無齒 E 3泛素蛋白連接酶同源物在惡性腫瘤中的研究進展

任佳欣，程彩霞，楊彥娥

1山西醫科大學第一臨床醫學院，太原 030001

2山西醫科大學第一醫院病理科，太原 030001

3山西醫科大學公共衛生學院，太原 030001

泛素是存在于細胞中的一種小分子，能夠通過泛素激活酶E1、泛素結合酶E2和泛素連接酶E3等一系列酶的催化作用，促進底物與靶蛋白結合。無齒E3泛素蛋白連接酶同源物（denticleless E3 ubiquitin protein ligase homolog，DTL）作為E3泛素連接酶中重要的底物適配器，是促進細胞周期進程和基因組穩定性的中心調控因子。DTL在多種惡性腫瘤中表達異常，其通過介導細胞信號通路參與基因轉錄、細胞分化，調控腫瘤細胞周期、增殖、凋亡和腫瘤發生等生物學行為，DTL表達水平與多種惡性腫瘤的發生發展、臨床特征、患者預后和轉歸有著密切關系。目前關于DTL在惡性腫瘤中作用的分子機制尚無定論，大多數研究仍停留在生物信息學分析階段。本文主要對DTL的基本功能及其在乳腺癌、肝細胞癌、宮頸癌和惡性黑色素瘤中的研究進展進行綜述，旨在為惡性腫瘤的治療提供新靶點。

1 DTL的基本功能

DNA損傷引起的基因組不穩定和DNA損傷修復不當是導致惡性腫瘤發生的主要原因之一。DNA雙鏈斷裂（double-strand breakage，DSB）是最有害的DNA損傷形式。Feng等[1]研究發現，泛素連接酶Cullin 4A-DTL（ubiquitin ligase Cullin 4ADTL，CUL4A-DTL）復合物針對非同源末端連接（non-homologous end-joining，NHEJ）修復途徑中的DNA依賴蛋白激酶催化亞基（DNA-dependent protein kinase catalytic subunit，DNA-PKcs）進行核降解，CUL4A-DTL軸通過抑制NHEJ修復增加了基因組的不穩定性并增強了隨后的正常細胞惡性轉化。由此可見，E3泛素連接酶CUL4A在惡性腫瘤發展中起著重要的致癌作用。DTL是CUL4-DDB1相關因子（DDB1 and CUL4 associated factor，DCAF）之一，可能參與惡性腫瘤的發展過程[2]。Cullin-RING E3泛素連接酶（Cullin-RING E3 ligase，CRL）擁有龐大的家族，參與基因轉錄、細胞周期調控、細胞分化、增殖、凋亡和腫瘤發生等過程[3]。DTL作為連接酶中的底物適配器，主要通過調節染色質許可和DNA復制因子1（chromatin licensing and DNA replication factor 1，CDT1）、SET結構域賴氨酸甲基轉移酶8[SET domain containing（lysine methyltransferase）8，SET8]和 p21的功能參與蛋白質的泛素化和降解，并調控細胞周期和基因組的穩定性。在真核細胞中，DNA復制許可受嚴格調控，以確保S期DNA復制的啟動在每個有絲分裂中發生一次。CDT1是一種調控DNA復制的蛋白，通過與DTL相互作用防止細胞周期中DNA重復復制[4]。SET8介導的蛋白質修飾主要參與細胞周期、DNA修復、基因轉錄、細胞凋亡過程[5]，并促進骨肉瘤和乳腺癌細胞的上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[6-7]，與惡性腫瘤的發生發展有關。p21蛋白是維持基因組穩定性的重要參與者[8]，在正常細胞中發揮細胞周期抑制劑和抗增殖效應物的作用，在某些惡性腫瘤中表達失調[9]。除此以外，在對酵母的研究中發現，DTL缺失會嚴重減緩S期的進展[10]，DTL在調節DNA復制和細胞周期中的作用已經得到了很好的驗證[11]。DTL在多種惡性腫瘤中具有致癌功能，如乳腺癌、肝細胞癌和尤因肉瘤等[12]，且其過表達與淋巴管浸潤、腫瘤浸潤深度較深和高復發率有關[13]，還與多種惡性腫瘤患者的生存率低顯著相關[14]。

