EP300/CBP在肿瘤中的研究现状和进展

张才 综述，朱仲玲，阎昭，2 审校

（1.天津医科大学肿瘤医院临床药理研究室，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市“肿瘤防治”重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心，天津300060；2.天津市药物临床研究技术创新中心，天津300182）

在众多的多细胞生物当中，EP300及其紧密相关的类似物cAMP反应元件结合蛋白（CBP）结合蛋白是广泛表达的转录共激活因子和主要的赖氨酸残基的乙酰化转移酶。EP300和CBP是具有多个功能结构域的蛋白分子，调控很多蛋白之间的相互作用。EP300和CBP作为转录共激活因子通过和不同的转录因子结合，参与调控靶基因的表达，蛋白表达的变化影响了细胞的许多基本功能，包括增殖、细胞周期、细胞分化和DNA损伤反应等，进而影响了细胞的表型。研究发现，EP300和CBP对相同的分子过程具有重叠的作用，因此EP300和CBP参与的特异性分子过程很难区分，因此被称为“EP300/CBP”。越来越多的研究表明，EP300/CBP的表达和变异与肿瘤的发生和进展紧密相关，但EP300/CBP在肿瘤中的特异性作用尚未确定。EP300/CBP具有多个结构域，不仅具有组蛋白乙酰化转移酶的活性，还可以和不同的转录因子结合发挥转录共激活作用，在不同的肿瘤类型和背景下，EP300/CBP具有不同的作用。本文就EP300/CBP的结构和功能、在肿瘤中的双重作用、耐药性和针对其重要的溴结构域靶点的抑制剂的研究现状和进展进行综述。

1 EP300/CBP的蛋白结构和功能

EP300（E1A结合蛋白EP300）是一个蛋白编码基因，该基因编码腺病毒E1A相关的细胞EP300转录共激活蛋白。在研究中发现EP300发挥组蛋白乙酰化转移酶活性通过染色质重塑调控基因的转录[1-2]。EP300在调控细胞生长和分裂及细胞的成熟和分化过程中起到非常重要的作用。

CBP在生物体中广泛表达，参与不同转录因子靶基因的表达。目前已知CBP通过将染色质重塑和转录因子的识别耦联调控胚胎发育、生长控制以及在体内的平衡，CBP具有内源性组蛋白乙酰化转移酶活性，能够充当支架来稳定转录复合物与其靶蛋白的结合。

虽然EP300和CBP有超过70%的序列同源性，但它们也保留了各自不同的细胞功能，而且EP300和CBP之间不能互相替代。EP300和CBP的N端和C端区域，与转录因子结合形成多种蛋白调控复合物，为细胞内的特异性信号通路和启动子调控的特异性的基因表达提供平台。EP300和CBP的主要蛋白结构域包括：核受体相互作用域（NRID）、富含半胱氨酸-组氨酸的结构域1（CH1）（也称为转录适配子锌指1域TAZ1）、CREB和c-Myb相互作用的KIX结构域、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂反应结构域（CRD1）、溴结构域（BRD）、赖氨酸乙酰转移酶域（HAT）、锌结合结构域（ZZ）和一个转录衔接子锌指2结构域（TAZ2）、核受体共激活剂结合结构域（NCBD，也称为干扰素结合结构域IbiD）。

EP300/CBP是组蛋白乙酰化转移酶，能够将乙酰基从乙酰辅酶A转移到ε-N-乙酰赖氨酸来乙酰化组蛋白中保守的赖氨酸残基。通常，组蛋白乙酰化和染色体的转录激活相关，常染色体一般致密性较低，使转录因子更容易结合到DNA的调控位点，促进基因的转录激活。赖氨酸的乙酰化能够中和正电荷，减少组蛋白和DNA之间的亲和力，使转录因子更容易结合到DNA上，促进基因的转录。EP300/CBP也能够乙酰化非组蛋白，和转录因子形成转录复合物，发挥转录共激活的作用，像核受体和其他的转录因子来调控基因的表达。

