轉錄因子AP-2γ在惡性腫瘤中的研究進展

陳 康，程 帆

(武漢大學人民醫院 泌尿外科， 湖北 武漢 430060)

胚胎的發育和腫瘤的進展的多步驟過程中，激活的遺傳程序有許多共同的基因。特別是作為胚胎形態發生主要調節因子的轉錄因子，如YY1在惡性腫瘤中起著至關重要的作用[1]。其他轉錄因子，如轉錄因子激活蛋白2(activating protein 2,AP-2)家族成員，調節胚胎發育，并具有調節腫瘤進展的潛力。

AP-2轉錄因子是由5個不同基因編碼的蛋白家族，分別是AP-2α、AP-2β、AP-2γ、AP-2δ和AP-2ε[2]。其中，由TFAP2C 基因編碼的轉錄因子AP-2γ在許多人類腫瘤如乳腺癌、肝癌和肺癌等腫瘤中已檢測到有異常高表達[3]，研究AP-2γ和其他分子的分子網絡可闡明癌變過程中發生的分子機制，并可能有助于識別新的診斷生物標志物，同時可指導腫瘤的靶向治療。抑制AP-2γ的表達也被發現有助于改善腫瘤患者對化療的耐藥性和敏感性。本文就轉錄因子AP-2γ的基本特征及在不同腫瘤中的作用作一綜述。

1 AP-2γ的結構與功能

轉錄因子AP-2家族是最早利用SV40和人金屬硫蛋白Ⅱa啟動子上的特異性結合位點通過親和層析從HeLa細胞中分離出來的。AP-2家族成員擁有共同模塊結構:C端為helix-span-helix基序,不同的AP-2亞型借此形成同源或異源二聚體后,從而特異性結合富含G/C的DNA序列;N端為富含脯氨酸和谷氨酰胺序列的轉錄激活區。不同的AP-2分子N端的轉錄激活區不同,但在DNA結合域和二聚體化基序具有高度的保守性。其中，TFAP2C通過DNA結合域中的螺旋環和螺旋基序與目的基因啟動子中富含GC的共識序列相結合，包括進化上具有較高保守性的結合位點GCCN3/4GGC、GCCN3/4GGG或CCCCAGGC，從而激活目的基因[2]。

轉錄因子AP-2γ是一種特異性序列的DNA結合轉錄因子，參與多種發育基因的激活，參與調控人類原始生殖細胞的形成[4]。AP-2γ也能啟動表面外胚層分化，它啟動的祖細胞能夠分化為功能性角質形成細胞。此外，AP-2γ與抑制生殖細胞向體細胞分化或抑制神經外胚層分化和多能性的維持有關，胚胎外胚層中的AP-2γ缺失會導致胎盤嚴重畸形、滋養細胞數量減少，并導致胚胎發育遲緩[5]。AP-2γ在胚胎發育和癌變過程中起著重要的調控作用[6]。AP-2γ在腫瘤發生發展中可能起雙重調控作用，AP-2γ如果定位在細胞核中，可起到癌基因的作用，但這種作用可以通過與含WW域的氧化還原酶(WW domain containing oxidoreductase,WWOX)抑制劑的相互作用來抑制，因為WWOX與AP-2γ的結合抑制了AP-2γ的轉錄反式激活，導致蛋白質滯留在細胞質中，從而通過使AP-2γ在細胞核中重新分布來降低致癌活性[7]。AP-2γ還可直接誘導抑癌基因p21的表達，這表明它也可抑制腫瘤的發展[8]。

