Eya家族蛋白在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

楊俊美 王彩霞

佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江省佳木斯市 154000

Eya家族是重要的發(fā)育基因，首先在果蠅視網(wǎng)膜的發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)，參與人體多個(gè)器官的發(fā)育，在發(fā)育后表達(dá)下調(diào)，該家族基因主要有Eya1、Eya2、Eya3、Eya4。發(fā)育基因的功能異常是腫瘤發(fā)生的常見原因，也是許多腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的普遍現(xiàn)象[1]。近年來Eya蛋白在許多腫瘤中均有研究，但表達(dá)情況不盡一致，本文旨在總結(jié)Eya家族蛋白在多種腫瘤中的表達(dá)情況及研究進(jìn)展。

1 Eya家族蛋白的結(jié)構(gòu)和功能

最初認(rèn)為Eya是調(diào)控果蠅眼睛發(fā)育的關(guān)鍵基因，首先認(rèn)識(shí)它是因?yàn)槠鋵?duì)果蠅眼睛形成的重要作用和影響，其參與人體多個(gè)器官的發(fā)育過程，Eya1和Eya2在器官發(fā)育過程中廣泛表達(dá)于頭顱、胎盤、鰓弓和中樞神經(jīng)系統(tǒng)。Eya3在鰓弓和中樞神經(jīng)系統(tǒng)有表達(dá)，但是在頭顱、胎盤無表達(dá)，Eya4參與包括胸腺、甲狀腺、甲狀旁腺的發(fā)育，Eya1、Eya2和Eya3也參與眼睛的發(fā)育,Eya1表達(dá)于前房，Eya2表達(dá)于視網(wǎng)膜、鞏膜和視神經(jīng)鞘，Ramos S等[2]研究Eya在具有分生組織卵巢的黑腹金絲猴的作用中，指出Eya也參與昆蟲的卵子發(fā)生，而且Eya突變阻礙了性腺的形成。Eya家族蛋白是從水生到人類的保守蛋白質(zhì)，包含271個(gè)殘基的氨基末端區(qū)域和274個(gè)殘基的保守的羧基末端區(qū)域，稱為Eya結(jié)構(gòu)域(ED)是保障其功能的重要結(jié)構(gòu),Eya的氨基末端有蘇氨酸磷酸酶，羧基末端有鹵酸脫鹵酶結(jié)構(gòu)域，含有酪氨酸磷酸酶(Thr)。Eya基因具有調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡和/或分化的作用，是視網(wǎng)膜決定基因網(wǎng)絡(luò)(RDGN)的重要成員之一，該基因網(wǎng)絡(luò)主要有Dach、Six和Eya，Dach作為腫瘤抑制因子，而Six和Eya作為癌基因發(fā)揮作用。在生物體中，Eya蛋白不僅是磷酸酶，還充當(dāng)轉(zhuǎn)錄因子的角色，具有幫助同源盒家族基因Six轉(zhuǎn)錄的功能，Six缺乏內(nèi)在轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域，需要與Eya共同和結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，來促進(jìn)轉(zhuǎn)錄，在多個(gè)器官發(fā)育中起重要的作用。

功能上，Eya蛋白屬于核轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)成員之一。 Eya作為轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄激活因子可以與Six結(jié)合，與Six結(jié)合后可增加腫瘤干細(xì)胞(CSC)的數(shù)量，并誘導(dǎo)上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。在Zhou Hengbo等[3]的研究中發(fā)現(xiàn)這種作用是通過激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。曾有學(xué)者認(rèn)為，Eya家族蛋白的致瘤原因與血管的新生有關(guān)，具體如下：組蛋白H2A是核小體的亞基，核小體包含145bpDNA和八個(gè)組蛋白，兩個(gè)H2A，H2B，H3和H4，H2AX是幾乎所有真核生物均存在的一種組蛋白變體，DNA在正常情況下被包裹在組蛋白內(nèi)，當(dāng)致癌等損傷因素導(dǎo)致DNA損傷時(shí)，H2AX被磷酸化，產(chǎn)生γ-H2AX。磷酸化的H2AX是DNA雙鏈斷裂的證據(jù)，DNA損傷反應(yīng)(DDR)是一種重要的細(xì)胞保護(hù)機(jī)制。DNA的錯(cuò)誤修復(fù)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)基因組的不穩(wěn)定和癌癥的發(fā)生。DNA雙鏈損傷時(shí)，H2AX被磷酸化，募集MDC1, MDC1作為一個(gè)對(duì)接平臺(tái)，促進(jìn)其他因子在DNA雙鏈損傷位點(diǎn)的聚集,DNA損傷后，MDC1把ATM依賴的ZNF506(辛指蛋白506)定位到病灶，ZNF506進(jìn)而招募蛋白磷酸酶 Eya，導(dǎo)致H2AX在Y142處去磷酸化，進(jìn)一步促進(jìn)MDC1等下游修復(fù)因子的招募。Eya蛋白可以使H2AX的末端酪氨酸殘基去磷酸化的作用，產(chǎn)生高效DNA修復(fù)復(fù)合物，DNA損傷修復(fù)(DDR)可在有害的微環(huán)境中使內(nèi)皮細(xì)胞存活，從而促進(jìn)病理性血管生成。近年來，Eya家族蛋白在多種腫瘤中均有研究。

