CBX7與惡性腫瘤關系研究進展

舒垠，王伯慶，唐津天，丁偉

(新疆醫科大學附屬腫瘤醫院肝膽胰外科 新疆醫科大學第三臨床醫學院，烏魯木齊 831500)

惡性腫瘤的發展是一個多階段、多步驟的連續過程，從早期癌變到晚期轉移的過程中，多個基因發生了遺傳和表觀遺傳的改變。研究表明，許多在胚胎發育過程中起關鍵分子功能的染色質調節基因被認為是新的致癌基因，這些表觀遺傳因素參與維持癌細胞的未分化狀態，提高了惡性腫瘤的轉移潛能和抗治療能力[1]。多梳基因家族蛋白(polycomb group protein，PcG)常以聚合梳轉錄抑制復合物(polycomb repressive complex，PRC)的形式出現于早期胚胎和腫瘤的形成過程。PcG蛋白是一類表觀遺傳調控蛋白，可定位于各種基因組區域，通過對染色質組蛋白的轉錄后修飾抑制基因轉錄，在干細胞分化、腫瘤發生以及轉移中發揮重要作用[2]。研究表明，PcG蛋白參與胚胎發育調節、細胞周期調控、細胞凋亡、細胞衰老、DNA損傷應答和修復等多種生物學行為，可維持胚胎干細胞或成體干細胞的自我更新能力和分化狀態，并且與各種腫瘤的發生和惡性進展密切相關[3]。色素框蛋白(chromobox，CBX)家族是PcG家族蛋白中的一類，CBX家族包括5個亞型，分別是CBX2、CBX4、CBX6、CBX7、CBX8，它們在不同的組織中表達模式和生物學功能不同[4]。研究發現CBX7在人類多種腫瘤中表達下調，被認為是新的抑癌基因[5-7]，而CBX7在胃癌、淋巴瘤中發揮癌基因功能[8-9]。現就近年來CBX7與部分惡性腫瘤關系的研究進展予以綜述。

1 CBX7與PcG的關系

PcG作為表觀遺傳調控重要的蛋白家族，主要通過修飾組蛋白維持基因阻遏。但越來越多的證據表明PcG復合物也能在多種生物過程、細胞階段和癌癥中積極調節基因轉錄和修飾非組蛋白底物[10]。根據PcG蛋白與不同種類的多聚體配合物的結合將PcG蛋白分為PRC1和PRC2兩個基團[11]。事實上，PcG蛋白的協同作用至少建立了兩個功能不同的復合物轉錄抑制元件：①起始復合物，即PRC2，主要成分是果蠅Zeste基因增強子的人類同源物2、胚胎外胚層發育蛋白和Zeste基因抑制子12；②維持復合物，即PRC1，包括中樞人類蛋白：B細胞特異的莫洛尼白血病毒插入位點1、CBX7、配對表達基因10、人多梳蛋白和環指蛋白2[12]。在PRC2復合物中，果蠅Zeste基因增強子的人類同源物2對組蛋白的組分氨基酸-賴氨酸殘基有甲基轉移酶功能，誘導轉錄抑制和穩定基因沉默[13]。PRC1在組蛋白H2A的賴氨酸119處沉積一個泛素基，由E3-連接酶環指蛋白1A/B與6個PcG無名指結構域類似物之一進行異聚[3,14]。既往對這一觀點的闡明和擴展揭示了PcG系統在哺乳動物中的多樣性，特別是將PRC1細分為標準復合體和非標準復合體[15]。研究表明，PRC1除了在表觀基因沉默中發揮抑制作用，還可廣泛影響活性基因轉錄，并可抑制非啟動子調控序列轉錄[16]。

CBX7作為CBX家族的一員，同屬于PcG家族蛋白[17]。CBX7與CBX2、4、6、8都具有C端多梳抑制箱，也是PRC1家族蛋白成員[3,18]。CBX7在惡性腫瘤中的下調現象首次發現于膀胱癌中，一項對93例尿路上皮癌手術患者的表達分析表明CBX7信使RNA的表達水平隨癌細胞浸潤深度的加深而逐漸降低[19]。一系列研究發現，CBX7表達缺失引起的預后較差可能與微RNA(microRNA，miRNA/miR)-9介導的上皮鈣黏素下調導致的β聯蛋白信號通路激活有關[20-21]。近年來，隨著研究的不斷深入，CBX7在惡性腫瘤中的作用、表達水平的改變與惡性腫瘤的生物學特性、對惡性腫瘤的診斷和預后評估的關系逐漸被揭示。

