組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2在常見腫瘤中的研究進展

陳浩明，杭黎華，余劍芒，蘆為康，李帥

(江蘇大學附屬昆山醫(yī)院麻醉科，江蘇 昆山215300)

腫瘤作為威脅人類健康的重大疾病，一直是臨床研究的熱點。雖然腫瘤的治療目前已取得較大進展，但對于部分惡性腫瘤仍無法治療或治愈。其主要原因是有些惡性腫瘤早期癥狀不明顯，且有些檢測技術(shù)對機體損傷較大，費用較高，無法及早實施。目前的治療手段主要為手術(shù)、放化療等，治療手段單一且機體易產(chǎn)生耐藥性，患者生存率低。故尋找全新的針對惡性腫瘤的早期診斷免疫標志物和治療靶點成為臨床研究的關(guān)鍵。EZH2(enhancer of zeste homolog 2)是果蠅zeste基因增強子的人類同源物2，主要通過組蛋白修飾而抑制靶基因活性或直接沉默靶基因，進而調(diào)控細胞衰老、分化及腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程［1－2］。近年來，EZH2在常見腫瘤中的研究受到廣泛關(guān)注。相關(guān)研究表明，在多種惡性腫瘤前期，EZH2通過基因沉默機制改變細胞活性并影響調(diào)控轉(zhuǎn)錄，參與腫瘤的形成;同時，EZH2在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展、預(yù)后和轉(zhuǎn)移中也起重要作用［3－4］。因此，深入研究EZH2在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用與機制，不僅對尋找腫瘤的特異性分子標志物以及新型治療靶點具有重要意義，還對相關(guān)新型腫瘤藥物的研發(fā)有一定指導作用。現(xiàn)就EZH2在部分常見腫瘤中的作用進行綜述。

1 EZH2概述

1.1 EZH2的起源 1996年，Chen等［5］在21－三體綜合征研究中發(fā)現(xiàn)致病基因位點的相鄰基因有一段與E(z)高度同源的序列，遂將此段序列命名為EZH2，之后通過基因雜交技術(shù)認為EZH2基因位于人染色體21q22.2上。但在2000年，Cardoso等［6］通過基因技術(shù)研究最終證實了EZH2基因定位于人染色體7q35上，并進一步分析得出EZH2基因cDNA序列和果蠅zeste基因的增強子有60.5%的同源性，所以又將EZH2稱為果蠅zeste基因增強子的人類同源物2，屬于多梳基因家族，是構(gòu)成多梳抑制復(fù)合物(polycomb repressive complex，PRC)2的三個亞單位之一［7］。

1.2 EZH2的結(jié)構(gòu) EZH2的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，共含有20個外顯子，長度為41～323 bp，19個內(nèi)含子，長度為0.15～17.7 kb，其中開放讀碼框均分布在19個外顯子上［7］，除基礎(chǔ)的基因結(jié)構(gòu)外，EZH2主要包括以下4個高度保守的結(jié)構(gòu)域［6］:在N端的Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和半胱氨酸區(qū)以及C端由修飾子Su3－9、多梳蛋白家族E(Z)、TrxG蛋白家族共同結(jié)構(gòu)域組成的高度保守的SET結(jié)構(gòu)域。其主要功能為編碼組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，因此EZH2主要通過SET結(jié)構(gòu)域來發(fā)揮組蛋白甲基化修飾的作用，該區(qū)域受損或缺失后則不能產(chǎn)生相應(yīng)表觀遺傳學的改變，甚至可能導致某些基因的去抑制。

1.3 EZH2的作用機制 EZH2基因在細胞的增殖、分化及腫瘤形成方面均有重要作用。EZH2屬于多梳基因家族的核心成員，多梳基因家族包括PRC1和PRC2，分別維持基因抑制和基因沉默的作用［1］。PRC2主要通過EZH2基因的SET結(jié)構(gòu)域?qū)诵◇w組蛋白H3第9、27位賴氨酸甲基化進行修飾，進而沉默下游包括抑癌基因在內(nèi)的一系列靶基因(如細胞分化、腫瘤轉(zhuǎn)移等)的表達。目前研究發(fā)現(xiàn)EZH2的具體作用機制包括:①EZH2可發(fā)揮H3K27甲基轉(zhuǎn)移酶活性，當PRC2募集至染色質(zhì)時，EZH2在H3K27上留下三甲基化標志，阻止RNA聚合酶Ⅱ依賴的轉(zhuǎn)錄延伸，進而沉默下游基因;②PRC2的亞單位可與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶2、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3發(fā)生免疫沉淀，共同抑制抑癌基因的表達［1－2］。

