SOX6與腫瘤的相關性研究進展

卓美娟，劉洪剛 綜述 吳發(fā)印 審校

遵義醫(yī)科大學第五附屬(珠海)醫(yī)院口腔頜面外科1、胸心外科2，廣東 珠海 519100

性別決定區(qū)域Y 盒蛋白6 (SRY-box transcription factor 6，SOX6)屬于SOXD亞族的成員，廣泛參與間充質(zhì)組織分化、中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和促進紅細胞生成等重要的生長發(fā)育過程[1]。近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)SOX6 在多種癌癥中充當腫瘤抑制因子，發(fā)揮抗腫瘤作用，如神經(jīng)膠質(zhì)瘤、口腔癌、食管癌、肺癌、肝癌、卵巢癌等。本文就SOX6 基因的結(jié)構(gòu)和功能，以及其在惡性腫瘤中的作用和機制做一綜述，以期為惡性腫瘤的精準治療提供依據(jù)。

1 SOX6的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 結(jié)構(gòu)和分子功能 1990 年，Sinclair等[2]克隆并確認了人類和小鼠的哺乳性別決定基因SRY(sex-determining region on Y chromosome)。隨后，發(fā)現(xiàn)一系列同源基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子，因其具有與性別決定基因SRY 高 度 相 似 的HMG(high mobility group)-box 結(jié) 合域，故統(tǒng)稱為與SRY 相關的SOX 家族，編碼SOX 蛋白[3]。作為一個轉(zhuǎn)錄因子家族，SOX 蛋白廣泛參與調(diào)節(jié)生長發(fā)育過程，如神經(jīng)生長、性別決定、血管生成和干細胞形成等[4]。根據(jù)HMG 盒的同源性程度，將SOX 家族分成A～I 共10 個不同的亞族[5]。SOX6 作為D 亞族的主要代表之一，位于11p15.2～15.3 的旁系同源染色體區(qū)域，有12～16 個編碼外顯子，分布在300～400 kb 的基因組DNA 中[6]。SOX6 具有兩個高度保守的功能域，一個是位于C-末端的HMG-box 結(jié)合域，特異性識別并結(jié)合AACAAT序列，DNA小溝能適應HMG盒的凹面從而使靶DNA發(fā)生彎曲；另一個是位于N-末端具有兩個卷曲螺旋的結(jié)構(gòu)域，包括亮氨酸拉鏈和富含谷氨酰胺的結(jié)構(gòu)域，是SOXD 亞族區(qū)別于其他家族的特征。它有助于與其他SOX 家族基因或蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的同源或異源二聚體，有效地結(jié)合到識別位點，并且對識別位點的順序和間隔無特殊要求，從而增加選擇部位的靈活性[7-8]。

1.2 生物學功能 SOX6 作為一種重要轉(zhuǎn)錄因子，廣泛參與間充質(zhì)組織分化、中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和促進紅細胞生成等重要的生長發(fā)育過程。Lefebvre 等[9]研究發(fā)現(xiàn)SOX6與促紅細胞生成素信號協(xié)同作用時促進了紅細胞的增殖和成熟。同時SOX6還是胚胎發(fā)生和出生后心肌和骨骼肌發(fā)育的關鍵轉(zhuǎn)錄因子。目前有學者研究表明，導致出生后小鼠死亡的主要原因是在缺失SOX6情況下引起心臟和骨骼肌疾病。進一步證實了SOX6通過促進心肌細胞和骨骼肌分化，調(diào)節(jié)細胞增殖和激活細胞外基質(zhì)蛋白基因表達[10]。

2 SOX6的抗腫瘤作用

2.1 自噬作用 自噬又稱Ⅱ型程序性細胞死亡，與細胞凋亡(Ⅰ型程序性細胞死亡)協(xié)調(diào)參與多個細胞信號通路，在維持細胞代謝穩(wěn)定方面起到重要作用[11]。自噬途徑是指吞噬泡吞噬錯誤折疊的蛋白質(zhì)和受損衰老的細胞器，這些物質(zhì)被隔離在稱為自噬體的雙膜囊泡中隨后被降解[12]。Huang 等[13]研究發(fā)現(xiàn)SOX6 的HMG結(jié)合域與其位于MAP4K4 基因啟動子的雙結(jié)合位點結(jié)合，反式激活其直接靶基因MAP4K4，進一步通過靶基因MAP4K4 激活MAPK/ERK 通路和抑制PI3K-Akt-mTOR通路誘導宮頸癌細胞自噬，發(fā)揮抗腫瘤作用。

2.2 抑制上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT) EMT 與腫瘤的惡性生物學行為、耐藥性和復發(fā)密切相關[14-15]。Wang 等[16]研究發(fā)現(xiàn)在骨肉瘤中SOX6 呈低表達，而上調(diào)SOX6 可顯著抑制骨肉瘤細胞的遷移、侵襲和EMT，進一步表明SOX6是EMT 的關鍵調(diào)節(jié)因素。其分子機制可能是SOX6通過與Twist1 (扭曲蛋白)的啟動子區(qū)域結(jié)合，減少Twist1的表達而抑制EMT。

