转录因子E2F2 在恶性肿瘤生物学功能中研究进展*

张 铭，汤卫霞，盛美红

（南通大学第二附属医院/南通市第一人民医院影像科，江苏 226001）

细胞周期相关转录因子E2F 是在腺病毒研究中发现的,可以启动E2 基因转录。目前已发现8 个E2F 家族成员,分别为E2F1～E2F8。E2F 家族各成员的结合蛋白有所不同,E2F1、E2F2 和E2F3a 仅与视网膜母细胞瘤蛋白（pRB）结合,是细胞进入S 期的必要因素;E2F4 和E2F5 与视网膜母细胞瘤样蛋白1（p107）和视网膜母细胞瘤样蛋白2（p130）结合;E2F3b 和E2F4～E2F8 被认为是“阻遏物”,抑制大部分重叠靶基因组的表达;E2F6～E2F8 缺乏口袋蛋白结合域,以不依赖于口袋蛋白的方式抑制转录[1]。E2Fs 家族是一组调节细胞周期和凋亡的重要转录因子,广泛参与各种癌症发生,在细胞增殖和细胞周期调节中起着重要作用。有学者发现乳腺癌组织中E2F1～3 和5～8 表达水平高于正常乳腺组织,而E2F4 表达水平低于正常乳腺组织[2]。E2F2 作为转录激活因子在肿瘤细胞周期中起着重要作用,成为最近研究热点。

1 E2F2 生物功能概述

E2F2 基因定位于01p36,编码由438 个氨基酸组成、分子量为47.5 kDa 的蛋白质[1],超过46%氨基酸与E2F1 同源。E2F2 发挥原癌基因功能,促进肿瘤细胞的增殖。E2F2 主要以细胞周期依赖方式与视网膜母细胞瘤（retinoblastoma,RB）蛋白结合,以Rb/E2F 复合物形式参与调节细胞周期、DNA 合成检查点和细胞凋亡。E2F2 作为调节细胞有丝分裂的重要因子,调节淋巴细胞分裂和细胞周期相关基因表达。E2F2 蛋白从细胞质运输到细胞核,与基因启动子结合,刺激靶基因转录,在哺乳动物和植物细胞周期的G1/S 转变中发挥重要作用。E2F2 启动G1/S 转变所需的转录,维持RB 介导的E2F2 抑制,从而阻止细胞周期从G1 期进展到S 期,而RB 失活可导致E2F2 活性的释放和激活[3]。有研究发现,E2F2 具有促炎作用,如E2F2 促进类风湿性关节炎滑膜成纤维细胞炎症因子的分泌,影响关节炎的发展[4]。有学者发现,敲低E2F2 可显著提高人骨髓瘤MM.1S 细胞的粘附水平,提高FN1、PECAM1、ICOSLG 等细胞粘附相关基因的表达,减弱MM.1S 细胞的侵袭能力[5]。

2 E2F2 在肿瘤中的研究进展

2.1 E2F2 在头颈部恶性肿瘤中的作用 ZHANG等[6]研究发现,胶质瘤组织中过表达的E2F2 通过增加PFKFB4 表达和激活PI3K/AKT 通路,促进胶质瘤细胞糖酵解正向反应,抑制E2F2 可显著减少细胞葡萄糖消耗。实验发现,E2F2 在胶质瘤组织中表达增加,具有促进肿瘤增殖和转移作用,E2F2 低表达患者5 年生存率明显高于高表达患者。microRNA Let-7 家族成员Let-7b 上调可抑制胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭,而过表达E2F2 可部分消除Let-7b对胶质瘤和胶质瘤干细胞增殖的抑制作用[7]。miR-218 通过直接靶向E2F2 调控胶质瘤细胞周期、增殖和代谢,在G1 期阻滞细胞周期[8]。长链非编码RNA（lncRNAs）与肿瘤增殖、分化、转移密切相关。FLVCR1-AS1 是一个较少被研究的lncRNAs,在胶质瘤组织和细胞系中高度表达,FLVCR1-AS1 通过海绵化miR-4731-5p 上调E2F2 表达而发挥致癌作用。FLVCR1-AS1/miR-4731-5p/E2F2 轴是胶质瘤中新发现的信号通路,可能是潜在的治疗靶点[9]。

