SETDB1 與腫瘤關系的研究

楊 靜，艾力·伊敏，閆 駿

（1.天津市寧河區醫院病理科，天津 301500；2.民豐縣人民醫院病理科，新疆 民豐 848599；3.天津市第一中心醫院病理科，天津 300192）

SETDB1 作為組蛋白-賴氨酸N-甲基轉移酶SET 家族的一份子，是H3K9 甲基化轉移酶[1，2]。特異性異染色質蛋白與染色質組裝因子以及SETDB1 關聯而成的復合物可促使H3 點位上的K9 單甲基化，誘導形成組蛋白3 賴氨酸9 的三甲基化，進而推進腫瘤的發生和演進過程[3]。在乳腺癌和大腸癌等腫瘤組織中，該基因均呈異常表達，其上調強化癌細胞的增殖、遷移及侵襲浸潤的能力，并對患者預后造成不良影響[4-6]。本文對多系統惡性腫瘤中SETDB1 蛋白的相關研究作一綜述，以期為該蛋白在其他腫瘤中的深入研究提供指導及思路。

1 SETDB1 的分子結構及功能

1.1 結構特征 SETDB1 又稱為ESET 或KMT1E，該基因作為組蛋白賴氨酸特異性的甲基轉移酶，屬于Suvar3-9 基因家族中的成員。在人染色體lq21(20)區域發現SETDB1 基因片段，該基因長度為50 kbp，其助力H3K9 位點三甲基化沉默腫瘤的抑制基因導致發生癌變。SETDB1 在各種人類癌癥條件下異常表達，增強腫瘤的生長和轉移，對腫瘤的發生、發展起到了促進作用，并且與患者預后不良緊密相關[7]。

1.2 功能特征 人的SETDB1 蛋白有6 個結構域[8]，操控著H3K9 的基因沉默乃至轉錄抑制程序[9，10]。DNA 沉默與轉錄抑制程序被N-末端區域這一結構域控制，而CpG-甲基化過程受甲基化-CpG 島結合結構域支配，C-末端區協助H3K9 特異性賴氨酸甲基化[11，12]。SETDB1 基因修飾H3K9 的甲基化過程由ATP 酶輔助完成，調控二甲基化轉換為三甲基化[13，14]，在DNA 甲基化與轉錄控制程序X 染色體的沉默機制和異染色質形成過程等方面均發揮重要意義。

SETDB1 基因不僅參與常染色質基因的沉默及轉錄，還調節靶基因和嵌合轉錄體沉默前病毒體，調控胚胎干細胞的發育機制，維持胚胎干細胞的發育狀態[15-17]。SETDBl 蛋白對骨和軟骨細胞的生殖分化以及胎兒的生長發育有重要意義[18]。Beyer S 等[19]研究顯示，SETDB1 基因通過Wnt/β-catenin 信號通路，動態調節骨骼肌干細胞的分裂和增殖，促進形成肌肉組織，下調其表達并降低了肌原性分化，該結論表明SETDB1 基因的表達和分化是肌原性分化所必需的因子。因此，SETDB1 基因在機體的正常發育以及細胞分化成熟等過程中具有重要作用。

2 SETDB1 與腫瘤的關系

在惡性腫瘤中，SETDB1 主要從以下3 方面發揮致病作用：①促腫瘤細胞增殖和遷移并抗癌細胞凋亡，阻礙抑癌基因Bax 和TP53 的表達[20，21]、激活WNT 信號通路[20]和降低HoxA 基因的表達[7]等；②免疫逃逸機制：SETDB1 能夠使急性白血病細胞逃避先天免疫防御機制，該過程通過沉默其逆轉座子來實現[22]；③促進上皮間質轉化：在生理情況下，SETDB1 可以抑制EMT[23]，然而SETDB1 蛋白在乳腺癌中不僅促進上皮間質轉化，并且在組蛋白3 賴氨酸9 位點上異常的組蛋白甲基化促進了腫瘤抑制基因的沉默，從而促進了癌變發展過程[7]。

