PCG与卵巢癌关系的研究

钟达媚 张颖

摘要：卵巢癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，具有早期难以诊断、晚期生存率低及预后差的特点。因此，在临床上迫切需要寻找一种新的靶向标志物，以优化当前卵巢癌的诊疗。除癌基因及抑癌基因突变引起肿瘤外，表观遗传变化也参与肿瘤的发生发展。PCG蛋白作为表观遗传相关基因的沉默因子，与肿瘤的发生发展密切相关。本文就PCG的组成及其与肿瘤的关系、PCG关键亚基的结构及其与卵巢癌的关系作一综述，以期为临床治疗提供参考依据。

关键词：PCG;卵巢癌;沉默因子

中图分类号：R737.31                                文献标识码：A                                DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.01.011

文章编号：1006-1959（2020）01-0028-04

Study on the Relationship Between PCG and Ovarian Cancer

ZHONG Da-mei1，2，ZHANG Ying2

（1.Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，Guangdong，China;

2.Department of Gynecology，Affiliated Hospital of Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，Guangdong，China）

Abstract：Ovarian cancer is one of the most common malignant tumors in the female reproductive system. It is difficult to diagnose early， has low survival rates， and has a poor prognosis. Therefore， it is urgently needed to find a new targeting marker in clinic to optimize the current diagnosis and treatment of ovarian cancer. In addition to tumors caused by mutations of oncogenes and tumor suppressor genes， epigenetic changes are also involved in the development of tumors. As a silencing factor of epigenetic related genes， PCG protein is closely related to tumorigenesis and development. This article reviews the composition of PCG and its relationship with tumors， the structure of key PCG subunits， and its relationship with ovarian cancer， with a view to providing reference for clinical treatment.

Key words：PCG;Ovarian cancer;Silencing factor

卵巢癌（ovarian cancer，OC）是女性生殖道恶性肿瘤，全世界每年死于卵巢癌的人数超过15万人[1]。卵巢癌的致命性主要归因于该病难以早期诊断、容易转移和复发。早期卵巢癌临床症状不典型，现有的诊断标志物敏感性和特异性不高，易被漏诊误诊[2]。在大多数被确诊的病例中，肿瘤已经发展至晚期。有研究表明[3]，约50%～70%的患者可经过初次瘤细胞减灭术和辅助化疗后获得临床疗效，但仍有80%的复发患者治疗失败。另有研究表明[4]，卵巢癌患者5年總生存率低于45%，而在晚期卵巢癌患者中降低至25%。因此，深入研究卵巢癌发病机制，寻找新的干预治疗靶点，对于提高患者生存率、降低晚期死亡率具有重要的意义。本文从PCG组成及其与肿瘤的关系，分析PCG关键亚基Bmi-1、CBX7和EZH2在卵巢癌中的表达情况作一综述，以便期为卵巢癌寻找更为高效精准的临床诊治靶点提供参考。

1 PCG的组成及其与肿瘤的关系

PCG蛋白最初在研究果绳基因及其调控时被发现，后在哺乳动物中被证实是通过染色质修饰调控靶基因转录的抑制子。根据功能的不同，PCG蛋白主要分为PRC1和PRC2两种复合物。在哺乳动物中，PRC1主要由四个核心亚基组成，分别为多梳群锌指PCGF2和PCGF4（Bmi-1）、多梳蛋白（CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8）、多异形同源蛋白（PHC1、PHC2、PHC3）和环（RING1A、RING1B），其主要对组蛋白H2Ak119ub1进行泛素化修饰[5，6]。PRC2主要由三个核心亚基组成，分别为ZAST2增强子（EZH2）、胚胎外胚层发育蛋白（EED）和ZAST12抑制子（SUZ12），其主要催化组蛋白H3K27me3的甲基化[7]。PCG蛋白是一类表观遗传调控因子，表观遗传变化包括全基因组损失、DNA甲基化区域增加及组蛋白修饰改变。据报道，肿瘤的发生机制涉及发育基因的改变和细胞信号通路的不适当调控，其中除了癌基因扩增和抑癌基因缺失外，PCG蛋白调控的表观遗传变化也参与肿瘤的发生发展[8]。因此，PCG蛋白成员的表达或缺失可能与卵巢癌的进展密切相关。

