RUNX3基因与恶性肿瘤的研究新进展

李 泳(综述)，刘久华(审校)

(蚌埠医学院附属连云港市第二人民医院泌尿外科，江苏 连云港 222006)

Runt-related transcription factor 3(RUNX3)基因是一个肿瘤抑制基因,定位于染色体1p36，全长为67 kb，为RUNX家族中最小的一个，含P1、P2 2个启动子及6个外显子，其与RUNX1、RUNX2基因皆同属于RUNX家族,基因有2个大的保守CpG岛,其中1个位于外显子6的起始位,而另1个则位于外显子2附近[1]。RUNX3基因表达沉默与其高甲基化和杂合性缺失密切相关。甲基转移酶抑制剂通过逆转RUNX3基因高甲基化而恢复其基因的正常表达，起到明显的抑制肿瘤作用。现就RUNX3基因与恶性肿瘤关系的研究进展予以综述。

1 RUNX3基因的作用机制

RUNX家族基因产物在转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)参与介导的细胞周期中起调控作用，TGF-β在绝大多数各类细胞生长、分化中起抑制作用，在细胞周期中其信号转导发生异常会造成各类肿瘤的产生及发展，且TGF-β在细胞的调控、分化与凋亡的过程中发挥着极其重要的作用[2]。研究发现,RUNX3基因可能为TGF-β转导通路中的一个重要环节，在细胞中重新恢复RUNX3持续较高的表达，可出现胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9上调及Bcl-2下调，导致其细胞发生凋亡。RUNX3基因主要失活机制是杂合性缺失和启动子的高甲基化,由此说明RUNX3对细胞的生长、增殖和凋亡起重要作用[3]。突变RUNX3所致的功能失活、表观遗传沉默及胞质定位错误常被发现及被认为是肿瘤多样化的起源，这表明在肿瘤发生和发展为恶性肿瘤的早期，RUNX3独自失活是作为一个主要的风险因子而存在[4]。

2 RUNX3基因与肿瘤的关系

2.1RUNX3基因与胃癌 Sakakura等[5]用互补DNA微点阵的方法发现RUNX3表达下调在原发性胃癌大约为75%左右，而伴胃癌腹腔腹膜转移为100%。实验者将转染有外源性RUNX3胃癌细胞系注入裸鼠腹腔内，建立起来的胃癌腹膜转移模型中出现了轻度抑制细胞增殖及TGF-β诱导的细胞凋亡抑制和黏膜增殖，抗增殖和凋亡效应均提示RUNX3基因表达沉默促进胃癌的腹腔转移可在适度的TGF-β诱导下出现。由此得出结论：抑制RUNX3表达可通过刺激信号转导因子和黏附分子等途径提高胃癌发生腹膜转移的风险。胃癌抑制基因RUNX3是TGF-β信号通路组合中的一部分,此通路相关基因在多种癌症中常有改变。张春燕等[6]通过构建人RUNX3的真核细胞表达载体pcDNA3.1-RUNX3的方法研究了人低分化前胃癌细胞，结果显示:RUNX3的表达水平在转染pcDNA3.1-RUNX3的细胞中明显高于转染空载体pcDNA3.1的细胞，细胞在转染了pcDNA3.1-RUNX3后胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9高表达而Bcl-2未能检测到。由此得出,在人低分化前胃癌细胞中，RUNX3可通过调控凋亡系统的表达从而促进人低分化前胃癌细胞的凋亡。

2.2RUNX3基因与肝癌 高锋利等[7]用多种方法检测RUNX3基因在人类肝细胞性肝癌和癌旁组织中的表达情况，采用的免疫组织化学、蛋白免疫印迹和反转录聚合酶链反应3种方法均显示RUNX3在人类肝细胞性肝癌中的表达率明显低于癌旁组织。由此看出，RUNX3的表达下调与人类肝细胞性肝癌的发生相关。张海元等[8]使用甲基化特异性聚合酶链反应技术检测了5种肝癌细胞系RUNX3基因启动子区域甲基化状态，得出甲基化是肝癌中RUNX3基因失活的主要机制。RUNX3基因甲基化在肝癌发展中是一个相对早期事件，并且与组织分化程度、微血管浸润和临床分期有密切的关系。

2.3RUNX3基因与胰腺癌 Wada等[9]为了研究胰腺癌与RUNX3基因异常的关系，对12例胰腺癌细胞株进行研究实验，75%(9/12)胰腺癌细胞株由于发生了RUNX3基因启动子区域的甲基化，经过反转录聚合酶链反应和蛋白免疫印迹分析证实没有RUNX3表达；而用去甲基化抑制药物进行处理后，这9例细胞株的RUNX3基因均重新恢复表达。Nomoto等[10]研究了32例原发性胰腺癌组织，其中62.5%出现RUNX3基因启动子高甲基化,34.3%有等位基因缺失，经去甲基化药物处理后的胰腺癌细胞株Parle-1的RUNX3蛋白表达增强，实验裸鼠的致癌性明显降低。以上研究说明RUNX3基因可能是胰腺癌相关的一个重要的肿瘤抑制基因，且RUNX3基因在胰腺癌形成中发挥了重要作用。一般认为，高甲基化与等位基因的缺失是RUNX3基因失活的常见机制，肿瘤预后较差与RUNX3的高甲基化有明显的相关性。