2.1 SETDB1 與肝癌的關系 原發性肝癌中肝細胞癌約占90%[24]，在腫瘤相關的死亡原因中排第3 位[25]。雖然近年來原發性肝癌的診治取得了一定成效，但術后復發和轉移仍是導致肝癌患者預后不良的關鍵因素。據報道[26]，肝癌患者5 年生存率僅有5%。因此，探究肝細胞癌演進的分子機制，尋找新的生物靶標已成為當下臨床研究重點。李征等[27]研究顯示，SETDB1 在肝細胞癌中表達明顯高于對照組織，且在腫瘤直徑＞5 cm、伴微血管浸潤和pTNM 分期Ⅲ+Ⅳ者中該基因的上調表達顯著異于腫瘤直徑＜5 cm、無微血管浸潤和pTNM 分期Ⅰ+Ⅱ者。Wong CM 等[28]用轉錄子測序方法在乙肝病毒感染相關的肝細胞癌中檢測多個分子標記物，結果顯示SETDB1 基因上調最為顯著；肝細胞癌中在常染色體1q21 位點該基因擴增，SP1 作為轉錄因子從轉錄水平上促進了其活性，而轉錄后水平中SETDB1 與miR-2 呈負相關；此外，體內外實驗研究證實，敲除該基因在肝癌細胞株中的表達可有效抑制腫瘤細胞增殖、遷移和浸潤侵襲的潛能，臨床病理分析提示該基因異常高表達者，腫瘤進展速度快、侵襲性強合并患者預后差。Shao YJ 等[29]研究表明，miR-621 在肝細胞癌組織與細胞中均呈低表達趨勢，而其與SETDB1 表達呈負相關。陳靜等[30]通過shRNA 慢病毒轉染構建SETDB1穩定敲除MHCC97H 細胞系，表明下調SETDB1 可抑制肝癌MHCC97H 細胞的增殖能力，促進細胞凋亡，而敲除該基因的表達可減弱動物模型皮下肝細胞癌移植瘤的生長走勢。總之，下調SETDB1 能發揮抗腫瘤生長作用，推測SETDB1 可能是肝細胞癌浸潤、轉移以及預測不良預后和指導治療的重要標記物。

2.2 SETDB1 與乳腺癌的關系 Xiao JF 等[31]研究表明，SETDB1 基因呈現過度擴增且高表達，敲除該基因后乳腺癌細胞的貼壁依賴性病灶形成受阻，其通過促進內部核糖體進入相應位點介導MYC/CCND1 mRNA 的翻譯過程，強化c-MYC 和cyclinD1 的表達，致使c-MYC 信號轉導增強，加速細胞周期進程。由SETDB1 參與激活的c-MYC-BMI1 軸對乳腺腫瘤發生至關重要，其在啟動子區直接與c-MYC結合增強其轉錄，表明SETDB1 和c-MYC 之間存在正調控作用。乳腺癌中SETDB1 基因的高表達趨勢推進癌細胞遷移、增殖及侵襲過程[32]。王小利等[33]研究利用穩定轉染技術沉默乳腺靶細胞株上SETDB1基因的表達，篩選出沉默的乳腺克隆細胞株，結果發現在乳腺癌組織及T47D 乳腺癌細胞珠中SETDB1基因呈異常增高趨勢；在MCF7 細胞株中敲除該基因與T47D 的克隆細胞株，發現sh2 以及sh4 對數生長期細胞的增殖數顯著減少，而平板克隆及軟瓊脂克隆形成試驗顯示阻滯G0/G1期和（或）G2/M 期細胞數目大量減少，以致腫瘤細胞遷移、侵襲能力明顯變弱。該基因表達僅與雌激素受體（ER）關系密切，與其他臨床因素無相關性，推測其可能作為致癌因子助力了乳腺癌發生發展演進過程，該基因有望成為乳腺癌診治及評估預后的關鍵指標。

2.3 SETDB1 與胃癌的關系 李金梅等[34]研究了161例胃癌以及對照組織中SETDB1 基因的表達，結果顯示其陽性表達分別定位于細胞質以及細胞質伴細胞核兩種情況，而細胞核表達與腫瘤組織浸潤深度、pTNM 分期以及淋巴結轉移情況關系密切，其胞核陽性組患者預后更差；預后分析結果得出，SETDB1基因細胞核陽性、淋巴結轉移情況以及pTNM 分期是影響胃癌患者術后總生存率的因素；但只有pTNM分期是獨立因素。因此，胃癌組織中該基因胞核的異常表達可能與胃癌的發生發展以及惡性生物學行為息息相關。