2 PCG关键亚基的结构及其与卵巢癌的关系

2.1 Bmi-1与卵巢癌  Bmi-1基因位于10p13，含10个外显子，编码由326个氨基酸组成的蛋白质[9]。Bmi-1蛋白有三个与功能相关的结构域。N端的环指结构域（RING finger）可以增加组蛋白H2A泛素化的活性，中心区域是螺旋-转角-螺旋结构域（HTH）主要介导Bmi-1蛋白与DNA及转录因子结合，抑制转录[10]。研究发现[11]，Bmi-1蛋白的RING和HTH结构域是防止细胞衰老所必需的。C端的类虫区结构域（PEST）具有调节蛋白质稳定性的作用[12]，该区域的缺失会导致Bmi-1蛋白半衰期延长，与细胞增殖有关[11]。

Bmi-1在卵巢癌中表达上调。Abd El Hafez A等[13]研究通过免疫组化检测卵巢上皮癌组织中Bmi-1蛋白的表达，结果发现Bmi-1阳性表达率为72.5%（29/40），其中高表达率为42.5%（17/40）;Kaplan-Meier分析结果显示，Bmi-1高表达组患者的生存率为17.6%，低表达组为60.9%，提示Bmi-1与卵巢癌患者的临床预后密切相关。Bmi-1在大多数恶性肿瘤中主要通过负性调控pl6INK4a/cyclinD1/Rb/E2F和p14ARF/Mdm2/p53这两条凋亡通路，使细胞增殖和凋亡失控，最终导致细胞行为恶性转变[14]。然而，Yang G等[15]研究通过免疫组化和相关系数分析卵巢癌队列中p16INK4a/p14ARF的表达，结果显示Bmi-1表达与卵巢癌中p16INK4a和p14ARF表达均无显著相关性。因此，Bmi-1在卵巢癌中可能通过其他分子靶点发挥促癌作用。Kim BR等[16]研究通过酵母双杂交和免疫共沉淀发现在卵巢癌SKOV3和OVCAR3细胞中Bmi-1与sMEK1相互作用。而sMEK1（MEK1抑制剂）主要通过抑制VEGFR-2介导的PI3K/AKT/eNOS信号通路抑制卵巢肿瘤的内皮细胞增殖和血管生成[17]。说明Bmi-1主要通过抑制sMEK1刺激的细胞凋亡而激活卵巢肿瘤。

此外，还有与Bmi-1在卵巢癌中发挥促癌作用的其他相关机制，如端粒酶的激活与肿瘤发生直接相关，恶性肿瘤组织中端粒酶表达增强。Takeda Y等[18]研究发现，Bmi-1调控端粒酶逆转录酶（HTERT）启动子，且其RING和HTH结构域是诱导端粒酶活化所必需的。Zhang FB等[19]研究通过IHC及TARP检测47例卵巢上皮癌组织和10例正常卵巢组织中Bmi-1蛋白质的表达及端粒酶活性，结果发现Bmi-1蛋白高表达的卵巢上皮巢癌组织中端粒酶阳性率为87.23%（41/47），而Bmi-1蛋白低表达的正常卵巢组织中未见端粒酶活性;Spearman相关性分析结果表明，Bmi-1蛋白的表达与端粒酶活性升高呈正相关。说明阻断Bmi-1的表达可降低端粒酶活性，为卵巢癌的基因治疗提供了方向。

细胞凋亡的抑制是肿瘤化疗耐药的因素之一，而Bmi-1通过抑制sMEK1从而抑制卵巢癌细胞凋亡，因此猜想Bmi-1与卵巢癌的耐药有关。Zhang XL等[20]研究通过Western blot检测卵巢癌SKOV3/DDP细胞与SKOV3细胞（SKOV3/DDP细胞耐药性是SKOV3细胞的14倍）中Bmi-1蛋白的表达水平，结果显示SKOV3/DDP细胞中的表达显著高于SKOV3细胞，这可能与Bmi-1调节活性氧（ROS）诱导引起DNA损伤反应（DDR）途径有关。另外，有研究发现[21]，口服生物用化合物PTC-028可以降低Bmi-1的表达，在PTC-028口服给药的卵巢癌原位小鼠模型中表现出显著的抗肿瘤效应，该效应与卵巢癌原位小鼠模型中的标准顺铂/紫杉醇疗法相当。因此，PTC-028可能是上皮性卵巢癌患者作的有效治疗剂。

