PRRX1在惡性腫瘤上皮間質轉化的研究進展

韓宇星，周炳娟，舒準

(1.承德醫(yī)學院研究生學院，河北 承德 067000；2.河北省保定市第一中心醫(yī)院病理科，河北 保定 071000；3.廣東省惠州市第一人民醫(yī)院病理科，廣東 惠州 516003)

1 PRRX1 的概述

PRRX1基因位于染色體 lq24.2 上，首次在果蠅胚胎發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)。由該基因編碼的蛋白連接于DNA，定位于細胞核，其作為轉錄共激活因子，可通過不斷地增加血清反應因子的DNA結合活性進行轉錄活化[1]。PRRX1通過選擇性剪接，導致兩種表達模式不同的亞型PRRX1a和 PRRX1b[2]，PRRX1表達的相關產物在發(fā)育形態(tài)發(fā)生過程中具有重要的調控功能，不僅能影響細胞生長、分化以及調控細胞表型改變，還能夠通過合成多種激素及相關分子進行信息傳遞，由此調節(jié)胚胎發(fā)育和分化[3]。PRRX1基因在腫瘤中作用的相關研究廣受學者關注，多項研究表明，PRRX1不僅與腫瘤細胞的干細胞密切相關，而且還參與了EMT的miRNA調控。因此，PRRX1可能是抑制腫瘤細胞增殖、轉移和干細胞生長的靶點。PRRX1 參與多種癌癥的發(fā)生、發(fā)展和預后判斷，還與腫瘤細胞休眠激活，對化療耐藥和對放療不敏感等均存在一定聯(lián)系?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種信號通路，但其在不同腫瘤細胞系中的作用機制卻不完全相同。

2 EMT概述

EMT是指上皮細胞在生理和病理作用下獲得間質表型的動態(tài)過程，細胞間黏附減少，細胞遷移率增加。在此過程中，上皮表型如E-cadherin、緊密連接蛋白、上皮細胞黏附分子等表達下降，間質表型如Vimentin、纖連蛋白、N-cadherin及MMPs等表達升高。目前，EMT過程的關鍵特征認為是E-cadherin的表達下調[4]。此外，EMT在癌癥侵襲和轉移中起重要作用。通過獲得間充質表型，癌細胞可以侵入鄰近組織，穿過內皮屏障并進入體循環(huán)。另外有研究支持轉移生長需要反向間充質-上皮轉化，上皮和間充質狀態(tài)之間的可塑性是癌細胞擴散和轉移潛能的基礎[5]。同時有研究表明，在腫瘤中可能存在一種同時具有上皮和間質細胞表型的部分型EMT，其腫瘤細胞侵襲性更強[6]。EMT現(xiàn)象通常與侵襲性，轉移性癌癥和不良預后相關，此過程涉及眾多信號通路及相關基因，如Wnts、Notch[7-8]以及各種EMT的誘導因子,包括PRRX1、TGF-β、Snail、Zeb 和 Twist 等。因此，系統(tǒng)地探討EMT在腫瘤中的作用機制，加深對腫瘤發(fā)生、侵襲及轉移的認識，有助于早期診斷和有效治療。

3 PRRX1、EMT與惡性腫瘤

PRRX1誘發(fā)多種腫瘤細胞啟動EMT過程，從而形成惡性腫瘤的局部浸潤和遠處轉移，具體作用機制不全相同，其臨床意義也有待深究。

3.1 乳腺癌

Lv[9-10]等 研 究 表 明，miR-655 通 過 下 調 PRRX1來抑制三陰乳腺癌中 EMT 表型的獲得，從而抑制腫瘤進展過程中的細胞遷移和侵襲，PRRX1b的沉默抑制了Wnt/b-catenin信號通路，并誘導了EMT，PRRX1b可能是三陰性乳腺癌細胞中EMT的重要調控因子，也是干預其侵襲轉移的新治療靶點。另外，EMT參與腫瘤的發(fā)展，包括細胞侵襲和多重耐藥 ，Luo H等[11]研究發(fā)現(xiàn)PRRX1過表達可能通過PTEN/PI3K/AKT信號轉導途徑誘導乳腺癌多重耐藥的發(fā)生，因此強烈建議對乳腺癌患者進行PRRX 1基因表達檢測，以幫助選擇更合適的治療方法。Dong J[12]等發(fā)現(xiàn)PRRX1過表達可誘導EMT促進MCF-7乳腺癌細胞對三苯氧胺的耐藥，部分機制是通過降低ER的表達。提示PRRX1基因表達檢測可用于激素受體陽性乳腺癌患者，指導臨床用藥和預后。

ShiL[13]等人描繪了SIRT1-PRRX1-KLF4-ALDH1通路，它將腫瘤干細胞、化療耐藥、轉移和衰老聯(lián)系在一起。SIRT1去乙酰化并穩(wěn)定EMT誘導子PRRX1，PRRX1抑制核心干基因子KLF4的轉錄。臨床上，PRRX1與SIRT1呈正相關，而KLF4與SIRT1呈負相關,以此通路為靶點可能是一種有前途的治療策略。

