c-Myc在膀胱癌中的作用機制及其研究進展△

高明德綜述，王小林審校

南通大學附屬腫瘤醫院泌尿外科，江蘇南通226300

膀胱癌是泌尿系統常見的惡性腫瘤，全球每年約有55萬例新發病例和20萬例死亡病例。膀胱癌從臨床上可分為非肌層浸潤性膀胱癌（non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC）和肌層浸潤性膀胱癌（muscle invasive bladder cancer，MIBC）。約70%的初治膀胱癌患者是NMIBC，其中，20%～50%的初治膀胱癌患者會進展為MIBC。由于NMIBC的高復發性和MIBC的難治性，膀胱癌患者需要承擔高昂的治療成本。目前，臨床上針對膀胱癌的治療仍以手術、化療和放療為主。隨著技術的發展，免疫治療也逐步應用于臨床，盡管如此，膀胱癌患者的預后并不理想。c-Myc是原癌基因MYC編碼的轉錄因子，可參與多種細胞活動，包括細胞周期進程、細胞分化、細胞增殖、細胞遷移及細胞侵襲等。本文就c-Myc在膀胱癌中的作用機制及其研究進展進行了系統綜述。

1 c-Myc概述

MYC腫瘤基因家族由c-Myc、MYCL和MYCN組成。其中，MYC基因備受關注，其位于人8號染色體，而c-Myc是原癌基因MYC編碼的轉錄因子。c-Myc包含氨基末端、中間區域和羧基末端3個結構域。c-Myc氨基末端作為c-Myc蛋白質發揮主要生物學功能的結構，由反式激活結構域（trans-activating domain，TAD）和MYC盒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（MBⅠ、MBⅡ、MBⅢ）3個MYC盒構成。MYC既是多條信號轉導的下游靶基因，又可調控約15%的基因表達，在膀胱癌等多種腫瘤中被擴增，從而發揮生物學作用。c-Myc蛋白的半衰期約為30分鐘，在細胞中可受到一系列因素的調控，如磷酸化、泛素化（蛋白水解或非蛋白水解）、乙酰化、小泛素相關修飾物（small ubiquitin-related modifier，SUMO）、啟動子和增強子等，進而引起其結構與功能發生變化。

2 c-Myc在膀胱癌中的作用機制

2.1 WNT/ β-catenin信號通路

WNT/β-catenin信號通路對正常細胞的發育和維持至關重要，其異常激活參與了腫瘤的進展和轉移。WNT/β-catenin通路的核心包括β-連環蛋白（β-catenin）、c-Myc和細胞周期蛋白 D1（cyclin D1）。WNT信號的激活誘導了β-catenin核移位，促進T細胞因子（T cell factor，TCF）與淋巴細胞增強因子（lymphoid enhancer factor，LEF）結合，從而激活基因轉錄，進而啟動下游基因（如MYC）級聯反應，而β-catenin/c-Myc軸參與了膀胱癌的發展。

在細胞調控方面，長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）發揮了重要作用。lncRNA SNHG7通過WNT/β-catenin通路促進c-Myc轉錄，從而促進膀胱癌的進展。miRNA在腫瘤中也發揮著重要作用。不同于不編碼蛋白的lncRNA，微小RNA（microRNA，miRNA）是非編碼RNA，其經典的生物學效應基礎是通過結合3'UTR區域下調靶標mRNA的表達。在膀胱癌中亦有相關研究發現，miRNA-940可以靶向調控糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β），而GSK-3β可以磷酸化β-catenin蛋白，誘導β-TrCP對其進行泛素化降解，從而上調β-catenin、c-Myc和cyclin D1蛋白的表達，促進膀胱癌的發展。β-catenin是WNT通路的核心，β-catenin蛋白的穩定性受SGK2和HepaCAM的調控，進而發揮促癌或抑癌的作用。因此，β-catenin的表達情況在膀胱癌的發生、發展中起重要作用。

2.2 EMT通路

上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是指從具有極性的上皮樣細胞轉變為具有遷移和侵襲潛力的間充質細胞的過程。大多數上皮性惡性腫瘤細胞的浸潤和轉移均涉及EMT通路。EMT的主要特征是丟失上皮標志物[E-鈣黏蛋白（E-cadherin，E-cad）、閉合小環蛋白-1（Zonula occludens-1，ZO-1）和閉合蛋白-1（claudin-1）]，獲得間質標志物[N鈣黏蛋白（neuronal cadherin，N-cadherin）、波形蛋白和纖維粘連蛋白]。E-cad的減少會破壞上皮的完整性，降低細胞間的緊密聯系和黏附能力，增加細胞的移動和侵襲潛能。研究表明，EMT通路位于WNT/β-catenin通路的下游，并受其直接調控，EMT與WNT/β-catenin協調參與膀胱癌的侵襲和進展。