2 DTL在多種惡性腫瘤中的研究進展

2.1 DTL在乳腺癌中的研究進展

乳腺癌是全球惡性腫瘤死亡的第五大原因[15]，其發病率和病死率均高于其他惡性腫瘤，并在全球范圍內逐年增加[16]。雖然用于乳腺癌預后預測和治療的分子靶點有所增加，但仍然迫切需要識別新的分子標志物，從而為患者提供更多的治療選擇[17]。Bao等[18]通過對乳腺癌標本轉錄組測序和實時定量聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）比較的方法，確認DTL基因在乳腺癌中表達上調。崔浩然[19]進一步在mRNA和蛋白水平證明了DTL在乳腺癌中表達上調，同時也通過KM-plotter驗證了DTL高表達與患者的生存期呈負相關，并提出Jun激酶（Jun kinase，JNK）通路可能參與了程序性死亡受體 4（programmed cell death 4，PDCD4）介導的DTL促癌功能，其中PDCD4是一種抑癌基因，與DTL相互作用，DTL可促進PDCD4泛素化降解，敲低PDCD4能夠彌補DTL沉默導致的細胞功能缺失。何麗[20]的研究發現，通過干擾DTL的表達可抑制p21的表達，促進MCF-7細胞增殖，從而使細胞周期停滯在G2/M期，達到抑制乳腺癌細胞增殖的目的。Ueki等[21]應用針對DTL的小干擾RNA作用于乳腺癌細胞T47D和HBC4，有效抑制了DTL的表達并引起G2/M細胞積累，導致乳腺癌細胞生長受到抑制。Zhu等[22]在對紡錘體驅動蛋白（kinesin spindle protein，KSP）的研究中發現，SB743921治療顯著降低了乳腺癌細胞中DTL的表達。以上研究均證明DTL與乳腺癌的發生有著密切關系，很有希望作為治療靶點，但在臨床治療中不同分子分型乳腺癌的治療和預后差異較大，目前仍缺乏DTL在不同分型乳腺癌中表達情況的研究，這值得深入探索，從而為乳腺癌的臨床治療提供新的思路。

2.2 DTL在肝細胞癌中的研究進展

肝細胞癌在亞洲是很常見的腫瘤類型，且具有較高的病死率，靶向治療已成為新的研究方向。Zhou等[23]利用生物信息學分析方法發現DTL是肝細胞癌發生的關鍵基因，隨著DTL基因表達增加，肝細胞癌患者的生存率逐漸降低，說明DTL很有可能作為肝細胞癌的潛在預后標志物。Pan等[12]在對果蠅的研究中發現，DTLmRNA表達受細胞周期的嚴格調控，其在G1晚期到S期過渡期間顯著積累，進入G2/M期時突然下降，DTLmRNA在肝癌中過表達，其可促進腫瘤細胞生長，導致更大、分化更差的肝細胞癌及更高水平的甲胎蛋白（α-fetoprotein，AFP），且DTL過表達可與p53突變發揮協同作用，導致晚期肝細胞癌患者預后不良。Zhang等[24]研究發現，海馬鈣素樣1（hippocalcin like 1，HPCAL1）是一種鈣傳感器蛋白，可保護p21免受DTL的泛素化和蛋白酶體降解，從而誘導肝癌細胞生長停滯，降低HPCAL1的表達可促進G1/S期轉化，并增加S期細胞比例；相反，當HPCAL1過表達時，在G1期觀察到細胞周期停滯。HPCAL1和DTL對肝細胞癌的生長調控值得進一步研究。另有研究表明，DTL在腫瘤細胞生長、細胞周期調控、微核、倍性和致瘤性中的作用不可忽視，DTL缺失可抑制肝癌細胞生長[25]。

