SET 蛋白在腫瘤中的作用及其治療潛力

趙 娜 郭長纓*

（中國藥科大學，江蘇 南京210000）

SET，根據其功能也稱為模析激活因子-Iβ（TAF-Iβ），蛋白磷酸酶抑制劑2（I2PP2A），IGAAD 和PHAPII，在人體組織中普遍表達，是一種涉及多功能的癌蛋白，主要包括凋亡，基因轉錄與復制，DNA損傷修復，核小體裝配，組蛋白伴侶和雄激素合成等。與在不同細胞類型中變化的SET-α 相比，SET-β 的表達更廣泛且相對恒定。SET-β 啟動子不含TATA，并且富含G / C。MYC，SP1，RUNX1 和GATA2 形成調節SET-β 轉錄激活的多蛋白轉錄復合物，同時近端啟動子區域中4 個鋅指和X連鎖因子（ZFX）結合位點對于SET-β 的反式激活至關重要[1]。

SET首先被鑒定為與急性未分化白血病患者的CAN基因融合的易位基因，對該融合基因的研究揭示了SET與癌癥發生及其轉移之間的聯系。另外，由于其在細胞功能中的作用，其失調，尤其是過表達，還能導致阿爾茨海默癥，多囊卵巢綜合征[2]等。SET被普遍認定為一種細胞核蛋白，在穩態條件下，SET 蛋白的一部分以隨機的方式轉移到細胞質中。 已經鑒定6AKVSKK11和168KRSSQTQNKASRKR181為SET 蛋白的核定位信號。除核定位信號，SETβ 的亞細胞定位受磷酸化，K68 位SUMO 酰化[3]，蛋白酶切割（例如GZMA和AEP）及其酸性尾部的調控。最近，在了解SET的生理和病理功能方面已經取得了重大進展。在這種情況下，我們將SET與功能病理的聯系及其作為潛在治療靶標的前景作一綜述。

1 SET 與腫瘤

SET在快速分裂的細胞中表達高，并且能起癌基因的作用，促進腫瘤發生[4，5]，且SET 蛋白已被證明在不同類型惡性腫瘤中過表達，例如乳腺癌[6]，卵巢癌[7]，肝癌[8]，非小細胞肺癌[9]等。SET在腫瘤發生與進展中發揮重要作用的可能機制如下：

1.1 PP2A抑制劑

PP2A通過負調節許多致癌相關信號通路，在腫瘤轉化中發揮關鍵作用[10]，并可作為治療靶標。SET 的C 末端酸性結構域與PP2Ac 相互作用抑制PP2A 的磷酸酶活性被認為是其與癌癥相關的最常見機制。SET 通過干擾PP2A 介導的磷酸化并激活Akt[11]，Erk，c-Jun[12]，c-Myc，促 分 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶，BCR-ABL 和β-catenine 等致癌信號，從而促進腫瘤的發展[13]。此外，SET介導的PP2A 抑制促進了癌細胞對藥物治療的抗性的發展。例如SET /PP2A / p-Akt 信號轉導與紫杉醇在NSCLC中的作用有關。SET過表達會影響CRC細胞對以奧沙利鉑為基礎的化療的敏感性，拮抗SET可恢復腫瘤對化療的敏感性。此外，Agarwal 等表明，其他SET抑制作用克服了由多種機制引起的髓樣白血病細胞的耐藥性[14]。此外，SET 的上調與肝癌，卵巢癌和結腸直腸癌[15]的不良臨床結果相關。同時，SET的異位表達還促進了結腸癌，非小細胞肺癌和血液系統惡性腫瘤對化療藥物的耐藥性。這些結果表明SET可能是預測藥物敏感性的生物標志物和增強當前抗癌治療的治療靶標。

1.2 細胞周期與染色體不穩定性

有絲分裂畸變會導致非整倍性或基因組不穩定，這是人類惡性腫瘤的特征，SET與有絲分裂聯系密切。首先，SET抑制PP2A對姐妹染色單體的分解很重要。其次，SET 通過與細胞周期抑制劑p21Cip1 直接相互作用來影響細胞周期進程，從而導致細胞周期蛋白依賴性激酶CDK1 和E-CKD 2 活性的抑制。同時CDK1 在有絲分裂期間使SET S7（異構體1）磷酸化，這對于精確的有絲分裂和致癌活性是必需的[16]。另一方面，SET的敲低延遲了有絲分裂進程并抑制了G2 / M過渡。SET還有助于在細胞分裂過程中從染色體上去除磷酸化的組蛋白H1 和Shugoshins[17]。Shugoshin-like（Sgo）蛋白與PP2A協同作用，以防止過早地去除著絲粒粘著蛋白。最后，SET與染色質結合可以被組蛋白H2B絲氨酸6（H2B S6ph）的磷酸化損壞，這對于有絲分裂保真度很重要[18]，因此H2B S6ph 修飾可能有助于預防經常在癌細胞中發生的染色體不穩定和非整倍性。以上研究均表明SET可能通過有絲分裂的失調發揮其致癌作用。

