Zeste增強(qiáng)子同源物2與腫瘤轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展*

劉超 周旋 任玉

轉(zhuǎn)移是癌癥患者死亡的主要原因，約90%的癌癥死亡歸因于轉(zhuǎn)移。Zeste增強(qiáng)子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）與腫瘤發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，能通過(guò)多種途徑促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，如上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、腫瘤干性細(xì)胞（cancer stem cell，CSC）、血管生成（angiogenesis）、非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）以及翻譯后修飾等。闡明EZH2在腫瘤轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制，探索新的治療方法日益重要。本文將從多個(gè)方面闡述EZH2與腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)進(jìn)展，為腫瘤轉(zhuǎn)移提供新的治療思路。

1 EZH2概述

EZH2基因定位在7q35染色體上，包括20個(gè)外顯子，能夠編碼746個(gè)氨基酸殘基。EZH2含有5個(gè)結(jié)構(gòu)域，包含1個(gè)C末端催化的SET結(jié)構(gòu)域，相鄰富含半胱氨酸的CXC結(jié)構(gòu)域，2個(gè)SANT結(jié)構(gòu)域以及ncRBD結(jié)構(gòu)域。SET和CXC結(jié)構(gòu)域是實(shí)現(xiàn)組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性的必需成分，SANT結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)EZH2與DNA結(jié)合以進(jìn)行染色質(zhì)重塑和轉(zhuǎn)錄調(diào)控，而ncRBD結(jié)構(gòu)域是與非編碼RNA的結(jié)合區(qū)。EZH2、EED、SUZ12以及RbAp46/4共同組成多梳抑制復(fù)合物2（polycomb repressive complex 2，PRC2）。作為PRC2的核心成員和主要催化亞基，EZH2通過(guò)高度保守的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（histone methyltransferase，HMTase）活性，誘導(dǎo)組蛋白H3賴(lài)氨酸27位點(diǎn)三甲基化（H3K27me3），抑制基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，導(dǎo)致多種癌癥進(jìn)展和預(yù)后不良。EZH2也可以甲基化非組蛋白或直接與其他蛋白質(zhì)相互作用，以獨(dú)立于PRC2的方式激活下游基因。此外，多項(xiàng)研究表明EZH2自身翻譯后修飾，如EZH2磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化等，通過(guò)影響其蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和酶活性，在癌癥進(jìn)展中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2 EZH2調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移分子機(jī)制

2.1 EMT

EMT是指上皮細(xì)胞在某些細(xì)胞因子或環(huán)境刺激下向間質(zhì)細(xì)胞過(guò)渡，失去上皮特征而獲得間質(zhì)特征的過(guò)程[1]，是腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制[2-3]。EMT使細(xì)胞失去細(xì)胞間黏附性和細(xì)胞極性，增強(qiáng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力，從而促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。EZH2是腫瘤細(xì)胞EMT的重要調(diào)控分子，通過(guò)EMT促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。在黑色素瘤中，EZH2通過(guò)H3K27me3沉默纖毛基因促進(jìn)纖毛分解，增強(qiáng)WNT/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，從而促進(jìn)黑色素瘤轉(zhuǎn)移[4]。在喉鱗狀細(xì)胞癌中，EZH2通過(guò)H3K27me3沉默E-cadherin促進(jìn)EMT，從而促進(jìn)侵襲轉(zhuǎn)移[5]。在鼻咽癌中，EZH2與HDAC1/HDAC2/Snail形成共抑制復(fù)合物，抑制E-cadherin，促進(jìn)細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移[6]。在前列腺癌中，EZH2對(duì)金屬蛋白酶組織抑制因子（tissue inhibitor of matrix metalloproteinase，TIMPs）基因的轉(zhuǎn)錄抑制破壞了基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）和TIMPs之間的平衡，有利于MMPs活性，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解，從而促進(jìn)前列腺癌侵襲轉(zhuǎn)移[7]。