2.3 DTL在宮頸癌中的研究進展

宮頸癌是常見的婦科惡性腫瘤，90%以上的宮頸癌伴高危型人乳頭瘤病毒（human papilloma virus，HPV）感染。有研究者選取HPV陽性宮頸鱗狀細胞癌（cervical squamous carcinoma，CESC）組織和正常宮頸組織標本，通過基因差異篩選構建了miRNA-轉錄因子（transcription factor，TF）基因調控網絡和蛋白質-蛋白質相互作用（protein-protein interaction，PPI）網絡，發現DTL作為連接度最高的樞紐基因之一，其在HPV陽性CESC的發生發展中起關鍵作用[26]。van Dam等[27]研究發現，對有進展性宮頸病變風險的患者，DTL很有可能成為早期檢測的生物標志物，并在控制細胞增殖和分化中發揮關鍵作用。Kiran等[28]研究發現，DTL蛋白在高危型HPV感染的宮頸癌中表達升高，該研究通過體內體外實驗、建立小鼠模型、細胞轉染、免疫組化等實驗，發現了泛素特異肽酶46（ubiquitin specific peptidase 46，USP46）被高危型 HPV的E6癌蛋白選擇性招募，建立新細胞信號通路使DTL和細胞增殖更加依賴USP46，因此有效抑制USP46的活性可以成為治療高危型HPV感染宮頸癌的潛在靶點。Singh等[29]研究發現，微小RNA（microRNA，miRNA）-34a通過抑制HPV E6蛋白表達，使HPV感染的宮頸癌細胞系中的DTL蛋白水平不穩定，DTL的去穩定化可穩定促凋亡蛋白和腫瘤抑制蛋白（如p21和SET8），并抑制HPV陽性宮頸癌細胞增殖、遷移和侵襲。Liu等[30]通過使用RNA測序獲得差異表達的基因，采用體內試驗和體外實驗發現DTL過表達能夠通過小GTP酶Rac1（Rac family small GTPase 1，RAC1）激活JNK并上調叉頭框蛋白O1（forkhead box O1，FOXO1）的表達以誘導EMT以及腫瘤細胞的遷移和侵襲。這些結果表明，DTL可能成為宮頸癌潛在的治療靶點，其作用機制值得進一步研究，為臨床治療提供新的思路。

2.4 DTL在惡性黑色素瘤中的研究進展

黑色素瘤起源于黑色素細胞，通常發生在皮膚上，具有很高的侵襲性和病死率。大多數局部黑色素瘤患者的預后良好，但高危或晚期轉移性黑色素瘤患者的預后很差[31]。有研究分析了黑色素瘤組織和正常皮膚組織中DTL基因表達水平，結果發現，黑色素瘤組織中DTL基因表達水平明顯高于正常皮膚組織。另有研究發現，DTL基因表達水平對黑色素瘤患者的預后具有顯著影響[32-33]，但DTL對黑色素瘤細胞遷移和侵襲的影響尚未見報道。Yang等[34]從基因表達綜合數據庫（Gene Expression Omnibus，GEO）中提取了3個基因表達數據集進行分析，結果表明，與良性黑色素細胞性皮膚痣相比，肢端黑色素瘤（acral melanoma，AM）和非肢端皮膚黑色素瘤（cutaneous melanoma，CM）中DTL的表達水平均顯著升高，而AM和CM之間DTL的表達水平無差異，并且這種趨勢在3個獨立的數據集中均存在。之后通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應（quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction，qRT-PCR）分析了8例來自手掌或足部的良性黑色素細胞皮膚痣和48例AM中DTL的表達水平，結果與GEO數據集一致，即DTL在AM中的表達水平遠高于良性痣，且其表達水平與腫瘤的惡性程度有關。Benamar等[35]研究發現，Pevonedistat具有顯著的抗黑色素瘤活性，抑制CRL4-CDT2-SET8/p21降解軸是其發揮作用的主要機制。Pevonedistat與vraf鼠肉瘤病毒癌基因同源物B（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B，BRAF）激酶抑制劑可協同用于治療BRAF突變的黑色素瘤，前者可能作為BRAF激酶抑制劑單藥治療后復發的黑色素瘤的二線治療選擇。除此以外，Lu等[36]研究提出，CM組織中DTL表達水平上調可能通過激活c-Myc靶通路來促進黑色素瘤細胞生長和糖代謝。DTL在惡性黑色素瘤中的研究已經相對成熟，在其他惡性腫瘤中的潛在用途值得深入研究。

3 小結與展望

綜上所述，現階段關于DTL的研究大多數停留在生物信息學分析階段，其詳細的作用機制尚未證實，但其作為中心調控因子參與細胞周期進程和基因組穩定性的關鍵作用不容忽視。此外，DTL表達水平與多種惡性腫瘤的發生發展、臨床特征、患者預后和轉歸具有密切關系。DTL在惡性腫瘤治療中是否具有臨床意義有待進一步深入研究，其有望為惡性腫瘤的治療提供新的思路。值得注意的是，在開發新治療靶點的過程中，腫瘤發生的微環境和其本身的異質性不容忽視，目前對DTL與惡性腫瘤相關性的探討多為生物信息分析及理論階段，接下來需要進行更多的實驗性研究解釋其在腫瘤生長中潛在的分子機制和作用，使其更有潛力成為多種惡性腫瘤治療的新靶點。