E-cad與β-catenin于細胞膜的相互結合有利于維持細胞的極性和正常生長。調控E-cad的活性可以直接影響EMT的進程，而Snail蛋白是EMT通路中關鍵的轉錄因子，可與E-cad相互作用，并下調其表達水平，進而促進EMT的進展。c-Myc可激活Snail，并直接參與EMT通路，進而發揮促癌作用。通過轉染dsECAD-346和miRNA-373可促進β-catenin從細胞核到細胞膜的重新分布，形成E-cad/β-catenin復合物，阻止β-catenin發揮其生物學效應，從而抑制細胞的生長和轉移。miRNA-92通過直接靶向調控GSK-3β，參與WNT/β-catenin信號通路，從而促進膀胱癌細胞的生長、侵襲和耐藥。此外，miRNA-92可下調E-cad蛋白和上調波形蛋白的表達以促進EMT。WNT/β-catenin通路與EMT通路的緊密聯系對于膀胱癌的發生、發展具有重要作用。

2.3 其他通路

2.3.1 糖酵解通路糖酵解對于維持細胞的正常生長必不可少，在缺氧時可以利用一系列催化反應使葡萄糖轉變為能量以維持細胞的正常運轉。然而，在腫瘤微環境中，由于其無限生長的特性，能量代謝較正常細胞不同，如糖酵解加速。Warburg效應（有氧糖酵解）即有氧條件下腫瘤細胞將葡萄糖代謝為乳酸的過程。c-Myc和缺氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）是糖酵解過程中兩個重要的調節因子，均參與了膀胱癌的糖酵解表型。Y-框結合蛋白1（Y-box-binding protein 1，YBX1）可以依賴于c-Myc和HIF-1α的表達從而調節糖酵解活性和致癌功能。

2.3.2 c-Myc參與形成的閉環通路基因自調控環路在惡性腫瘤的發生發展中發揮重要作用。成纖維細胞生長因子受體3（fibroblast growth factor receptor 3，FGFR3）與c-Myc可形成正反饋環，而環路的形成與腫瘤的發生、發展有關。任何環路基因的擴增均能無限制地激活其運轉，從而引起表型的改變。miRNA-148A-3p/酪氨酸激酶受體3（erb-b2 receptor tyrosine kinase 3，ERBB3）/絲氫酸/蘇氨酸蛋白激酶B2（protein kinase B2，PKB2，又稱AKT2）/c-Myc這一調控通路同樣可以經由c-Myc下調miRNA-148A-3p的表達從而形成正反饋環。

2.3.3 NF- κ B信號通路核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）表達于各種類型的細胞中，參與細胞內重要的轉錄活動，其異常調節參與了腫瘤的發生、發展。細胞微環境的變化可導致NF-κB被激活。c-Myc是 NF-κB 通路的下游靶標，而 Ras相關蛋白 23（Ras-related protein 23，Rab23）可以通過激活NF-κB調節其下游基因的表達，從而達到促進膀胱癌細胞增殖和侵襲的目的。

2.3.4 其他機制通路c-Myc可以調控多種基因的表達，其自身也被各種因子調節。X連鎖凋亡抑制蛋白（X chromosome linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP）屬于抗凋亡蛋白，其中的環狀結構域可以通過抑制GSK-3β介導的c-Myc蛋白在Thr58位的磷酸化來穩定c-Myc蛋白。c-Myc在其3'-UTR端與miRNA-451有結合位點，因此，miRNA-451直接靶向c-Myc并參與膀胱癌細胞的遷移和侵襲。環狀RNA（circularRNA，circRNA）與lncRNA均是非編碼RNA。circRNA無5'帽和3'多聚A尾結構，可以避免RNA外切酶酶切，表達更穩定且不易降解。外顯子環化形成的circCDYL可發揮類似miRNA的作用，通過下調c-Myc蛋白的表達從而抑制膀胱癌細胞的生長，其對c-Myc mRNA水平無明顯影響。在膀胱癌細胞中，還有許多因子可以靶向c-Myc mRNA。p63α可以降低膀胱癌中MYC的RNA的表達，從而抑制cyclin D1的轉錄；p63α可以抑制miRNA-141-3p的表達進而上調AUF1蛋白的表達，即通過p63α/miRNA-141-3p/AUF1/MYC/cyclin D1軸發揮其生物學作用。激活的WNT/β-catenin信號能夠啟動腫瘤細胞中NF-κB的轉錄，這表明多種機制協同作用能夠促進膀胱癌的發生、發展。

3 c-Myc對膀胱癌的臨床意義

NMIBC的高復發率及MIBC的不良預后仍然是臨床主要面臨的問題。基于此，針對膀胱癌的準確風險分層、有效診治及嚴密監測顯得至關重要。

3.1 診斷

截至目前，從基因角度確診膀胱癌仍然十分困難。膀胱癌的腫瘤生物標志物按照來源分為組織、血清和尿液三種類型。有研究發現，c-Myc、HER2和BCAS1基因聯合檢測膀胱癌的靈敏度和特異度分別為73%和84%。即使許多尿液標志物具有預測膀胱癌的潛能，但是，無尿液標志物在臨床實踐或臨床指南中被接受。

3.2 治療

免疫療法一直是膀胱癌的有效治療方法。由于免疫反應不足，30%～40%的膀胱癌患者對此種療法無反應。基于免疫檢查點抑制劑的免疫治療將會成為治療膀胱癌的一種有效選擇。程序性死亡受體 1（programmed cell death 1，PDCD1，也稱PD-1）/程序性死亡受體配體 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱 PD-L1）的抗體在膀胱癌的免疫治療中尤為有效，也有望利用各種機制多元化治療膀胱癌。

