轉(zhuǎn)錄因子陰陽1在肝細(xì)胞癌中的作用

周 潔， 華蕓豪， 王曉美， 牛俊奇

吉林大學(xué)第一醫(yī)院 a.感染病與病原生物學(xué)中心 肝膽胰內(nèi)科， b.感染控制科， 長春 130021

原發(fā)性肝癌是全球第六大常見癌癥，也是癌癥相關(guān)死亡的第三大原因。其中，肝細(xì)胞癌(HCC)占原發(fā)性肝癌的75%～85%，易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，預(yù)后差，是一項全球重大健康問題[1]。

轉(zhuǎn)錄因子陰陽1(Yin Yang 1，YY1)是一種進(jìn)化相對保守的鋅指蛋白，屬于GLI-Kruppel家族[2]?！癥in-陰”表示抑制，“Yang-陽”表示激活。其作為一種雙向功能轉(zhuǎn)錄因子，既能發(fā)揮抑制基因表達(dá)的作用，也可發(fā)揮促進(jìn)基因表達(dá)的作用[3]。YY1參與多種細(xì)胞生理過程包括細(xì)胞分化、自噬、凋亡、增殖和DNA修復(fù)等[4]。YY1調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的雙重功能是由于其N端存在一個激活域，C端存在一個抑制域[5]。YY1已被證實在許多腫瘤中發(fā)揮重要作用。例如，YY1在胰腺導(dǎo)管腺癌中發(fā)揮抑癌作用[6]，而在三陰性乳腺癌中促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[7]。雖然個別報道[8-9]顯示YY1在HCC癌組織中的表達(dá)低于癌旁組織，并抑制HCC進(jìn)展，但越來越多的證據(jù)[10-13]表明YY1在HCC中表達(dá)上調(diào)，并通過調(diào)節(jié)HCC的癌癥特征參與HCC的發(fā)生發(fā)展，包括維持增殖信號、抵抗細(xì)胞凋亡、激活侵襲和轉(zhuǎn)移以及誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)血管生成等。此外，YY1高表達(dá)水平還與HCC的化療、免疫治療耐藥性和不良預(yù)后密切相關(guān)。

1 YY1促進(jìn)HCC發(fā)生

p53作為一種公認(rèn)的抑癌基因，參與細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞衰老、DNA修復(fù)等多種細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)。p53缺失促進(jìn)HCC的發(fā)生[14]。YY1是p53的重要負(fù)調(diào)控因子。YY1通過抑制p53與p300的相互作用，從而抑制p53的轉(zhuǎn)錄活性，同時也阻斷了p300介導(dǎo)的p53乙?；４送?，YY1通過增強(qiáng)Mdm2(一種致癌泛素連接酶)與p53的相互作用，提高M(jìn)dm2介導(dǎo)的p53泛素化?？傊?，YY1通過調(diào)控p53的轉(zhuǎn)錄活性、乙?；?、泛素化和穩(wěn)定性以減少p53蛋白總量[15]。Raf-1激酶抑制蛋白(raf-1 kinase inhibitor protein，RKIP)具有抑制MAPK通路和NF-κB通路的致癌活性的作用，而YY1可減少RKIP的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而促進(jìn)HCC的發(fā)生[16](圖1)。CCAAT/增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α(CCAAT/enhancer-binding protein alpha，CEBPA)是誘導(dǎo)肝細(xì)胞分化的重要轉(zhuǎn)錄因子。研究[13]表明，YY1可通過下調(diào)CEBPA的表達(dá)，抑制正常肝細(xì)胞的分化，并促進(jìn)肝細(xì)胞發(fā)生癌變。

2 YY1促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖

HCC進(jìn)展的一個共同特征是逃避增殖控制。YY1通過轉(zhuǎn)錄激活或轉(zhuǎn)錄抑制調(diào)控某些基因的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)癌細(xì)胞的增殖能力。YY1是網(wǎng)鈣結(jié)合蛋白2(reticulocalbin-2，RCN2)的上游轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)RCN2的表達(dá)[17]。而既往研究[18]表明，

圖1 YY1促進(jìn)HCC發(fā)生Figure 1 YY1 promotes HCC occurrence

RCN2通過上皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)-細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)通路促進(jìn)HCC增殖，據(jù)此推測YY1通過調(diào)控RCN2的表達(dá)促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖。近年研究[12]發(fā)現(xiàn)，miR-34a-5p的過表達(dá)抑制肝癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，而YY1可通過抑制MYCT1(MYC target 1)轉(zhuǎn)錄，逆轉(zhuǎn)miR-34a-5p對肝癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的影響。此外，YY1還可介導(dǎo)Opa相互作用蛋白5-反義RNA1(Opa-interacting protein 5 antisense RNA 1，OIP5-AS1)，通過Wnt途徑促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖[19](圖2)。