2 Eya蛋白在多種惡性腫瘤中起促癌作用

2.1 Eya1在肝細(xì)胞癌中的研究 肝細(xì)胞癌(HCC)是全球第六大常見癌癥，也是癌癥相關(guān)死亡的第三大常見原因，大量研究表明，乙型肝炎病毒及其產(chǎn)物、HBV整合、變異均可誘發(fā)肝細(xì)胞癌，肝細(xì)胞癌的診斷仍然對(duì)臨床醫(yī)生具有挑戰(zhàn)性，特別是對(duì)于甲胎蛋白低的患者，所以尋找新的有效標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)是極其迫切的。有研究表明Eya1可以促進(jìn)肝細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移和侵襲，且與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)換有關(guān)。

Eya1與含3B的纖連蛋白Ⅲ型結(jié)構(gòu)域(FNDC3B)配位，F(xiàn)NDC3B也稱為FAD104(脂肪細(xì)胞分化因子104)，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附、生長(zhǎng)和遷移，參與脂肪細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化和肺的成熟，Kong Deguang等人[4]Eya1在肝細(xì)胞癌研究中，通過Western blot分析表明，Eya1不僅增加了FNDC3B的豐度，而且促進(jìn)了上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)樣表型的改變，如增加N-鈣粘蛋白和減少E-鈣粘蛋白的表達(dá)。提示Eya1激活FNDC3B促進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲。FNDC3B被鑒定為Eya1的一個(gè)新的下游靶點(diǎn)，這些發(fā)現(xiàn)為肝細(xì)胞癌新的腫瘤標(biāo)志物的研究和癌細(xì)胞癌的治療又提供的新的理論線索。然而，有學(xué)者研究Eya4在肝細(xì)胞癌中的作用與Eya1的作用相反，Zhu Xiao-Xu等[5]研究Eya4在肝細(xì)胞癌中抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，并與MYCBP蛋白呈負(fù)相關(guān)，MYCBP是一種11-kDa蛋白，可與MYC結(jié)合并刺激轉(zhuǎn)錄的激活。MYC表達(dá)的增加可以促進(jìn)MYCBP在細(xì)胞周期的S期易位到細(xì)胞核中，并影響細(xì)胞的增殖、分化和凋亡。他們認(rèn)為，Eya4通過抑制MYCBP進(jìn)而抑制肝細(xì)胞癌細(xì)胞系中的細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)G2/M阻滯, Eya4通過在Ser552上對(duì)β-連環(huán)蛋白(β-catenin)進(jìn)行磷酸化來減少β-catenin的核易位，從而抑制了β-catenin/ LEF1與MYCBP啟動(dòng)子結(jié)合引起的MYCBP轉(zhuǎn)錄,在肝細(xì)胞癌中起抑癌作用。

2.2 Eya1在甲狀腺乳頭狀癌中的研究 甲狀腺乳頭狀癌(Papillary thyroid carcinoma，PTC)是起源于濾泡上皮的惡性腫瘤,Kong Deguang等人[6]研究發(fā)現(xiàn)，在甲狀腺乳頭狀癌組織芯片中，Eya1與Six1密切相關(guān)，功能分析表明，Six1通過將Eya1穩(wěn)定在轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)而增加了Eya1的表達(dá)，并且兩者在PTC中的高表達(dá)與高齡、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期有關(guān)，Six1依賴Eya1誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子3(Signal transducer and activator of transcriptinon3,STAT3)信號(hào)系統(tǒng),而已知STAT3在多種腫瘤中作為癌基因起作用，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。

2.3 Eya2在前列腺癌中的表達(dá) 前列腺癌(Prostate cancer,PCa)是男性第二常見的癌癥，是威脅全世界男性健康的重要腫瘤之一。Liu Zhongyuan等人[7]研究表明，Eya2 mRNA與前列腺癌的Gleason評(píng)分和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，并且Eya2降低了前列腺癌患者對(duì)多西他賽的敏感性和多西他賽誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。Eya2的過表達(dá)上調(diào)了Bcl-2，基質(zhì)金屬蛋白酶7(MMP7)和AKT磷酸化， Eya2可能通過AKT/Bcl-2軸調(diào)多西他賽的敏感性和線粒體膜電位，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲以及癌癥的進(jìn)展。

