组蛋白甲基转移酶EZH2参与淋巴瘤发病机制的研究进展

2020-01-11甘璐陈浩孙建方

中华皮肤科杂志 2020年1期

甘璐陈浩孙建方

中国医学科学院北京协和医学院皮肤病医院病理科，南京 210042

近年来表观遗传学已成为疾病研究尤其是肿瘤领域研究的热点，这其中包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、磷酸化修饰等的研究。果蝇zeste基因增强子的人类同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）可对组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）进行三甲基化，从而参与调控细胞周期、细胞衰老和细胞分化等，进而影响多种实体瘤及B细胞淋巴瘤的发生与发展［1］。然而其在部分T细胞淋巴瘤中的表达情况和作用机制尚不完全明确，且在不同肿瘤发生中的作用机制不完全一致，仍有待进一步深入研究。本文综述组蛋白甲基转移酶EZH2在淋巴瘤发病机制的研究进展。

一、EZH2的生物学特点

EZH2是PcG基因家族（polycomb group，PcG）的重要成员之一，约40 kb，共包含20个外显子，外显子41～323 bp，内含子0.15～17.7 kb；cDNA全长2.7 kb，含有一个开放阅读框，编码613个氨基酸的蛋白质。EZH2包括4个高度保守的序列，包括羧基末端SET结构域及与其相邻的半胱氨酸富含区（CXC），以及N-氨基末端伸展区的domainⅠ区和domainⅡ区［2］，其中前两者在其组蛋白甲基转移酶活性中起决定作用。N端的结合位点可与许多功能相关亚基结合，其中染色质区是结合染色质必需的位点。

EZH2是特异性H3K27甲基转移酶，参与异染色质形成及基因转录调控，在细胞内需要形成多梳蛋白复合体（Polycomb-repressive complexes，PRC）而发挥作用。其中PRC2由EZH2、胚胎外胚层发育蛋白（EED）、胚胎干细胞抑制蛋白（SUZ12）、组蛋白结合蛋白（RbAp46、PHF1）构成，前三者是核心元件。EZH2是具有催化活性的重要亚基；SUZ12和EED能够维持复合物的稳定性，是PRC2复合物发挥催化作用的必要成分；PHF影响PRC2的酶活性以及识别靶基因。

二、EZH2参与肿瘤发生的机制

EZH2构成的PRC2靶向作用H3K27，可对赖氨酸侧链上的ε氨基三甲基化（H3K27me3）。在正常组织中，PRC2通过对组蛋白的甲基化作用，对染色质进行酶学修饰，靶向沉默一系列决定细胞分化和周期调节的基因。值得注意的是，尽管PRC2的变化与肿瘤的发生相关，但EZH2的突变可引起其H3K27me3功能的缺失，亦可导致其功能的获得。EZH2可激活肝细胞特异基因及调控多种抑癌基因如p16、p21和p27等［3-5］。EZH2过表达时又与细胞增殖、移入、血管生成、抑制细胞凋亡以及不良预后相关，已在多种实体瘤中被证实，包括乳腺癌、前列腺癌和结直肠癌等［6-8］。研究发现，H3K27me3在前列腺癌的基因启动子上富集，而H3K27me3的表达水平受EZH2调控。通过应用EZH2抑制剂去氮腺嘌呤（3-deazaneplanocin A，DZNeP），可致H3K27me3表达下降，从而使抑癌基因PTEN功能获得，阻断PI3K/AKT信号通路，导致细胞凋亡，肿瘤侵袭能力降低，因此证明了EZH2对细胞基因转录的影响。同时研究发现，EZH2的表达受以下因素调控，共同参与肿瘤的发生发展。