2 EZH2與常見腫瘤

目前在食管癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤等腫瘤組織中均檢測到EZH2表達改變，且EZH2的表達水平與腫瘤的惡性程度、治療、預(yù)后均存在密切聯(lián)系［8］。大量研究表明，腫瘤細胞中EZH2過表達可導致腫瘤組織細胞增殖、遷移及腫瘤內(nèi)血管生成，并導致腫瘤組織的進一步惡化［9－10］。不同腫瘤組織中EZH2的作用方式不同，但該基因存在過表達往往預(yù)示腫瘤預(yù)后不佳，現(xiàn)按系統(tǒng)分類介紹如下。

2.1 EZH2與消化系統(tǒng)腫瘤

2.1.1 EZH2與食管癌 食管癌是我國較常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，病死率位居世界第6位，全球每年增長約60萬，其中約一半新增患者在中國［11］。食管癌尤以鱗狀細胞癌占比最大，約為90%［12］。目前食管癌的治療手段主要為手術(shù)與化療，但由于缺乏對食管癌發(fā)病機制的認識，5年生存率仍只有20%左右，故探索食管癌發(fā)病機制有較大的學術(shù)價值。研究認為，EZH2通過甲基轉(zhuǎn)移酶和乙酰化酶介導同源異型盒基因、p53以及INK4(inhibitor of CDK4)等抑癌基因失活進而引起細胞惡性增殖［13］。大量病例研究表明，EZH2在食管癌中表達水平明顯升高，癌組織中EZH2蛋白陽性表達率約為65.7%，而正常組織EZH2無表達［14］。動物研究發(fā)現(xiàn)，食管癌裸鼠模型應(yīng)用EZH2抑制劑DZNeP3－Deazaneplanocin A(DZNep)后，模型裸鼠癥狀顯著改善，其具體機制可能是降低EZH2表達，進而調(diào)節(jié)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白/p70核糖體蛋白S6激酶信號通路，使被沉默的抑癌基因恢復(fù)活性，從而促進癌細胞凋亡［15］。目前關(guān)于EZH2與食管癌的研究仍處于初始階段，但EZH2與食管癌的相關(guān)性已得到證實，這也為食管癌的治療提供了可能的研究靶點。

2.1.2 EZH2與肝癌 肝癌是我國常見的消化系統(tǒng)腫瘤，我國作為乙型肝炎大國，每年約有30萬例新發(fā)病例。Sudo等［16］于2005年第一次檢測了66例肝細胞癌患者的EZH2 mRNA表達水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肝癌組織中EZH2的表達水平顯著高于周圍組織。Cai等［17］通過RNA干擾法降低人體干細胞中EZH2的表達水平，發(fā)現(xiàn)EZH2表達水平降低時可顯著抑制肝癌細胞的增殖，初步證實了EZH2與肝癌有一定的相關(guān)性。隨著研究的深入，Zhang等［18］研究發(fā)現(xiàn)，使用EZH2的上游抑制劑miR－98調(diào)節(jié)Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路可使抑癌基因復(fù)活，抑制腫瘤增殖。對于肝癌預(yù)后與轉(zhuǎn)移，Cai等［17］進一步研究發(fā)現(xiàn)，EZH2調(diào)控的H3K27TM蛋白含量可影響肝癌預(yù)后，且H3K27TM的含量越高，患者預(yù)后越差，因此H3K27TM可能作為肝癌預(yù)后的獨立分子指標。另有研究表明，EZH2可導致原發(fā)性肝癌靶向藥物甲苯磺酸索拉菲尼耐藥，EZH2表達水平越高，耐藥性越強，當EZH2表達降低時，耐藥性亦降低［19］。其具體機制可能是通過抑制EZH2進而調(diào)節(jié)下游胰島素樣生長因子－1受體的表達，從而導致細胞對索拉菲尼的敏感性提高，耐藥性降低。綜上，EZH2與肝癌的研究已較為成熟，對判斷肝癌的惡性程度、預(yù)后、治療提供了一個可行的方法。

