轉錄因子E2F2 在惡性腫瘤生物學功能中研究進展*

張 銘，湯衛霞，盛美紅

（南通大學第二附屬醫院/南通市第一人民醫院影像科，江蘇 226001）

細胞周期相關轉錄因子E2F 是在腺病毒研究中發現的,可以啟動E2 基因轉錄。目前已發現8 個E2F 家族成員,分別為E2F1～E2F8。E2F 家族各成員的結合蛋白有所不同,E2F1、E2F2 和E2F3a 僅與視網膜母細胞瘤蛋白（pRB）結合,是細胞進入S 期的必要因素;E2F4 和E2F5 與視網膜母細胞瘤樣蛋白1（p107）和視網膜母細胞瘤樣蛋白2（p130）結合;E2F3b 和E2F4～E2F8 被認為是“阻遏物”,抑制大部分重疊靶基因組的表達;E2F6～E2F8 缺乏口袋蛋白結合域,以不依賴于口袋蛋白的方式抑制轉錄[1]。E2Fs 家族是一組調節細胞周期和凋亡的重要轉錄因子,廣泛參與各種癌癥發生,在細胞增殖和細胞周期調節中起著重要作用。有學者發現乳腺癌組織中E2F1～3 和5～8 表達水平高于正常乳腺組織,而E2F4 表達水平低于正常乳腺組織[2]。E2F2 作為轉錄激活因子在腫瘤細胞周期中起著重要作用,成為最近研究熱點。

1 E2F2 生物功能概述

E2F2 基因定位于01p36,編碼由438 個氨基酸組成、分子量為47.5 kDa 的蛋白質[1],超過46%氨基酸與E2F1 同源。E2F2 發揮原癌基因功能,促進腫瘤細胞的增殖。E2F2 主要以細胞周期依賴方式與視網膜母細胞瘤（retinoblastoma,RB）蛋白結合,以Rb/E2F 復合物形式參與調節細胞周期、DNA 合成檢查點和細胞凋亡。E2F2 作為調節細胞有絲分裂的重要因子,調節淋巴細胞分裂和細胞周期相關基因表達。E2F2 蛋白從細胞質運輸到細胞核,與基因啟動子結合,刺激靶基因轉錄,在哺乳動物和植物細胞周期的G1/S 轉變中發揮重要作用。E2F2 啟動G1/S 轉變所需的轉錄,維持RB 介導的E2F2 抑制,從而阻止細胞周期從G1 期進展到S 期,而RB 失活可導致E2F2 活性的釋放和激活[3]。有研究發現,E2F2 具有促炎作用,如E2F2 促進類風濕性關節炎滑膜成纖維細胞炎癥因子的分泌,影響關節炎的發展[4]。有學者發現,敲低E2F2 可顯著提高人骨髓瘤MM.1S 細胞的粘附水平,提高FN1、PECAM1、ICOSLG 等細胞粘附相關基因的表達,減弱MM.1S 細胞的侵襲能力[5]。

2 E2F2 在腫瘤中的研究進展

2.1 E2F2 在頭頸部惡性腫瘤中的作用 ZHANG等[6]研究發現,膠質瘤組織中過表達的E2F2 通過增加PFKFB4 表達和激活PI3K/AKT 通路,促進膠質瘤細胞糖酵解正向反應,抑制E2F2 可顯著減少細胞葡萄糖消耗。實驗發現,E2F2 在膠質瘤組織中表達增加,具有促進腫瘤增殖和轉移作用,E2F2 低表達患者5 年生存率明顯高于高表達患者。microRNA Let-7 家族成員Let-7b 上調可抑制膠質瘤細胞增殖、遷移和侵襲,而過表達E2F2 可部分消除Let-7b對膠質瘤和膠質瘤干細胞增殖的抑制作用[7]。miR-218 通過直接靶向E2F2 調控膠質瘤細胞周期、增殖和代謝,在G1 期阻滯細胞周期[8]。長鏈非編碼RNA（lncRNAs）與腫瘤增殖、分化、轉移密切相關。FLVCR1-AS1 是一個較少被研究的lncRNAs,在膠質瘤組織和細胞系中高度表達,FLVCR1-AS1 通過海綿化miR-4731-5p 上調E2F2 表達而發揮致癌作用。FLVCR1-AS1/miR-4731-5p/E2F2 軸是膠質瘤中新發現的信號通路,可能是潛在的治療靶點[9]。

