ZEB蛋白及其相關(guān)miRNA、LncRNA在卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用①

徐 紅，陽 華②

(1.桂林醫(yī)學(xué)院，廣西 桂林 541199;2.桂林醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院，廣西 桂林 541199)

卵巢癌(ovarian cancer)是常見的婦科惡性腫瘤之一，約占女性生殖道腫瘤的23%，但病死率約占婦科惡性腫瘤的47%[1]，是全世界女性癌癥死亡的第5大常見原因。卵巢癌由于發(fā)病隱匿，進(jìn)展迅速，缺乏有效的早期診斷方法，5年生存率僅3%～19%[2]。卵巢癌發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移的主要方式是上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition， EMT)，而鋅指E盒結(jié)合同源異型盒-1(ZEB1)是 EMT 主要的轉(zhuǎn)錄因子之一，在EMT中的作用已引起重視，近年來ZEB蛋白與microRNA、LncRNA在卵巢癌EMT中的作用研究較多，本文就其研究進(jìn)展作一綜述。

1 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)

EMT是指上皮細(xì)胞丟失了細(xì)胞—細(xì)胞之間的緊密連接而獲得了間質(zhì)細(xì)胞的特性，最早是由Greenburg和他的同事在1982年提出[3]。EMT在胚胎發(fā)育、傷口愈合、組織再生和器官纖維化及癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移等方面都發(fā)揮著重要作用[4]。上皮細(xì)胞發(fā)生EMT的主要步驟：①上皮細(xì)胞標(biāo)記物表達(dá)減少，如E-cadherin、α連環(huán)蛋白(α-catenin)、β-catenin、橋粒斑蛋白、角蛋白、黏蛋白、緊密連接蛋白(ZO-1)等；②間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物表達(dá)增加，如神經(jīng)性—鈣黏蛋白(N-cadherin)、波形蛋白(vimentin)、成纖維細(xì)胞特異性蛋白、纖黏連蛋白等，同時(shí)，輔助誘導(dǎo)EMT過程的基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)、MMP-9、Ⅰ型膠原等表達(dá)亦上調(diào)；③細(xì)胞表型改變，上皮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化為間質(zhì)細(xì)胞表型，出現(xiàn)絲狀偽足和層狀偽足，細(xì)胞開始具有浸潤性和游走遷移能力；④E-cadherin的下降使細(xì)胞質(zhì)中少量的游離狀態(tài)的β-catenin聚集；⑤β-catenin入核后介導(dǎo)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與調(diào)控腫瘤生長和轉(zhuǎn)移過程[5]。其中上皮性鈣黏附蛋白(E-cadherin)的表達(dá)下調(diào)，同時(shí)神經(jīng)性鈣黏附蛋白(N-cadherin)的表達(dá)增加是腫瘤細(xì)胞EMT的主要標(biāo)志，此表達(dá)可增強(qiáng)腫瘤內(nèi)皮和間質(zhì)成分的相互作用，促進(jìn)腫瘤發(fā)生侵襲、轉(zhuǎn)移，可使良性腫瘤向轉(zhuǎn)移性腫瘤發(fā)展，并可侵襲、轉(zhuǎn)移到其他組織。

研究證實(shí)，腫瘤微環(huán)境中的多種轉(zhuǎn)錄因子(如鋅指結(jié)構(gòu)因子ZEB家族、Snail 轉(zhuǎn)錄因子家族、螺旋環(huán)螺旋因子Twist、NAC1、ALX1等)活化表達(dá)及生長因子，如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)，肝細(xì)胞生長因子(HGF)，表皮生長因子(EGF)，影響細(xì)胞黏附分子和細(xì)胞骨架功能，這些均可誘導(dǎo)EMT發(fā)生，這些因子可與上皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，經(jīng)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(TGF-β信號(hào)通路、Wnt 信號(hào)通路、Notch 信號(hào)通路、Hedgehog信號(hào)通路以及NF-κB信號(hào)通路)形成了復(fù)雜的EMT調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生EMT，增強(qiáng)腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移能力[6]。胚胎分化過程中上皮—間充質(zhì)和間充質(zhì)—上皮轉(zhuǎn)化(EMT 和 MET)表明上皮細(xì)胞有可塑性，這也是癌癥發(fā)展的機(jī)制。Hill 等[7]研究表明，ZEB 蛋白家族成員ZEB1、ZEB2等轉(zhuǎn)錄因子及相關(guān)microRNA(主要是 miR-200 家族成員)形成負(fù)反饋回路，調(diào)控 EMT 和 MET 轉(zhuǎn)變及腫瘤發(fā)展。