2.2 E2F2 在呼吸系统恶性肿瘤中的作用 CHEN等[1]对86 例非小细胞肺癌（NSCLC）标本进行免疫组化分析,发现肿瘤组织中E2F2 表达明显升高,是肺癌预后标志物。miR-519 在肺癌细胞中过表达,通过抑制E2F2 转录活性和PI3K/AKT 通路,抑制细胞活力,促进细胞凋亡,影响癌细胞增殖、迁移及侵袭能力[10]。国内外大量研究显示,miRNA-126-3p 低表达与肺癌的发生和进展有关,可能是肺癌早期诊断和预后的生物标志物[11]。在人NSCLC 细胞A549 中,miR-936 通过靶向E2F2 蛋白抑制细胞增殖和侵袭能力,发挥抗肿瘤作用[12]。在肺癌组织和细胞中,lncRNA 烟酰胺核苷酸反氢化酶反义RNA 1（nicotinamide nucleotide transhydrogenase antisense RNA 1,NNT-AS1）和E2F2 表达上调,miR-3666 表达下调,NNT-AS1 通过miR-3666 调控E2F2,下调NNTAS1 可降低肺癌细胞的增殖和侵袭能力,为肺癌治疗提供了一个有前途的策略[13]。综上所述,E2F2 作为肺癌促癌基因,过表达E2F2 可加速肺癌细胞生长、细胞周期进展和细胞运动,而低表达E2F2 可抑制这些恶性表型,E2F2 作为一个重要靶点为肺癌诊治及预后预测提供新的希望。

2.3 E2F2 在消化系统恶性肿瘤中的作用 LI 等[14]从TCGA 数据库下载407 例胃癌患者的临床信息,多因素回归分析发现,E2F2 mRNA 高表达及高病理分期与总生存期、肿瘤侵袭性及预后不良密切相关。负延伸因子复合体成员E（negative elongation factor complex member,NELFE）是一种RNA 结合蛋白,可以直接与E2F2 的3’UTR 结合,促进E2F2 的表达,加速胃癌的增殖、转移。下调E2F2 和NELFE 的表达可以抑制胃癌细胞的增殖和迁移[15]。miR-31 异位表达抑制肿瘤细胞活力、促进凋亡、阻断G1 进展、抑制体外迁移侵袭和体内生长。E2F2 作为miR-31的直接靶点,与胃癌分化差、淋巴结转移、T 分期晚期及生存率差显著相关,E2F2 与miR-31 水平呈负相关,miR-31 通过抑制E2F2 表达发挥抑制肿瘤作用[16]。也有学者研究发现E2F2 的抑癌作用。YU 等[17]研究发现lncRNA H19 在胃癌组织表达升高,通过miR-138/E2F2 轴发挥促肿瘤功能。E2F2 受miR-138 负调控,lncRNA H19 靶向miR-138,导致E2F2上调,可减弱H19 引起的胃癌细胞恶性生物学行为。LIU 等[18]研究表明,E2F1/2/3/5/7/8 是胃癌患者预后良好的预测因子。

ZENG 等[19]比较374 例肝细胞癌（HCC）组织和50 例正常肝组织中E2F2 的表达,结果显示E2F2 在HCC 中的表达显著上调,高E2F2 表达与组织学分级低、临床分期晚、淋巴结转移多、血清AFP 值高密切相关。lncRNA ZEB1-AS1 作为miR-365a-3p 竞争性内源性RNA,在肝癌细胞中起正向调节E2F2 表达的作用,促进癌细胞增殖[20]。研究发现,E2F2 和ECT2 是miR-490-5p 作用靶点,miR-490-5p 通过下调E2F2 和ECT2 的表达抑制肝癌细胞的转移[21]。ANCCA/PRO2000-miR-520a-E2F2 调控环协同促进HCC 细胞增殖,ANCCA/PRO2000 正向调节E2F2 mRNA 和蛋白的表达,同时靶向抑制miR-520a 的表达,通过促进HCC 细胞周期的进展来增强细胞增殖[22]。

E2F2 促进胰腺癌细胞由G1 期进入S 期,增强细胞增殖。长链非编码RNA 分化拮抗非蛋白编码RNA（lncRNA DANCR）在胰腺癌组织中过表达,与肿瘤大小、TNM 分期、淋巴结转移及患者较短生存期显著相关,E2F2 是miR-214-5p 的直接靶点,lncRNA DANCR 通过miR-214-5p 正向调节E2F2的表达,促进胰腺癌的增殖和侵袭[23]。E2F2 过表达还可通过调节E2F2-RRM2-DCK 轴,增强胰腺癌细胞对吉西他滨耐药性[24],抑制E2F2 表达可能是提高吉西他滨疗效的可能途经。