2 AP-2γ與惡性腫瘤

AP-2家族成員在各種類型腫瘤中的含量較高，關于AP-2γ轉錄因子在乳腺癌、肺癌、肝癌及大腸癌中的異常表達的研究也越來越多。

2.1 AP-2γ與乳腺癌

碳酸酐酶12(carbonic anhydrase 12，CA12)通過與乳腺癌細胞系中的啟動子區結合而受到AP-2γ的調控，而CA12的表達與雌激素受體α(estrogen receptor alpha，ERα)在乳腺癌中的表達且與預后良好、轉移風險低有關，AP-2γ在維持乳腺癌表型中起重要作用[9]。在ERα陽性乳腺癌細胞系中，敲除AP-2γ可抑制ERα的表達和其他乳腺癌標志物，并誘導與上皮-間充質轉換和癌干細胞表型相關的標志物表達。AP-2γ對人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)陽性乳腺癌患者的預后具有高度的預測作用，AP-2γ調節HER2陽性乳腺癌中的一組基因，而這組基因驅動腫瘤的侵襲性[10]。此外，表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)是鼠類以及人類的乳腺癌細胞中AP-2γ的靶基因，AP-2γ通過EGFR的轉錄調節作用來調節HER2擴增的乳腺癌發生發展[11]。同樣，通過表觀遺傳學分析發現AP-2γ等調節因子對乳腺癌無肺轉移生存率有潛在的預后價值[12]。以上研究表明AP-2γ可通過調控ERα、EGFR和HER2的表達促進乳腺癌的發生發展，而HER2基因是影響乳癌預后的一個重要因素，體內HER2基因過表達的癌細胞不僅繁殖能力強，對部分化學治療藥物也容易有抗藥性[13]。AP-2γ作為維持人類乳腺癌管腔表型的關鍵轉錄調節因子，可能為乳腺癌耐藥性的治療提供新的思路。

2.2 AP-2γ與肺癌

早期診斷生物標志物的局限性使得早期診斷肺癌非常困難。通過Oncomine等數據庫獲得肺癌患者TFAP2家族的轉錄和生存數據，結果發現AP-2γ在肺腺癌和鱗癌組織中的表達水平高于正常肺組織[14]?；贏P-2γ相關的微陣列分析揭示了幾種致癌基因在肺癌發生中的分子機制，分析了微陣列數據以鑒定抑癌基因，發現AP-2γ與非小細胞肺癌(nonsmall-cell lung carcinoma，NSCLC)的發生密切相關：AP-2γ對GADD45B和PMAIP1的下調會促進細胞增殖和遷移[15]。GADD45B和PMAIP1可能是NSCLC的腫瘤抑制因子，并可能用作NSCLC治療的預后標志物。通過微陣列分析確定AP-2γ的調節靶基因，發現轉化生長因子β受體1(transforming growth factor beta receptor 1，TGFBR1)被AP-2γ上調，AP-2γ或TGFBR1的過度表達有致癌特性，如影響細胞增殖和細胞周期進程，并促進了細胞的增殖和遷移，導致惡性腫瘤的發生發展。此外，AP-2γ在NSCLC中通過上調TGFBR1并激活PAK1信號而促進腫瘤的進展[16]。通過以上研究表明，AP-2γ在NSCLC中可以通過抑制抑癌基因的表達，或誘導TGFBR1的過度表達導致其致癌特性，而藥物抑制TGFBR1可以提高NSCLC的治療效率。

2.3 AP-2γ與黑色素瘤

在人類黑色素瘤細胞模型中，通過ChIP-seq分析細胞外基質1(extracellular matrix protein 1，ECM1)基因啟動子中的AP-2調節區，用電泳遷移率變動分析進一步證實了轉錄因子AP-2γ與該位點的結合，發現AP-2γ誘導ECM1的過度表達，這與黑色素瘤預后不良有關[17]。利用黑色素瘤進展模型，確定了一條由miR-214調控的新途徑，發現miR-214通過抑制AP-2γ而促進黑色素瘤的進展[18]。以上的研究結果表明AP-2γ在黑色素瘤可能起多重調控作用。

