RUNX3 在妇科肿瘤中的研究进展

何洪月，谭文华

RUNX3 是RUNT 相关转录因子（Runt-related transcription factor）家族中的一员，RUNT 家族包括RUNX1、RUNX2 和RUNX3，其中RUNX3 是近年来发现的一个抑癌基因。RUNX3 的高甲基化状态会导致肿瘤的发生发展，而RUNX3 的甲基化是可逆的，甲基化抑制剂可以使RUNX3 去甲基化。RUNX3 在肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中的作用呈现多样性，对上皮间质转化，肿瘤生长、浸润、转移均产生影响。目前，研究指出RUNX3 基因在妇科肿瘤中的表达及意义对疾病的诊断及预后有重要意义，有望成为基因靶向治疗的新靶点。现对RUNX3在妇科肿瘤中的研究进展作一综述。

1 RUNX3 基因的结构特点

RUNX 是多种生物过程的重要调节因子，包括胚胎发育、细胞增殖、分化、谱系决定和细胞凋亡[1]。人类RUNX3 基因定位于染色体1p36，全长为67 kb，含有p1、p2 两个启动子、6 个外显子和1 290 bp长度的开放阅读框。它含有2 个高度保守的CpG岛，分别位于基因外显子2 的附近和外显子6 的起始部位，启动子p2 在外显子2 之前，主要操纵基因的转录[2]。

2 RUNX3 基因的甲基化与去甲基化

肿瘤的形成是一个复杂的过程，其与基因的异常表达有重要关联。在细胞正常发育早期阶段，基因的甲基化与去甲基化交替进行，以保证生长和分化，且在发育及维持基因组稳定性中同样发挥着重要作用。

经研究证实，RUNX3 的高甲基化状态导致的功能失活、表观遗传学沉默、定位错误是肿瘤多样化的起因，这表明RUNX3 的独自失活在肿瘤发展中是一个关键风险因子[3]。RUNX3 启动子p2 区域的CpG岛异常甲基化可能导致RUNX3 基因在多种人类肿瘤中表达下调，促进恶性肿瘤的形成，如胃癌、乳腺癌、结直肠癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、脑癌和肾癌等。Lee 等[4]发现在缺氧环境下组蛋白甲基转移酶（G9a）的水平会显著升高，G9a 与RUNX3 的转录区域相互作用，使RUNX3 在k129 和k171 位点的甲基化增加，导致RUNX3 与辅助转录因子CBF 和p300 的相互作用减少，使RUNX3 启动子的乙酰化降低，导致RUNX3 的失活，促进癌细胞的增殖，抑制癌细胞的凋亡。Steponaitis 等[5]检测RUNX3 基因在136 例不同恶性胶质瘤组织中的甲基化状态和蛋白表达水平，结果显示RUNX3 在人星形胶质细胞瘤中呈高甲基化状态并表达下调，且蛋白表达水平也明显减低。Jeong 等[6]发现DNA 甲基化抑制剂5-氮杂-2′脱氧胞苷可以使子宫内膜癌细胞系中RUNX3 mRNA 的表达升高。Moon 等[7]发现在DLD-1 细胞中，RUNX3 基因的表达水平由于其高甲基化而下调，但经长春新碱处理后RUNX3 被去甲基化，表达水平也随之恢复。类似研究表明甲基化抑制剂可以使RUNX3 去甲基化，在肿瘤治疗中发挥作用。

3 RUNX3 在TME 中的作用

TME 是在肿瘤的发展过程中，通过肿瘤细胞与周围宿主细胞及其分泌物相互作用而形成的一种独特的环境。TME 不仅在肿瘤发生中发挥关键作用，在其发展和转移过程中也同样重要。RUNX3 在TME中的作用呈现多样性，对上皮间质转化，肿瘤生长、浸润、转移均产生影响。