2.2 CBX7与卵巢癌  CBX7（chromobox homolog 7）基因位于22q13，含6个外显子，编码由251个氨基酸组成蛋白质[22]。CBX7蛋白最具特征性的结构域位于其氨基端，在介于10和46氨基酸区有一个与甲基赖氨酸残基结合的染色质结合域（chromodomain，CD），其由三个β折叠和一个α螺旋构成，主要通过与染色质结合，参与基因的表达[23]。羧基端是多梳抑制框结构域（polycomb repressor box，PC），该结构域主要通过组装PRC1复合物发挥转录抑制功能[24]。在邻近CD的区域还有一段ATHL（AT-Hook like）结构域，ATHL的KRG基序與TRXG蛋白复合体的组分CREB结合蛋白或P300的组蛋白乙酰转移酶的HAT结构域相互作用，抑制组蛋白乙酰化，拮抗转录激活作用[25]。

CBX7在大多数恶性肿瘤中表达下降。廖燕丹等[26]研究通过免疫组化检测卵巢组织中CBX7蛋白的表达，结果显示在卵巢癌中CBX7蛋白表达水平（34%）明显低于正常卵巢（91.7%）和卵巢良性肿瘤（80%），其中Ⅲ期（18.8%）和Ⅳ期（20%）癌组织低于Ⅰ期（55%）和Ⅱ期（33.3%）;低分化组（11.1%）低于高分化组（52.6%）和中分化组（37.5%），说明CBX7蛋白在卵巢癌中呈低表达;同时，该研究利用Real-time PCR检测卵巢癌中CBX7 mRNA的表达，其结果与免疫组化的结果一致。高尚[27]研究再次证实，CBX7蛋白在卵巢浆液性囊腺癌中低表达，其表达水平随恶性程度的升高及临床分期的进展而逐渐降低。

CBX7在卵巢癌中表达缺失，且与晚期肿瘤状态和生存不良相关，提示CBX7可能是卵巢肿瘤进展中的抑癌基因。然而，也有证据表明CBX7在卵巢透明细胞癌中充当相反的角色。Shinjo K等[28]研究通过免疫组化分析CBX7蛋白在81例卵巢透明细胞癌组织中的表达情况，结果显示CBX7阳性组织64例（79%），CBX7阴性组织17例（21%）;另采用Kaplan-Meier和对数秩检验相结合的方法分析卵巢透明细胞癌中CBX7表达与OS和PFS的关系，结果显示CBX7阳性组的OS和PFS明显变短。这提示CBX7在卵巢透明细胞癌中相对表达增高，是一个与预后较差相关的独立因素。

CBX蛋白家族主要在肿瘤中发挥抑癌因子的作用，其主要机制与调控下游作用位点INK4a/AFR/INK4b有关，该位点编码的p16INK4a、p15INK4b和p14AFR作为抑癌因子分别在肿瘤细胞凋亡、周期和衰老中发挥着重要作用。然而相反的是，Shinjo K等[28]研究发现，当敲除CBX7基因后，OOCA的细胞活力被抑制，且OOCA的细胞凋亡能力增强。因此，CBX7可能通过其他信号通路调控卵巢癌的细胞行为。该研究另通过微阵列分析，结果发现CBX7对凋亡相关基因（TNFSF10）起负调控作用。TNFSF10是肿瘤坏死因子超家族10的成员，敲除CBX7基因可增加TNFSF10和活化裂解蛋白的表达。

虽然廖燕丹等[25]及其后的研究均证实CBX7在卵巢浆液性癌中低表达，但其对癌细胞增殖、迁移、侵袭及凋亡等细胞行为的影响及相应的发生发展机制目前尚不清楚。而Shinjo K等[28]研究首次证明，CBX7对卵巢透明细胞癌恶性行为中起促进作用。CBX7在癌症的发展或进展中的确切作用可能是细胞型特异性的，CBX7与卵巢癌的关系有待更深入的研究。