2 CBX7與消化系統惡性腫瘤

2.1CBX7與結直腸癌 組織芯片中的散發性結直腸癌病變的免疫組織化學分析表明，與非病理性結腸黏膜相比，數量較大的結直腸癌組織中CBX7的表達降低或缺失，且CBX7的表達降低或缺失與預后不良有關[22]。同時CBX7下調與異型增生的進展有關，CBX7的表達水平隨著不典型增生嚴重程度的增加而降低[22]。然而，同期國內免疫組織化學研究證明，結直腸癌中CBX7的表達上調與預后無關[23]。值得注意的是，與癌癥進展相關的高遷移率族蛋白A1的表達從結腸癌前病變發展到結腸癌與CBX7之間存在相互行為[24]。有研究進一步證實了CBX7在結直腸癌中的抑癌基因作用，并通過實時熒光定量、蛋白免疫印跡、免疫組織化學以及細胞實驗證明我國惡性腫瘤患者CBX7的低表達與高風險淋巴結轉移及預后較差有直接關系[25]。總之，CBX7在結直腸癌中的表達情況仍存在爭議，兩者之間的關系有待進一步深入研究。

2.2CBX7與胃癌 CBX7在胃癌中的研究結果與其他惡性腫瘤不同，早期通過免疫組織化學、細胞功能實驗以及蛋白免疫印跡等方法證實了CBX7在胃癌中的癌基因作用，且CBX7可通過p16INK4a途徑調控胃癌的發生、腫瘤細胞遷移和轉移[26]。實時熒光定量技術進一步證實了CBX7在胃癌組織中的過表達與患者年齡、臨床分期以及淋巴結轉移有關[27]。復旦大學上海腫瘤中心對CBX7與胃癌干細胞的研究發現，CBX7可通過抑制p16基因和蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)/miR-21途徑增強胃癌細胞的干細胞特性，阻斷CBX7表達的部分胃癌細胞、p16基因表達恢復，干細胞特性減弱，另外還發現Akt/NF-κB/miR-21信號軸是CBX7啟動胃癌細胞干細胞特性的關鍵下游效應信號通路[28]。這些發現為深入了解胃癌干細胞的啟動和擴展機制提供了有洞察力的觀點。

2.3CBX7與胰腺癌 胰腺癌是惡性程度最高的消化道腫瘤之一，5年生存率僅為8%[29]。一項研究用免疫組織化學和其他實驗方法對CBX7在正常胰腺組織和胰腺癌組織中的表達進行比較，結果發現CBX7與胰腺癌的惡性程度呈負相關，隨著研究的深入，CBX7對胰腺癌細胞的增殖、存活、耐藥和遷移的負調控作用逐漸得到證實，CBX7過表達在體內外均可明顯抑制胰腺癌細胞的增殖，CBX7表達的缺失不僅可以促進胰腺癌細胞的生長，還能降低胰腺癌細胞的存活率和耐藥能力[30]。細胞體外侵襲實驗顯示，CBX7降低了胰腺癌細胞的遷移能力，CBX7通過增加人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)轉錄降低了胰腺癌細胞的PTEN/Akt，說明PTEN/Akt通路參與了CBX7的抗腫瘤途徑，胰腺癌組織中CBX7和PTEN的表達降低與腫瘤的惡性程度增加有關，而CBX7和PTEN的持續表達延長了生存期[31]。這些發現說明CBX7是一種重要的腫瘤抑制因子，在胰腺腫瘤發生過程中負調控PTEN/Akt信號，NF-κB是由PTEN/Akt通路緊密調控的一種經典的致癌途徑。NF-κB通過轉錄細胞周期蛋白D1、c-Myc、B細胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymphoma/lewkmia-2，Bcl-2)和基質金屬蛋白酶等多種靶基因，促進細胞增殖、耐藥和遷移，因此PTEN可能是調節人胰腺癌細胞的血管生成、耐藥和腫瘤干細胞的重要相關基因[32]。CBX7表達的修復可導致NF-κB的表達，提示PTEN/Akt及下游NF-κB通路的調控可能是CBX7抑制胰腺癌的重要機制之一，但與CBX7在胃癌中起癌基因作用機制通路交叉的中間是否存在相關關系需進一步研究[31]。