2.1.3 EZH2與胃癌 胃癌是最常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，也是全球病死率居第2位的惡性腫瘤［20］，該病致死率高的主要原因是早期難以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)臨床癥狀后多數(shù)為晚期，故確定胃癌早期發(fā)病階段的相關(guān)基因是疾病防治的關(guān)鍵。Zhou等［21］采用病例對照研究發(fā)現(xiàn)，早期胃癌組織中EZH2的表達水平升高，證實EZH2表達增加與胃癌風險呈顯著正相關(guān)。Pan等［22］也證實了EZH2高表達與晚期胃癌呈顯著正相關(guān)，且晚期胃癌組織中EZH2的表達水平高于早期胃癌組織。有研究表明，EZH2通過甲基化酶活性作用于INK4/ARF基因啟動子，使該基因失活，而該基因調(diào)控抑癌基因p14、p15、p16的表達，當該基因失活后，抑癌基因沉默，進而導致機體細胞逃逸衰老而引發(fā)癌癥［23］。McCabe等［24］通過長時間大量病例研究發(fā)現(xiàn)，胃癌遠處轉(zhuǎn)移與EZH2表達水平有關(guān)，EZH2表達水平越高，胃癌轉(zhuǎn)移的風險越大。綜上，EZH2與胃癌的發(fā)生機制、發(fā)展過程及預(yù)后均有密切關(guān)系。故EZH2的研究有望為早期胃癌的診斷提供可能的檢測靶點。

2.1.4 EZH2與結(jié)直腸癌 結(jié)直腸癌是一種受多因素作用、多基因參與和多階段發(fā)展的疾病，其發(fā)生的分子機制目前仍未明確，對患者生活質(zhì)量有較大影響，故探索一種更為合適的治療方法以及預(yù)后指標是目前急需解決的問題。王建新等［25］分析63例結(jié)直腸癌病例發(fā)現(xiàn)，其中53例患者癌組織中EZH2過表達，且癌癥惡性程度與EZH2的表達水平呈正相關(guān)。Yamamoto等［26］研究證實，EZH2過表達與結(jié)直腸癌患者的5年生存率有關(guān)，表達水平越高，5年生存率越低，轉(zhuǎn)移的可能性越大，惡性程度越高，因此EZH2可能作為結(jié)直腸癌預(yù)后的標志物。李西霞和王曉春［27］研究發(fā)現(xiàn)，miR－608作為調(diào)控EZH2的上游靶點，通過降低EZH2的表達可抑制結(jié)腸癌細胞增殖。張娟等［28］研究發(fā)現(xiàn)，miR－98通過下調(diào)EZH2表達可降低結(jié)直腸癌細胞的活性與侵襲能力。目前，結(jié)直腸癌的治療手段主要為手術(shù)治療，藥物治療以及分子機制方面研究仍不成熟，但大量研究已經(jīng)證明了EZH2與結(jié)直腸癌有明確的相關(guān)性，表明EZH2不僅可以作為結(jié)直腸癌預(yù)后的分子標志物，也可以為結(jié)直腸癌非手術(shù)治療提供可能的基因靶點。

2.1.5 EZH2與胰腺癌 胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一，居惡性腫瘤病死率第4位，5年生存率低于5%［29］。目前胰腺癌的發(fā)病機制尚不明確，復(fù)雜的胰腺生理、早期診斷困難以及目前有限的治療方法是導致胰腺癌死亡率較高的原因［30］。Ougolkov等［31］通過免疫組織化學法檢測了104份標本，發(fā)現(xiàn)其中68%的標本EZH2呈高表達。Toll等［32］研究也證明了EZH2在胰腺癌組織中高表達，陽性表達率為57.4%，非癌組織中EZH2不表達，其陽性率顯著高于胰腺炎組織，且與腫瘤大小及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈顯著正相關(guān)。Lian等［33］研究發(fā)現(xiàn)，通過體外加用長鏈非編碼RNA結(jié)合EZH2從而降低EZH2的活性，進而通過去甲基化修飾重新激活抑癌基因，達到減少胰腺癌細胞凋亡、抑制腫瘤細胞生長的目的。另有研究表明，EZH2特異性抑制劑GSK343可顯著抑制胰腺癌細胞的增殖，誘導癌細胞凋亡，而且能顯著降低胰腺癌細胞的自我更新能力，增強對化療藥物的敏感性。胰腺癌作為死亡率最高的消化系統(tǒng)腫瘤，尋找明確的早期標志物及藥物治療方法一直是研究的熱點，通過探索胰腺癌與EZH2的關(guān)系，明確兩者之間的相關(guān)性可為胰腺癌的治療和評估提供新策略。

