CBX7与恶性肿瘤关系研究进展

舒垠，王伯庆，唐津天，丁伟

(新疆医科大学附属肿瘤医院肝胆胰外科 新疆医科大学第三临床医学院，乌鲁木齐 831500)

恶性肿瘤的发展是一个多阶段、多步骤的连续过程，从早期癌变到晚期转移的过程中，多个基因发生了遗传和表观遗传的改变。研究表明，许多在胚胎发育过程中起关键分子功能的染色质调节基因被认为是新的致癌基因，这些表观遗传因素参与维持癌细胞的未分化状态，提高了恶性肿瘤的转移潜能和抗治疗能力[1]。多梳基因家族蛋白(polycomb group protein，PcG)常以聚合梳转录抑制复合物(polycomb repressive complex，PRC)的形式出现于早期胚胎和肿瘤的形成过程。PcG蛋白是一类表观遗传调控蛋白，可定位于各种基因组区域，通过对染色质组蛋白的转录后修饰抑制基因转录，在干细胞分化、肿瘤发生以及转移中发挥重要作用[2]。研究表明，PcG蛋白参与胚胎发育调节、细胞周期调控、细胞凋亡、细胞衰老、DNA损伤应答和修复等多种生物学行为，可维持胚胎干细胞或成体干细胞的自我更新能力和分化状态，并且与各种肿瘤的发生和恶性进展密切相关[3]。色素框蛋白(chromobox，CBX)家族是PcG家族蛋白中的一类，CBX家族包括5个亚型，分别是CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8，它们在不同的组织中表达模式和生物学功能不同[4]。研究发现CBX7在人类多种肿瘤中表达下调，被认为是新的抑癌基因[5-7]，而CBX7在胃癌、淋巴瘤中发挥癌基因功能[8-9]。现就近年来CBX7与部分恶性肿瘤关系的研究进展予以综述。

1 CBX7与PcG的关系

PcG作为表观遗传调控重要的蛋白家族，主要通过修饰组蛋白维持基因阻遏。但越来越多的证据表明PcG复合物也能在多种生物过程、细胞阶段和癌症中积极调节基因转录和修饰非组蛋白底物[10]。根据PcG蛋白与不同种类的多聚体配合物的结合将PcG蛋白分为PRC1和PRC2两个基团[11]。事实上，PcG蛋白的协同作用至少建立了两个功能不同的复合物转录抑制元件：①起始复合物，即PRC2，主要成分是果蝇Zeste基因增强子的人类同源物2、胚胎外胚层发育蛋白和Zeste基因抑制子12；②维持复合物，即PRC1，包括中枢人类蛋白：B细胞特异的莫洛尼白血病毒插入位点1、CBX7、配对表达基因10、人多梳蛋白和环指蛋白2[12]。在PRC2复合物中，果蝇Zeste基因增强子的人类同源物2对组蛋白的组分氨基酸-赖氨酸残基有甲基转移酶功能，诱导转录抑制和稳定基因沉默[13]。PRC1在组蛋白H2A的赖氨酸119处沉积一个泛素基，由E3-连接酶环指蛋白1A/B与6个PcG无名指结构域类似物之一进行异聚[3,14]。既往对这一观点的阐明和扩展揭示了PcG系统在哺乳动物中的多样性，特别是将PRC1细分为标准复合体和非标准复合体[15]。研究表明，PRC1除了在表观基因沉默中发挥抑制作用，还可广泛影响活性基因转录，并可抑制非启动子调控序列转录[16]。

CBX7作为CBX家族的一员，同属于PcG家族蛋白[17]。CBX7与CBX2、4、6、8都具有C端多梳抑制箱，也是PRC1家族蛋白成员[3,18]。CBX7在恶性肿瘤中的下调现象首次发现于膀胱癌中，一项对93例尿路上皮癌手术患者的表达分析表明CBX7信使RNA的表达水平随癌细胞浸润深度的加深而逐渐降低[19]。一系列研究发现，CBX7表达缺失引起的预后较差可能与微RNA(microRNA，miRNA/miR)-9介导的上皮钙黏素下调导致的β联蛋白信号通路激活有关[20-21]。近年来，随着研究的不断深入，CBX7在恶性肿瘤中的作用、表达水平的改变与恶性肿瘤的生物学特性、对恶性肿瘤的诊断和预后评估的关系逐渐被揭示。