1.3 染色質可及性

在真核細胞中，組蛋白修飾，染色質重塑復合物和組蛋白伴侶是調節染色質可及性的重要因素，從根本上影響轉錄活性和細胞周期進程。SET，TAF-1α 和pp32 組成INHAT蛋白復合物，通過結合并掩蓋組蛋白的賴氨酸來抑制p300 / CBP 和PCAF 介導的組蛋白乙酰化。同時還可以通過抑制DNA脫甲基酶和DNA 之間的締合來影響DNA的甲基化狀態。p53 通過轉錄調控眾多RNA聚合酶II 轉錄的基因來發揮抑癌作用。SET的INHAT結構域還通過結合p53 的C端低乙酰化賴氨酸殘基抑制p53 靶啟動子乙酰化來誘導p53 靶基因的轉錄抑制。SET 通過酸性結構域直接與p53 結合抑制其轉錄活性，但是SET 介導的阻遏作用被應激誘導的p53 CTD 乙酰化所消除[19]，與SET 相互作用的喪失激活了p53，導致小鼠異種移植模型中的腫瘤消退。此外，SET可通過上調Bcl-2 和下調Bax和caspase-3 來調節膠質母細胞瘤細胞的增殖和凋亡[20]。

1.4 DNA損傷及修復

在癌細胞中氧化應激通常發生，可導致染色體畸變，DNA損傷和突變，從而顯著促進腫瘤的發展和進展。SET通過促進編碼細胞抗氧化劑防御蛋白的基因（例如PRDX2，PRDX6，SOD2，TXN，UCP2 和UCP3.22）的表達來保護細胞免受輕度的氧化應激。SET蛋白充當同源重組和DNA損傷反應的阻遏物調節DNA修復。首先，DNA斷裂處的SET / KAP1 / HP1 / H3K9me3 關聯導致染色質保留并為DNA修復創造了抑制性環境[21]。異源二聚體Ku70 / 80 的募集是非同源末端連接（NHEJ）修復途徑的第一步。一旦發生DNA損傷，Ku70 / 80 從SET上解離，并通過CBP / p300 恢復乙酰化狀態，從而使這些蛋白被募集到DSB位點以啟動DNA 修復或BAX介導的細胞凋亡。但是，異常的SET過表達會破壞SET和Ku70 蛋白的締合模式，從而抑制DNA修復和Ku70 乙酰化介導的細胞凋亡，導致受損的DNA在細胞內積累，最終導致突變和致癌作用。

2 SET 與腫瘤轉移

在乳腺癌中，SET被鑒定為促轉移基因，在SET 的所有相互作用蛋白中，與nm23-H1 和Rac1 的相互作用提示SET在調節腫瘤轉移中的作用。nm23-H1 是一種轉移抑制因子，SET調節轉錄因子激活蛋白1（AP-1）的激活狀態，從而抑制AKT 信號傳導同時還可以阻止nm23-H1 從胞質向核易位，從而抑制其核酸外切酶活性并促進轉移。

RhoGTPase Rac1 以極化方式被激活并控制細胞運動，Rac1 與SET NAP 核糖體組裝蛋白結構域結合，促進SET 的胞質積累，從而激活Rac1 介導的細胞運動[22]。SET 能增加激酶ERK1 和ERK2的水平，其信號途徑在腫瘤侵襲及轉移中起中介和信號放大作用。此外，SET還可激活其他促進轉移的信號，包括Akt，PAK1 和p38絲裂原活化的蛋白激酶途徑等促進腫瘤轉移。SET介導的PP2A失活也有助于轉移潛能的獲得。

SET還具有增強細胞遷移，顯著影響集落形成的能力，促進上皮向間質轉化，并誘導CRC 細胞中MYC 原癌基因（c-MYC）的表達[15]。通過失活PP2A 介導的c-myc 抑制作用，SET 下調轉移抑制因子NDRG1，并促進了肺癌細胞上皮- 間充質轉化（EMT）表型的獲得。FTY720 治療拮抗SET可導致EMT恢復，抑制侵襲性并恢復體內順鉑敏感性。