2.4CBX7與肝細胞癌 原發性肝癌是我國常見惡性腫瘤之一，其中肝細胞癌是威脅健康的主要病理類型，在全球癌癥發生率中居第三位，是高病死率的癌癥之一。為了研究CBX7與惡性腫瘤之間的關系，Forzati等[36]建立了敲除CBX7的小鼠模型，模型中CBX7敲除的純合子及雜合子均表現出不同程度肝臟腫瘤(包括腺瘤及肝細胞癌)的高發生率，但未進一步在人肝臟腫瘤中驗證CBX7的表達。中山大學附屬三院基于大量數據的生信分析認為，隨著肝細胞癌惡性程度的增加，CBX7在核酸水平(主要是mRNA)中的表達明顯降低，且與不良預后直接相關[33]。隨后一項研究通過免疫組織化學檢測發現，CBX7在肝細胞癌中的表達明顯低于癌旁組織，結合臨床病理特征發現CBX7表達僅與肝硬化程度及腫瘤轉移相關，與其他臨床病理特征無關，同時還發現CBX7表達水平的降低與預后相關[34]。但目前CBX7在肝細胞癌中發揮作用的機制尚未發現及驗證，仍待進一步驗證及更深層次的挖掘。

3 CBX7與其他惡性腫瘤

3.1CBX7與肺癌 流行病學研究表明，我國肺癌發病率及病死率在惡性腫瘤中均居第一位，而肺癌的治療方法和手段仍存在很大發展空間[35]。CBX7缺失小鼠肝腫瘤的發生率較高，且肺癌的發生率也較高，Forzati等[36]研究發現，隨著CBX7的缺失細胞周期蛋白E表達升高，CBX7基因在“正常形態”肺癌組織中的表達明顯降低，說明CBX7基因表達下調是發生肺癌的關鍵因素，且與預后相關。Cacciola等[37]對CBX7表達的恢復對肺癌細胞生長特性的影響進行研究，調節肺癌細胞對伊立替康和依托泊苷治療的敏感性發現CBX7的再表達可延緩肺癌細胞的生長且增強伊立替康和依托泊苷對肺癌細胞的殺傷作用，此外，CBX7的再表達還會引起腫瘤細胞的凋亡。這些研究提示，CBX7在肺癌中可能為腫瘤抑制基因。miRNA也是近年來研究的熱點之一，近期實驗結果提供了多順反子miR-17～92的生物發生步驟有助于基因調控網絡的致癌重組的證據[38]。miR-19作為miR-17～92成員之一，可明確表達于非小細胞肺癌中，呈癌基因作用[39]，研究發現miR-19的作用機制可能與靶向降低CBX7的表達而促進肺癌細胞增殖有關[40]。

3.2CBX7與甲狀腺癌 應用實時熒光定量和免疫組織化學檢測CBX7在人甲狀腺癌中的表達水平發現，隨著分化程度的降低、腫瘤分期的增加CBX7表達水平逐漸降低。事實上，CBX7在正常甲狀腺細胞中表達相當豐富，而在大多數甲狀腺未分化癌中幾乎檢測不到CBX7的表達，但與正常甲狀腺細胞相比，CBX7在分化程度較低的乳頭狀癌細胞和濾泡癌細胞中表達較低[41]。68%的Hürthle細胞瘤中CBX7減少或缺失，與經典的良性濾泡腺瘤相比，Hürthle細胞瘤的特征為侵襲性表型[42]。此外，CBX7在Hürthle細胞增生和濾泡型腺瘤中的表達與非病理性甲狀腺組織中的表達相當，說明Hürthle細胞瘤的侵襲性表型與非Hürthle細胞瘤相當[42]。此外，36.8%的甲狀腺癌和68.7%的甲狀腺未分化癌存在CBX7位點雜合性丟失。CBX7在大鼠和小鼠甲狀腺癌變模型中的表達也證實了CBX7隨著腫瘤的惡性程度增加而降低，原肌球蛋白受體激酶和RET/甲狀腺癌3轉基因小鼠甲狀腺癌中CBX7減少[41]。一項研究驗證CBX7與蛋白質精氨酸甲基轉移酶1(protein arginine methyltransferase 1，PRMT1)的相互作用發現，CBX7的下調可通過抵消PRMT1的H4R3二甲基化活性使上皮鈣黏素表達上調，而甲狀腺惡性腫瘤與上皮鈣黏素之間的相關性也可能是CBX7表達含量與甲狀腺癌惡性程度相關的原因之一[43]。