2.4 Eya2在人腦星形細(xì)胞瘤中的作用 星形細(xì)胞瘤是起源于神經(jīng)上皮的惡性腫瘤，是神經(jīng)系統(tǒng)較為常見的腫瘤，其易復(fù)發(fā)，預(yù)后差[8]，Wen Zhifeng等人[9]研究Eya2在星形細(xì)胞瘤中的作用時(shí)認(rèn)為Eya2在Ⅲ～Ⅳ級(jí)星形細(xì)胞瘤(Astrocytoma)中的表達(dá)率高于Ⅰ～Ⅱ級(jí)。另外，將Eya2表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染Eya2低表達(dá)的細(xì)胞系，發(fā)現(xiàn)其促進(jìn)了細(xì)胞周期的進(jìn)程，而Eya2的敲除抑制了細(xì)胞周期進(jìn)程，并伴隨著細(xì)胞周期相關(guān)蛋白表達(dá)的變化，包括細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1)和細(xì)胞周期蛋白E(cyclin E)。Eya2還正向調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)活性和基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)的表達(dá)。另外，使用抑制劑阻斷ERK信號(hào)，取消了Eya2對(duì)A172細(xì)胞侵襲和MMP9產(chǎn)生的影響。他們認(rèn)為Eya2可能通過調(diào)節(jié)ERK信號(hào)通路，調(diào)節(jié)星形細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。

2.5 Eya2在人類乳腺癌中的研究 乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，在乳腺癌中的Eya蛋白的研究中，F(xiàn)u Jing等人[10]研究發(fā)現(xiàn)Eya2與microRNA相關(guān)，miR-30a通過與Eya2的30個(gè)非翻譯區(qū)結(jié)合來抑制Eya2的表達(dá)，Eya2可以增加c-Myc、cyclin A、cyclin D1和cyclin E的表達(dá),他們發(fā)現(xiàn)miR-30a可以通過抑制Eya2的表達(dá)來抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移。乳腺癌患者miR-30a表達(dá)下調(diào)，與乳腺癌患者Eya2表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。眾所周知，表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)是調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移的重要調(diào)節(jié)因子，研究表明，Eya2是EGFR的下游調(diào)節(jié)器，具體通過缺氧誘導(dǎo)因子(HIF1α)下調(diào)腫瘤抑制因子micoRNA-338-3p(miR-338-3p)和激活Eya2蛋白來促進(jìn)乳腺腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。

2.6 Eya2在人類肺癌中的研究 肺癌是全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因。盡管在診斷和治療策略方面取得了進(jìn)展，但肺癌的預(yù)后仍然很差。研究表明，Eya2通過調(diào)節(jié)miR-93來抑制磷酸酶和張力蛋白同源蛋白(PTEN)的表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖，且與預(yù)后較差相關(guān)。Anantharajan J等人[11]利用基因突變證明，肺腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲形成和侵襲依賴于Eya2酪氨酸磷酸酶的活性，而生長(zhǎng)和存活則與Eya2酪氨酸磷酸酶活性無關(guān)。Yuan Yuncang等人[12]研究發(fā)現(xiàn)miR-30a在肺腺癌A549細(xì)胞中的過表達(dá)抑制了細(xì)胞的遷移和侵襲，但對(duì)細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期進(jìn)程沒有影響，并通過雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)證明Eya2是miR-30a的直接靶點(diǎn)，兩者表達(dá)呈負(fù)相關(guān),這與Fu Jing等人在乳腺中研究的Eya2和miR-30a的關(guān)系結(jié)果相似。

2.7 Eya2在人類骨肉瘤中的研究 骨肉瘤是一種由產(chǎn)生類骨質(zhì)和未成熟骨的間充質(zhì)細(xì)胞組成的惡性骨腫瘤。骨肉瘤是最常見的原發(fā)性惡性骨腫瘤，其好發(fā)年齡段為15～19歲，病灶多位于長(zhǎng)管狀骨的干骺端，轉(zhuǎn)移率及致死率均較高。有學(xué)者通過生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)和雙重?zé)晒馑孛笀?bào)告基因分析表明miR-219a-5p可以在其30 UTR處結(jié)合Eya2，顯著抑制了Eya2的表達(dá)。使用Transwell入侵測(cè)定法和刮擦傷口愈合測(cè)定法，沉默骨肉瘤細(xì)胞中的miR-219a-5p可以顯著誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移，Eya2的下調(diào)逆轉(zhuǎn)了miR-219a-5p抑制劑對(duì)細(xì)胞侵襲和遷移的影響。他們的研究表明Eya2在骨肉瘤中表達(dá)上調(diào)，并且miR-219a-5p通過抑制Eya2表達(dá)來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對(duì)OS細(xì)胞的侵襲性[13]。

