核糖核苷酸还原酶M2与恶性肿瘤的研究进展

艾素芬，黄 龙，丁剑午

(南昌大学第二附属医院肿瘤科，江西省肿瘤临床转化重点实验室，南昌 330006)

核糖核苷酸还原酶(ribonucleotide reductase，RR)是细胞内DNA合成的唯一限速酶，在核酸代谢过程中具有重要作用。RR能催化核苷二磷酸还原为脱氧核糖核苷二磷酸，这一步是脱氧核糖核苷三磷酸生物合成的限速步骤[1]。RR包括M1和M2 2个亚基，两者均为二聚体结构，RRM1具有与底物及变构效应物结合的部位，且含有直接供给电子的巯基，控制着底物的特异性及酶活性的开关，是肿瘤抑制基因。RRM2是一铁硫蛋白，通过酪氨酸残基的苯环形成特异的自由基而参加催化反应，既是负责底物转化的催化区，又是携带接触抑制区，是RR活性的主要调控元件[2]。

RRM2参与脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)的生物合成，是DNA合成及修复过程中一种不可缺少的关键酶。近年来，RRM2被逐渐发现在脑胶质母细胞瘤、胆管细胞癌、胰腺癌、乳腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤中均过表达[3-6]。因此，对RRM2异常表达与恶性肿瘤的生存预后、增殖、化疗耐药及转移的影响等相关方面的研究，将为临床恶性肿瘤的诊断、治疗、预后提供新的理论依据。

1 RRM2在恶性肿瘤中的表达

Wang等[7]研究表明RRM2是HRV-E7的下游靶点，通过与E7-pRb相互作用及转导E2F至RRM2基因启动子结合区的方式，在转录水平上介导RRM2的表达上调。近年来，多项研究[8-11]证实RRM2在多种恶性肿瘤中异常表达。田华等[8]收集了原发性肝细胞癌组织197例，通过免疫组织化学法发现RRM2和RRM2B蛋白在肝细胞癌组织中表达上调，而且发现阳性染色的RRM2和RRM2B主要定位于肝癌细胞质中。闫大勇等[9]分别收集了非霍奇金淋巴瘤(NHL)及慢性淋巴结炎患者各42例，用Western印迹检测2组患者冰冻组织中RRM2蛋白的表达水平，最终结果证实2组患者RRM2表达均上调，且NHL患者明显高于慢性淋巴结炎患者。Li等[10]研究发现RRM2均高度表达在胶质母细胞瘤(GBM)细胞周期的G1晚期和S期的早期阶段。Itoi等[11]在不可切除的胰腺癌患者组织中运用qRT-PCR与免疫印迹技术检测到RRM2 mRNA和蛋白质的明显高表达。RRM2在恶性肿瘤的过表达对肿瘤生物学行为具有重要影响，如影响预后，耐药，增殖转移等。

2 RRM2过表达与恶性肿瘤的生存预后

RRM2过表达被发现与许多恶性肿瘤生存及不良预后相关。Zhang等[12]收集了159例20～85岁的ER阴性乳腺癌患者，设定RRM2的均值，分出低于中介平均值的RRM2低表达水平组及高于平均值的RRM2高表达水平组，汇总分析的危险比HR值分别为OS和PFS的2.19(95%CI1.28～3.49)和2.34(95%CI1.62～3.41)，RRM2 mRNA水平与差的OS和PFS显着相关，对于PFS，RRM2可预测ER阴性和ER阳性乳腺癌患者的生存率，但对于ER阴性乳腺癌曲线变化更为显著。Su等[13]的研究发现，103例宫颈癌组织中，RRM2免疫反应阳性的癌组织5年生存率明显低于RRM2免疫反应阴性的癌组织(5年生存率：76.4% vs 95.5%;HR：7.94,95%CI：1.07～58.82;P=0.016)。另一项研究中，Huang等[14]采用免疫组化的方法检测了164例前列腺癌患者样本中RRM2表达水平，分层分析证实RRM2与低风险前列腺癌患者的预后不良相关，且RRM2的预后表现优于包括边缘/胶囊状态和T分期在内的病理因素，而在Gleason评分4～7分的患者中，复发风险与RRM2蛋白水平成正比。Itoi等[11]检测了35个不可切除的胰腺癌患者预处理活组织标本中的31个，18例患者(64.5%)RRM2水平低，13例患者(35.5%)RRM2水平高，截止值为0.1；RRM2水平低的患者的中位生存期为8.8个月，高水平患者的中位生存期为5.0个月(P<0.05)；同时还发现在低RRM2表达组中，1例患者完全应答(CR)，8例患者部分应答(PR)，相反，在高RRM2表达组中，在1例患者中观察到PR，并且未观察到CR，高表达组与低表达组之间的总体应答率有显着差异(50.0%比7.7%，P<0.05)。RRM2过表达与ER阴性乳腺癌、前列腺癌、不可切除的胰腺癌等肿瘤预后差呈正相关。

