軟骨素聚合因子在乳腺癌中的研究進(jìn)展

侯長(zhǎng)冉 姜京汝 花義同

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院乳腺外科，濱州 256600

乳腺癌是全世界女性中最常見的惡性腫瘤，也是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，2020年公布的全球癌癥數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌已超過肺癌成為全球最常見的惡性腫瘤，在所有癌癥中占比高達(dá)11.7%［1］。目前乳腺癌的治療方式涉及多學(xué)科，包括手術(shù)治療、放療、新輔助和輔助治療、內(nèi)分泌治療［2］。乳腺癌的有效治療需要最大的治療效果，最小的不良反應(yīng)，以確保患者的良好生活質(zhì)量［3］。近年來，針對(duì)乳腺癌發(fā)生、發(fā)展有關(guān)的信號(hào)靶點(diǎn)進(jìn)行靶向藥物的開發(fā)與臨床應(yīng)用成為乳腺癌治療研究的新熱點(diǎn)［4］。軟骨素聚合因子（chondroitin polymerizing factor，CHPF）是新近發(fā)現(xiàn)的一種腫瘤相關(guān)基因［5］。目前，國(guó)內(nèi)外最新研究表明，CHPF在人頭頸部鱗狀細(xì)胞癌［6］、肺癌［7-8］、喉癌［9］、膽管癌［10］等腫瘤中的表達(dá)水平明顯升高，并可能與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。本文對(duì)CHPF在乳腺癌惡性增殖和遷移等方面最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為乳腺癌患者的臨床治療提供新思路，CHPF有望成為乳腺癌的一個(gè)潛在治療靶點(diǎn)。

CHPF

1.CHPF概述

CHPF是一種由775個(gè)氨基酸組成的Ⅱ型跨膜蛋白，具有3個(gè)潛在的N-糖基化位點(diǎn)和Ⅱ型跨膜蛋白拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［11］，與人軟骨素聚合酶具有23%的氨基酸同源性。CHPF首次發(fā)現(xiàn)于2003年，Kitagawa等［12］提出軟骨素聚合活性需要一種新的蛋白質(zhì)指定的CHPF與人類軟骨素合成酶（CHSY）同時(shí)表達(dá)，證實(shí)CHPF在軟骨素聚合中是CHSY的一種特異激活因子，并且Northern雜交分析顯示CHPF基因在不同人體組織中表現(xiàn)出明顯不同的表達(dá)模式，這與CHSY相似。硫酸軟骨素（chondroitin sulfate，CS）是一種典型的線性硫酸化糖胺聚糖，糖鏈由交替的葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺聚合而成，通過一個(gè)似糖鏈接區(qū)連接到核心蛋白的絲氨酸殘基上［13-14］。由于其鏈長(zhǎng)和硫酸化位點(diǎn)引起的結(jié)構(gòu)多樣性，CS在細(xì)胞增殖、細(xì)胞侵襲、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成等生物學(xué)功能中具有重要意義［15-17］。CHPF是CS生物合成中的6種關(guān)鍵糖基轉(zhuǎn)移酶之一，位于人類染色體的2q35-q36區(qū)域，跨越4個(gè)外顯子區(qū)域［18］。作為CS合成關(guān)鍵因子，CHPF在泛癌中廣泛表達(dá)，并且隨著腫瘤分期呈顯著上升趨勢(shì)［19］。

2.CHPF在幾種常見癌癥中的作用

腫瘤生物學(xué)領(lǐng)域的最新研究揭示了CHPF在各類腫瘤發(fā)生和進(jìn)展中的潛在作用。Xu等［20］證實(shí)CHPF在肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，CHPF通過調(diào)節(jié)核心蛋白聚糖和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β途徑調(diào)節(jié)肝細(xì)胞癌細(xì)胞的侵襲性表型，其高表達(dá)可能與預(yù)后不良有關(guān)。此外，敲低CHPF可抑制肝細(xì)胞癌細(xì)胞增殖、集落形成和遷移，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Sun等［21］研究證實(shí)CHPF在黑色素瘤組織中上調(diào)，其高表達(dá)與更晚期的T期相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，CHPF的過度表達(dá)或敲除可促進(jìn)或抑制惡性黑色素瘤細(xì)胞的增殖、集落形成和遷移，同時(shí)抑制或促進(jìn)細(xì)胞凋亡。此外，CHPF的敲除也可以抑制體內(nèi)惡性黑色素瘤細(xì)胞的致瘤性。Lin等［22］將E2F1確定為CHPF在胃癌調(diào)節(jié)中的潛在下游靶點(diǎn)，其敲除降低了CHPF誘導(dǎo)的胃癌促進(jìn)作用。機(jī)理研究表明，CHPF可能通過影響UBE2T介導(dǎo)的E2F1泛素化來調(diào)節(jié)E2F1。這項(xiàng)研究首次表明，CHPF是胃癌的潛在預(yù)后指標(biāo)和腫瘤促進(jìn)劑。Duan等［10］研究表明CHPF的高水平與膽管癌晚期惡性程度呈正相關(guān)。隨后，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CHPF的敲低可以通過減緩細(xì)胞生長(zhǎng)、增加凋亡百分比、阻斷細(xì)胞周期和抑制S/G2期的細(xì)胞進(jìn)展來抑制膽管癌進(jìn)展。此外，CHPF敲低促進(jìn)細(xì)胞凋亡有助于調(diào)節(jié)各種凋亡相關(guān)蛋白。相反，CHPF的過度表達(dá)可能對(duì)膽管癌的發(fā)展產(chǎn)生促進(jìn)作用。Cao等［23］發(fā)現(xiàn)CHPF沉默抑制了肺癌細(xì)胞的增殖和集落形成，并促進(jìn)了細(xì)胞凋亡。此外，CHPF沉默也被證明可以減少肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。體內(nèi)研究表明，CHPF有助于異種移植小鼠模型中肺癌細(xì)胞的致瘤性。CHPF通過癌癥相關(guān)基因的失調(diào)介導(dǎo)上述效應(yīng)，包括CDH1、RRM2、MKI67和TNFRSF10B。這些發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)概念證明，揭示了CHPF的細(xì)胞作用及其對(duì)肺癌惡性腫瘤的貢獻(xiàn)。這突出了CHPF作為肺癌臨床治療的潛在治療靶點(diǎn)。