2.8 Eya3在乳腺癌中的研究 在Vartuli RL等[14]的實(shí)驗(yàn)中，Eya3的缺失降低了免疫活性小鼠的腫瘤生長(zhǎng)，并且伴隨CD8+T細(xì)胞數(shù)量的增加，他們認(rèn)為Eya3利用其Thr磷酸酶活性在pT58處去磷酸化MYC，從而使其形成穩(wěn)定的形式,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。而且，穩(wěn)定的MYC使程序性死亡配體1(Programmed cell deth protein,PDL-1)在腫瘤的作用增強(qiáng)。而癌細(xì)胞可以利用PDL-1和程序性死亡分子(Programmed deth1，PD-1)使腫瘤細(xì)胞免受免疫系統(tǒng)的攻擊[15]。

3 Eya家族蛋白在部分腫瘤中出現(xiàn)低表達(dá)

3.1 Eya2在大腸癌中的研究 結(jié)腸癌是消化系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和死亡率均居惡性腫瘤前列，且呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。鄭杰等人[16]在包括922例大腸癌病例的大隊(duì)列中評(píng)估了Eya2表達(dá)在大腸癌發(fā)生發(fā)展中的意義。采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)大腸組織中Eya2蛋白的表達(dá)。研究Eya2在腫瘤組織和癌旁正常組織中的表達(dá)與大腸癌發(fā)生的關(guān)系。采用Kaplan-Meier和Cox模型分析影響大腸癌預(yù)后的因素。結(jié)果顯示Eya2在癌旁正常組織、腺瘤、原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移性大腸癌中的表達(dá)逐漸降低(均P<0.05)。他們認(rèn)為在大腸癌組織中Eya2的表達(dá)普遍降低,Eya2高表達(dá)預(yù)示大腸癌預(yù)后較好。

3.2 Eya4在胰腺導(dǎo)管癌及食道癌中的研究 Mo Shi-Jing等人[17]在Eya4在胰腺導(dǎo)管癌(Pancreatic ductal adenocarci-noma，PDAC)的研究中，在PDAC細(xì)胞中過表達(dá)Eya2，在體外抑制了腫瘤的增殖和侵襲，在體內(nèi)抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。PDAC細(xì)胞中Eya4的缺失在體外可促進(jìn)腫瘤的增殖和侵襲，在體內(nèi)可促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。機(jī)制上，Eya4通過絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白磷酸酶活性，使β-catenin在Ser675位去磷酸化，阻斷β-catenin核轉(zhuǎn)位，抑制Id2反式激活。有學(xué)者研究Eya蛋白在腫瘤中呈現(xiàn)低表達(dá)時(shí)由于其在腫瘤中呈現(xiàn)甲基化的狀態(tài)，而DNA甲基化是常見的一種表觀遺傳學(xué)狀態(tài)，在多種腫瘤中均有發(fā)生。Luo Mei等[18]關(guān)于Eya4的研究中發(fā)現(xiàn)，Eya2在大多數(shù)食管癌細(xì)胞系中呈低表達(dá)和高甲基化(85.7%，6/7)的狀態(tài)。他們用小發(fā)夾RNA敲除Eya4增加了腫瘤細(xì)胞體外遷移和侵襲的能力。曾有報(bào)道指出，在結(jié)腸癌、食管癌、非霍奇金淋巴瘤中存在Eya4臨近啟動(dòng)子甲基化的現(xiàn)象，而在正常胃黏膜、食管中未出現(xiàn)Eya4甲基化現(xiàn)象。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，Eya家族蛋白在腫瘤的作用復(fù)雜，在大部分腫瘤中呈高表達(dá)的狀態(tài)，與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、腫瘤性血管生成、基質(zhì)金屬蛋白酶、CD8+T細(xì)胞的數(shù)量及穩(wěn)定細(xì)胞周期蛋白有關(guān)，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的侵襲與遷移，但在某些腫瘤中存在甲基化的現(xiàn)象，在腫瘤中表達(dá)降低，該家族成員在腫瘤中的重要作用有望對(duì)腫瘤的治療提供新的線索，為更多腫瘤患者謀福利。