2.2 EZH2與乳腺癌 乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率居女性惡性腫瘤之首，對女性生命健康產(chǎn)生嚴重威脅［34］。乳腺癌的病因尚未完全明確，目前已知的可能機制是抑癌基因失活和癌基因激活等。研究發(fā)現(xiàn)［35－36］，乳腺癌可能與乳腺癌易感基因1、乳腺癌易感基因2、p53、人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因等易感基因有關(guān)，EZH2作為可調(diào)控抑癌基因的基因之一，近年來仍作為研究熱點。早期研究發(fā)現(xiàn)，EZH2在不同類型的乳腺癌組織中表達不同，EZH2在導管原位癌中表達增加，且隨著乳腺癌惡性程度增加，其表達水平也逐步升高。Kleer等［37］進一步分析了280例乳腺癌患者的EZH2蛋白表達情況，發(fā)現(xiàn)浸潤性乳腺癌蛋白表達水平較正常乳腺細胞明顯上調(diào)，且證實EZH2與乳腺癌的侵襲性呈顯著正相關(guān)。徐靜等［38］研究表明，在惡性程度較高的三陰性乳腺癌中，EZH2陽性表達率為51.2%，為正常組織細胞陽性率的2.6倍。對于可能的原因，Ding等［39］采用生存回歸分析發(fā)現(xiàn)，EZH2能促進正常乳腺上皮細胞增生，并增加發(fā)展為乳腺癌的概率，因此EZH2的表達水平可作為乳腺腫瘤早期分子生物標志物。有研究發(fā)現(xiàn)，EZH2可降低乳腺癌MCF－7細胞對他莫昔芬的敏感性，產(chǎn)生耐藥［40］。Ren等［41］研究表明，miR－26a可負性調(diào)節(jié)EZH2，使其表達降低，進而使細胞內(nèi)G1/S期－特異性周期蛋白－D1下降和p16基因的去甲基化來改變細胞周期，從而逆轉(zhuǎn)乳腺癌中他莫昔芬的耐藥性。綜上，EZH2與乳腺癌關(guān)系密切，其表達水平對乳腺癌的臨床診斷有重要的指導意義。隨著研究的深入，EZH2逐漸成為更重要的治療靶點，同樣也為乳腺癌的診斷和分型提供了新的靶點。

2.3 EZH2與前列腺癌 前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤之一，由于早期無痛，且病程進展隱匿，發(fā)現(xiàn)時多為晚期。起病初期多為雄激素依賴型，后多發(fā)展成難治型非雄激素依賴型，故尋找早期分子指標，盡早防治為目前研究的重點。Varambally等［42］采用DNA芯片技術(shù)分析局限性前列腺癌與轉(zhuǎn)移后前列腺癌組織樣本中各類基因的表達情況發(fā)現(xiàn)，在增高的55個基因中EZH2增高趨勢最明顯，轉(zhuǎn)移后前列腺癌組織中的EZH2表達水平明顯高于未轉(zhuǎn)移組，且隨著前列腺癌惡性程度增加，EZH2的表達也有升高趨勢。李倩等［43］研究發(fā)現(xiàn)EZH2抑制劑DZNep可有效降低人前列腺癌細胞中EZH2過表達，進而抑制癌細胞增殖，并且使用siRNA技術(shù)沉默EZH2基因，前列腺癌細胞增殖同樣受到抑制。陶陶［44］研究發(fā)現(xiàn)，EZH2通過靶向抑制miR－200c和miR－181b進而沉默抑癌基因，促進前列腺癌細胞增殖和糖代謝，加快癌癥發(fā)展。目前已有前列腺特異性抗原、睪酮等標志物用于前列腺癌的臨床診斷，但EZH2作為轉(zhuǎn)移性前列腺癌中表達上調(diào)最高的基因仍具有重要研究價值，這也為探索更為合適的前列腺腫瘤早期轉(zhuǎn)移及預(yù)后分子標志物提供了一個可能的研究方向。