2.2 E2F2 在呼吸系統惡性腫瘤中的作用 CHEN等[1]對86 例非小細胞肺癌（NSCLC）標本進行免疫組化分析,發現腫瘤組織中E2F2 表達明顯升高,是肺癌預后標志物。miR-519 在肺癌細胞中過表達,通過抑制E2F2 轉錄活性和PI3K/AKT 通路,抑制細胞活力,促進細胞凋亡,影響癌細胞增殖、遷移及侵襲能力[10]。國內外大量研究顯示,miRNA-126-3p 低表達與肺癌的發生和進展有關,可能是肺癌早期診斷和預后的生物標志物[11]。在人NSCLC 細胞A549 中,miR-936 通過靶向E2F2 蛋白抑制細胞增殖和侵襲能力,發揮抗腫瘤作用[12]。在肺癌組織和細胞中,lncRNA 煙酰胺核苷酸反氫化酶反義RNA 1（nicotinamide nucleotide transhydrogenase antisense RNA 1,NNT-AS1）和E2F2 表達上調,miR-3666 表達下調,NNT-AS1 通過miR-3666 調控E2F2,下調NNTAS1 可降低肺癌細胞的增殖和侵襲能力,為肺癌治療提供了一個有前途的策略[13]。綜上所述,E2F2 作為肺癌促癌基因,過表達E2F2 可加速肺癌細胞生長、細胞周期進展和細胞運動,而低表達E2F2 可抑制這些惡性表型,E2F2 作為一個重要靶點為肺癌診治及預后預測提供新的希望。

2.3 E2F2 在消化系統惡性腫瘤中的作用 LI 等[14]從TCGA 數據庫下載407 例胃癌患者的臨床信息,多因素回歸分析發現,E2F2 mRNA 高表達及高病理分期與總生存期、腫瘤侵襲性及預后不良密切相關。負延伸因子復合體成員E（negative elongation factor complex member,NELFE）是一種RNA 結合蛋白,可以直接與E2F2 的3’UTR 結合,促進E2F2 的表達,加速胃癌的增殖、轉移。下調E2F2 和NELFE 的表達可以抑制胃癌細胞的增殖和遷移[15]。miR-31 異位表達抑制腫瘤細胞活力、促進凋亡、阻斷G1 進展、抑制體外遷移侵襲和體內生長。E2F2 作為miR-31的直接靶點,與胃癌分化差、淋巴結轉移、T 分期晚期及生存率差顯著相關,E2F2 與miR-31 水平呈負相關,miR-31 通過抑制E2F2 表達發揮抑制腫瘤作用[16]。也有學者研究發現E2F2 的抑癌作用。YU 等[17]研究發現lncRNA H19 在胃癌組織表達升高,通過miR-138/E2F2 軸發揮促腫瘤功能。E2F2 受miR-138 負調控,lncRNA H19 靶向miR-138,導致E2F2上調,可減弱H19 引起的胃癌細胞惡性生物學行為。LIU 等[18]研究表明,E2F1/2/3/5/7/8 是胃癌患者預后良好的預測因子。

ZENG 等[19]比較374 例肝細胞癌（HCC）組織和50 例正常肝組織中E2F2 的表達,結果顯示E2F2 在HCC 中的表達顯著上調,高E2F2 表達與組織學分級低、臨床分期晚、淋巴結轉移多、血清AFP 值高密切相關。lncRNA ZEB1-AS1 作為miR-365a-3p 競爭性內源性RNA,在肝癌細胞中起正向調節E2F2 表達的作用,促進癌細胞增殖[20]。研究發現,E2F2 和ECT2 是miR-490-5p 作用靶點,miR-490-5p 通過下調E2F2 和ECT2 的表達抑制肝癌細胞的轉移[21]。ANCCA/PRO2000-miR-520a-E2F2 調控環協同促進HCC 細胞增殖,ANCCA/PRO2000 正向調節E2F2 mRNA 和蛋白的表達,同時靶向抑制miR-520a 的表達,通過促進HCC 細胞周期的進展來增強細胞增殖[22]。

E2F2 促進胰腺癌細胞由G1 期進入S 期,增強細胞增殖。長鏈非編碼RNA 分化拮抗非蛋白編碼RNA（lncRNA DANCR）在胰腺癌組織中過表達,與腫瘤大小、TNM 分期、淋巴結轉移及患者較短生存期顯著相關,E2F2 是miR-214-5p 的直接靶點,lncRNA DANCR 通過miR-214-5p 正向調節E2F2的表達,促進胰腺癌的增殖和侵襲[23]。E2F2 過表達還可通過調節E2F2-RRM2-DCK 軸,增強胰腺癌細胞對吉西他濱耐藥性[24],抑制E2F2 表達可能是提高吉西他濱療效的可能途經。