2.4 AP-2γ與睪丸癌

從RNA和蛋白水平分析AP-2γ在健康人體組織和一組腫瘤及腫瘤細胞系中的表達模式，在睪丸原位癌和青壯年睪丸生殖細胞腫瘤中檢測到過量表達的AP-2γ，證實了AP-2γ在體細胞腫瘤中的差異表達，以及確認了轉錄因子AP-2γ是睪丸原位癌及其衍生腫瘤的新生標志物[19]。此外，AP-2γ是在原始生殖細胞中表達的基因[20]，其有可能作為睪丸生殖細胞腫瘤臨床上的生物標志物之一。青春期后睪丸癌是影響15～34歲男性的最常見惡性腫瘤，在過去的40年中，其發病率增加了一倍，并持續增加，如果及早診斷，治愈率將近99%。以上研究表明AP-2γ可能在臨床中作為睪丸腫瘤的免疫標志物，提高早期診斷率，有助于指導治療及預后。

2.5 AP-2γ與胰腺癌

MicroRNA (miRNA)可以通過調控靶基因在人胰腺導管腺癌的癌變和耐藥中發揮重要作用。miR-10a-5p在胰腺導管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)中過度表達，并作為癌基因促進PDAC細胞的轉移。通過分析miR-10a-5p對小鼠生物學行為的影響，檢測組織中miR-10a-5p和AP-2γ的水平，評價其臨床應用價值，結果發現miR-10a-5p在吉西他濱(gemcitabine)耐藥PDAC細胞中表達上調，并增強耐藥，同時AP-2γ被證實是miR-10a-5p的靶點，轉錄因子AP-2γ的過度表達使PDAC細胞對吉西他濱再敏感，并且AP-2γ可降低PDAC細胞的遷移和侵襲能力[21]。此研究表明AP-2γ在PDAC中起抑癌作用， miR-10a-5p/AP-2γ可能是PDAC新的治療靶點和預后指標。

2.6 AP-2γ與其他腫瘤

AP-2γ也與很多其他腫瘤相關。AP-2γ的過表達會促進膀胱癌細胞的增殖和遷移能力[7]。AP-2γ可通過AP-2γ/METTL13/TCF3-ZEB1 調控軸促進肝細胞癌生長和轉移[22]，表明AP-2γ可作為判斷肝細胞癌患者預后的新指標，并可作為肝細胞癌治療的靶點。此外，轉錄因子AP-2γ的表達增加是子宮內膜癌預后不良的因素，核磷蛋白和AP-2γ的聯合作用可抑制子宮內膜癌細胞ERα的表達，而ERα的消失會大大降低子宮內膜癌激素治療的敏感性，抑制核磷蛋白或AP-2γ可恢復ERα的表達，并可作為恢復激素抵抗性子宮內膜癌對內分泌治療敏感的潛在治療策略[23]。T細胞急性淋巴細胞白血病(T-cell acute lymphoblastic leukaemia，T-ALL)是高度惡性腫瘤，以造血系統中淋巴細胞的非自然增殖為特征，白細胞數量極高[24]，miR-29b/29c-3p通過降低轉錄因子AP-2γ的表達來調節谷胱甘肽過氧化物酶1的表達，從而抑制了T-ALL細胞的增殖，激活了T-ALL細胞的凋亡[25]，表明AP-2γ在T-ALL中有成為治療靶點的可能。

3 問題與展望

轉錄因子AP-2γ在腫瘤細胞的發生、遷移、侵襲和擴散方面扮演重要角色，其通過調節與腫瘤發生相關的基因及其產物的特異性表達來發揮作用，如p21、WWOX、EGFR、lncRNA UCA1和miR-214等，但具體的調控機制十分復雜，很多細節尚不明確。AP-2γ在大多數腫瘤中表達上調，促進腫瘤發生發展，亦抑制如胰腺癌等腫瘤的發展，AP-2γ促癌和抑癌的雙重特性給臨床靶向用藥設置了障礙，還需要進一步的研究來更好地了解與AP-2γ相關的分子網絡，從而獲得更廣泛的基礎生物標志物的途徑，這些標志物可以用于腫瘤的診斷，并且為AP-2γ個性化的靶向用藥提供有效的指導信息。