2.2 CSC

CSC是腫瘤中的具有干細(xì)胞特性的一類(lèi)細(xì)胞，具有自我更新和分化潛能，與腫瘤發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其中具有轉(zhuǎn)移能力的CSC被稱(chēng)為腫瘤轉(zhuǎn)移干細(xì)胞（migrating cancer stem cell，MCSC）。CSC與腫瘤微環(huán)境相互作用，影響干性因子的表達(dá)以及相關(guān)通路的改變，從而促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移[8]。同時(shí)，一些轉(zhuǎn)移相關(guān)因子及其受體（如SDF-1/CXCR4）表達(dá)升高，促進(jìn)CSC轉(zhuǎn)移能力，指引CSC“歸巢”到特異性遠(yuǎn)端器官或組織。此外，CSC還能通過(guò)促進(jìn)腫瘤血管生成來(lái)促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[9]。EZH2可以通過(guò)多種途徑參與調(diào)控CSC。在尤文氏腫瘤中，EWS/FLI1在體內(nèi)與EZH2啟動(dòng)子結(jié)合，誘導(dǎo)EZH2在腫瘤細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞中表達(dá)，阻斷內(nèi)皮和神經(jīng)外胚層分化，驅(qū)動(dòng)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[10]。在葡萄膜黑色素瘤中，EZH2通過(guò)miR-29c-DVL2-β-catenin信號(hào)通路軸增加CSC表達(dá)和自我更新，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[11]。在乳腺癌中，EZH2促進(jìn)干細(xì)胞和管腔細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移，抑制ER陽(yáng)性細(xì)胞分化[12]。

2.3 非編碼RNA

非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）是一類(lèi)不編碼蛋白的RNA，其中miRNA和lncRNA是與腫瘤發(fā)生發(fā)展最為密切的兩類(lèi)ncRNA，二者主要通過(guò)調(diào)控EMT、細(xì)胞外基質(zhì)、血管生成以及腫瘤微環(huán)境參與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移過(guò)程。

miRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度為21～30個(gè)核苷酸，高度保守的、內(nèi)源性非編碼RNA。EZH2能通過(guò)H3K27me3調(diào)控miRNA的表達(dá)。如在肝癌中，EZH2通過(guò)表觀(guān)遺傳沉默多個(gè)腫瘤抑制miRNA從而促進(jìn)肝癌轉(zhuǎn)移，如miR-139-5p、miR-125b、miR-101、let-7c和miR-200b。在膠質(zhì)瘤中，EZH2介導(dǎo)的H3K27me3在MEG3啟動(dòng)子上的富集，調(diào)控miR-21-3p，調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[13]。

lncRNA是指長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸，且不具有編碼蛋白質(zhì)功能的RNA。lncRNA主要作為信號(hào)分子、誘餌分子、引導(dǎo)分子和支架分子，與DNA、RNA和蛋白分子結(jié)合，參與基因表達(dá)調(diào)控，包括表觀(guān)遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄水平及轉(zhuǎn)錄后翻譯水平的調(diào)控，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。EZH2能調(diào)控lncRNA的表達(dá)，同時(shí)，作為誘餌分子和引導(dǎo)分子，lncRNA促進(jìn)EZH2發(fā)揮其表觀(guān)沉默功能，二者相輔相成，共同調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移。在肺癌中，LINC01234可與RNA結(jié)合蛋白LSD1和EZH2相互作用，導(dǎo)致BTG2組蛋白沉默以促進(jìn)轉(zhuǎn)移[14]。在乳腺癌中，EZH2通過(guò)沉默LncRNA PHACTR2-AS1促進(jìn)核糖體合成，導(dǎo)致核糖體合成過(guò)度激活和核糖體DNA不穩(wěn)定，促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移[15]。在肝癌中，LINC00978與EZH2結(jié)合，介導(dǎo)其在p21和E-cadherin基因啟動(dòng)子區(qū)域富集，導(dǎo)致p21和E-cadherin表達(dá)受到抑制，促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移[16]。

2.4 血管生成

血管生成是腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中重要步驟，新生成的血管使腫瘤細(xì)胞克服了對(duì)現(xiàn)有脈管系統(tǒng)供氧的依賴(lài)，并擴(kuò)散至多個(gè)器官，同時(shí)在遠(yuǎn)處的器官中促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)。正常情況下，血管生成因子和抗血管生成因子之間維持平衡，嚴(yán)格調(diào)控血管生成，而在惡性腫瘤中二者平衡被打破，驅(qū)動(dòng)新血管形成。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-A（vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A）是腫瘤發(fā)展中的主要促血管生成調(diào)節(jié)劑，主要與VEGF受 體2（vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2）結(jié)合，激活多種激酶依賴(lài)性途徑，協(xié)調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、分化和通透性，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。多項(xiàng)研究表明，EZH2通過(guò)多種途徑調(diào)控VEGF/VEGFR，促進(jìn)血管生成和腫瘤轉(zhuǎn)移。如在卵巢癌中，內(nèi)皮細(xì)胞中EZH2表達(dá)增加，甲基化沉默VASH1基因，促進(jìn)VEGF分泌，導(dǎo)致血管生成增加，腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移[17]。在頭頸鱗癌中，EZH2通過(guò)調(diào)控STAT3/VEGFR2軸促進(jìn)EMT和腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。在非小細(xì)胞肺癌中，EZH2通過(guò)VEGF-A/AKT信號(hào)通路促進(jìn)肺癌轉(zhuǎn)移[19]。在乳腺癌中，CUL1調(diào)節(jié)EZH2的表達(dá)以促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并最終通過(guò)PI3KAKT-mTOR信號(hào)通路顯著促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的血管生成和轉(zhuǎn)移[20]。