2 ZEB蛋白

ZEB蛋白(zinc finger E-boxbinding homeobox， ZEB)是一類E盒結(jié)合鋅指蛋白，是重要的細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子之一，由鋅指E盒結(jié)合同源異型盒-1(ZEB1)和鋅指E-box結(jié)合盒-2(ZEB2)組成。ZEB1基因位于10p11.2號(hào)染色體上，其蛋白質(zhì)由位于N和C末端的兩個(gè)鋅指簇組成，而ZEB1蛋白質(zhì)的中間包含3個(gè)不同的部分，分別為同源結(jié)構(gòu)域、Smad相互作用結(jié)構(gòu)域和C末端結(jié)合蛋白(CtBP)，這些結(jié)構(gòu)域有助于調(diào)控ZEB1的轉(zhuǎn)錄活性。因此，盡管ZEB1、ZEB2同屬ZEB家族，最初認(rèn)為能與CtBP輔抑制因子相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄抑制因子，也可與p300和P/CAF等輔激活因子的相互作用而激活，這種雙重活性在EMT的調(diào)控中尤為重要[8]。

ZEB家族具有多種生物學(xué)功能， Zweier等[9]發(fā)現(xiàn)ZEB1 突變與內(nèi)皮細(xì)胞遷移缺陷導(dǎo)致的多形性角膜營養(yǎng)不良有關(guān)。ZEB-1 是一種由 TCF8 基因編碼的 190～210 kD的蛋白，是 EMT 的重要誘導(dǎo)物，Chen等[10]分析發(fā)現(xiàn)，證明ZEB-1的過度表達(dá)與結(jié)腸直腸癌、胃癌、肝細(xì)胞癌、 胰腺癌、食管鱗狀細(xì)胞癌、口腔癌和肝內(nèi)膽管癌等實(shí)體癌密切相關(guān)，其表達(dá)水平對(duì)患者的存活率有重要影響。在大多數(shù)實(shí)體瘤中，ZEB-1的過表達(dá)與較差的總生存期(overall survival，OS)相關(guān)，ZEB-1可能是一種潛在的預(yù)后標(biāo)志物，也是人類實(shí)體瘤的新治療靶點(diǎn)。ZEB2 等位基因的突變會(huì)導(dǎo)致 Mowat-Wilson 綜合征，這是一種表現(xiàn)為顱面異常、智力低下、色素沉著缺陷等為特征的先天性疾病[9]。雖然ZEB2的作用尚未在癌癥干細(xì)胞(CSC)中進(jìn)行過系統(tǒng)研究，但最近的研究認(rèn)為它對(duì)正常胚胎干細(xì)胞有重要的生物學(xué)作用，Goossens等[11]研究發(fā)現(xiàn)， ZEB2通過促進(jìn)神經(jīng)外胚層和抑制中內(nèi)胚層的發(fā)育來調(diào)節(jié)人類胚胎干細(xì)胞的分化，維持多能性的干細(xì)胞因子NANOG、OCT4抑制ZEB2的轉(zhuǎn)錄，反過來NANOG也受ZEB2抑制，表明 ZEB2 調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞的自我更新與分化。

近年來，ZEB蛋白及調(diào)節(jié)因子在腫瘤細(xì)胞中的研究較多，其中ZEB蛋白及其相關(guān)分子miRNA、LncRNA在卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用引起了關(guān)注。

2.1 微小RNA(microRNA)

MicroRNA(miRNA)是長度約22個(gè)核苷酸的短單鏈非編碼RNA，能夠與靶信使RNA(mRNA)中的互補(bǔ)位點(diǎn)結(jié)合形成沉默復(fù)合物(RISC)，誘導(dǎo)mRNA降解、抑制翻譯，負(fù)調(diào)控基因表達(dá)[12]。miRNA被公認(rèn)為是癌癥中的分子調(diào)節(jié)因子和潛在的治療靶標(biāo)。Ashrafizadeh等[13]研究表明，miRNAs(miRs)在腫瘤細(xì)胞中的作用具有雙重性，一方面，miRs可以作為抑癌因子，通過下調(diào)ZEB1/2，抑制上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，削弱腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。另一方面，miRs也可以作為癌癥擴(kuò)散的促進(jìn)因子，上調(diào)ZEB蛋白，促進(jìn)EMT和腫瘤轉(zhuǎn)移。