針對使用c-Myc抑制劑的抗腫瘤作用已被研究報道過，c-Myc抑制劑KSI-3716可作為有效的膀胱內治療藥物。褐藻糖膠通過抑制端粒酶逆轉錄酶（human telomerase reverse transcriptase，HTERT）、c-Myc和特異性蛋白1（specificity protein 1，Sp1）的表達來誘導依賴端粒酶活性的細胞凋亡。中藥也可用于腫瘤的輔助治療。復方苦參注射液是臨床上用于治療癌痛或各種實體瘤的中藥制劑，其作用機制可能與靶向調控白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）、胱天蛋白酶（caspase-3，CASP3）、血管內皮生長因子A（epidermal growth factor receptor A，VEGFA）、c-Myc和雌激素受體1（estrogen receptor 1，ESR1）等113個蛋白質的表達有關。

結合臨床的實際治療情況看，順鉑是用于治療晚期膀胱癌的一線化療藥物，在預防膀胱癌復發和轉移方面具有良好的效果，但存在不敏感和耐藥的情況，因此，針對鉑類化療的耐藥性處理至關重要。c-Myc參與了膀胱癌耐藥性的產生，而叉頭框R2（forkhead box R2，FOXR2）基因的敲除可降低c-Myc的表達水平，使膀胱癌對順鉑的耐藥性下降。此外，臭椿酮（Ailanthone）對順鉑耐藥細胞的高效作用可能與其抑制核因子E2相關因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）、Yes相關蛋白 1（Yes-associated protein 1，YAP1）和c-Myc的表達有關，有望成為治療順鉑耐藥性膀胱癌的新藥物。目前，臨床用藥多以單一作用機制的藥物為主。此外，針對多個機制的膀胱癌治療同樣擁有巨大潛力，因自身不穩定的特性，RNA的體內治療效果一直不理想。由于膀胱獨特的解剖位置，經尿道給藥具有較好的治療優勢。通過siRNA和miRNA的聯合（如siRNA-PTBP1和miRNA-145的聯合）作用來抑制c-Myc/PTBP1/PKMS軸，可損害腫瘤特異性能量代謝，這也驗證了c-Myc參與了有氧糖酵解過程。苯扎魯胺能阻止AR核轉位，上調一些在膀胱癌發生中起“保護作用”的分子（包括p53、p21和PTEN）的表達，下調c-Myc、cyclin D1、細胞周期蛋白E（cyclin E）等腫瘤基因的表達。因此，應用雄激素剝奪療法聯合抗AR藥物可以有效預防膀胱癌復發。

有研究在分析相關臨床藥物對膀胱癌的影響時發現，二甲雙胍與維生素D3聯合治療時，Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）的表達水平明顯升高，而c-Myc的表達水平明顯降低；二甲雙胍與吡格列酮聯合治療時，p53的表達水平降低，而在高糖和胰島素共存時，c-Myc的表達水平升高。因此，與不可控的高血糖和高胰島素血癥相比，糖尿病藥物可能是更大的腫瘤風險因子。已有證據表明，在臨床前研究中，以糖代謝為靶點不僅是合理的，也是可行的。然而，由于療效有限，這種以糖代謝為靶點的治療策略在臨床試驗中并不令人滿意，而針對YBX1的調控很可能是一種潛在的膀胱癌治療方法。

3.3 預后

膀胱癌患者的預后取決于臨床分期和病理分級。c-Myc已被證實與膀胱癌患者的預后相關，其與膀胱癌患者的神經侵襲、淋巴血管侵襲、淋巴結轉移、遠處轉移和膀胱癌階段分組有關，提示了c-Myc在膀胱癌轉移和發展中的重要作用。盡管如此，目前臨床上仍然是以腫瘤大小、臨床分期、病理分級等病理參數來粗略地建立一個預測模型，但是，這對于精準預測以及今后的治療、干預遠遠不夠，因此，需要依據現有的預測產品及能力構建一套比較完善的預測模型，這對于對患者的管理具有重要意義。根據JUN、MYC及整合素亞基α3（integrin subunit alpha 3，ITGA3）這3個自噬相關基因構建預后指數（prognostic index，PI），PI=（0.1643×JUN表達水平）+（0.1555×MYC表達水平）+（?0.1505×ITGA3表達水平）。自噬-臨床P（Iautophagy-clinical prognostic index，ACPI）=（0.028×年齡）+（0.467×分期）+（0.834×PI評分），該模型可以有效地預測膀胱癌患者的生存情況。

4 小結與展望

c-Myc涉及多種作用機制，其在膀胱癌的發生、發展中至關重要。目前，針對膀胱癌的治療不足以解決預后差這一臨床關鍵問題。如何在現有的研究基礎上進一步深入研究c-Myc在膀胱癌發生發展中作用的機制，并將其作為臨床上準確診斷、個性治療及精準預后判斷的指標，將是未來該領域的研究熱點。