2.4 EZH2與血液系統(tǒng)腫瘤

2.4.1 EZH2與多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)MM是一種惡性漿細胞病，多發(fā)于老年人，死亡率較高，且目前無法治愈。MM發(fā)病機制復(fù)雜，具體機制目前尚不清楚，可能與環(huán)境、遺傳等有關(guān)。MM的易復(fù)發(fā)、強耐藥性等特點是導致死亡率較高的原因。Zeng等［45］研究發(fā)現(xiàn)，EZH2在正常的原代骨髓漿細胞中不表達，但在MM中EZH2呈高表達，且進一步研究表明EZH2的表達水平與腫瘤惡性程度呈正相關(guān)。侯越等［46］對41例MM患者的持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，同一批患者復(fù)發(fā)時EZH2的表達水平高于未復(fù)發(fā)時，再次治療有效時EZH2表達水平又再次下降。Rastgoo等［47］發(fā)現(xiàn)，抑制EZH2過表達可使耐藥細胞對藥物重新敏化，具體機制可能是通過抑制EZH2使miR－138過表達，進而提高腫瘤細胞對藥物的敏感性，降低耐藥性。綜上，EZH2與MM的發(fā)病及治療效果有關(guān)，表明EZH2可作為MM的預(yù)后分子指標，也可為MM的靶向治療提供新思路。

2.4.2 EZH2與淋巴瘤 淋巴瘤是血液系統(tǒng)發(fā)病率最高的惡性腫瘤，分為霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤，霍奇金淋巴瘤是少數(shù)可治愈的惡性腫瘤，非霍奇金淋巴瘤根據(jù)細胞來源可分為T、B以及自然殺傷細胞型，其中B細胞淋巴瘤約占70%，目前的治療手段主要為放化療。Wagener等［48］對127例非霍奇金淋巴瘤樣本進行免疫組織化學檢測發(fā)現(xiàn)，EZH2在淋巴瘤組織中表達率達86%，而在正常組織中EZH2不表達，故證實EZH2在非霍奇金淋巴瘤組織中過表達，其機制可能是在正常B淋巴細胞發(fā)育早期階段EZH2通過甲基化修飾調(diào)控免疫球蛋白H的重排，而免疫球蛋白H的高表達可增加淋巴瘤發(fā)生風險。信瑞等［49］通過shRNA轉(zhuǎn)染技術(shù)沉默EZH2的表達，發(fā)現(xiàn)EZH2的沉默可明顯降低人B細胞淋巴瘤細胞的增殖能力和活性。Cabrero等［50］通過siRNA技術(shù)干擾套細胞淋巴瘤、B細胞淋巴瘤、Burkitt＇s淋巴瘤細胞中EZH2的表達，結(jié)果顯示EZH2的沉默可顯著降低人B細胞淋巴瘤細胞的克隆能力，提示EZH2可能參與調(diào)控B細胞淋巴瘤發(fā)展過程。抑制自然殺傷細胞/T細胞淋巴瘤組織中EZH2的表達可加速腫瘤細胞凋亡，其機制可能與EZH2表達降低后自然殺傷細胞/T細胞淋巴瘤中SNK－6細胞增殖被抑制有關(guān)［51］。綜上所述，非霍奇金淋巴瘤與疾病的類型、分子機制、免疫學等因素相關(guān)，總體機制較為復(fù)雜，故尋找合適的化療藥物和分子靶向藥物極為重要。

3 展 望

隨著人們對EZH2基因認識的不斷提高，多數(shù)惡性癌癥的發(fā)生發(fā)展、耐藥往往與EZH2的表達升高有關(guān)，其機制大多與EZH2增高進而沉默抑癌基因有關(guān)。但也存在相反的結(jié)論，如在晚期結(jié)直腸癌患者中，EZH2水平表達較低往往預(yù)示著其對奧沙利鉑敏感性較差，耐藥性增強［52］;在紫杉醇治療乳腺癌的研究中也得到相同的結(jié)論［53］。EZH2研究不僅局限于腫瘤，在疼痛研究中，Yadav和Weng［54］證實損傷的神經(jīng)細胞中EZH2表達水平明顯升高，且注射抑制劑DZNep后EZH2表達水平顯著下降，疼痛明顯緩解。類風濕疾病中亦有此類研究報道［55］?？傊?，EZH2作用范圍廣泛，涉及疾病眾多，探索EZH2的作用機制及上下游靶點具有重要的臨床價值。