2.4RUNX3基因与结肠癌 Ku等[11]收集了32例结肠癌组织标本进行分析，采用反转录聚合酶链反应及甲基化特异性聚合酶链反应等方法进行分析,其中16例细胞系发现RUNX3基因表达水平较低或无表达，12例存在RUNX3基因启动子CpG岛的过度甲基化，其余4例细胞株既无表达也无甲基化。给予抗甲基化药物治疗后,部分RUNX3基因再度重新表达,提示RUNX3基因启动子区域的过度甲基化与结肠癌的发生密切相关。陈秀娟等[12]收集检测86例大肠癌标本，采用免疫组织化学方法，结果显示：RUNX3的阳性表达率在大肠癌中明显偏低，低于大肠腺瘤和不典型增生的表达率。

2.5RUNX3基因与肺癌 Tan等[13]研究了20例非小细胞肺癌患者,其中55.0%肺癌组织出现RUNX3基因甲基化；RUNX3基因在非小细胞肺癌细胞系有50.0%(10/20)、肺腺癌细胞系有50.0%(8/16)及鳞癌细胞系有33.3%(1/3)出现了表达缺失。Araki等[14]发现,肺腺癌中RUNX3高表达病例(79.9%)相比低表达者(57.5%)的5年生存率明显偏高，且甲基化程度随肿瘤侵犯进展而增加。提示RUNX3基因在肺癌的发病过程中起着重要的作用,甲基化是其失活的主要方式，而RUNX3可能作为一个预后诊断因素和一个分子治疗靶目标。

2.6RUNX3基因与乳腺癌 Hwang等[15]报道，在乳腺癌中RUNX3信使RNA表达水平与RUNX3蛋白水平相一致。RUNX3也可通过启动子高甲基化机制而失活。52%的乳腺癌组织出现明显甲基化，RUNX3蛋白水平较低，而邻近正常乳腺组织中不能检测到明显甲基化。除了高甲基化，杂和性缺失也参与了RUNX3基因表达下调的失活。

2.7RUNX3基因与膀胱癌 Kim等[16]研究124例膀胱癌病例和7个膀胱癌细胞系，其中DNA甲基化率分别为73%(90/124)和86%(6/7)，与之相匹配的正常膀胱黏膜未见明显甲基化，研究提示，RUNX3甲基化与浅表性膀胱癌复发以及肿瘤发生、发展呈明显正相关。温机灵等[17]通过实验发现，RUNX3蛋白有促进T24细胞凋亡的作用，指出RUNX3基因可作为膀胱癌基因治疗的新靶点。杨娜等[18]报道，在33例膀胱癌患者中21例(63.6%)RUNX3基因甲基化,与之相匹配的3例正常膀胱组织未发现其甲基化。Wolff等[19]报道与杨娜类似，指出检测RUNX3基因CpG岛的甲基化，可以作为早期筛查高危人群是否发病的生物学标志。

2.8RUNX3基因与皮肤癌 Salto-Tellez等[20]研究了75例基底细胞癌组织标本，用组织微点阵技术检测了RUNX3蛋白表达情况，并给予DNA测序分析，结果显示所有标本RUNX3蛋白均高表达，且所有过度表达RUNX3蛋白都是正常的无任何突变。他们认为RUNX3在许多肿瘤中是抑癌基因，在某些肿瘤中甚至还是原癌基因。Zhang等[21]用免疫组织化学法研究了440例黑色素瘤和88例皮肤良性痣，结果显示，RUNX3基因在正常痣的表达为56%、混合痣为54%、原位黑色素瘤为33%、转移性黑色素瘤为24%，经统计学分析，RUNX3基因在发育不良痣与初发黑色素瘤和进展期黑色素瘤中，以及原发性黑色素瘤和进展期黑色素瘤中的表达有统计学意义。RUNX3的失表达与黑色素瘤患者5年生存率呈正相关，有望成为评估黑色素瘤预后的重要独立标志。

3 结 语

关于RUNX3的失活机制、抑癌机制、突变机制及其与恶性肿瘤关系的研究正在不断深入,这些对机体的正常生长发育和多种疾病的发生、发展都有极其重要的作用。目前仍有很多问题尚不清楚，需要进一步确定。去甲基化药物可以逆转RUNX3表达,新的研究进展使RUNX3有望成为肿瘤诊断新标志及肿瘤基因治疗的新靶点。但目前RUNX3基因表达调控机制及RUNX3与TGF-β信号转导通路间的作用机制以及网络调控关系尚未完全明确,其可能成为RUNX3基因的热门研究方向。

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