在大多数人类和小鼠TME 中肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophage，TAM）丰富存在，主要具有致瘤能力。TAM 在肿瘤缺氧和坏死区域的积累是由肿瘤细胞分泌的细胞因子促进生成的，包括缺氧区域的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[8]。VEGF 有免疫抑制和促血管生成作用，最终导致恶性肿瘤形成，RUNX3 通过抑制转录过程可以直接抑制VEGF 的分泌。此外，在TME中肿瘤内浸润的免疫细胞，如T 细胞、骨髓来源的抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和树突状细胞（dendritic cell，DC）也在恶性肿瘤的进展中发挥着关键作用。有效的免疫反应和对新生癌细胞的免疫监测是阻碍肿瘤生长的重要因素。炎症细胞最初通过激活的先天免疫反应来预防肿瘤，随后通过免疫细胞的浸润来维持慢性炎症状态，然而肿瘤细胞通过密集串联以保证生存，最终导致其进展。RUNX3 基因的失调对肿瘤的炎症及免疫调节有抑制作用。一方面，肿瘤和周围的间质细胞会分泌生长因子（包括细胞因子），转化生长因子β（transforming growth factor-beta，TGF-β）可能是最多的。而RUNX3基因是TGF-β 信号转导通路下游的转录因子，当TGF-β 与细胞膜上的受体结合后，激活受体Smad（R-Smad），活化的受体Smad 与协同Smad（Smad4）相结合，形成复合物转移进细胞内调节靶基因的转录，进而诱导下游基因的表达。此复合物需要通过转录因子RUNX3 及其转录辅助因子共同指导由胞质转移入细胞核内特定靶点，共同完成靶基因的转录，指导细胞分化、周期调控、凋亡及恶性转化[9]。另一方面，TME 中通过细胞外基质（extracellular matrix，ECM）建立骨架支撑，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）等蛋白酶不仅能降解ECM，而且有助于ECM 的重构，导致趋化因子和其他血管生成生长因子的分泌，促进肿瘤发展。现已证实，RUNX3 对MMP 有抑制作用，提示RUNX3 可能对TME 进行调控[10]。

4 RUNX3 与妇科肿瘤

4.1 RUNX3 与宫颈癌2012 年，有研究报道宫颈癌是发展中国家最常见的妇科肿瘤，据估计，全球首次诊断出宫颈癌的女性有527 600 人，同年全球共有265 700 人死于宫颈癌[11]。宫颈癌的发病率仅次于乳腺癌，且发病年龄逐渐呈年轻化趋势，对女性身心健康造成很大影响[12]。Li 等[13]探讨RUNX3 在宫颈癌细胞中的潜在生物学功能，发现RUNX3 表达的上调抑制了宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭，而RUNX3表达的下调可促进宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭。该研究还通过集落形成试验评估RUNX3 作为肿瘤抑制基因的作用，结果显示稳定RUNX3 表达可以抑制宫颈癌细胞形成集落的能力，而RUNX3 基因沉默可以促进HeLa 细胞的集落形成。因此推测RUNX3可能是子宫颈癌的抑癌基因。

Gao 等[14]就RUNX3 对宫颈癌细胞及其转录过程的影响进行了研究分析，发现与空质粒转染型宫颈癌细胞相比，在RUNX3 过表达型宫颈癌细胞中RUNX3 mRNA 的水平明显上升，并在肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）及叉头转录因子（forkhead box O，FoxO）信号通路中起到关键调控作用。唐莉菲等[15]检测组织及血浆中RUNX3 启动子甲基化状态，发现两者在RUNX3 启动子异常甲基化上存在一致性，在正常宫颈组织中仅有1 例（2.5%，1/40）发生RUNX3 启动子异常甲基化，在对应血浆中未检出RUNX3 启动子异常甲基化，宫颈上皮内瘤变组织及其对应血浆中RUNX3 异常甲基化发生率分别为32.5%（13/40）和25%（10/40），40 例宫颈癌组织及其对应血浆中RUNX3 异常甲基化发生率分别为85%（34/40）和72.5%（29/40），可以看出随着肿瘤的发展，RUNX3 启动子异常甲基化呈进行性升高。李朦等[16]发现RUNX3 蛋白和mRNA 在正常宫颈、宫颈上皮内瘤变Ⅰ（CINⅠ）、CINⅡ～Ⅲ、宫颈癌中的表达呈下降趋势，提示RUNX3 可能作为抑癌基因参与宫颈癌的发生发展。戴云峰[17]同样进行了RUNX3 在宫颈癌中的表达分析的研究，并得出了相似结论。陈海伦等[18]的研究表明，宫颈癌患者（80 例）癌组织RUNX3启动子甲基化异常率和血浆RUNX3 启动子甲基化异常率均高于CIN 患者（80 例）和正常宫颈组织（80例），此外宫颈癌患者RUNX3 蛋白异常表达与淋巴转移、肿瘤分化程度和临床分期存在相关性（P＜0.05），提示宫颈癌恶性程度与RUNX3 蛋白异常表达密切相关，RUNX3 基因有望成为预测宫颈癌的重要生物学标志物。