2.3 調(diào)控癌基因表達

2.3.1 p21 p21 是一種細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑，可負向調(diào)節(jié)細胞周期并抑制腫瘤細胞的生長，同時也是抑癌基因p53 的主要下游靶基因[17]。Wang 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，SOX6 通過p14ARF-HDM2-p53信號軸上調(diào)p21 的表達，進而抑制腫瘤的發(fā)生與進展。相似研究在肝細胞癌中發(fā)現(xiàn)，SOX6 可以通過以p53依賴性方式上調(diào)p21waf1/cip1的表達，抑制腫瘤細胞的增殖和生長[19]。由此可見，SOX6通過上調(diào)p21的表達可發(fā)揮抗腫瘤作用。

2.3.2 微RNA(microRNA，miRNA) miRNA 是一類高度保守的長單鏈非編碼RNA，長度為22～26 個核苷酸，在調(diào)控基因表達、細胞周期、細胞凋亡等方面起重要作用[20]。Dang 等[21]采用逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應和蛋白印跡法研究發(fā)現(xiàn)，大蒜素通過調(diào)控miR-212-3p/SOX6 通路來抑制胃癌細胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。進一步證明了miRNA 調(diào)控靶基因SOX6 發(fā)揮抗腫瘤作用，可成為癌癥的潛在治療位點。

2.3.3 Wnt/β-聯(lián)蛋白(catenin)信號 Wnt/β-catenin是一條在進化上高度保守且生物學功能多樣的信號通路，參與細胞多種生理和病理過程，如增殖、分化、凋亡、遷移和侵襲等[22]。Chen 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，SOX6 在腎透明細胞癌中呈低表達，然而通過高表達的SOX6調(diào) 節(jié)Wnt/β-catenin 信 號 及 下 游 靶 基 因c-myc、cydlin-D1，可顯著抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲。

2.4 DNA 去甲基化 DNA 去甲基化是指重新激活被DNA甲基化沉默的腫瘤抑制基因的表達，在表觀遺傳學上屬于DNA甲基化的逆過程。通過DNA去甲基化逆轉(zhuǎn)基因沉默是一種有效的抗腫瘤方法，甲基化抑制劑可以重新激活腫瘤抑制基因[24]。Zhang 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌中SOX6呈低表達，與其啟動子區(qū)域DNA 的甲基化有關。在使用DNA 甲基化抑制劑5-Aza 后，通過使SOX6 表達上調(diào)來進一步抑制乳腺癌的增殖、遷移和侵襲，結(jié)果表明SOX6在癌細胞中通過DNA去甲基化發(fā)揮抗腫瘤作用。

3 SOX6與腫瘤

3.1 SOX6與神經(jīng)膠質(zhì)瘤 神經(jīng)膠質(zhì)瘤是大腦中最常見的原發(fā)性腫瘤，占中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤的81%[26]。因此，尋找有效的免疫治療標志物，對其診斷、治療及預后發(fā)揮重要作用。Kurtsdotter 等[27]通過研究發(fā)現(xiàn)，SOX6 在膠質(zhì)瘤惡性進展期癌細胞中呈低表達，通過SOX6 水平的升高使腦室下區(qū)細胞退出細胞周期，從而降低了其形成膠質(zhì)瘤的能力。Ueda 等[28]為研究能否在體內(nèi)產(chǎn)生特異性破壞膠質(zhì)瘤的細胞毒性T 淋巴細胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL)反應，通過將編碼小鼠全長SOX6 的質(zhì)粒DNA 接種于膠質(zhì)瘤小鼠中，SOX6-DNA 疫苗接種后，誘導表達膠質(zhì)瘤細胞中針對SOX6 的CTL 反應，而不表達SOX6 的正常自體細胞未被攻擊。這說明SOX6蛋白可能成為一種具有前景的膠質(zhì)瘤免疫治療分子標志物。

3.2 SOX6 與食管癌 食管癌是胃腸道惡性腫瘤中最具有侵襲性的疾病之一，全球5 年總生存率為15%～25%[29]。目前食管癌的治療方法主要以手術(shù)為主，但因其術(shù)后并發(fā)癥較多，嚴重影響患者的生活質(zhì)量，所以尋求除食管切除術(shù)以外的治療方案已成為新的研究熱點。Bai等[30]在研究miR-1269對食管癌的作用時，發(fā)現(xiàn)miR-1269 與下游靶基因SOX6 的3'-UTR結(jié)合，使SOX6 表達上調(diào)，發(fā)揮抗腫瘤作用，抑制癌細胞的增殖、遷移和侵襲。Qin 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，SOX6 在食管鱗狀細胞癌中明顯下調(diào)，與分化不良(P=0.029)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(P=0.014)、TNM 分期(P=0.000)和疾病特異性生存率(P＜0.001)顯著相關。進一步實驗表明SOX6 抑制食管癌細胞的增殖和分化，其機制與上調(diào)p53、p21 和下調(diào)細胞周期蛋白cyclin D1、β-catenin 的表達有關。綜上，SOX6 與食管癌的轉(zhuǎn)移和侵襲有密不可分的關系，通過基因?qū)用嫔险{(diào)SOX6 的表達可抑制食管癌的發(fā)生發(fā)展。