圖2 YY1促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖Figure 2 YY1 promotes HCC cells proliferation

YY1缺失可抑制HCC細(xì)胞生長，并伴有明顯的形態(tài)學(xué)改變[13]。在體外實驗[11]中，下調(diào)SNU-387細(xì)胞系中YY1的表達(dá)水平后，細(xì)胞集落形成能力下降。在體內(nèi)實驗[11]中，LINC00668的下調(diào)明顯抑制了HCC的生長，然而，YY1過表達(dá)恢復(fù)了LINC00668沉默對HCC的影響，使肝腫瘤體積和重量明顯增加。由此推測，YY1可加速細(xì)胞增殖，促進(jìn)HCC細(xì)胞生長。

YY1對細(xì)胞周期具有異常調(diào)控作用，可能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期過渡的檢查點功能。過表達(dá)的YY1誘導(dǎo)DNA合成，驅(qū)動G0/G1細(xì)胞進(jìn)入S期[20]。除了細(xì)胞周期調(diào)節(jié)外，腫瘤細(xì)胞可通過逃避細(xì)胞衰老，維持增殖信號。CDKN2A是與細(xì)胞衰老相關(guān)的抑癌基因之一，其編碼的p16-INK4a(一種細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶抑制因子)在細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞分化、細(xì)胞衰老和細(xì)胞凋亡中起關(guān)鍵作用[2]。YY1通過抑制p16-INK4a的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞逃避衰老[21]。YY1還通過促進(jìn)DNA修復(fù)，介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞逃避DNA損傷誘導(dǎo)的衰老[2]?？傊?，上述研究顯示出YY1在促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖中具有突出作用。

3 YY1抑制HCC細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡是一種基因程序性細(xì)胞死亡，是機(jī)體的一種自我保護(hù)機(jī)制，用以清除不需要的細(xì)胞或異常的細(xì)胞，屬于細(xì)胞的自殺行為。細(xì)胞凋亡機(jī)制高度保守并受嚴(yán)格調(diào)控。而腫瘤細(xì)胞有別于正常細(xì)胞，即使在DNA損傷和致癌基因激活后仍然能夠逃逸凋亡。細(xì)胞凋亡的失敗與腫瘤的發(fā)展和腫瘤對治療藥物的抵抗密切相關(guān)。YY1可通過打破凋亡-抗凋亡平衡，保護(hù)腫瘤細(xì)胞存活，并通過激活自噬，幫助腫瘤細(xì)胞抵抗死亡[2]。

在HCC發(fā)展過程中，NF-κB激活是一個常見的早期事件。NF-κB是細(xì)胞存活的主要調(diào)控因子。YY1過表達(dá)有助于HCC中NF-κB的激活。YY1可通過NF-κB信號通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡抵抗，促進(jìn)HCC的生長[22]。RKIP可促進(jìn)藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[23]，而YY1可減少RKIP的轉(zhuǎn)錄進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡[16]。腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(tumor necrosis factor related apoptosis inducing ligand，TRAIL)是一種死亡配體，能夠誘導(dǎo)HCC細(xì)胞發(fā)生凋亡[24]。TRAIL通過與死亡受體TRAIL-R1(也稱為DR4)和TRAIL-R2(也稱為DR5)結(jié)合，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[25]。研究[25]顯示，YY1可與TRAIL-R2(DR5)的啟動子直接結(jié)合，并降低TRAIL-R2(DR5)啟動子的活性。抑制YY1將上調(diào)TRAIL-R2(DR5)的表達(dá)，進(jìn)而使腫瘤細(xì)胞對TRAIL誘導(dǎo)的凋亡敏感。由此表明，YY1可抑制TRAIL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡(圖3)。