4.2 RUNX3 与子宫内膜癌子宫内膜癌是发生于子宫内膜的一组上皮性恶性肿瘤，以来源于子宫内膜腺体的腺癌最常见。其为女性生殖道三大恶性肿瘤之一，发病率占女性全身恶性肿瘤的7%，占女性生殖道恶性肿瘤的20%～30%。近年来子宫内膜癌发病率在世界范围内呈上升趋势[19]。在发达国家中，子宫内膜癌仍是最常见的妇科恶性肿瘤，其发病率已超过50%，在波兰每年有超过6 000 例新诊断病例，在全世界范围内有超过288 000 例新诊断病例[20-21]。子宫内膜癌的病因并不十分明确，是多因素共同参与的过程，其中抑癌基因的缺失以及原癌基因的激活在发病机制中有重要作用，目前，RUNX3 基因在子宫内膜癌中的作用已经引起了学者们的重视，但是相关研究有限。

王劲红等[22]对80 例子宫内膜癌患者子宫内膜癌组织及癌旁组织中RUNX3 的表达进行分析研究，发现子宫内膜癌组织中RUNX3 相对表达量低于癌旁组织，肿瘤分期越高、分化程度越差RUNX3 在癌组织中的表达下降越明显，但与患者年龄、病理类型、肿瘤大小、肌层浸润深度及有无淋巴结转移无明显关联。RUNX3 高表达组、低表达组的3 年总体生存率分别为90.2%（37/41）和69.2%（27/39），表明RUNX3 低表达组患者3 年总体生存率明显下降。因此癌组织中RUNX3 表达水平有可能成为判断患者预后的生物标志物。Jeong 等[6]的研究结果表明，子宫内膜癌细胞系中RUNX3 呈高甲基化状态，并在肿瘤组织中RUNX3 的甲基化明显高于正常组织，且在新鲜子宫内膜癌组织中无RUNX3 mRNA 的表达，但在正常新鲜子宫内膜组织中RUNX3 mRNA 是有表达的。检测的53 例组织中，G1～G2 分化组和G3 分化组RUNX3 蛋白的表达率分别为25%（23/39）和8%（3/14）；48 例手术患者的子宫内膜癌组织中，FIGO分期Ⅰ期和Ⅲ期的RUNX3 蛋白表达率分别为68%（24/35）和7%（1/13），与王劲红等[22]的研究结果相似。另外Jeong 等[6]将不同浓度的DNA 甲基化抑制剂5-氮杂-2′脱氧胞苷应用于子宫内膜癌细胞系中72 h 检测，发现细胞系中RUNX3 mRNA 表达升高，提示子宫内膜癌细胞系中RUNX3 基因的沉默是源于RUNX3 基因启动子的甲基化，此外，5-氮杂-2′脱氧胞苷处理后对子宫内膜癌细胞的生长抑制呈浓度和时间依赖性。但是Cornel 等[23]对子宫内膜癌中多种基因启动子甲基化的研究发现，在正常子宫内膜组织、非典型子宫内膜增生组织及子宫内膜癌组织中均未检测到RUNX3 基因启动子的甲基化。由此可见RUNX3 与子宫内膜癌的发生发展密切相关，并可作为判断病情、治疗效果及预后评估的有效指标，但目前相关研究甚少，需要进一步探索研究。