3.3 SOX6與肺癌 肺癌是常見的呼吸系統(tǒng)惡性腫瘤，每年發(fā)病率和死亡率在不斷上升。由于早期肺癌癥狀不典型且進展迅速，易發(fā)生淋巴和遠處轉(zhuǎn)移，導致其預后較差[32]。因此，進一步探索靶向治療標志物對早期肺癌的診斷、治療及預后具有重要意義。Lv等[33]通過逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應和蛋白印跡法發(fā)現(xiàn)SOX6 在肺腺癌中表達下調(diào)并發(fā)揮抗腫瘤作用，其機制可能與通過上調(diào)抑癌基因p53和下調(diào)細胞周期蛋白cyclin D1、β-catenin 的表達，使細胞周期停滯于G1/S期有關。Jin 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，mir-1269a 在非小細胞肺癌中呈高表達，并與肺癌的早期治療密切相關。通過上調(diào)的SOX6可抑制mir-1269a的表達，降低腫瘤細胞增殖和集落形成能力，并阻止細胞周期達到治療效果，結(jié)果說明SOX6 在非小細胞肺癌中可充當腫瘤抑制基因。

3.4 SOX6與肝癌 肝癌占全世界癌癥發(fā)病順位的第6位，早期肝癌具有侵襲性、擴散速度快及預后差的特點[35]。因此迫切需要了解肝癌的發(fā)病機制和提高診療策略。Guo 等[36]通過實驗發(fā)現(xiàn)SOX6 在肝細胞癌中低表達，并與腫瘤分期(P=0.003)和血清AFP(P=0.02)呈負相關。Cox 比例風險模型顯示，SOX6 表達水平的降低是肝細胞癌5 年無病生存期和5年總生存率的獨立不良預后因素。表明SOX6與肝細胞癌預后密切相關，可能是肝細胞癌的潛在預后標志物。Cao等[37]通過檢測肝細胞癌組織和細胞中miR-19a-3p、miR-376c-3p、SOX6和Wnt/β-連環(huán)蛋白通路相關因子的表達量，發(fā)現(xiàn)miR-19a-3p、miR-376c-3p 的過表達反向抑制SOX6 的表達，促進肝細胞癌的發(fā)生發(fā)展。相反的，過表達的SOX6 使肝細胞癌裸鼠的腫瘤體積和重量減小，抑制Wnt/β-catenin 信號的表達，減緩癌癥的進展。結(jié)果表明，SOX6 基因在肝細胞癌中發(fā)揮抗腫瘤作用。

3.5 SOX6與卵巢癌 卵巢癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一，在全球范圍內(nèi)存在較高的死亡率、復發(fā)率和低生存率[38]。目前探索腫瘤信號通路靶向治療和免疫療法，以改善卵巢癌臨床療效與預后是近年來研究的熱點。Ji等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在卵巢癌細胞中SOX6通過識別F-盒蛋白(FBXO2)啟動子區(qū)域上的反應元件來促進FBXO2 表達，高表達的FBXO2 識別和靶向糖基化核膜蛋白(SUN2)用于泛素化依賴降解，促進卵巢癌細胞的增殖和分化。這揭示SOX6-FBXO2-SUN2軸可能成為藥物干預的潛在靶點。Li 等[40]通過對卵巢癌和癌旁組織中SOX6 的mRNA 和蛋白水平進行檢測，發(fā)現(xiàn)了卵巢癌中SOX6 較其癌旁組織呈低水平表達。進一步實驗發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定轉(zhuǎn)染SOX6 可導致卵巢癌細胞的增殖、侵襲和體內(nèi)血管形成受到抑制。結(jié)果表明，SOX6 可能是卵巢癌診斷、預后及治療的潛在生物標志物。

4 結(jié)語

大量研究證明SOX6在各種惡性腫瘤中均呈異常表達，并與腫瘤的增殖、侵襲和遷移密切相關。上調(diào)SOX6 可抑制腫瘤的發(fā)展和侵襲，提高患者的預后和生存率；而下調(diào)SOX6 則提高了致癌性。但目前對于SOX6 的研究仍停留在與惡性腫瘤的相關性上，關于SOX6在惡性腫瘤治療中的作用和機制還需要進一步研究。明確這些研究對了解SOX6的臨床應用非常重要，可為惡性腫瘤的靶向治療和免疫治療提供更多的科學依據(jù)。