2.5 翻譯后修飾

除了依賴(lài)PRC2介導(dǎo)的靶基因沉默外，多項(xiàng)研究表明EZH2翻譯后修飾同樣可以促進(jìn)癌癥的腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移。

磷酸化修飾是報(bào)道最多的一種翻譯后修飾，是多種蛋白質(zhì)中必不可少的調(diào)節(jié)機(jī)制，通常發(fā)生在底物的絲氨酸（S）、蘇氨酸（T）和酪氨酸（T）殘基上，誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化，導(dǎo)致其被激活或抑制，從而產(chǎn)生不同的生物學(xué)功能。研究表明，在乳腺癌中p38介導(dǎo)EZH2 T367位點(diǎn)磷酸化，促進(jìn)EZH2胞質(zhì)定位，并增強(qiáng)EZH2與vinculin以及其他細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)劑結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲[21]。

甲基化修飾是組蛋白或非組蛋白賴(lài)氨酸或精氨酸常見(jiàn)的表觀(guān)遺傳修飾，也是EZH2促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移最主要的翻譯后修飾。在前列腺癌中，SETD2使EZH2甲基化并促進(jìn)其降解，而SETD2缺乏或突變導(dǎo)致EZH2甲基化減少，促進(jìn)轉(zhuǎn)移[22]。在乳腺癌中，SMYD介導(dǎo)EZH2 K307位點(diǎn)甲基化，保持EZH2穩(wěn)定性，通過(guò)轉(zhuǎn)錄抑制其靶基因（如RASSF1、SIAH1、AXIN2）來(lái)促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[23]。同樣，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor associated macrophages，TAMs）通過(guò)刺激IL-6的分泌，促進(jìn)PRMT1介導(dǎo)的EZH2 R342位點(diǎn)甲基化，增加EZH2的穩(wěn)定性，促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移[24]。

除此之外，EZH2乙?；头核鼗揎椩谀[瘤轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮重要作用。在肺癌中，PCAF介導(dǎo)EZH2 K348位點(diǎn)乙酰化，增加EZH2穩(wěn)定性，增強(qiáng)靶基因沉默并促進(jìn)肺癌細(xì)胞遷移和侵襲[25]。在前列腺癌中，USP7介導(dǎo)EZH2去泛素化，穩(wěn)定EZH2表達(dá)來(lái)增加小鼠的轉(zhuǎn)移性侵襲活性并增強(qiáng)致癌作用[26]。EZH2 PTM之間也會(huì)相互影響，從而發(fā)揮作用，如在乳腺癌中，PRMT1介導(dǎo)的EZH2 342位點(diǎn)甲基化，抑制CDK1介導(dǎo)的EZH2磷酸化和TRAF6介導(dǎo)的EZH2降解，增強(qiáng)EZH2穩(wěn)定性和靶基因沉默，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[27]。

2.6 不依賴(lài)PRC2的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

除了H3K27me3，EZH2與其他蛋白質(zhì)相互作用，以獨(dú)立于PRC2的方式激活下游基因，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。在乳腺癌中，EZH2 Y696位點(diǎn)磷酸化將促使EZH2的功能從甲基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)錄因子，從而增加c-JUN表達(dá)，從而上調(diào)G-CSF促進(jìn)轉(zhuǎn)移[28]。在前列腺癌中，EZH2在p53 mRNA的50′UTR與IRES結(jié)合，并以不依賴(lài)甲基轉(zhuǎn)移酶的方式增強(qiáng)p53蛋白的翻譯，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[29]。在鼻咽癌中，EZH2募集DNMT1，誘導(dǎo)miR-142-3p的表觀(guān)遺傳沉默，并通過(guò)靶向ZEB2促進(jìn)轉(zhuǎn)移[30]。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

EZH2與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。作為組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，EZH2主要依賴(lài)H3K27me3沉默基因，調(diào)控EMT、血管生成、CSC以及miRNA表達(dá)，促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。同時(shí)，lncRNA作為誘餌分子和引導(dǎo)分子，促進(jìn)EZH2向靶基因富集，而EZH2自身翻譯后修飾也可以調(diào)控其穩(wěn)定性，發(fā)揮其促進(jìn)轉(zhuǎn)移功能。除H3K27me3外，EZH2可以作為轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的表達(dá)。因此，深入研究EZH2在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用機(jī)制，為腫瘤轉(zhuǎn)移提供新的治療方案尤為重要。