3.3CBX7與淋巴瘤 CBX7在淋巴瘤中的作用與胃癌相似。基于在Oncomine數據庫中檢測的CBX7表達并結合分析一項多腫瘤研究的數據發現，CBX7在濾泡性淋巴瘤中的表達明顯高于正常生發中心細胞，且CBX7的表達與濾泡性淋巴瘤的相關性甚至比Bcl-2更顯著[44]。雖早有報道認為Bcl-2與濾泡性淋巴瘤之間存在相關性，但并沒有進一步的研究證明CBX7在淋巴瘤中的高表達與Bcl-2表達相關[45]。在淋巴瘤中，Akt介導的磷酸化即磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K)/Akt通路，能夠抑制抗凋亡Bcl-2家族成員Mcl-1的蛋白酶體降解[46]。PI3K/Akt通路在胰腺癌中發揮促腫瘤作用，受CBX7的負調控，但CBX7在淋巴瘤中的作用是否通過PI3K/Akt通路仍需進一步研究[31]。同時有研究發現CBX7在生發中心的表達促進了淋巴管的形成，說明CBX7導致高侵襲性淋巴瘤的形成可能與Myc基因的合作有關[44]。此外，INK4a是CBX7在淋巴管形成中的重要靶基因[43]。近年來多項研究證實CBX7參與腫瘤調控與p16INK4a相關，并且CBX7在淋巴瘤中的癌基因作用可能與p16INK4a有關[47-48]。但目前尚無關于CBX7表達高低與淋巴瘤預后相關關系方面的研究，兩者之間的一致性有待進一步發現。

3.4CBX7與腦膠質瘤 腦膠質瘤惡性程度較高，手術難以達到生物學標準上的全部切除，且靶向治療和免疫治療起步晚，未能明顯提高腦膠質瘤患者的生存率[49]。近年來CBX7在膠質瘤中的研究進展較為豐富，以期作為腦膠質瘤診療靶點之一應用于臨床。Nawaz等[50]發現外源性過表達CBX7可誘導膠質瘤細胞死亡，抑制細胞增殖、集落形成、遷移及侵襲。CBX7調控基因的基因集富集分析鑒定認為 CBX7是轉錄輔激活子：Yes相關蛋白/pdz結合基序的轉錄共激活因子的抑制子，是Hippo信號通路的抑制靶點。Yu等[51]對多個數據庫中大量數據挖掘發現，四個公共數據庫中CBX7的表達在高級別膠質瘤中明顯降低。高級別膠質瘤患者CBX7表達降低與預后不良有關，且進一步研究發現膠質瘤與CBX7呈負相關的基因與細胞周期通路密切相關，說明CBX7過表達在G0/G1期阻滯細胞。CBX7蛋白水平的降低使膠質瘤在生物學特征上更具有侵襲性。Bao等[52]發現CBX7過表達后膠質瘤細胞的侵襲能力下降，CBX7過表達與Wnt/β聯蛋白通路抑制有關，Wnt信號減少由血清分泌型蛋白Dkk1(dickkopf-1)控制，Dkk1是一種特異性Wnt/β聯蛋白通路抑制劑。CBX7通過與Dkk1啟動子結合增強了Dkk1的表達，間接抑制Wnt信號通路，進一步使Wnt信號通路下游E盒結合鋅指蛋白1蛋白表達下降。同時CBX7還抑制膠質瘤的上皮-間充質轉化和侵襲。在膠質瘤中，CBX7作為一種腫瘤抑制因子在減少腫瘤侵襲和評估預后方面起至關重要的作用[52]。

4 小 結

基于上述研究發現，CBX7的異常表達與惡性腫瘤的發生發展、轉移、侵襲性有密切聯系，并且對惡性腫瘤預后指導有重要的臨床意義。CBX7在不同腫瘤中的功能不同，在胃癌及淋巴瘤中發揮癌基因作用，在胰腺癌、膀胱癌、甲狀腺癌、膠質瘤、肺癌、卵巢癌中發揮抑癌基因功能，而在結直腸癌及肝癌中CBX7的具體表達情況尚存在爭議。CBX7在不同腫瘤中的抑癌基因作用機制也不盡相同，但在多種腫瘤中CBX7的異常表達與不良預后有關。目前CBX7可作為病理檢測指標之一，用以評價患者預后。此外，CBX7還可作為一個潛在的生物學檢測指標和治療靶點，為惡性腫瘤的診治提供更多可能。

雖然CBX7在各種腫瘤中均有較為深入的研究，但因CBX7機制過于復雜，目前仍缺少高度一致的機制研究，需進一步深入研究以明確CBX7在腫瘤發生發展中的生物學機制，為CBX7作為惡性腫瘤預測指標及治療靶點提供更多有力的證據。