2 CBX7与消化系统恶性肿瘤

2.1CBX7与结直肠癌 组织芯片中的散发性结直肠癌病变的免疫组织化学分析表明，与非病理性结肠黏膜相比，数量较大的结直肠癌组织中CBX7的表达降低或缺失，且CBX7的表达降低或缺失与预后不良有关[22]。同时CBX7下调与异型增生的进展有关，CBX7的表达水平随着不典型增生严重程度的增加而降低[22]。然而，同期国内免疫组织化学研究证明，结直肠癌中CBX7的表达上调与预后无关[23]。值得注意的是，与癌症进展相关的高迁移率族蛋白A1的表达从结肠癌前病变发展到结肠癌与CBX7之间存在相互行为[24]。有研究进一步证实了CBX7在结直肠癌中的抑癌基因作用，并通过实时荧光定量、蛋白免疫印迹、免疫组织化学以及细胞实验证明我国恶性肿瘤患者CBX7的低表达与高风险淋巴结转移及预后较差有直接关系[25]。总之，CBX7在结直肠癌中的表达情况仍存在争议，两者之间的关系有待进一步深入研究。

2.2CBX7与胃癌 CBX7在胃癌中的研究结果与其他恶性肿瘤不同，早期通过免疫组织化学、细胞功能实验以及蛋白免疫印迹等方法证实了CBX7在胃癌中的癌基因作用，且CBX7可通过p16INK4a途径调控胃癌的发生、肿瘤细胞迁移和转移[26]。实时荧光定量技术进一步证实了CBX7在胃癌组织中的过表达与患者年龄、临床分期以及淋巴结转移有关[27]。复旦大学上海肿瘤中心对CBX7与胃癌干细胞的研究发现，CBX7可通过抑制p16基因和蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)/miR-21途径增强胃癌细胞的干细胞特性，阻断CBX7表达的部分胃癌细胞、p16基因表达恢复，干细胞特性减弱，另外还发现Akt/NF-κB/miR-21信号轴是CBX7启动胃癌细胞干细胞特性的关键下游效应信号通路[28]。这些发现为深入了解胃癌干细胞的启动和扩展机制提供了有洞察力的观点。

2.3CBX7与胰腺癌 胰腺癌是恶性程度最高的消化道肿瘤之一，5年生存率仅为8%[29]。一项研究用免疫组织化学和其他实验方法对CBX7在正常胰腺组织和胰腺癌组织中的表达进行比较，结果发现CBX7与胰腺癌的恶性程度呈负相关，随着研究的深入，CBX7对胰腺癌细胞的增殖、存活、耐药和迁移的负调控作用逐渐得到证实，CBX7过表达在体内外均可明显抑制胰腺癌细胞的增殖，CBX7表达的缺失不仅可以促进胰腺癌细胞的生长，还能降低胰腺癌细胞的存活率和耐药能力[30]。细胞体外侵袭实验显示，CBX7降低了胰腺癌细胞的迁移能力，CBX7通过增加人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)转录降低了胰腺癌细胞的PTEN/Akt，说明PTEN/Akt通路参与了CBX7的抗肿瘤途径，胰腺癌组织中CBX7和PTEN的表达降低与肿瘤的恶性程度增加有关，而CBX7和PTEN的持续表达延长了生存期[31]。这些发现说明CBX7是一种重要的肿瘤抑制因子，在胰腺肿瘤发生过程中负调控PTEN/Akt信号，NF-κB是由PTEN/Akt通路紧密调控的一种经典的致癌途径。NF-κB通过转录细胞周期蛋白D1、c-Myc、B细胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymphoma/lewkmia-2，Bcl-2)和基质金属蛋白酶等多种靶基因，促进细胞增殖、耐药和迁移，因此PTEN可能是调节人胰腺癌细胞的血管生成、耐药和肿瘤干细胞的重要相关基因[32]。CBX7表达的修复可导致NF-κB的表达，提示PTEN/Akt及下游NF-κB通路的调控可能是CBX7抑制胰腺癌的重要机制之一，但与CBX7在胃癌中起癌基因作用机制通路交叉的中间是否存在相关关系需进一步研究[31]。

