RUNX3基因與惡性腫瘤的研究新進(jìn)展

李 泳(綜述)，劉久華(審校)

(蚌埠醫(yī)學(xué)院附屬連云港市第二人民醫(yī)院泌尿外科，江蘇 連云港 222006)

Runt-related transcription factor 3(RUNX3)基因是一個(gè)腫瘤抑制基因,定位于染色體1p36，全長(zhǎng)為67 kb，為RUNX家族中最小的一個(gè)，含P1、P2 2個(gè)啟動(dòng)子及6個(gè)外顯子，其與RUNX1、RUNX2基因皆同屬于RUNX家族,基因有2個(gè)大的保守CpG島,其中1個(gè)位于外顯子6的起始位,而另1個(gè)則位于外顯子2附近[1]。RUNX3基因表達(dá)沉默與其高甲基化和雜合性缺失密切相關(guān)。甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑通過逆轉(zhuǎn)RUNX3基因高甲基化而恢復(fù)其基因的正常表達(dá)，起到明顯的抑制腫瘤作用。現(xiàn)就RUNX3基因與惡性腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 RUNX3基因的作用機(jī)制

RUNX家族基因產(chǎn)物在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)參與介導(dǎo)的細(xì)胞周期中起調(diào)控作用，TGF-β在絕大多數(shù)各類細(xì)胞生長(zhǎng)、分化中起抑制作用，在細(xì)胞周期中其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生異常會(huì)造成各類腫瘤的產(chǎn)生及發(fā)展，且TGF-β在細(xì)胞的調(diào)控、分化與凋亡的過程中發(fā)揮著極其重要的作用[2]。研究發(fā)現(xiàn),RUNX3基因可能為TGF-β轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在細(xì)胞中重新恢復(fù)RUNX3持續(xù)較高的表達(dá)，可出現(xiàn)胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9上調(diào)及Bcl-2下調(diào)，導(dǎo)致其細(xì)胞發(fā)生凋亡。RUNX3基因主要失活機(jī)制是雜合性缺失和啟動(dòng)子的高甲基化,由此說明RUNX3對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和凋亡起重要作用[3]。突變RUNX3所致的功能失活、表觀遺傳沉默及胞質(zhì)定位錯(cuò)誤常被發(fā)現(xiàn)及被認(rèn)為是腫瘤多樣化的起源，這表明在腫瘤發(fā)生和發(fā)展為惡性腫瘤的早期，RUNX3獨(dú)自失活是作為一個(gè)主要的風(fēng)險(xiǎn)因子而存在[4]。

2 RUNX3基因與腫瘤的關(guān)系

2.1RUNX3基因與胃癌 Sakakura等[5]用互補(bǔ)DNA微點(diǎn)陣的方法發(fā)現(xiàn)RUNX3表達(dá)下調(diào)在原發(fā)性胃癌大約為75%左右，而伴胃癌腹腔腹膜轉(zhuǎn)移為100%。實(shí)驗(yàn)者將轉(zhuǎn)染有外源性RUNX3胃癌細(xì)胞系注入裸鼠腹腔內(nèi)，建立起來的胃癌腹膜轉(zhuǎn)移模型中出現(xiàn)了輕度抑制細(xì)胞增殖及TGF-β誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡抑制和黏膜增殖，抗增殖和凋亡效應(yīng)均提示RUNX3基因表達(dá)沉默促進(jìn)胃癌的腹腔轉(zhuǎn)移可在適度的TGF-β誘導(dǎo)下出現(xiàn)。由此得出結(jié)論：抑制RUNX3表達(dá)可通過刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子和黏附分子等途徑提高胃癌發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。胃癌抑制基因RUNX3是TGF-β信號(hào)通路組合中的一部分,此通路相關(guān)基因在多種癌癥中常有改變。張春燕等[6]通過構(gòu)建人RUNX3的真核細(xì)胞表達(dá)載體pcDNA3.1-RUNX3的方法研究了人低分化前胃癌細(xì)胞，結(jié)果顯示:RUNX3的表達(dá)水平在轉(zhuǎn)染pcDNA3.1-RUNX3的細(xì)胞中明顯高于轉(zhuǎn)染空載體pcDNA3.1的細(xì)胞，細(xì)胞在轉(zhuǎn)染了pcDNA3.1-RUNX3后胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9高表達(dá)而Bcl-2未能檢測(cè)到。由此得出,在人低分化前胃癌細(xì)胞中，RUNX3可通過調(diào)控凋亡系統(tǒng)的表達(dá)從而促進(jìn)人低分化前胃癌細(xì)胞的凋亡。