2.2 ZEB與miR-200在卵巢癌EMT中的作用

miRNA種類多，其中miR-200家族是研究的熱點(diǎn)之一。miR-200家族由5個(gè)miRNA序列組成：miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429[14]。miR-200介導(dǎo)的EMT途徑中的兩個(gè)關(guān)鍵分子靶標(biāo)是SMAD(SMAD2和SMAD3)和ZEB家族(ZEB1和ZEB2)。筆者就miR-200與ZEB在卵巢癌中作用進(jìn)行探析。

miR-200家族抑制ZEB1和ZEB2表達(dá)，從而維持上皮表型、抑制 EMT。Gregory等[15]研究認(rèn)為，由于miRNA-200家族與ZEB1和ZEB2 mRNA的3’UTR的8個(gè)和9個(gè)位點(diǎn)結(jié)合，miRNA-200 家族可直接抑制 ZEB蛋白的表達(dá)，同時(shí)靶向ZEB蛋白的miRNA。ZEB1和ZEB2的3’UTRs分別包含1個(gè)和2個(gè)位點(diǎn)，分別為miRNA-205與 miRNA-200，共同下調(diào)ZEB蛋白的表達(dá)，導(dǎo)致MET。

Chung等[16]發(fā)現(xiàn)，miRNA-200b/a被確定為轉(zhuǎn)錄因子類顆粒蛋白2(GRHL2)的直接轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，并通過ZEB1和E-cadherin調(diào)節(jié)卵巢上皮性癌(epithelial ovarian cancer，EOC)的上皮狀態(tài)，在EOC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用。Cao等[17]研究表明， miR-200a和miR-200b高表達(dá)與卵巢癌分期和惡性程度相關(guān)，而miR-200c高表達(dá)僅與疾病的晚期相關(guān)。Sestito等[18]研究揭示，內(nèi)皮素A受體(ETR)和ZEB1在間葉性卵巢癌(mesenchymal ovarian cancer，MOC)中表達(dá)上調(diào)，ETR和ZEB1的表達(dá)與miR-200b/c呈負(fù)相關(guān)，ETR-miR-200b/c-ZEB1通路促進(jìn)上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)卵巢癌的轉(zhuǎn)移與進(jìn)展。Hurteau等[19]研究發(fā)現(xiàn)，miR-200c可以恢復(fù)E-鈣黏蛋白的表達(dá)，在間質(zhì)到上皮的形態(tài)改變中起著重要作用， She等[20]研究表明，miR-200c高表達(dá)的卵巢癌較低表達(dá)的生存率提高。Ye等[21]研究發(fā)現(xiàn)miR-141過度表達(dá)會(huì)導(dǎo)致E-鈣黏蛋白上調(diào)，鋅指E-box結(jié)合同源異型盒(ZEB)的下調(diào)，抑制細(xì)胞增殖和EMT，并降低SKOV3細(xì)胞侵襲與遷移。Yao等[22]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA GIHCG表達(dá)與miR-429正相關(guān)，并通過調(diào)節(jié)miR-429促進(jìn)卵巢癌的發(fā)展。Korpal等[23]研究表明EMT過程中，ZEB1和ZEB2抑制miR-200家族成員表達(dá)，在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中抑制E-cadherin表達(dá)，促進(jìn)遷移和侵襲。由此，miR-200a/b、miR-429可通過ZEB1、ETR等途徑促進(jìn)卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，而miR-200c與miR-141在卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中起抑制作用。

2.3 ZEB蛋白與其他相關(guān)miRNA在卵巢癌EMT中的作用

除miR-200家族外，如miR-1271、MiR-199B-3p、MiR-101等也在卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮作用。Jiao等[24]發(fā)現(xiàn)在卵巢癌細(xì)胞中，鋅指E-box結(jié)合同源盒1(ZEB1)是miR-1271的靶基因，其表達(dá)受到卵巢癌中miR-1271的調(diào)節(jié)， miR-1271抑制了SKOV3 細(xì)胞的活力和EMT，表明ZEB1可部分逆轉(zhuǎn)miR-1271對(duì)卵巢癌的生存能力和侵襲作用。miR-1271的表達(dá)與卵巢癌組織中ZEB1的表達(dá)負(fù)相關(guān)，miR-1271通過下調(diào)ZEB1(與3’-UTR結(jié)合)抑制EMT，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的活力、增殖、侵襲和遷移降低，miR-1271的下調(diào)預(yù)示卵巢癌患者的不良預(yù)后。Wei等[25]在研究中發(fā)現(xiàn)，ZEB1低表達(dá)患者的總生存期(overall survival，OS)和無病生存期(disease-free survival，DFS)均長于ZEB1高表達(dá)患者，而 MiRNA-199b-3p過表達(dá)可抑制ZEB1和檢查點(diǎn)激酶1的表達(dá)，誘導(dǎo)E-cadherin的表達(dá)和上皮向間充質(zhì)的轉(zhuǎn)變；同時(shí)，ZEB1和E-cadherin分別減弱了miRNA-199b-3p介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和遷移效應(yīng)，由此，miRNA-199b-3p可通過靶向ZEB1抑制卵巢癌的進(jìn)展。Guo等[26]發(fā)現(xiàn)miR-101可通過直接靶向ZEB1和ZEB2的3’非翻譯區(qū)(3’UTR)來抑制E-鈣黏素抑制子ZEB1和ZEB2的表達(dá)。MiR-101能顯著抑制EMT和細(xì)胞的遷移和侵襲。不含3’UTR的ZEB1和ZEB2的cDNA分別阻斷了miR-101誘導(dǎo)EMT。Ashrafizadeh等[13]研究發(fā)現(xiàn)，miRs的上游調(diào)節(jié)子如長非編碼RNA(lncRNAs)和環(huán)狀RNA(circRNAs)可能會(huì)抑制miRs對(duì)ZEB蛋白及癌癥的作用。