2.4 SETDB1 與卵巢癌的關系 卵巢癌患者中SETDB1的表達水平較高時，可能會對腫瘤細胞遷移、增殖及侵襲過程發揮促進作用[35]。董紅玲[36]研究發現，該基因的mRNA 以及蛋白表達水平均呈增高趨勢，并與淋巴結發生轉移及國際婦產科聯盟（FIGO）高分期者呈正相關關系；卵巢癌患者3 年生存率為39%，該基因陽性者的無瘤生存率以及3 年總生存率均明顯低于陰性者；且預后分析發現，SETDB1 陽性表達、腫瘤TNM 分期和淋巴結轉移狀態是影響卵巢癌患者預后的獨立危險因素。結合已有研究推測，SETDB1 可能作為促癌蛋白，對腫瘤侵襲轉移過程起到了推動作用，該蛋白為后期腫瘤作用機制的研究提供了新的指導方向。

2.5 SETDB1 與結直腸癌的關系 陳芊杏等[37]采用二代測序技術和免疫組化染色方法檢測KRAS 基因突變狀態與SETDB1 在結直腸癌患者組織學標本中表達，結果顯示該蛋白的異常表達出現KRAS 基因突變型的結直腸癌組織中，由此推測KRAS 基因突變狀態影響該蛋白表達，但其詳細機制仍有待進一步探究[38,39]。另有研究發現[40-43]，腫瘤組織分化程度、腫瘤直徑和術前血清CEA 狀態與患者的SETDB1 表達均相關，且miR-381 在結腸癌中表達較低，并與SETBD1 呈負相關，即上調SW480 結腸癌細胞株中miR-381 的表達，可下調SETDB1 表達，進而減弱癌細胞的遷移力。因此，推測阻礙結腸癌轉移途徑可能是通過miR-381 抑制了SETDB1/MMP-2 的表達來實現的。

2.6 SETDB1 與前列腺癌的關系 Sun Y 等[44]采用qRT-PCR 和免疫組化染色法從mRNA 以及蛋白層面檢測發現，在前列腺癌組織中SETDB1 基因的表達均高于癌旁對照及前列腺良性增生組織；通過對細胞增殖和遷移侵襲等活力分析顯示，下調其表達，可使G0/G1細胞周期受到阻滯，達到抑制前列腺癌細胞的生長目的，沉默該基因表達后可有效削弱癌細胞遷移和侵襲能力。通過以上實驗結果推測前列腺癌的發生發展、浸潤轉移與SETDB1 有不可忽視的相關聯系，該蛋白對后期研究前列腺癌發生發展的分子機制提供了新思路。

2.7 SETDB1 與肺癌的關系 Rodriguez-Paredes M等[45]研究發現，在非小細胞肺癌細胞系和原發肺癌中均發現了SETDB1 蛋白的基因擴增情況，沉默SETDB1 不僅能夠減弱腫瘤細胞增殖活力，還能促進腫瘤細胞凋亡，并且還可抑制裸鼠模型中腫瘤的生長狀態；而過表達SETDB1 可增強腫瘤的侵襲性，光神霉素通過有效抑制SETDB1 在癌細胞中的表達，從而抑制癌細胞生長來達到治療效果。DZNep作為表觀抗癌藥物，其通過調控SETDB1 啟動子活性，誘導肺癌細胞株凋亡來發揮藥效[46]。以上研究提示，無論是直接靶向SETDB1，還是通過已知可調節SETDB1 表達途徑間接靶向該蛋白，可有效增強抗癌藥物對腫瘤細胞的殺傷能力，可提高肺癌的化療效率，推測該蛋白可作為治療肺癌的有效靶點進行深入研究。

3 總結

在多種惡性腫瘤中，SETDB1 可能作為癌基因推動了腫瘤發生、發展，并對癌細胞增殖、遷移以及侵襲轉移過程有促進作用，影響患者預后。因此，SETDB1 作為有潛在應用價值的分子標記物，為后期在其他惡性腫瘤的診斷、浸潤轉移、評估疾病預后和靶向治療研究都開拓了新的方向，但其具體分子機制仍有待深層面研究。