3 SET 與免疫治療

盡管尚未確認SET與腫瘤免疫治療的直接相關性，但最近的研究表明SET可能會破壞T細胞的抗腫瘤功能。首先，發現SET拮抗細胞毒性T 淋巴細胞（CTL）釋放顆粒酶的功能。利伯曼（Lieberman）的研究小組發現，SET 與Gzm A 直接相互作用，并通過使NM23-H1 失活來阻止CTL介導的細胞凋亡，還發現SET會影響其他Gzms（例如GzmB和Gzm K）的功能。其次，SET還可能通過促進致癌信號的激活來增強癌細胞對免疫原性細胞死亡的抵抗力。在Peng 等人的最新工作中，PI3K / Akt 和β-catenin 信號的失調導致T細胞介導的黑色素瘤細胞死亡減少，并且使用PI3K抑制劑可顯著提高抗PD1 和抗CTLA-4 的功效抗腫瘤生長的抗體。眾所周知，PP2A 作為負調節劑部分參與B 和T 細胞受體信號，但未知SET的過表達是否通過抑制PP2A增強T 細胞功能。目前的證據尚不能確定拮抗SET是否能增強或擊敗T細胞介導的免疫原性癌細胞死亡，有必要作進一步的研究。PP2A表達水平與系統性紅斑狼瘡（SLE）和IL17A 細胞因子過度生產的臨床嚴重程度呈正相關，已證明PP2A復合物對于TH17 分化至關重要，抑制PP2A可能是控制TH17 驅動的自身免疫性疾病的一種可能的治療方法[23]。

4 靶向SET 治療

越來越多的證據支持SET在調節各種不同癌癥特征方面的關鍵作用。靶向SET及其相關蛋白可能是潛在待開發的抗癌策略。目前已報道的SET抑制劑根據其結構主要分為三類。第一組包括基于鞘脂的化合物，例如神經酰胺和FTY720 及其衍生物。第二組類似于載脂蛋白E（ApoE），這些化合物被稱為SET 干擾肽（例如COG112 和OP449）。最近，有報道稱第三種SET 抑制劑細胞穿透肽具有強大的細胞毒性作用，構成精確的SET-PP2A相互作用界面[24]。其中SET C末端片段酸性結構域發揮重要作用[25]。SET沉默或靶向SET-PP2A的拮抗劑（例如FTY720[26,27]，OP449[14]和EMQA[8]）已顯示出抑制腫瘤生長和克服治療耐藥性的作用[4]。

4.1 FTY720

FTY720 重新激活PP2A被認為是其抗癌作用的主要機制[26,28]，其抗癌療效已在許多血液和實體惡性腫瘤中被證明。此外，FTY720可影響SET / PP2A / c-myc / NDRG1 / Snail 信號傳導來抑制上皮- 間充質轉化，并恢復腫瘤對標準治療的敏感性。基于NMR 光譜的研究表明鞘脂化合物（即神經酰胺和FTY720）可能通過破壞SET對于PP2A結合抑制有重要作用的二聚作用而起作用[29]。

4.2 載脂蛋白-E 模擬肽（COG112，OP449）

通過與SET 蛋白的C 端區域相互作用而解離SET 和PP2Ac，并在乳腺癌，前列腺癌，胰腺癌以及血液系統惡性腫瘤[14]中顯示出抗癌功效。OP449 抑制Akt / mTOR 信號傳導,對人乳腺癌細胞的體外和異體移植有抗腫瘤作用[30]。FTY720 和OP449 具有相似的抗SET 機制，但迄今幾乎沒有信息可以比較兩者治療效果。Christensen 等人使用表達BCR / ABL 的32Dcl3 髓樣前體細胞的平臺發現COG449 處理比FTY720 誘導更有效的PP2A活化。

4.3 EMQA（TD-x系列）

EMQA 及其衍生物是基于基于埃洛替尼的喹唑啉骨架的新型小分子化合物，可以靶向破壞SET-PP2Ac 的結合，相對于FTY720，在NSCLC 中已證明EMQA 能更有效抑制PP2A 活化并發揮抗腫瘤作用。EMQA 通過破壞HCC 細胞中的SET-PP2Ac 結合來增強PP2A 活性，從而恢復PP2A 介導的p-Akt 下調并促進HCC 細胞死亡[8]，且EMQA 靶向僅需要C 端SET。此外，EMQA 與RT及藥物治療之間存在協同作用，例如索拉非尼和EMQA的組合在抑制HCC存活方面顯示出良好的協同作用[8]。

5 結論

SET 的幾乎所有致癌特性都由其與各種蛋白質的直接相互作用介導，已知的SET拮抗劑都通過破壞SET與PP2Ac 的直接相互作用而起作用。SET可以與多種蛋白質發生相互作用，SET的表達或可導致這些蛋白質的功能障礙，因此靶向SET可能是恢復其功能的一種方法。當然，有必要進行進一步的研究來闡明SET拮抗劑的最佳用途并確定可預測的生物標志物。