2.4 長鏈非編碼RNA(LncRNA)

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，LncRNA)是一個(gè)長度超過200個(gè)核苷酸的轉(zhuǎn)錄物，不會(huì)翻譯成蛋白質(zhì)[27]。LncRNA在基因表達(dá)的不同水平上發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，包括染色質(zhì)的修飾、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后翻譯，在腫瘤細(xì)胞中發(fā)揮重要作用。與卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)的lncRNA有許多，如肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1)已被證明能促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的侵襲、遷移與增殖；H19基因是與惡性腫瘤相關(guān)的LncRNA，可促進(jìn)卵巢癌的EMT過程；HOTAIR 是由 HOXC 位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄而來的 LncRNA，可通過影響卵巢癌的EMT過程影響患者的生存期；HOXA11as、TUG1、CCAT1、Linc-ROR等均可促進(jìn)卵巢癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；而MEG3 屬于 DLK1-MEG3 的印記基因，位于人染色體 14q32.3， 是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的具有腫瘤抑制作用的印記 LncRNA，在卵巢癌中表達(dá)下調(diào)[28]。Chen等[29]首次發(fā)現(xiàn)MALAT1與卵巢癌患者的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，抑制MALAT1可抑制卵巢癌細(xì)胞的致瘤性。此外，沉默MALAT1通過下調(diào)PI3K/AKT通路來阻止上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和卵巢癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[30]。

2.5 ZEB相關(guān)lncRNA在卵巢癌EMT中的作用

LncRNA影響卵巢癌EMT包括內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)的競爭性抑制miRNA，影響下游分子的表達(dá)以及調(diào)節(jié)EMT相關(guān)的經(jīng)典信號(hào)通路等，并可激活轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)、Wnt/β-catenin、PI3K/Akt等信號(hào)通路，調(diào)控E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、N-cadherin、波形蛋白、鋅指轉(zhuǎn)錄因子Snail超家族、ZEB1和ZEB2等蛋白，誘導(dǎo)EMT進(jìn)程，影響卵巢癌的侵襲轉(zhuǎn)移。

Gao等[31]的相關(guān)研究表明，過表達(dá)miR-200a的EOC細(xì)胞，LncRNA膜相關(guān)鳥苷酸激酶倒置1-內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄本(MAGI1-IT1)可以通過競爭性結(jié)合miR-200a上調(diào)ZEB1和ZEB2促進(jìn)EOC轉(zhuǎn)移，抑制miR-200a和上調(diào)ZEB1和ZEB2，逆轉(zhuǎn)MAGI1-IT1缺失對(duì)EOC轉(zhuǎn)移的抑制作用。Shu等[32]發(fā)現(xiàn)， lncARSR通過競爭性結(jié)合miR-200家族誘導(dǎo)EMT和侵襲，增加ZEB1和ZEB2的表達(dá)，同時(shí)LncARSR在卵巢癌組織中的表達(dá)顯著升高，并與FIGO分期、組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良有關(guān)。Liang等[33]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA PTAR表達(dá)與間充質(zhì)卵巢癌樣品中ZEB1的表達(dá)水平呈正相關(guān)，可以作為miR-101的內(nèi)源競爭RNA(competing endogenous RNAs， ceRNA)，抑制miR-101-3p的功能及其表達(dá)，使miR-101-3p對(duì)ZEB1的抑制功能減弱，進(jìn)而促進(jìn)卵巢癌遷移、侵襲與EMT。沉默miR-101促進(jìn)細(xì)胞遷移，而miR-101的過表達(dá)通過ZEB1抑制了卵巢癌細(xì)胞系的EMT與遷移。

ZEB蛋白在卵巢癌侵襲、轉(zhuǎn)移中的作用機(jī)制及其與LncRNAs和circRNAs 相互作用有待于深入研究，這有可能為卵巢癌的診斷和治療提供新的線索。另外，ZEB蛋白在卵巢癌化療耐藥等方面的研究取得了一些進(jìn)展，也值得深入探討和研究。