鉑耐藥細(xì)胞的高效作用可能與其抑制核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）、Yes相關(guān)蛋白 1（Yes-associated protein 1，YAP1）和c-Myc的表達(dá)有關(guān)，有望成為治療順鉑耐藥性膀胱癌的新藥物。目前，臨床用藥多以單一作用機制的藥物為主。此外，針對多個機制的膀胱癌治療同樣擁有巨大潛力，因自身不穩(wěn)定的特性，RNA的體內(nèi)治療效果一直不理想。由于膀胱獨特的解剖位置，經(jīng)尿道給藥具有較好的治療優(yōu)勢。通過siRNA和miRNA的聯(lián)合（如siRNA-PTBP1和miRNA-145的聯(lián)合）作用來抑制c-Myc/PTBP1/PKMS軸，可損害腫瘤特異性能量代謝，這也驗證了c-Myc參與了有氧糖酵解過程。苯扎魯胺能阻止AR核轉(zhuǎn)位，上調(diào)一些在膀胱癌發(fā)生中起“保護作用”的分子（包括p53、p21和PTEN）的表達(dá)，下調(diào)c-Myc、cyclin D1、細(xì)胞周期蛋白E（cyclin E）等腫瘤基因的表達(dá)。因此，應(yīng)用雄激素剝奪療法聯(lián)合抗AR藥物可以有效預(yù)防膀胱癌復(fù)發(fā)。

有研究在分析相關(guān)臨床藥物對膀胱癌的影響時發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍與維生素D3聯(lián)合治療時，Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）的表達(dá)水平明顯升高，而c-Myc的表達(dá)水平明顯降低；二甲雙胍與吡格列酮聯(lián)合治療時，p53的表達(dá)水平降低，而在高糖和胰島素共存時，c-Myc的表達(dá)水平升高。因此，與不可控的高血糖和高胰島素血癥相比，糖尿病藥物可能是更大的腫瘤風(fēng)險因子。已有證據(jù)表明，在臨床前研究中，以糖代謝為靶點不僅是合理的，也是可行的。然而，由于療效有限，這種以糖代謝為靶點的治療策略在臨床試驗中并不令人滿意，而針對YBX1的調(diào)控很可能是一種潛在的膀胱癌治療方法。

3.3 預(yù)后

膀胱癌患者的預(yù)后取決于臨床分期和病理分級。c-Myc已被證實與膀胱癌患者的預(yù)后相關(guān)，其與膀胱癌患者的神經(jīng)侵襲、淋巴血管侵襲、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和膀胱癌階段分組有關(guān)，提示了c-Myc在膀胱癌轉(zhuǎn)移和發(fā)展中的重要作用。盡管如此，目前臨床上仍然是以腫瘤大小、臨床分期、病理分級等病理參數(shù)來粗略地建立一個預(yù)測模型，但是，這對于精準(zhǔn)預(yù)測以及今后的治療、干預(yù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，需要依據(jù)現(xiàn)有的預(yù)測產(chǎn)品及能力構(gòu)建一套比較完善的預(yù)測模型，這對于對患者的管理具有重要意義。根據(jù)JUN、MYC及整合素亞基α3（integrin subunit alpha 3，ITGA3）這3個自噬相關(guān)基因構(gòu)建預(yù)后指數(shù)（prognostic index，PI），PI=（0.1643×JUN表達(dá)水平）+（0.1555×MYC表達(dá)水平）+（?0.1505×ITGA3表達(dá)水平）。自噬-臨床P（Iautophagy-clinical prognostic index，ACPI）=（0.028×年齡）+（0.467×分期）+（0.834×PI評分），該模型可以有效地預(yù)測膀胱癌患者的生存情況。

4 小結(jié)與展望

c-Myc涉及多種作用機制，其在膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展中至關(guān)重要。目前，針對膀胱癌的治療不足以解決預(yù)后差這一臨床關(guān)鍵問題。如何在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上進一步深入研究c-Myc在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中作用的機制，并將其作為臨床上準(zhǔn)確診斷、個性治療及精準(zhǔn)預(yù)后判斷的指標(biāo)，將是未來該領(lǐng)域的研究熱點。