2.4CBX7与肝细胞癌 原发性肝癌是我国常见恶性肿瘤之一，其中肝细胞癌是威胁健康的主要病理类型，在全球癌症发生率中居第三位，是高病死率的癌症之一。为了研究CBX7与恶性肿瘤之间的关系，Forzati等[36]建立了敲除CBX7的小鼠模型，模型中CBX7敲除的纯合子及杂合子均表现出不同程度肝脏肿瘤(包括腺瘤及肝细胞癌)的高发生率，但未进一步在人肝脏肿瘤中验证CBX7的表达。中山大学附属三院基于大量数据的生信分析认为，随着肝细胞癌恶性程度的增加，CBX7在核酸水平(主要是mRNA)中的表达明显降低，且与不良预后直接相关[33]。随后一项研究通过免疫组织化学检测发现，CBX7在肝细胞癌中的表达明显低于癌旁组织，结合临床病理特征发现CBX7表达仅与肝硬化程度及肿瘤转移相关，与其他临床病理特征无关，同时还发现CBX7表达水平的降低与预后相关[34]。但目前CBX7在肝细胞癌中发挥作用的机制尚未发现及验证，仍待进一步验证及更深层次的挖掘。

3 CBX7与其他恶性肿瘤

3.1CBX7与肺癌 流行病学研究表明，我国肺癌发病率及病死率在恶性肿瘤中均居第一位，而肺癌的治疗方法和手段仍存在很大发展空间[35]。CBX7缺失小鼠肝肿瘤的发生率较高，且肺癌的发生率也较高，Forzati等[36]研究发现，随着CBX7的缺失细胞周期蛋白E表达升高，CBX7基因在“正常形态”肺癌组织中的表达明显降低，说明CBX7基因表达下调是发生肺癌的关键因素，且与预后相关。Cacciola等[37]对CBX7表达的恢复对肺癌细胞生长特性的影响进行研究，调节肺癌细胞对伊立替康和依托泊苷治疗的敏感性发现CBX7的再表达可延缓肺癌细胞的生长且增强伊立替康和依托泊苷对肺癌细胞的杀伤作用，此外，CBX7的再表达还会引起肿瘤细胞的凋亡。这些研究提示，CBX7在肺癌中可能为肿瘤抑制基因。miRNA也是近年来研究的热点之一，近期实验结果提供了多顺反子miR-17～92的生物发生步骤有助于基因调控网络的致癌重组的证据[38]。miR-19作为miR-17～92成员之一，可明确表达于非小细胞肺癌中，呈癌基因作用[39]，研究发现miR-19的作用机制可能与靶向降低CBX7的表达而促进肺癌细胞增殖有关[40]。

3.2CBX7与甲状腺癌 应用实时荧光定量和免疫组织化学检测CBX7在人甲状腺癌中的表达水平发现，随着分化程度的降低、肿瘤分期的增加CBX7表达水平逐渐降低。事实上，CBX7在正常甲状腺细胞中表达相当丰富，而在大多数甲状腺未分化癌中几乎检测不到CBX7的表达，但与正常甲状腺细胞相比，CBX7在分化程度较低的乳头状癌细胞和滤泡癌细胞中表达较低[41]。68%的Hürthle细胞瘤中CBX7减少或缺失，与经典的良性滤泡腺瘤相比，Hürthle细胞瘤的特征为侵袭性表型[42]。此外，CBX7在Hürthle细胞增生和滤泡型腺瘤中的表达与非病理性甲状腺组织中的表达相当，说明Hürthle细胞瘤的侵袭性表型与非Hürthle细胞瘤相当[42]。此外，36.8%的甲状腺癌和68.7%的甲状腺未分化癌存在CBX7位点杂合性丢失。CBX7在大鼠和小鼠甲状腺癌变模型中的表达也证实了CBX7随着肿瘤的恶性程度增加而降低，原肌球蛋白受体激酶和RET/甲状腺癌3转基因小鼠甲状腺癌中CBX7减少[41]。一项研究验证CBX7与蛋白质精氨酸甲基转移酶1(protein arginine methyltransferase 1，PRMT1)的相互作用发现，CBX7的下调可通过抵消PRMT1的H4R3二甲基化活性使上皮钙黏素表达上调，而甲状腺恶性肿瘤与上皮钙黏素之间的相关性也可能是CBX7表达含量与甲状腺癌恶性程度相关的原因之一[43]。