2 EP300/CBP双重作用

2.1 EP300/CBP的抑癌作用 早期认为EP300/CBP是肿瘤抑癌因子，是因为来自于罕见的先天性遗传病 Rubinstein-Taybi syndrome（RTS），研究发现，EP300/CBP在RTS中的突变包括微缺失、截短突变和点突变[3]，同时伴随着来源于神经嵴的儿童肿瘤发生率增加了5%[4]，表明EP300/CBP在RTS相关的肿瘤中发挥肿瘤抑制作用。在不同类型的肿瘤研究中发现，EP300/CBP的改变促进了肿瘤的恶性进展。Gayther等[5]的研究首次确认了在乳腺癌和结直肠癌的原代肿瘤组织和细胞系中发现EP300基因的失活，后来在不同肿瘤的研究中陆续发现，EP300在肿瘤中发挥肿瘤的抑制功能。功能失调的EP300/CBP促进了角质化细胞的过度增殖和肿瘤的形成能力，其机制与EGFR-Ras-ERK通路的过度激活相关[6]。在滤泡性淋巴瘤患者中发现，EP300/CBP和（或）其他表观遗传调控分子的发育停止和功能失调影响了肿瘤的转化和疾病进展[7]；在经典的霍奇金淋巴瘤的研究中发现，EP300/CBP的突变促进了B细胞受体通路的激活，进而促进肿瘤细胞的增殖[8]；在肺腺癌的研究中发现，EP300突变参与了肿瘤的恶性进展，与患者不良的预后具有相关性[9]。以上的研究表明，EP300/CBP抑制了肿瘤的恶性进展，部分作用是因为EP300/CBP的正常功能受到了破坏。

在结直肠癌、胃癌、卵巢癌和肝癌中的队列研究中发现，EP300或CBP存在杂合性缺失[10]。同时也在研究中发现一部分的EP300/CBP杂合性缺失的同时伴随着第2个等位基因的体细胞的突变，杂合性缺失的肿瘤研究表明，EP300/CBP的单倍体不足可能是肿瘤病理的一个因素。因此，细胞不同的信号通路之间竞争EP300/CBP有限的正常功能的蛋白来调控靶基因的表达,因此EP300/CBP蛋白的减少通过改变不同的EP300/CBP依赖性的通路之间的平衡，促进肿瘤的形成和进展。

EP300/CBP抑制肿瘤的进展还可以通过促进其他转录因子的表达来实现，如 p53[11]、RB1[12]、BRCA1[13]、FGF-β 等[14]。EP300/CBP 参与 p53 介导的细胞功能被广泛研究，DNA损伤时，EP300/CBP增强p53依赖的细胞周期阻滞和DNA损伤基因的转录激活[11]。另外，EP300可以促进p53在细胞核的累积，促进p53的稳定性来应对基因毒性应激反应，在非应激状态或在DNA修复过程中，EP300通过促进p53蛋白的降解来重新恢复细胞周期[11]。EP300与其他蛋白发生相互作用调控p53的功能，EP300通过与PPAR-α结合调控p53的乙酰化和累积进而影响肿瘤的代谢通路[15]。TP53的家族成员TP63可以通过和EP300相互作用正向调控肿瘤细胞基因的表达[16]，在乳腺癌和卵巢癌中突变发生频率很高的BRCA1，在细胞周期检查点、DNA损伤修复和转录调控发挥重要的作用，EP300参与BRCA1介导的靶基因的转录激活，EP300/CBP还可以通过充当转录共激活因子调控Smad3，来抑制肿瘤细胞的增殖[17]。

2.2 EP300/CBP促癌作用 虽然EP300/CBP发挥肿瘤的抑制作用，但很多的证据表明EP300/CBP也可以参与肿瘤细胞的恶性进展。研究发现，EP300/CBP存在失活突变，很多肿瘤相关的点突变实际上可以获得功能进而促进肿瘤的形成[18]。除了组蛋白乙酰化转移酶结构域，EP300/CBP重要的特征结构域还包括3个富集半胱氨酸/组氨酸结合结构域、溴结构域和RING结构域。RING结构域阻断底物的结合，进而降低乙酰化转移酶活性，RING结构域的破坏能够增强EP300组蛋白乙酰化转移酶的活性[2]。研究发现，EP300在黑色素瘤、子宫内膜癌和结直肠癌中的RING结构域发生突变[19]。EP300除了乙酰化H3K18和H3K27，还可以介导H3K56的乙酰化，目前的研究表明H3K56的乙酰化修饰和核小体的组装、DNA的复制和修复相关[20]。上皮肿瘤的研究表明，H3K56的乙酰化水平在很多肿瘤中表达上调，与肿瘤的分期和未分化表型具有相关性。