4.3 RUNX3 与卵巢癌

4.3.1 RUNX3 与上皮性卵巢癌卵巢上皮性肿瘤为最常见的卵巢肿瘤，占原发性卵巢肿瘤的50%～70%，占卵巢恶性肿瘤的85%～90%[1]。上皮性卵巢癌患者的预后一般较差，5 年生存率不超过35%，几十年来几乎没有改变[24-25]。而且上皮性卵巢癌早期不易发现，晚期病例缺乏有效的治疗手段，致死率居妇科肿瘤首位[1]。

Häfner 等[26]发现联合标志物CAMK2N1 和RUNX3对无进展生存期为3 年的上皮性卵巢癌患者的预后评估敏感度为40%，特异度为100%。此外，进行Kaplan Meier 分析时显示，与甲基化队列相比，未甲基化队列的无进展生存期显著延长。Paudel 等[27]发现上皮性卵巢癌组织中微小RNA-130b（miR-130b）表达下调，RUNX3 mRNA 表达上调（均P=0.001）。过表达miR-130b 降低了RUNX3 的表达，抑制了癌细胞迁移和侵袭，而敲低miR-130b 则增加了RUNX3的表达，促进了癌细胞迁移和侵袭。这提示miR-130b 的缺失可能通过调节RUNX3 的表达导致卵巢癌细胞的恶性生物学行为。Heinze 等[28]发现RUNX3转录变异体（transcript variant，TV）在顺铂敏感性和卵巢癌细胞迁移方面表现出两分化的功能。RUNX3 TV2 的卵巢癌细胞表现出对顺铂的敏感性增加，迁移能力降低。RUNX3 TV2 启动子具有CpG 岛，可能被高甲基化灭活。而RUNX3 TV1 不受CpG 岛甲基化的影响，表现为介导卵巢癌细胞的铂耐药，使细胞迁移能力增强。Barghout 等[29]发现RUNX3 在铂耐药卵巢癌细胞和组织中的表达均升高，而且RUNX3 过表达使卵巢癌细胞对卡铂更耐药，此外，RUNX3 抑制剂能使铂耐药卵巢癌细胞对卡铂敏感。

4.3.2 RUNX3 与卵巢颗粒细胞瘤卵巢颗粒细胞瘤是卵巢性索间质肿瘤的主要类型，占所有卵巢恶性肿瘤的3%～5%。据报道，卵巢颗粒细胞瘤的复发率为10%～28%，约80%的复发患者会死于该疾病[30]。

Chen 等[31]发现在卵巢颗粒细胞瘤细胞系（COVA434）中RUNX3 呈高表达，促进COVA434 的增殖。但在卵巢颗粒细胞瘤细胞系（KGN）中未检测到RUNX3。该研究将RUNX3 转录进KGN 细胞中，证实RUNX3 通过调节KGN 细胞周期调节因子的表达而促进细胞增殖，并通过小鼠体外实验证实RUNX3 的表达增加了KGN 细胞在小鼠体内形成肿瘤的能力。但在成人型和幼年型卵巢颗粒细胞瘤组织中进行RUNX3 表达的检测，显示RUNX3 仅在11例成人型卵巢颗粒细胞瘤组织中有少量表达，其余组织中均无表达，这提示RUNX3 的表达在人类卵巢颗粒细胞瘤中不是常见事件。

5 结语与展望

RUNX3 基因作为近年来新发现的抑癌基因，其在调控细胞生长、发育和凋亡，信号通路的转导，TME 中都发挥着重要作用。RUNX3 基因的失活机制、抑癌机制、致癌机制及其与妇科肿瘤之间关系的相关研究不断进展，为RUNX3 基因应用于临床科研及治疗打下基础，使其有望成为新的肿瘤标志物以及基因靶向治疗的靶点。RUNX3 甲基化可以被逆转，甲基化抑制剂近年来也是基因治疗的研究热点，但其是否可以大规模应用于临床尚需更多的临床试验来证明。