MED19 (LCMR1) 基因在肿瘤中的表达及生物学功能的研究进展

刘 鹿，陈良安

1 解放军医学院，北京 100853；2 解放军总医院第一医学中心营养科，北京 100853；3 解放军总医院第八医学中心呼吸与危重症医学部，北京 100853

肺癌转移相关蛋白1 基因(lung cancer metastasis-associated protein 1，LCMR1)是我国陈良安课题组[1]于2002 年应用差异显示PCR 方法从一对遗传学背景相同，但转移能力不同的人肺癌细胞系95C 和95D[2]中克隆得到的新基因(GenBank ID：AY148462)。LCMR1 基因全长949 bp，编码177 个氨基酸，分子量约19 kU。LCMR1 的发现得到了国内外研究者广泛的关注。2004 年，Sato等[3]研究发现，LCMR1 与转录调节MED 家族中的MED19 具有高度同源性。为体现所有真核生物中MED 的保守性，已发现的MED 各亚基采用统一命名，LCMR1 命名为MED19，MED19 对维持和稳定MED 家族整体空间结构有关键作用。

1 MED19 基因简介

MED19 最早在酵母中被发现(又名ROX3、SSN7、RMR1 等)，之后陆续在果蝇和小鼠中发现了酵母MED 的同源蛋白[4]。人MED 与酵母存在高度组成和结构的保守性[5]，其由33 个亚基构成，从结构上MED 分为几个主要模块：头部、中部、尾部和一个可分解的激酶模块，其中MED19位于中部模块[6-7]。MED 不同亚基间可因构象的变化与不同转录因子进行不同的相互作用，从而影响机体的生长发育和疾病的发生发展。其中，MED 与RNA pol-Ⅱ间发挥主要作用的被定义为核心模块(core mediator，cMED)，cMED 包括MED的头部和中间亚基[5]。酵母的cMED 包含MED19在内的15 个亚基[8]，然而人类细胞中MED 哪些亚基发挥相对重要的作用尚不清楚，但近年来MED19 对疾病的影响得到了广泛关注，本文将归纳有关人MED19 与肿瘤的研究进展。

2 MED19 在不同肿瘤中的生物学功能

2.1 呼吸系统肿瘤 在体外研究中，Xu 等[9]采用RNAi 对人肺癌95D 细胞、A549 细胞及H1299细胞MED19 进行干预，发现抑制MED19 表达可增强肺癌细胞的凋亡，这一过程需要p53 的参与、Bax 表达上调和Mcl-1 表达下调；后续研究中，许阳等[10-11]通过酵母双杂交实验从人肺癌95D 细胞中筛选了与MED19 相互作用的蛋白DEK。在人体标本研究中，陈良安等[1]对84 例术前均未接受过放疗或新辅助治疗的原发性非小细胞肺癌患者癌组织进行分析，发现MED19 在非小细胞肺癌原发组织和转移淋巴结中表达显著升高，MED19 的表达与非小细胞肺癌临床分期呈正相关。通过基因差异分析发现，相较于低转移能力的95C 细胞，MED19 在高转移能力的95D 细胞中表达水平显著增高。因此在非小细胞肺癌中，MED19 可作为促癌基因，对肺癌的转移起到促进作用，但其具体机制尚需进一步探究。

2.2 消化系统肿瘤 Ding 等[12]采用RNAi 沉默人胃癌 MGC-803 细胞和 SGC-7901 细胞的MED19 基因，发现抑制MED19 表达后两种细胞增殖和克隆形成能力显著降低，G1 期细胞周期阻滞。将SGC7901-RNAi 细胞注射到裸鼠皮下，发现下调MED19 的表达对裸鼠体内肿瘤的生长、增殖有显著抑制作用[13]。对60 例经病理证实为胃腺癌且术前均未接受放化疗患者的胃癌及癌旁组织标本以及20 例正常胃组织标本进行分析，发现胃癌组织中MED19 阳性表达率显著高于癌旁胃组织和正常胃组织，且MED19 的表达与胃癌细胞分化程度、淋巴结转移情况及TNM 分期呈正相关[12]。

在结直肠癌的研究中，He 等[14]通过体外和体内实验表明miR-214 通过靶向MED19 介导了FOXD3 对细胞增殖、侵袭和转移的抑制作用。在结肠癌细胞和临床标本中，FOXD3 与miR-214 均与MED19 呈负相关。Ye 等[15]在结直肠癌细胞及组织中发现，MED19 mRNA 和蛋白表达量与参与结直肠癌发病机制的关键促进因子长链非编码RNA LINC00339 呈正相关，MED19 过表达可促进细胞增殖、迁移和侵袭。