1.转录调控：有研究报道了EZH2在多种肿瘤中表达上调的相关机制，尤文肉瘤中EWS-FLI1癌基因的融合可引起EZH2的活化表达［9］，而乳腺癌中EZH2的过表达与缺氧条件下缺氧诱导因子1α所介导的转录激活相关［10］，HOTAIR（长链非编码RNA）通过下调DNA甲基转移酶1和EZH2的表达影响前列腺癌、乳腺癌细胞的凋亡、侵袭及转移等［6，11］。

2.微小RNA（miRNA）调控：在B细胞淋巴瘤中，miRNA-26a通过抑制EZH2的转录而参与调节肿瘤的发生［12］。miRNA-101亦是EZH2的负调控因子，其与EZH2的UTR区结合而抑制其表达，同时致使H3K27甲基转移酶的miRNA-101启动子区域发生改变，进一步抑制了miRNA-101的转录，从而使EZH2过度表达，进一步促进了结直肠癌的转移［13］。

3.转录后修饰：EZH2还受细胞周期依赖性激酶（CDK）和蛋白激酶 B（AKT）的磷酸化修饰调节［14-15］。CDK1 和CDK2能使EZH2第350号苏氨酸磷酸化而阻止EZH2与PRC2其他亚基结合从而抑制其功能；而CDK1还能使EZH2第487位苏氨酸发生磷酸化，从而使得EZH2不能与SUZ12和EED结合，导致EZH2甲基转移酶的功能受到抑制，进而导致瘤细胞的侵袭受到抑制［16］。

三、EZH2与淋巴瘤

1.B细胞淋巴瘤：弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）的GCB亚型和滤泡淋巴瘤（follicular lymphoma，FL）均起源于生发中心的B细胞。一项320例DLBCL及251例FL的研究发现，21.7%的GCB型DLBCL和7.2%的FL中存在EZH2的SET区域内单酪氨酸（Tyr641）突变，导致EZH2失去甲基转移酶活性，而在DLBCL的ABC亚型中未发现上述突变［17］。但另一项研究中，在EZH2（Y641）突变的细胞株和组织中，H3K27me3的水平反而是升高的。该研究通过体外实验，发现此突变会导致其对于未甲基化及单甲基化的H3K27亲和性降低，而对于三甲基化的基团亲和力增强，从而使单甲基化作用减低，三甲基化作用增强，这种突变反而导致了其功能的获得。将EZH2敲除可导致生发中心B细胞的细胞周期停滞，也可使受PRC2调节的抑癌基因表达上调，因此针对EZH2特定等位基因的抑制剂或许可成为治疗疾病的新靶点［18］。近期研究发现的一种小分子EZH2抑制剂ZLD10A，通过抑制其甲基化，从而产生抗增殖作用，有望成为治疗EZH2突变型淋巴瘤的潜在药物［19］。

套细胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma，MCL）是起源于套区的成熟B细胞的非霍奇金淋巴瘤。研究发现，正常套区细胞及休止期细胞不表达EZH2，而增殖的MCL细胞EZH2表达明显增强，进一步加速了细胞的增殖［20］。

一项针对多种B细胞淋巴瘤的研究［21］发现，在侵袭性强的B细胞淋巴瘤中，包括伯基特淋巴瘤、DLBCL、高级别FL及MCL中，EZH2、EED和SUZ12表达显著，而相对惰性的B细胞淋巴瘤中，包括低级别FL、浆细胞骨髓瘤、浆细胞瘤、慢性淋巴细胞性白血病/小淋巴细胞性淋巴瘤及黏膜相关淋巴组织淋巴瘤则呈低表达。与EZH2不同的是，EZH1在淋巴瘤尤其是在相对侵袭性强的肿瘤中呈低表达，提示二者在参与调控细胞增殖中处于动态平衡及起相互制约作用，其具体机制有待进一步探究。