圖3 YY1抑制HCC細(xì)胞凋亡Figure 3 YY1 inhibits apoptosis of HCC cells

4 YY1促進(jìn)HCC侵襲和遷移

眾所周知，腫瘤細(xì)胞可發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，改變其特征，出現(xiàn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，并轉(zhuǎn)移至其他組織[26]。惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞獲得了一種運動侵襲表型，使其能夠通過血液或淋巴擴(kuò)散。EMT在腫瘤進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用[27]，其與侵襲性的獲得有關(guān)，是轉(zhuǎn)移的第一個關(guān)鍵限制步驟[2]。EMT是上皮細(xì)胞失去細(xì)胞極性和細(xì)胞間黏附成為遷移性間充質(zhì)干細(xì)胞的過程。與正常細(xì)胞相比，間充質(zhì)干細(xì)胞具有更強(qiáng)的遷移能力、侵襲性和更高的抗凋亡能力[28]。EMT激活后，E-cadherin的表達(dá)被抑制，導(dǎo)致上皮細(xì)胞典型的多邊形、鵝卵石狀形態(tài)喪失。細(xì)胞獲得梭形間充質(zhì)細(xì)胞形態(tài)，并表達(dá)與間充質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)相關(guān)的標(biāo)志物，特別是N-cadherin和Vimentin[29]。YY1表達(dá)升高有助于細(xì)胞發(fā)生EMT，增加癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的潛能。在HCC中，YY1和p65、p300形成YY1/p65/p300復(fù)合物，與QKI(Quaking，一種RNA結(jié)合蛋白)的超級增強(qiáng)子和啟動子結(jié)合，導(dǎo)致QKI的異常激活。異常激活的QKI可導(dǎo)致EMT的發(fā)生和腫瘤的轉(zhuǎn)移[27]。據(jù)報道[2]，YY1還可通過抑制核內(nèi)不均一核糖核蛋白M(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein M，hnRNPM)的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)EMT的關(guān)鍵激活因子Twist相關(guān)蛋白1，從而誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。此外，YY1可與Snail的3′增強(qiáng)子區(qū)域直接結(jié)合，誘導(dǎo)Snail的表達(dá)[30]。過表達(dá)的Snail通過直接下調(diào)上皮標(biāo)志物E-cadherin[31]和Claudin[32]，上調(diào)間充質(zhì)標(biāo)志物Vimentin[33]、N-cadherin[34]和fibronectin[35]，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生EMT，使癌細(xì)胞獲得間充質(zhì)細(xì)胞的侵襲和遷移特性。上述研究清楚地表明，YY1可通過調(diào)控QKI、hnRNPM、Snail等基因，促進(jìn)EMT的發(fā)生(圖4)。

5 YY1促進(jìn)HCC血管生成

腫瘤細(xì)胞由于增殖速度加快，往往處于缺氧和營養(yǎng)不良的微環(huán)境，尤其是位于實體腫瘤中心的腫瘤細(xì)胞。為了適應(yīng)這種微環(huán)境，腫瘤細(xì)胞改變代謝途徑，誘導(dǎo)異常腫瘤血管生成，以滿足自身對氧和營養(yǎng)物質(zhì)的需求。血管生成是由血管生成因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管生成素-1、成纖維細(xì)胞生長因子2(fibroblast growth factor 2，F(xiàn)GF2)和血小板源性生長因子B(platelet-derived growth factor B，PDGFB)等刺激產(chǎn)生的內(nèi)在過程[36]。VEGF是用于檢測腫瘤組織血管生成最為重要的因子之一。在HCC中，YY1通過結(jié)合VEGFA的啟動子，促進(jìn)VEGFA的轉(zhuǎn)錄活性。HCC細(xì)胞分泌的VEGFA在體外促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的管狀形成、細(xì)胞遷移和侵襲，在體內(nèi)促進(jìn)腫瘤生長和血管生成[10]。YY1 還可調(diào)控低氧誘導(dǎo)因子-1α(Hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)，增加血管生成。HIF-1α的表達(dá)與急性缺氧反應(yīng)有關(guān)，YY1可在低氧的條件下增加HIF-1α的穩(wěn)定性，從而使HIF-1α積累增多，而HIF-1β在常氧和缺氧條件下均有表達(dá)[37]。HIF-1α和HIF-1β組成的HIF-1復(fù)合物激活促進(jìn)血管生成的基因，如VEGF、FGF2和PDGFB等[2]。通過體外血管生成實驗觀察到，沉默YY1可降低血管密度。在體內(nèi)實驗中，沉默YY1可減少體內(nèi)新生血管形成[38]。此外，YY1作為DNA結(jié)合蛋白果蠅Eph激酶(drosophila Eph kinase, DEK)轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控因子，促進(jìn)DEK表達(dá)[39]，而DEK上調(diào)可增強(qiáng)VEGF的表達(dá)，刺激新生血管形成[40]?？傊F(xiàn)有證據(jù)表明，YY1對腫瘤血管生成的調(diào)控涉及一個復(fù)雜的多途徑機(jī)制，該機(jī)制基于血管生成基因的直接和間接激活(圖5)。

6 YY1對HCC化療和免疫治療耐藥性的影響

大多數(shù)HCC對常規(guī)化療藥物耐藥。細(xì)胞毒性藥物如阿霉素或順鉑對HCC治療通常無明顯效果[41]。近年來，YY1被報道可通過調(diào)控下游基因的表達(dá)影響癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性和耐藥性。例如，有報道[42]稱，組蛋白去乙?；敢种苿?histone deacetylase inhibitor，HDACi)可誘導(dǎo)HCC細(xì)胞凋亡并抑制細(xì)胞增殖，而YY1可降低體外HCC細(xì)胞對HDACi的敏感性。在HDACi治療下，YY1過表達(dá)可顯著促進(jìn)HEPG2細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡，從而減弱HDACi對HCC的抑制作用。因此，YY1與HCC對化療藥物的敏感性和耐藥性有關(guān)。