一项肝癌研究通过使用在线数据库分析发现，MED19 在肝癌组织中的表达显著高于其他非肿瘤组织，其高表达与总生存期和无病生存期呈负相关[16]；另有分析发现肝癌中MED19 转录水平呈异常的高表达模式，其与病理分期呈显著正相关，高表达的患者预后较差，且MED19 表达水平与各类免疫细胞(B 细胞、CD8+T 细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞)的表达量均呈显著正相关[17]。与此同时，下调MED19降低了p-AKT 和p-mTOR 蛋白表达，AKT/mTOR通路的下游效应因子p70S6K1 和4EBP1 也受到MED19 的影响，且MED19 的表达与B 细胞、CD4+T 细胞、CD8+T 细胞、巨噬细胞等的浸润水平呈正相关[16]。

MED19 与消化系统肿瘤相关性的研究主要涉及胃癌、结直肠癌及肝癌，通过体内、体外实验及人体标本分析验证，可初步发现MED19 的表达对胃癌及结直肠癌肿瘤细胞的增殖、肿瘤的生长及淋巴结的转移均有促进作用；在肝癌领域利用在线数据库，通过生物信息学分析得出MED19 表达与AKT/mTOR 信号通路相关，且MED19 高表达与预后不良相关。

2.3 乳腺癌 在体外研究中，通过RNAi 沉默MED19 干预p53 野生型人乳腺癌MCF-7 细胞和p53 突变型MDA-MB-231 细胞，发现抑制MED19可使细胞增殖和集落形成能力明显受到抑制，这可能与抑制后影响CBFA2T3 基因和其靶向的HEB 蛋白表达量变化相关[18]；同时采用紫杉醇干预后，发现抑制MED19 表达可增强紫杉醇对p53 野生型乳腺癌MCF-7 细胞化疗的疗效[19]。另有研究以RNAi 沉默MED19 构建MED19 稳定低表达的多柔比星耐药的人乳腺癌MCF-7/ADM 细胞和MCF-7 细胞，并予以化疗药物干预，发现MED19 高表达与乳腺癌化疗耐药(多柔比星、顺铂、紫杉醇)相关[20]，而MED19 的抑制则可通过作用于HMGB1 信号通路下调人乳腺癌细胞的自噬，从而增加多柔比星的化学敏感性[21]。除此之外，Zhang 等[22]发现MED19 被miR-101-3p/miR-422a 靶向，并通过调节EGFR/MEK/ERK 信号通路促进乳腺癌进展。

针对目前已知p53 基因突变的乳腺癌患者预后不良的现实，在MED19 与乳腺癌相关性的研究中，也着重探究了其与p53 基因突变和化疗药物疗效的关系。根据目前已有研究结果可初步得出结论，MED19 高表达与乳腺癌化疗耐药相关，抑制MED19 表达仅可增强野生型p53 乳腺癌的化疗效果。

2.4 泌尿系肿瘤 对于前列腺癌，体外研究通过RNAi 沉默人前列腺癌PC-3 细胞和LNCaP 细胞的MED19 基因，发现抑制MED19 表达后细胞增殖、集落形成能力均显著降低[23-24]；MED19 通过抑制上皮细胞向间质细胞的转变中的相关基因(NCatherine、Vimentin、ZEB2、Snail-1 和Snail-2)，降低细胞的侵袭转移能力[25]；Weber 等[26]发现MED19 改变前列腺癌细胞雄激素受体占位和基因表达，在低雄激素条件下驱动单胺氧化酶A 的表达和生长。在动物研究中，Yu 等[23]发现沉默MED19 基因后裸鼠肿瘤生长与对照组相比受到显著抑制。在人体标本研究中，李勋钢等[27]对经病理确诊的、术前未经辅助化疗和放疗的60 例前列腺癌标本及癌旁组织以及30 例前列腺增生组织进行分析，发现MED19 在前列腺癌组织阳性表达率显著高于癌旁前列腺组织及增生前列腺组织，其表达与Gleason 评分、TNM 分期、切缘阳性率、淋巴结转移相关，且其高表达与无生化复发生存率呈显著负相关。Wang 等[28]通过对54 例雄激素依赖性前列腺癌(advanced metastatic prostate cancer，ADPC)和54 例去势抵抗性前列腺癌(castrationresistant prostate cancer，CRPC)进行病理组织分析和肿瘤细胞提取培养发现，相较于较早期的ADPC、CRPC 组织中MED19 高表达，伴有高浓度的炎症因子，在CRPC 细胞中敲低MED19 可抑制细胞转移和增殖。除此之外，Imberg-Kazdan等[29]通过对全基因组RNA 进行干扰和筛选，确定MED19 为雄激素受体调节因子，MED19 在人前列腺癌细胞中的缺失降低了雄激素受体靶基因的表达，同时降低了雄激素依赖性和去势抵抗性前列腺癌细胞的增殖。