2.T细胞淋巴瘤：NK/T细胞淋巴瘤是一种侵袭性肿瘤。最近有研究［22］发现，EZH2在大部分NK/T细胞淋巴瘤呈高表达，miRNA-26和miRNA-101是EZH2的负调控因子，它们的丢失导致了EZH2的上调，促使了肿瘤发生。在NK/T细胞系中敲除EZH2可导致肿瘤细胞的生长受到抑制。该研究同时发现，EZH2可直接促进细胞周期蛋白1的转录，而与EZH2自身的甲基转移酶活性无关，从而揭示了EZH2在NK/T细胞淋巴瘤的致癌作用中是独立于其甲基转移酶活性的，这也说明EZH2作为一种转录调节激活剂，其作用是极其复杂的，但针对EZH2靶点的药物在NK/T细胞淋巴瘤的治疗中仍具有一定疗效。

原发皮肤CD30阳性T细胞淋巴增殖性疾病也是常见的皮肤T细胞淋巴瘤，包括原发性皮肤间变大细胞淋巴瘤（primary cutaneous anaplastic large cell lymphoma，PC-ALCL）、淋巴瘤样丘疹病和交界性病变。目前对于其发病机制仍知之甚少，近期Yi等［23］在CD30+的原发性皮肤间变大细胞淋巴瘤和发生大细胞转化的皮肤T细胞淋巴瘤中发现EZH2高表达，在体外实验和移植瘤模型中发现通过沉默EZH2或抑制其组蛋白甲基转移酶的活性均可引起细胞凋亡，并使细胞周期停滞在G1期。这一过程是由硫氧化还原蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）介导，TXNIP可产生活性氧自由基（ROS），沉默TXNIP可致ROS的积累终止，进而限制了EZH2的过表达。除此之外，EZH2表达的受限也解除了其对趋化因子配体CXCL10的抑制作用，从而加速CXCL10与CXCR3的结合，使效应性CD4+和CD8+T细胞被招募至肿瘤微环境。这些结果表明，在PC-ALCL中PRC2参与介导的表观遗传学基因沉默在肿瘤的进展和抗肿瘤免疫功能中具有双重作用，也为发生大细胞转化的皮肤T细胞淋巴瘤的治疗提供了方向。

T淋巴母细胞性淋巴瘤/白血病（lymphoblastic lymphoma/leukemia，LBL）是非霍奇金淋巴瘤中少见的类型，已知其存在Notch1信号通路激活。近期研究发现［24］，在部分急性T淋巴母细胞白血病患者中存在EZH2和SUZ12基因失活，是Notch1信号通路的激活限制了PRC2的功能，从而导致H3K27me3失活。该研究首次阐明了在细胞分化及基因表达中Notch1信号通路和PRC2复合体之间的相互作用关系。

另外，研究发现［1］，在其他类型T细胞淋巴瘤中，包括ALK+间变大细胞淋巴瘤、ALK-间变大细胞淋巴瘤、外周T细胞淋巴瘤、成人T细胞白血病/淋巴瘤及非特殊性、血管免疫母细胞性T细胞淋巴瘤，EZH2均呈现高表达状态，且与增殖系数呈相关性。尽管有报道［1］发现，EZH2的表达上调受pSTAT3-MYC通路调控，但仅限于小部分T细胞淋巴瘤中，EZH2在多种T细胞淋巴瘤中的高表达仍有其他机制参与，需进一步研究。

虽然近年来多种实验技术手段不断出现与更新，关于组蛋白甲基转移酶EZH2参与肿瘤发病机制的研究亦不断深入，但由于研究时间尚短、手段有限，目前还有许多问题亟待解决，如目前的大多数研究结果均来自美洲及欧洲等地区，缺乏其他地区种族的研究数据，且现已发现的相关突变基因及分子通路远不能解释所有病例，是否还有其他因素包括免疫机制、肿瘤微环境等因素参与了肿瘤的发生与发展？另外近期研究发现的小分子EZH2抑制剂，是否可最终成为治疗EZH2突变型淋巴瘤的潜在药物，又是如何发挥其作用？以上种种问题仍需要进一步深入研究，从而完善对EZH2参与肿瘤发病机制的认识。