2.2RUNX3基因與肝癌 高鋒利等[7]用多種方法檢測(cè)RUNX3基因在人類肝細(xì)胞性肝癌和癌旁組織中的表達(dá)情況，采用的免疫組織化學(xué)、蛋白免疫印跡和反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)3種方法均顯示RUNX3在人類肝細(xì)胞性肝癌中的表達(dá)率明顯低于癌旁組織。由此看出，RUNX3的表達(dá)下調(diào)與人類肝細(xì)胞性肝癌的發(fā)生相關(guān)。張海元等[8]使用甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)檢測(cè)了5種肝癌細(xì)胞系RUNX3基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化狀態(tài)，得出甲基化是肝癌中RUNX3基因失活的主要機(jī)制。RUNX3基因甲基化在肝癌發(fā)展中是一個(gè)相對(duì)早期事件，并且與組織分化程度、微血管浸潤(rùn)和臨床分期有密切的關(guān)系。

2.3RUNX3基因與胰腺癌 Wada等[9]為了研究胰腺癌與RUNX3基因異常的關(guān)系，對(duì)12例胰腺癌細(xì)胞株進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)，75%(9/12)胰腺癌細(xì)胞株由于發(fā)生了RUNX3基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化，經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白免疫印跡分析證實(shí)沒有RUNX3表達(dá)；而用去甲基化抑制藥物進(jìn)行處理后，這9例細(xì)胞株的RUNX3基因均重新恢復(fù)表達(dá)。Nomoto等[10]研究了32例原發(fā)性胰腺癌組織，其中62.5%出現(xiàn)RUNX3基因啟動(dòng)子高甲基化,34.3%有等位基因缺失，經(jīng)去甲基化藥物處理后的胰腺癌細(xì)胞株P(guān)arle-1的RUNX3蛋白表達(dá)增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)裸鼠的致癌性明顯降低。以上研究說明RUNX3基因可能是胰腺癌相關(guān)的一個(gè)重要的腫瘤抑制基因，且RUNX3基因在胰腺癌形成中發(fā)揮了重要作用。一般認(rèn)為，高甲基化與等位基因的缺失是RUNX3基因失活的常見機(jī)制，腫瘤預(yù)后較差與RUNX3的高甲基化有明顯的相關(guān)性。

2.4RUNX3基因與結(jié)腸癌 Ku等[11]收集了32例結(jié)腸癌組織標(biāo)本進(jìn)行分析，采用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)及甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)等方法進(jìn)行分析,其中16例細(xì)胞系發(fā)現(xiàn)RUNX3基因表達(dá)水平較低或無表達(dá)，12例存在RUNX3基因啟動(dòng)子CpG島的過度甲基化，其余4例細(xì)胞株既無表達(dá)也無甲基化。給予抗甲基化藥物治療后,部分RUNX3基因再度重新表達(dá),提示RUNX3基因啟動(dòng)子區(qū)域的過度甲基化與結(jié)腸癌的發(fā)生密切相關(guān)。陳秀娟等[12]收集檢測(cè)86例大腸癌標(biāo)本，采用免疫組織化學(xué)方法，結(jié)果顯示：RUNX3的陽(yáng)性表達(dá)率在大腸癌中明顯偏低，低于大腸腺瘤和不典型增生的表達(dá)率。

2.5RUNX3基因與肺癌 Tan等[13]研究了20例非小細(xì)胞肺癌患者,其中55.0%肺癌組織出現(xiàn)RUNX3基因甲基化；RUNX3基因在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系有50.0%(10/20)、肺腺癌細(xì)胞系有50.0%(8/16)及鱗癌細(xì)胞系有33.3%(1/3)出現(xiàn)了表達(dá)缺失。Araki等[14]發(fā)現(xiàn),肺腺癌中RUNX3高表達(dá)病例(79.9%)相比低表達(dá)者(57.5%)的5年生存率明顯偏高，且甲基化程度隨腫瘤侵犯進(jìn)展而增加。提示RUNX3基因在肺癌的發(fā)病過程中起著重要的作用,甲基化是其失活的主要方式，而RUNX3可能作為一個(gè)預(yù)后診斷因素和一個(gè)分子治療靶目標(biāo)。