MED19 与前列腺癌的相关性研究得到了国内外研究者们广泛的参与，共同得出结论——MED19 可作为雄激素受体的调节因子，促进前列腺癌发展，降低生存率。与此同时，通过体内和体外实验，发现MED19 在另一泌尿系统高发肿瘤膀胱癌中也扮演着类似的角色。在膀胱癌的研究中，通过RNAi 沉默MED19 基因后，人膀胱癌T24 细胞、UM-UC3 细胞和5637 细胞生长、增殖和迁移能力均显著减弱，且裸鼠成瘤能力受到显著抑制，同时MED19 沉默后Wnt/β-catenin 通路活性降低[30]。

在持续多年的关注下，未来MED19 与泌尿系统肿瘤相关性的研究也将不再停留于表型的重复验证，而是进一步对前列腺癌与雄激素、膀胱癌和相关信号通路的机制进行探索和再验证。

2.5 妇科肿瘤 在卵巢癌的研究中，通过RNAi 对人卵巢癌SKOV-3 细胞沉默MED19 基因，发现抑制MED19 表达后细胞增殖、集落形成能力、抑癌基因PTEN 表达量和磷酸化AKT 水平显著降低[31]。除此之外，Cai 等[32]采用TCGA 数据库、GEO 数据库、GO 等数据库分析筛选基因，发现MED19 是卵巢癌生存相关的风险基因。

在宫颈癌的研究中，Zhang 等[33]通过对放化疗前8 例宫颈癌组织样本进行分析，发现miR-4778-3p 在复发或转移患者中的表达显著低于对照组，使用耐辐射人宫颈癌HeLa 细胞和SiHa细胞，miR-4778-3p 可通过特异性结合MED19 和NR2C2，并负向调控其表达，显著抑制照射后细胞的增殖、侵袭和迁移。

由此可见MED19 与妇科肿瘤相关研究略显单薄，但依旧可以看出在卵巢癌和宫颈癌中，MED19可能促进肿瘤生长、转移和复发的趋势，未来还需更多强有力的数据来探索验证。

2.6 其他肿瘤 MED19 在其他肿瘤的增殖、迁移和耐药性等过程中也发挥着重要作用。Bao 等[34]通过体外实验证明二甲双胍可通过其DNA 去甲基化增加miR-570-3p，miR-570-3p 的上调，抑制靶蛋白MED19 和ATG12 的翻译，诱导自噬抑制，从而逆转骨肉瘤的侵袭抑制。舌癌组织中MED19的阳性表达率显著高于正常舌组织[35]。采用RNAi对人舌癌Tca8113 细胞、SCC-9 细胞沉默MED19基因，可抑制MED19 表达，显著抑制了细胞增殖，同时提高了舌鳞癌细胞对顺铂的敏感性[36]。在喉癌的研究中，Zhao 等[37]发现MED19 的敲低可抑制细胞增殖和迁移，并可通过激活Caspase-3、Caspase-9 和Apaf-1 诱导细胞凋亡，降低裸鼠致瘤性。此外，Xiang 等[38]发现MED19 还可作为潜在的Wnt/β-catenin 信号通路靶向基因，与多形性胶质母细胞瘤的总体生存预后显著相关。关于MED19 与其他肿瘤在发生发展机制和临床预后等方面的相关性仍有待更多研究补充。

3 总结与展望

MED 几乎参与真核细胞所有的转录过程，其在人体各器官系统中的组分和结构存在着特异性，这些变化的重要性及复杂性也使得MED 在人体中的研究充满挑战。越来越多的研究表明MED19 与肿瘤的发生发展相关。如上所述，通过体内、体外研究的表型及部分肿瘤的初步机制验证，可证明MED19 与多种系统的肿瘤的增殖、侵袭与转移呈正相关(表1)。

表1 MED19 与肿瘤发展的可能相关信号通路汇总Tab. 1 Possible signaling pathways associated with MED19 and tumor development

近年来，肿瘤的精准治疗得到了长足进步，但如何让起病隐匿、侵袭力强、远期生存率低的肿瘤患者得到及时的预测和治疗，仍是临床需要攻克的难题。目前，关于MED19 在肿瘤中表达及其生物学功能的探究仍存在不足。一方面，MED19在肿瘤化疗耐药和细胞自噬等方面的作用机制仍有待深入探究；更多新的实验方法，如单细胞测序、类器官培养和多组学分析等可进一步应用以优化研究技术，验证具体机制。另一方面，MED19 与肿瘤临床分期、表型和预后之间联系的特异性有待更多临床试验补充证明，其有望与人工智能、预测模型和机器学习等大数据分析方法相结合。

通过未来进一步的机制探究，MED19 或可作为一个有效的肿瘤干预靶点，在精准医学时代为肿瘤的治疗及预后提供新的思路与途径。

作者贡献刘鹿：文献总结，论文撰写；陈良安：论文的选题、审阅和修改。

利益冲突所有作者声明无利益冲突。