3.2 卵巢癌

范丹[14]發(fā)現(xiàn)PRRX1 作為一個新的 EMT 的誘導因子，可通過激活 Wnt/β-catenin 信號誘導 EMT 的發(fā)生，進而影響血管生成擬態(tài)形成。這為卵巢癌中血管生成擬態(tài)形成和轉移的機制研究提供新思路。然而，EMT在卵巢上皮性腫瘤中的臨床意義仍存在爭議，Song[15]通過對不同卵巢漿液性癌的腫瘤標本進行分析，發(fā)現(xiàn)卵巢高級別漿液性癌患者生存與EMT表型及標志物無相關性，與EMT表型本身相比，EMT相關的過渡因子如SLUG的表達與臨床結果的關系對于漿液性癌患者更為重要。

3.3 胰腺癌

Takano等[16]使用體內和體外互補模型描述了PRRX1b和 PRRX1a兩種亞型在胰腺癌轉移級聯(lián)中的新作用，結果發(fā)現(xiàn)PRRX1b促進腫瘤浸潤、腫瘤去分化和EMT。相比之下，PRRX 1a刺激轉移、腫瘤分化和反向間充質-上皮轉化。兩者的轉換控制著胰腺癌EMT的可塑性，為新治療策略提供了思路。Marchand等[17]研究發(fā)現(xiàn)PRRX1在調控 DNA修復途徑相關基因中的新作用，在胰腺癌細胞中，轉錄因子FOXM1是PRRX1的一個關鍵下游靶點，PRRX1的表達可能限制了胰腺癌細胞中DNA損傷的誘導，針對 PRRX1- FOXM1 軸的靶向治療可能對胰腺癌患者有益。鄒晨等[18]研究發(fā)現(xiàn)與正常的腺組織相比，PRRX1在胰腺癌組織中的陽性表達率較高，同時發(fā)現(xiàn)PRRX1表達與腫瘤TNF分期、患者的生存率及有無淋巴結轉移顯著相關。PRRX1 作為一種新的胰腺癌轉移促進因子參與EMT發(fā)生，是激活了PI3K/AKT、NF-rB和Wnt這三條信號通路。Feldmann K[19]等發(fā)現(xiàn)PRRX1高表達的胰腺癌患者表現(xiàn)為鱗狀、最具侵襲性的胰腺導管腺癌亞型，PRRX1轉錄因子是調節(jié)癌癥相關成纖維細胞激活的關鍵，且成纖維細胞對胰腺導管腺癌細胞的EMT表型有一定的影響。

3.4 胃癌

Guo等[20]研究表明PRRX 1促進胃癌細胞的EMT，是因為激活了Wnt/β-catenin信號，PRRX 1的上調與胃癌的轉移密切相關。PRRX1的過表達導致EMT分子標記物N-cadherin、E-cadherin和Vimentin的表達以及核內β-catenin和Wnt/β-catenin靶c-Myc的表達。黃婉霞[21]等研究發(fā)現(xiàn)PRRX1 在胃癌組織及細胞中高表達，可通過抑制p53信號通路來調控胃癌的 EMT過程，促進胃癌的侵襲及轉移。相關研究[22-23]還發(fā)現(xiàn)PRRX1可與TGF-β/Smad協(xié)同作用促進腫瘤的EMT過程。PRRX1與Smad2可能是早期干預胃癌復發(fā)轉移的潛在靶點。另外，Yao J[24]等研究發(fā)現(xiàn)與胃癌組織相比，PRRX 1和Vimentin在轉移性淋巴結組織中的表達明顯下調，E-cadherin表達顯著上調，推斷PRRX1可能通過調節(jié)EMT促進胃癌的淋巴結轉移，進而影響患者的預后，PRRX 1可作為預測或預防胃癌淋巴結轉移的新生物學指標。

3.5 肝癌

羅磊等[25]人研究發(fā)現(xiàn)PRRX1表達下調的肝癌細胞形態(tài)從相對規(guī)則的立方形變成長梭形，并且E-cadherin表達下調，而N-cadherin和Vimentin表達上調；證明了肝癌細胞中PRRX1表達下調可誘導EMT的發(fā)生。Chen W[26]等研究發(fā)現(xiàn)肝癌細胞中PRRX1蛋白水平與E-cadherin水平呈負相關，PRRX1敲除促進了E-cadherin的重新表達和細胞增殖，抑制了細胞的侵襲和遷移。PRRX1缺陷可調節(jié)細胞外基質相互作用、局灶粘附、TGF-β信號通路和癌癥通路。PRRX1下調誘導E-cadherin通 過PITX2/miR-200a/CTNNB1和PITX2/miR-200b/429/SLUG通路重新表達。