CHPF在乳腺癌中的生物學(xué)功能

1.CHPF修飾腫瘤微環(huán)境（TME）

越來越多的證據(jù)表明，以腫瘤大小、淋巴結(jié)浸潤(rùn)或遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移為特征的腫瘤患者受到TME的嚴(yán)格調(diào)控［24］，TME的細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)影響著腫瘤發(fā)生、增殖、血管新生以及細(xì)胞凋亡等過程，尤其在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移中起重要決定作用，直接影響乳腺癌化療和免疫治療的結(jié)果［25-26］。糖胺聚糖（GAGs）屬于雜多糖，為不分支的長(zhǎng)鏈聚合物，可以以游離鏈（如透明質(zhì)酸）的形式存在，也可以與核心蛋白［如蛋白多糖（PGs）］共價(jià)連接。GAGs和PGs是正常組織和腫瘤組織中細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，在癌細(xì)胞表面也大量存在。CS是GAG家族的成員，與核心蛋白共價(jià)連接，形成硫酸軟骨素蛋白多糖（CSPG）［27］。最新研究表明，CSPG4（NG2）是乳腺癌和其他幾種類型癌癥的抗體免疫治療的靶點(diǎn)［28］。人體中CS鏈的生物合成由n-乙酰半乳糖胺（GalNAc）與核心蛋白質(zhì)上的四糖結(jié)構(gòu)，即葡萄糖醛酸（GlcA）-GalNAc-GalNAc木糖連接而開始的，CHPF用于催化CS鏈延伸，具有雙β1-3葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶和β1-4 N-乙酰半乳糖-氨基轉(zhuǎn)移酶活性［29］。CS關(guān)鍵合因子CHPF的差異表達(dá)直接改變了TME中CS的含量和結(jié)構(gòu)，這會(huì)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和TME中CSPG的功能進(jìn)而影響乳腺癌的惡性生長(zhǎng)。

2.CHPF促進(jìn)乳腺癌增殖、侵襲與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化

Fan等［30］學(xué)者首先檢測(cè)了膠質(zhì)瘤組織和細(xì)胞系中CHPF的表達(dá)水平，他們發(fā)現(xiàn)CHPF mRNA和蛋白均在膠質(zhì)瘤呈高表達(dá)。在2020年，Li等［31］學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)，與Ⅰ～Ⅱ期或非轉(zhuǎn)移組織相比，CHPF在Ⅲ～Ⅳ期或轉(zhuǎn)移組織中高表達(dá)，并評(píng)估了BRCA突變患者CHPF表達(dá)與生存時(shí)間之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)CHPF高表達(dá)的患者總體生存率、無病生存期（DFS）、疾病特異性生存期（DSS）和無進(jìn)展生存期（PFS）較差，CHPF被敲除后研究BRCA細(xì)胞惡性行為的作用，發(fā)現(xiàn)CHPF缺失的BRCA突變細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移具有強(qiáng)大的抑制作用。波形蛋白是維持細(xì)胞骨架完整性的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）的代表性間充質(zhì)標(biāo)志物［32］。Snail1和Slug（也稱為Snail2）是EMT轉(zhuǎn)錄因子，可以通過促進(jìn)侵襲來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的進(jìn)展［33］，CHPF敲除可以導(dǎo)致波形蛋白、Snail1、Slug水平顯著降低，而CHPF的過度表達(dá)導(dǎo)致這些標(biāo)志物水平顯著升高［34］，因此，我們可以認(rèn)為CHPF可能是通過調(diào)節(jié)EMT的表達(dá)促進(jìn)BRCA突變細(xì)胞的侵襲性和運(yùn)動(dòng)性，為后續(xù)CHPF在BRCA中的靶向應(yīng)用提供了依據(jù)。

總結(jié)與展望

目前，針對(duì)乳腺癌患者的靶向治療靶點(diǎn)的預(yù)測(cè)變得越來越突出，最新研究已證實(shí)CHPF基因在乳腺癌中高表達(dá)，并促進(jìn)了乳腺癌的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等生物學(xué)行為，是應(yīng)用前景廣泛的乳腺癌治療靶點(diǎn)。隨著蛋白組學(xué)和基因組學(xué)的不斷進(jìn)展，CHPF與乳腺癌的關(guān)系將會(huì)更加明確，未來可能成為一個(gè)新的檢測(cè)腫瘤發(fā)生、耐藥和預(yù)后的生物標(biāo)志物。