其他的EP300/CBP可以通过调控转录因子的表达进而促进肿瘤的生长、存活和转移。在转移性黑色素瘤研究中，大约15%的患者中MITF扩增，抑制EP300/CBP的活性可以影响MITF转录因子的表达，进而诱导转移性黑色素瘤细胞的衰老[21]。在肿瘤细胞缺氧模型的研究中发现，EP300/CBP可以和HIF1A相互作用，引发缺氧反应，促进肿瘤细胞的存活[22]。在白血病的研究中发现，EP300通过调控TCF3-HLF融合蛋白，进而促进急性淋巴母细胞瘤的进展[23]。在某些特异性的背景下，EP300也能够促进肿瘤的恶性进展，在启动子高度甲基化的E钙黏蛋白的细胞系统中，EP300促进了肿瘤细胞迁移、侵袭和锚定非依赖性的生长[24]。

3 EP300/CBP和肿瘤耐药

EP300/CBP在肿瘤的增殖和生存中发挥重要作用，后来的研究发现，EP300/CBP参与了多种肿瘤细胞的耐药。在耐药的膀胱癌细胞的研究中发现，抑制EP300可以使膀胱癌细胞对阿霉素敏感性减弱[25]；在多发性骨髓瘤的研究中发现，使用选择性EP300/CBP抑制剂可以恢复多发性骨髓瘤对来那度胺的敏感性[26]。在乳腺癌的研究中发现，EP300和SIRT1/6通过调控FOXO乙酰化和活性调控拉帕替尼的敏感性[27]。在多种细胞类型的研究中发现，EP300/CBP的表观遗传与其相互作用的转录因子的变化是肿瘤耐药重要的机制之一，提示EP300/CBP可能是未来治疗肿瘤耐药的一个重要的靶点。

4 EP300/CBP抑制剂和肿瘤

EP300/CBP在某些肿瘤类型中对肿瘤的促进作用推动了特定的酶活性抑制剂以及EP300/CBP的蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂的开发。在肿瘤的临床前研究中，EP300/CBP的特异性组蛋白乙酰化转移酶活性的抑制剂具有抗增殖作用[28]。针对EP300/CBP介导的蛋白-蛋白相互作用的特异性抑制剂也显示出了非常好的临床应用前景。在急性淋巴母细胞瘤白血病和鼻咽癌的研究中发现，小分子抑制剂ICG-001能够特异性抑制CBP和β-连环蛋白的结合，进而减少肿瘤形成，增强药物的敏感性[29]

EP300/CBP的溴结构域是一个大约110氨基酸的结构域，可以识别乙酰化赖氨酸的残基，溴结构域是赖氨酸乙酰化的“readers”，负责转导由乙酰化赖氨酸残基携带的信号，同时将信号翻译成正常或异常的表型[30]。EP300/CBP的溴结构域具有广泛的功能，范围从组蛋白乙酰化转移酶活性和染色质的重塑到介导转录共激活功能[30]。目前已经有很多的证据证明，溴结构域在肿瘤的恶性进展中发挥重要作用[31-34]。针对EP300/CBP特征性溴结构域的抑制剂在多种肿瘤中进行临床前的研究。在前列腺癌的临床前研究中发现EP300/CBP特异性抑制剂Y08197能够明显抑制肿瘤细胞雄激素受体调控的基因表达，进而抑制肿瘤细胞的恶性增殖[35]。

5 展望

基因表达的调控不仅需要转录因子的转录激活，而且还需要募集多功能的转录共激活因子，这些转录共激活因子以细胞和启动子特异性方式调控并利用来刺激或抑制转录。染色质调控基因的表达和组蛋白乙酰化的动态变化是染色质结构的局部和整体控制的一种机制。研究表明，正在进行转录的区域的染色质乙酰化对于基因的高表达至关重要。CBP及其同源EP300蛋白(由EP300基因编码)是转录共激活因子，可与多个转录调节因子相互作用并促进基本转录机制的组装。除了当作分子支架外，CBP和EP300还具有内在的组蛋白乙酰转移酶(HAT)的活性，EP300和CBP不仅可以靶向组蛋白的赖氨酸残基，还可以靶向非组蛋白发挥作用。

二代测序的广泛应用也检测到EP300/CBP在不同的肿瘤类型中发生突变，突变通常使肿瘤获得生存的优势，在研究中发现，某些位点的突变也可以抑制肿瘤增殖的表型，在机制上可能依赖于不同的细胞类型、细胞的背景和突变位点。由于EP300和CBP在肿瘤中广泛的调控作用，针对EP300和CBP的小分子抑制剂的研发也日益受到重视。尤其是针对溴结构域抑制剂，已经成为肿瘤药物研发的热点。越来越多的针对溴结构抑制剂进入临床实验，也包括越来越多的联合用药，未来是否能联合靶向药物或者免疫检查点的抑制剂需要更多的探索和研究。