3.6 涎腺腺樣囊性癌

Zhang WL[27]等研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸合酶(Fatty acid synthase，F(xiàn)ASN)表達與涎腺腺樣囊性癌（salivary adenoid cystic carcinoma，SACC） 患者的轉移和不良預后呈正相關，與SACC組織中PRRX1、cyclin D1和c-Myc的表達呈正相關。PRRX1的過表達恢復了FASN抑制細胞的遷移和侵襲，表明PRRX1是FASN信號通路的重要下游靶點。在SACC進展中，F(xiàn)ASN可能以PRRX1/Wnt/β-catenin依賴的方式誘導EMT。Jiang YP[28]等人研究發(fā)現(xiàn)PRRX1的過表達誘導了EMT，促進了SACC細胞的侵襲和遷移，并且PRRX1的表達與SACC患者高游離脂肪酸（High free fatty acid，F(xiàn)FAs）水平和不良預后密切相關。SACC中的PRRX1/PPARG2/FFAs信號通路通過EMT的誘導和FFAs的代謝重編程對加速腫瘤轉移具有重要意義。Wei C[29]等研究發(fā)現(xiàn)過表達HSP27驅動SACC細胞遷移和侵襲并誘導EMT，介導tgf -b1誘導的EMT，并伴隨著Snail1和PRRX1的上調。HSP27通過調節(jié)EMT和stemness在SACC進展中具有重要作用，且EMT可能與SACC的放射耐藥有關。

3.7 肺癌

Hung JJ[30]等研究發(fā)現(xiàn)PRRX1過表達誘導了EMT，增加了H1299 細胞的轉化活性、遷移和侵襲能力，其通過上調磷脂酰肌醇3-kinase/Akt/Twist/基質金屬蛋白酶1 軸來誘導EMT，PRRX1過表達也可以預測肺癌患者的復發(fā)。Zhu[31]等研究發(fā)現(xiàn)A 549細胞中PRRX1的表達水平較高，PRRX1的缺失通過調節(jié)A 549細胞中的N-cadherin、E-cadherin和Vimentin來誘導EMT，并誘導其具有腫瘤干細胞樣的特性。PRRX1的下調可能通過抑制線粒體膜電位下降和干擾 caspase-3凋亡通道的激活,使肺癌細胞產生抗凋亡能力和對順鉑的耐藥性。然而Yang R[32]等研究發(fā)現(xiàn)在非小細胞肺癌腫瘤組織中PRRX1的表達明顯低于正常組織，鋅指E盒結合同源盒1的表達高于正常組織，兩者在EMT和腫瘤血管生成中起著重要作用，對非小細胞肺癌患者總生存率有預測價值，提示其可能成為新的預后生物標志物和潛在的治療靶點。

3.8 頭頸部鱗狀細胞癌

Jiang J[33]等通過免疫組化染色法檢測發(fā)現(xiàn)PRRX1在頭頸部鱗癌標本浸潤前緣明顯高于轉移淋巴結，且這種轉換過程伴隨著細胞表型可塑性和細胞休眠激活，其中miRNAs特別是miR-642b-3p發(fā)揮了重要作用。PRRX1能促進已知EMT誘導因子的表達，并與TGF-β1合作促進頭頸部鱗癌細胞的遷移和入侵。PRRX1可能是術前確定處于腫瘤休眠、遷移和侵襲高危的頭頸部鱗狀細胞癌患者的有用預測因子，其為研究PRRX1陽性腫瘤患者化療效果提供了價值。

3.9 黑色素瘤

Wu X[34]等研究發(fā)現(xiàn)較鄰近正常皮膚組織，PRRX1在人類黑色素瘤組織中表達上調，而miR-485-5p表達下調。通過雙熒光素酶報告基因分析，證明PRRX1是miR-485-5p的靶基因。miR-485-5p通過PRRX1抑制轉化生長因子β信號通路，從而抑制人皮膚黑色素瘤細胞的存活、遷移和EMT，同時促進細胞凋亡，miR-485-5P可能為黑色素瘤的檢測和治療提供一個有前途的生物標志物。

3.10 骨肉瘤

已有研究發(fā)現(xiàn)在小鼠模型中，PRRX1陽性細胞中p53或Rb的缺失可誘發(fā)多種骨肉瘤[35],同時Joko R[36]等通過免疫組化發(fā)現(xiàn)在骨肉瘤患者中，PRRX1的表達水平與預后不良或肺轉移率呈正相關。此外，PRRX1在具有高轉移能力的人骨肉瘤細胞系143B細胞中表達，PRRX1的下調不僅抑制了細胞的增殖和侵襲，而且增加了對順鉑和阿霉素的敏感性。綜之，PRRX1通過促進腫瘤生長、侵襲和耐藥而在骨肉瘤中發(fā)揮重要作用。

4 小結與展望

PRRX1 參與了多種癌癥的增殖、遷移，對 EMT、腫瘤干細胞特性、腫瘤休眠與活化、化療耐藥和放射抵抗等有重要影響。但是在不同腫瘤細胞中作用不盡相同，甚至完全相反，這種差異可能與腫瘤復雜的信號調節(jié)通路有關。因此，進一步深入研究 PRRX1與腫瘤的關系，可以為惡性腫瘤的早期診斷、精準治療及判斷預后提供幫助。