2.3 EZH2与卵巢癌  EZH2基因位于7q35，含20个外显子，编码一个含613个氨基酸的蛋白质。EZH2蛋白是PRC2中具有催化活性的亚基，具有组蛋白甲基转移酶的作用[29]。其羧基端是一个高度保守的SET[Su（var）3-9，E（z）and trithorax]区，而EZH2蛋白主要通过该结构域对组蛋白H3第27位赖氨酸进行甲基化修饰，诱导PRC2在靶基因启动区域募集、结合，从而通过沉默抑癌基因的表达来参与调节细胞的增殖、分化及肿瘤形成[30]。

EZH2对卵巢癌细胞的发生发展起着至关重要的作用。已有大量研究证实[31-33]，EZH2在卵巢癌组织中的表达明显高于正常卵巢，并且EZH2在不同病理类型和FIGO分期的卵巢癌组织中存在差异表达。Guo J等[32]研究通过Real-time PCR检测发现卵巢癌组织中EZH2 mRNA的表达与p57mRNA水平呈负相关，说明抑制内源性EZH2可增加p57的表达，减少卵巢癌细胞的增殖。因此，EZH2通过靶向抑癌基因p57在卵巢癌中发挥癌基因的功能。Lu F等[33]研究表明，敲除EZH2基因可以上調抑癌基因p16的表达，抑制卵巢癌的细胞行为。

EZH2影响卵巢癌细胞的迁移、侵袭。基质金属蛋白酶（MMPs）通过降解多种细胞外基质成分，从而促进肿瘤细胞的侵袭[34]。研究发现[35]，MMP2和MMP9不仅在晚期卵巢癌的表达量显著增高，而且促进了卵巢癌细胞的侵袭，并与卵巢癌患者的疾病进展和生存不良有关。金属蛋白酶抑制因子（TIMPs）是MMPs的内源性调节因子，而EZH2可介导TIMP2表观遗传沉默促进卵巢癌的迁移和侵袭。Yi X等[36]研究通过染色质免疫共沉淀证实，在TIMP2启动子上存在EZH2，过表达EZH2显著增加了H3K27me3和启动子区DNA甲基转移酶的表达。这些结果提示EZH2通过H3K27me3和DNA甲基化抑制TIMP2表达，从而减轻MMP的抑制，促进卵巢癌的侵袭和迁移。

EZH2除了在各方面对卵巢癌的发生发展产生影响外，还与卵巢癌耐药机制相关。Hu S等[37]研究对EZH2在卵巢癌顺铂耐药中的作用机制进行分析，经RNA干扰实验后结果显示敲除EZH2基因显著增高A2780/DDP细胞对顺铂的敏感性，且在顺铂耐药型卵巢癌A2780/DDP细胞中EZH2的表达显著高于顺铂敏感型A2780细胞。可能原因为敲除EZH2基因后，降低了H3K27甲基化水平，H3K27甲基化缺失使耐药卵巢癌细胞对顺铂更加敏感。除此之外，异常自噬在肿瘤化疗敏感性中的重要性也不容忽视。有研究证实[38]，EZH2基因沉默会抑制细胞自噬，进而影响卵巢癌细胞的耐药，这可能是EZH2沉默逆转SKOV3/DPP细胞对顺铂耐药的另一重要机制。

3总结

PCG蛋白中Bmi-1、CBX7、EZH2组分分别作为癌基因或抑癌基因，对卵巢癌起着重要的调控作用，其影响着细胞的增殖、分化、转移、代谢和凋亡等细胞过程，可以作为卵巢癌的标志物及治疗的靶点。其中Bmi-1及EZH2作为促癌因子对卵巢癌的发生发展及耐药性起着至关重要的作用，当中涉及的许多相关机制已经被报道。但关于CBX7与卵巢癌之间的关系目前仍存在争议。除此之外，CBX7在卵巢浆液性癌中低表达，且恶性程度及临床分期越高则表达水平越低，其中机制尚不明确;CBX7在卵巢透明细胞癌中高表达，作为促癌因子在癌中起作用，其中相关信号通路已有报道，现阶段对CBX7与卵巢癌的关系仍需进一步研究。

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收稿日期：2019-10-29;修回日期：2019-11-07

編辑/杜帆