3.3CBX7与淋巴瘤 CBX7在淋巴瘤中的作用与胃癌相似。基于在Oncomine数据库中检测的CBX7表达并结合分析一项多肿瘤研究的数据发现，CBX7在滤泡性淋巴瘤中的表达明显高于正常生发中心细胞，且CBX7的表达与滤泡性淋巴瘤的相关性甚至比Bcl-2更显著[44]。虽早有报道认为Bcl-2与滤泡性淋巴瘤之间存在相关性，但并没有进一步的研究证明CBX7在淋巴瘤中的高表达与Bcl-2表达相关[45]。在淋巴瘤中，Akt介导的磷酸化即磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K)/Akt通路，能够抑制抗凋亡Bcl-2家族成员Mcl-1的蛋白酶体降解[46]。PI3K/Akt通路在胰腺癌中发挥促肿瘤作用，受CBX7的负调控，但CBX7在淋巴瘤中的作用是否通过PI3K/Akt通路仍需进一步研究[31]。同时有研究发现CBX7在生发中心的表达促进了淋巴管的形成，说明CBX7导致高侵袭性淋巴瘤的形成可能与Myc基因的合作有关[44]。此外，INK4a是CBX7在淋巴管形成中的重要靶基因[43]。近年来多项研究证实CBX7参与肿瘤调控与p16INK4a相关，并且CBX7在淋巴瘤中的癌基因作用可能与p16INK4a有关[47-48]。但目前尚无关于CBX7表达高低与淋巴瘤预后相关关系方面的研究，两者之间的一致性有待进一步发现。

3.4CBX7与脑胶质瘤 脑胶质瘤恶性程度较高，手术难以达到生物学标准上的全部切除，且靶向治疗和免疫治疗起步晚，未能明显提高脑胶质瘤患者的生存率[49]。近年来CBX7在胶质瘤中的研究进展较为丰富，以期作为脑胶质瘤诊疗靶点之一应用于临床。Nawaz等[50]发现外源性过表达CBX7可诱导胶质瘤细胞死亡，抑制细胞增殖、集落形成、迁移及侵袭。CBX7调控基因的基因集富集分析鉴定认为 CBX7是转录辅激活子：Yes相关蛋白/pdz结合基序的转录共激活因子的抑制子，是Hippo信号通路的抑制靶点。Yu等[51]对多个数据库中大量数据挖掘发现，四个公共数据库中CBX7的表达在高级别胶质瘤中明显降低。高级别胶质瘤患者CBX7表达降低与预后不良有关，且进一步研究发现胶质瘤与CBX7呈负相关的基因与细胞周期通路密切相关，说明CBX7过表达在G0/G1期阻滞细胞。CBX7蛋白水平的降低使胶质瘤在生物学特征上更具有侵袭性。Bao等[52]发现CBX7过表达后胶质瘤细胞的侵袭能力下降，CBX7过表达与Wnt/β联蛋白通路抑制有关，Wnt信号减少由血清分泌型蛋白Dkk1(dickkopf-1)控制，Dkk1是一种特异性Wnt/β联蛋白通路抑制剂。CBX7通过与Dkk1启动子结合增强了Dkk1的表达，间接抑制Wnt信号通路，进一步使Wnt信号通路下游E盒结合锌指蛋白1蛋白表达下降。同时CBX7还抑制胶质瘤的上皮-间充质转化和侵袭。在胶质瘤中，CBX7作为一种肿瘤抑制因子在减少肿瘤侵袭和评估预后方面起至关重要的作用[52]。

4 小 结

基于上述研究发现，CBX7的异常表达与恶性肿瘤的发生发展、转移、侵袭性有密切联系，并且对恶性肿瘤预后指导有重要的临床意义。CBX7在不同肿瘤中的功能不同，在胃癌及淋巴瘤中发挥癌基因作用，在胰腺癌、膀胱癌、甲状腺癌、胶质瘤、肺癌、卵巢癌中发挥抑癌基因功能，而在结直肠癌及肝癌中CBX7的具体表达情况尚存在争议。CBX7在不同肿瘤中的抑癌基因作用机制也不尽相同，但在多种肿瘤中CBX7的异常表达与不良预后有关。目前CBX7可作为病理检测指标之一，用以评价患者预后。此外，CBX7还可作为一个潜在的生物学检测指标和治疗靶点，为恶性肿瘤的诊治提供更多可能。

虽然CBX7在各种肿瘤中均有较为深入的研究，但因CBX7机制过于复杂，目前仍缺少高度一致的机制研究，需进一步深入研究以明确CBX7在肿瘤发生发展中的生物学机制，为CBX7作为恶性肿瘤预测指标及治疗靶点提供更多有力的证据。