2.4 E2F2 在乳腺癌中的作用 研究表明,E2F2 是与乳腺癌相关基因之一,是关键的调控因子[25]。SUN等[26]研究发现,E2F2 在乳腺癌组织中的表达水平高于正常组织,在髓样癌、浸润性导管癌和浸润性癌中的表达更高,E2F2 高水平与乳腺癌患者不良的总生存期、无进展生存期及进展后生存期显著相关。LINC00511 是新发现的基因间长链非编码RNA,LINC00511 高表达与乳腺癌淋巴结转移、肿瘤大小及分子亚型密切相关,LINC00511 通过上调Wnt10A、E2F2、TGFA 和MET 促进乳腺癌的发生发展[27]。circ-RPPH1 是新发现的非编码环状RNA 并且在乳腺癌中高表达,E2F2 与miR-146b-3p 负相关,而与circ_RPPH1 正相关,circ_RPPH1、miR-146b-3p 和E2F2 之间存在调控相关性。E2F2 调控通路可能只是circ_RPPH1 介导乳腺癌进展的下游机制之一。circ_RPPH1 作为miR-146b-3p 的内源竞争RNA,通过下调miR146b-3p 来促进E2F2 调节乳腺癌细胞的生长和转移能力,降低miR-146b-3p 对E2F2 的抑制作用,circ_RPPH1/miR-146b-3p/E2F2轴可以促进乳腺癌进展[28]。还有研究可以证明E2F2的促癌作用,比如过表达的miR-638 通过抑制E2F2降低了CD24/CD44+细胞的比例以及SOX2 和OCT4的水平,同时过表达的miR-638 通过抑制E2F2 从而抑制乳腺癌干细胞自我更新、细胞增殖和侵袭能力[25]。也有学者提出相反意见,认为E2F2 在myc 基因介导的乳腺肿瘤中具有抑癌作用[29]。

2.5 E2F2 在骨肌系统恶性肿瘤中的作用 下调E2F2 可通过过表达miR-218 抑制骨肉瘤细胞增殖,上调E2F2 可通过沉默miR-218 促进骨肉瘤细胞增殖,证实E2F2 促进骨肉瘤的发生[30]。miR-Let7A 通过诱导细胞阻滞在G1/G0 期,抑制骨肉瘤细胞增殖。E2F2 是miR-Let7A 的靶基因,miR-Let7A 抑制E2F2 表达。骨肉瘤患者血液中miR-Let7A 表达显著下调,与E2F2 表达呈负相关,在骨肉瘤细胞增殖和肿瘤发生中发挥重要作用[31]。

2.6 E2F2 在生殖系统恶性肿瘤中的作用 LBX2-AS1 是卵巢癌促癌lncRNA,通过抑制miR-455-5p和miR-491-5p 而增加E2F2 表达,促进卵巢癌细胞生长、迁移、侵袭和肿瘤形成[32]。紫杉醇在卵巢癌治疗中起着不可或缺的作用,而紫杉醇的耐药性决定了患者的预后,在紫杉醇耐药卵巢癌细胞中miR-522 的表达下调、E2F2 过表达,E2F2 作为miR-522-3p 的直接靶点,通过控制G1 期到S 期进展,在紫杉醇耐药性中发挥了关键作用,miR-522-3p 通过下调E2F2 减弱紫杉醇耐药程度[33]。研究发现,E2F1/2/3/7/8 在子宫内膜癌组织中表达上调,E2F2/3/8 表达却与耐药性呈负相关[34]。因此,E2F2 在子宫内膜中的作用仍需进一步研究。E2F2 在宫颈癌中过表达,且与淋巴结血管浸润、间质浸润深度、较短的总生存期和无病生存期有关,体外实验表明E2F2 和E2F7 参与HPV 阳性和阴性宫颈癌细胞增殖、迁移和细胞周期调节[35]。

2.7 E2F2 在泌尿系统恶性肿瘤中的作用 研究发现miRNA-93 和miRNA-195 是三层网络的控制者,也是众多膀胱癌相关靶基因的调节者。E2F1 和E2F2 是miR-93 重要靶基因,通过与特定蛋白或转录因子特异性DNA 结合形成复合物,参与膀胱癌凋亡过程。同时,AKT3 是miR-195 重要靶基因,其表达与PI3K-Akt-mTOR 信号通路和AMPK-mTOR 信号通路相关[36]。lncRNA DLEU2 过表达促进前列腺癌的增殖、迁移和侵袭,DLEU2 高表达与患者不良预后相关。前列腺癌中E2F2 激活DLEU2 的转录,促进血清和糖皮质激素诱导的蛋白激酶1（SGK1）表达,促进前列腺癌的进展[37]。E2F2 在泌尿系肿瘤发生发展中发挥促癌基因作用,其表达水平下调可以抑制肿瘤细胞。

3 展望与思考

近年来研究发现,E2F2 可促进多种肿瘤的进展,在胶质瘤和骨肉瘤中E2F2 是miR-218 的直接靶标,miR-let7 家族成员过表达抑制E2F2 的表达,从而抑制肿瘤细胞生长。然而,GAO 等[38]使用蛋白质印迹和荧光素酶报告基因检测确定E2F2 是miR-155 的直接靶标,E2F2 过表达可减弱肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma,ccRCC）细胞生长、迁移和侵袭,miR-155 通过靶向ccRCC 细胞中E2F2而发挥促癌作用。因此,不能简单将E2F2 归为肿瘤促进因子或抑制因子。今后仍需进一步明确E2F2在肿瘤发展中的分子机制,充分发挥E2F2 作为诊断、预后和治疗靶点的潜力。