2.4 E2F2 在乳腺癌中的作用 研究表明,E2F2 是與乳腺癌相關基因之一,是關鍵的調控因子[25]。SUN等[26]研究發現,E2F2 在乳腺癌組織中的表達水平高于正常組織,在髓樣癌、浸潤性導管癌和浸潤性癌中的表達更高,E2F2 高水平與乳腺癌患者不良的總生存期、無進展生存期及進展后生存期顯著相關。LINC00511 是新發現的基因間長鏈非編碼RNA,LINC00511 高表達與乳腺癌淋巴結轉移、腫瘤大小及分子亞型密切相關,LINC00511 通過上調Wnt10A、E2F2、TGFA 和MET 促進乳腺癌的發生發展[27]。circ-RPPH1 是新發現的非編碼環狀RNA 并且在乳腺癌中高表達,E2F2 與miR-146b-3p 負相關,而與circ_RPPH1 正相關,circ_RPPH1、miR-146b-3p 和E2F2 之間存在調控相關性。E2F2 調控通路可能只是circ_RPPH1 介導乳腺癌進展的下游機制之一。circ_RPPH1 作為miR-146b-3p 的內源競爭RNA,通過下調miR146b-3p 來促進E2F2 調節乳腺癌細胞的生長和轉移能力,降低miR-146b-3p 對E2F2 的抑制作用,circ_RPPH1/miR-146b-3p/E2F2軸可以促進乳腺癌進展[28]。還有研究可以證明E2F2的促癌作用,比如過表達的miR-638 通過抑制E2F2降低了CD24/CD44+細胞的比例以及SOX2 和OCT4的水平,同時過表達的miR-638 通過抑制E2F2 從而抑制乳腺癌干細胞自我更新、細胞增殖和侵襲能力[25]。也有學者提出相反意見,認為E2F2 在myc 基因介導的乳腺腫瘤中具有抑癌作用[29]。

2.5 E2F2 在骨肌系統惡性腫瘤中的作用 下調E2F2 可通過過表達miR-218 抑制骨肉瘤細胞增殖,上調E2F2 可通過沉默miR-218 促進骨肉瘤細胞增殖,證實E2F2 促進骨肉瘤的發生[30]。miR-Let7A 通過誘導細胞阻滯在G1/G0 期,抑制骨肉瘤細胞增殖。E2F2 是miR-Let7A 的靶基因,miR-Let7A 抑制E2F2 表達。骨肉瘤患者血液中miR-Let7A 表達顯著下調,與E2F2 表達呈負相關,在骨肉瘤細胞增殖和腫瘤發生中發揮重要作用[31]。

2.6 E2F2 在生殖系統惡性腫瘤中的作用 LBX2-AS1 是卵巢癌促癌lncRNA,通過抑制miR-455-5p和miR-491-5p 而增加E2F2 表達,促進卵巢癌細胞生長、遷移、侵襲和腫瘤形成[32]。紫杉醇在卵巢癌治療中起著不可或缺的作用,而紫杉醇的耐藥性決定了患者的預后,在紫杉醇耐藥卵巢癌細胞中miR-522 的表達下調、E2F2 過表達,E2F2 作為miR-522-3p 的直接靶點,通過控制G1 期到S 期進展,在紫杉醇耐藥性中發揮了關鍵作用,miR-522-3p 通過下調E2F2 減弱紫杉醇耐藥程度[33]。研究發現,E2F1/2/3/7/8 在子宮內膜癌組織中表達上調,E2F2/3/8 表達卻與耐藥性呈負相關[34]。因此,E2F2 在子宮內膜中的作用仍需進一步研究。E2F2 在宮頸癌中過表達,且與淋巴結血管浸潤、間質浸潤深度、較短的總生存期和無病生存期有關,體外實驗表明E2F2 和E2F7 參與HPV 陽性和陰性宮頸癌細胞增殖、遷移和細胞周期調節[35]。

2.7 E2F2 在泌尿系統惡性腫瘤中的作用 研究發現miRNA-93 和miRNA-195 是三層網絡的控制者,也是眾多膀胱癌相關靶基因的調節者。E2F1 和E2F2 是miR-93 重要靶基因,通過與特定蛋白或轉錄因子特異性DNA 結合形成復合物,參與膀胱癌凋亡過程。同時,AKT3 是miR-195 重要靶基因,其表達與PI3K-Akt-mTOR 信號通路和AMPK-mTOR 信號通路相關[36]。lncRNA DLEU2 過表達促進前列腺癌的增殖、遷移和侵襲,DLEU2 高表達與患者不良預后相關。前列腺癌中E2F2 激活DLEU2 的轉錄,促進血清和糖皮質激素誘導的蛋白激酶1（SGK1）表達,促進前列腺癌的進展[37]。E2F2 在泌尿系腫瘤發生發展中發揮促癌基因作用,其表達水平下調可以抑制腫瘤細胞。

3 展望與思考

近年來研究發現,E2F2 可促進多種腫瘤的進展,在膠質瘤和骨肉瘤中E2F2 是miR-218 的直接靶標,miR-let7 家族成員過表達抑制E2F2 的表達,從而抑制腫瘤細胞生長。然而,GAO 等[38]使用蛋白質印跡和熒光素酶報告基因檢測確定E2F2 是miR-155 的直接靶標,E2F2 過表達可減弱腎透明細胞癌（clear cell renal cell carcinoma,ccRCC）細胞生長、遷移和侵襲,miR-155 通過靶向ccRCC 細胞中E2F2而發揮促癌作用。因此,不能簡單將E2F2 歸為腫瘤促進因子或抑制因子。今后仍需進一步明確E2F2在腫瘤發展中的分子機制,充分發揮E2F2 作為診斷、預后和治療靶點的潛力。