當(dāng)前，免疫治療在實體腫瘤治療領(lǐng)域快速發(fā)展，使得其在HCC方面的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注。程序性死亡受體-1(programmed death 1，PD-1)是T淋巴細(xì)胞表面的免疫抑制蛋白。PD-1配體(PD-L1)與PD-1結(jié)合，抑制慢性炎癥、感染或癌癥中的T淋巴細(xì)胞活性，促進(jìn)T淋巴細(xì)胞凋亡[43]。免疫誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá)被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞應(yīng)對免疫挑戰(zhàn)的適應(yīng)性抵抗機(jī)制[44]。PD-L1的表達(dá)水平可能與細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫治療的反應(yīng)不良相關(guān)[45]。YY1可通過多種途徑影響PD-L1的表達(dá)。YY1作為p53的負(fù)調(diào)控因子，抑制p53的激活[15]，而p53可通過miR-34a負(fù)調(diào)控PD-L1的表達(dá)[46]。YY1還可能通過激活I(lǐng)L-6和信號傳導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子3轉(zhuǎn)錄而導(dǎo)致PD-L1的上調(diào)[45]?？傊?，YY1正調(diào)控PD-L1的表達(dá)，從而在免疫耐藥中發(fā)揮作用。

圖4 YY1促進(jìn)HCC侵襲和遷移Figure 4 Fig 4 YY1 promotes HCC invasion and migration

圖5 YY1促進(jìn)HCC血管生成Figure 5 YY1 promotes HCC angiogenesis

因此，YY1抑制劑和抗腫瘤藥物的聯(lián)合治療，可能會逆轉(zhuǎn)化療、免疫治療的耐藥性，成為針對HCC治療的一種選擇。

7 YY1對HCC預(yù)后的影響

目前，由于HCC患者起病早期無明顯臨床癥狀，絕大部分患者發(fā)現(xiàn)時已進(jìn)展至HCC中晚期，失去了最佳治療時機(jī)，導(dǎo)致HCC患者生存期短、預(yù)后差。據(jù)報道[47]，YY1高表達(dá)與較高的AJCC分期和小血管浸潤程度顯著相關(guān)。相較于腫瘤體積分期為T1、T2的患者，T3、T4期患者呈更高的YY1表達(dá)水平。腫瘤分期越晚(Ⅲ+Ⅳ)、組織學(xué)分化越差(Ⅲ+Ⅳ)的患者中 YY1 表達(dá)顯著增加[48]。同時，相較于YY1表達(dá)水平低的患者，YY1表達(dá)水平高的患者中位生存期較短[47-48]。另有報道[22]顯示，YY1在HCC中表達(dá)上調(diào)，并與HCC晚期患者的生存率低相關(guān)。Han等[27]通過分析YY1在正常肝、癌旁非癌肝組織和HCC組織中的表達(dá)，也獲得了一致的結(jié)果，YY1在生存時間較短的HCC患者中呈高表達(dá)，并且YY1表達(dá)水平與HCC患者臨床分期、病理分級呈正相關(guān)。YY1高表達(dá)提示腫瘤病情惡化，預(yù)后不良。

8 小結(jié)

綜上所述，雖然大量證據(jù)支持YY1促進(jìn)HCC發(fā)生發(fā)展，但仍有少量報告顯示YY1抑制HCC進(jìn)展，故其在HCC中的作用仍然存在爭議。YY1對HCC的調(diào)控機(jī)制是多途徑的過程。YY1具有雙向調(diào)節(jié)功能，其在HCC發(fā)生發(fā)展中的整體調(diào)控功能可能依賴于組織環(huán)境以及相互作用因子。在不同病因的HCC患者中，不同的細(xì)胞環(huán)境導(dǎo)致YY1與不同的蛋白質(zhì)發(fā)生優(yōu)先相互作用，從而產(chǎn)生不同的調(diào)控功能。YY1在HCC中的作用機(jī)制尚不完全清楚。因此，進(jìn)一步深入研究YY1的結(jié)構(gòu)、功能及其與其他蛋白質(zhì)的相互作用，不僅有助于理解YY1在HCC中的作用，而且有助于為HCC的治療和藥物靶點的研發(fā)提供新思路。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：周潔負(fù)責(zé)資料搜集，資料分析與總結(jié)，撰寫論文；華蕓豪參與搜集資料，修改論文；王曉美負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章；?？∑尕?fù)責(zé)論文寫作方向設(shè)計并最后定稿。