2.6RUNX3基因與乳腺癌 Hwang等[15]報(bào)道，在乳腺癌中RUNX3信使RNA表達(dá)水平與RUNX3蛋白水平相一致。RUNX3也可通過啟動(dòng)子高甲基化機(jī)制而失活。52%的乳腺癌組織出現(xiàn)明顯甲基化，RUNX3蛋白水平較低，而鄰近正常乳腺組織中不能檢測(cè)到明顯甲基化。除了高甲基化，雜和性缺失也參與了RUNX3基因表達(dá)下調(diào)的失活。

2.7RUNX3基因與膀胱癌 Kim等[16]研究124例膀胱癌病例和7個(gè)膀胱癌細(xì)胞系，其中DNA甲基化率分別為73%(90/124)和86%(6/7)，與之相匹配的正常膀胱黏膜未見明顯甲基化，研究提示，RUNX3甲基化與淺表性膀胱癌復(fù)發(fā)以及腫瘤發(fā)生、發(fā)展呈明顯正相關(guān)。溫機(jī)靈等[17]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，RUNX3蛋白有促進(jìn)T24細(xì)胞凋亡的作用，指出RUNX3基因可作為膀胱癌基因治療的新靶點(diǎn)。楊娜等[18]報(bào)道，在33例膀胱癌患者中21例(63.6%)RUNX3基因甲基化,與之相匹配的3例正常膀胱組織未發(fā)現(xiàn)其甲基化。Wolff等[19]報(bào)道與楊娜類似，指出檢測(cè)RUNX3基因CpG島的甲基化，可以作為早期篩查高危人群是否發(fā)病的生物學(xué)標(biāo)志。

2.8RUNX3基因與皮膚癌 Salto-Tellez等[20]研究了75例基底細(xì)胞癌組織標(biāo)本，用組織微點(diǎn)陣技術(shù)檢測(cè)了RUNX3蛋白表達(dá)情況，并給予DNA測(cè)序分析，結(jié)果顯示所有標(biāo)本RUNX3蛋白均高表達(dá)，且所有過度表達(dá)RUNX3蛋白都是正常的無任何突變。他們認(rèn)為RUNX3在許多腫瘤中是抑癌基因，在某些腫瘤中甚至還是原癌基因。Zhang等[21]用免疫組織化學(xué)法研究了440例黑色素瘤和88例皮膚良性痣，結(jié)果顯示，RUNX3基因在正常痣的表達(dá)為56%、混合痣為54%、原位黑色素瘤為33%、轉(zhuǎn)移性黑色素瘤為24%，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，RUNX3基因在發(fā)育不良痣與初發(fā)黑色素瘤和進(jìn)展期黑色素瘤中，以及原發(fā)性黑色素瘤和進(jìn)展期黑色素瘤中的表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。RUNX3的失表達(dá)與黑色素瘤患者5年生存率呈正相關(guān)，有望成為評(píng)估黑色素瘤預(yù)后的重要獨(dú)立標(biāo)志。

3 結(jié) 語(yǔ)

關(guān)于RUNX3的失活機(jī)制、抑癌機(jī)制、突變機(jī)制及其與惡性腫瘤關(guān)系的研究正在不斷深入,這些對(duì)機(jī)體的正常生長(zhǎng)發(fā)育和多種疾病的發(fā)生、發(fā)展都有極其重要的作用。目前仍有很多問題尚不清楚，需要進(jìn)一步確定。去甲基化藥物可以逆轉(zhuǎn)RUNX3表達(dá),新的研究進(jìn)展使RUNX3有望成為腫瘤診斷新標(biāo)志及腫瘤基因治療的新靶點(diǎn)。但目前RUNX3基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制及RUNX3與TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的作用機(jī)制以及網(wǎng)絡(luò)調(diào)控關(guān)系尚未完全明確,其可能成為RUNX3基因的熱門研究方向。

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