3 RRM2过表达与化疗耐药性

化疗药物的耐药一直是部分肿瘤患者治疗失败的主要原因，目前普遍认为耐药是多基因共同参与与多种机制综合作用的结果，如何解决耐药问题，寻求更高的疗效一直是热点及难点问题。目前越来越多的证据[15-19]表明RRM2表达异常调节与某些肿瘤(胰腺癌，卵巢癌)化疗耐药有关。Nakono等[20]研究了在获得的人胰腺癌细胞株中，吉西他滨耐药性发生期间，与转运和代谢有关的RRM2表达的变化，实时荧光定量PCR检测显示，RRM2的表达水平在吉西他滨耐药性发展过程中逐渐增加。最近的一项研究[21]表明，Vasohibin 2通过JUN原癌基因依赖的转录激活RRM2来降低吉西他滨对胰腺癌患者化疗的敏感性。RNAi技术可有效抑制RRM2在卵巢癌中的转录和翻译水平,增加DDP耐药细胞的药物敏感性,并促进DDP诱导的卵巢癌耐药细胞凋亡,在一定程度上逆转DDP耐药性[22]。

4 RRM2过表达与恶性肿瘤的增殖

核糖核苷酸还原酶作为DNA合成唯一的限速酶，对细胞的分裂、增殖及分化有着重要的调控作用。Wang等[7]的研究中利用小鼠异种移植模型证实RRM2通过ROS激活ERK1/2通路，促进宫颈癌细胞血管形成，提高微血管密度，促进肿瘤细胞的增殖。另一项研究则利用MTT及EdU检测技术表明过表达富集AT序列的特异性结合蛋白1(SATB1)后NHL(非霍奇金淋巴瘤)细胞生长增殖能力增加，而同时干扰RRM2使得NHL细胞生长增殖能力受到抑制[9]。Lu等[23]在使用微阵列分析和RT-PCR在转移性结直肠癌组织标本中观察到RRM2表达基本上调，同时RRM2过表达与分化增殖显着相关，临床组织标本还显示RRM2的表达水平可能与肿瘤分期有关。

5 RRM2过表达与恶性肿瘤的转移

远处转移是恶性肿瘤的最关键特征。有研究[24]表明，过表达的RRM2通过增强MMP-9的表达来增加胰腺癌的侵袭能力。Rasmussen等[25]研究表明RRM2通过影响上游的抑癌基因BRCA1形成BRCA1-RRM2轴，使得胶质母细胞瘤(GBM)细胞免受来自致癌基因及DNA损伤等内源性凋亡因子的干扰，从而使得胶质母细胞瘤侵袭转移。Li等[10]研究发现，RRM2与GBM细胞实验中，细胞划痕试验证实在24 h内，RRM2高表达使肿瘤细胞迁移率快，沉默RRM2抑制了GBM的迁移，此外，Transwell实验还表明，敲除RRM2显著抑制了胶质瘤细胞的侵袭，进一步的机制研究还发现沉默的RRM2伴随着MMP-2、MP-9和磷酸化p38的表达减少，而对于ERK1/2、JNK没有观察到大的变化，结果表明RRM2异常高表达通过增强MMP-2、MMP-9的表达，导致GBM迁移和侵袭性增加。大量的研究[26-29]亦表明RRM2调节其他恶性肿瘤转移。

6 展望

恶性肿瘤的发生、发展及生长侵袭是一个相当复杂及多因素综合作用的结果。RRM2在脑胶质母细胞瘤、胆管细胞癌、胰腺癌、乳腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤中过表达；RRM2异常表达对恶性肿瘤的生存预后、增殖、化疗耐药及转移均产生影响。RRM2从转录及翻译水平干扰化疗耐药细胞，可能与Jun原癌基因有关，但具体机制仍不明确[21]。Li等[10]研究发现RRM2通过介导P38MAPK信号通路促进恶性肿瘤的转移。然而最新的研究发现缺氧状态下RRM2将切换亚基来维持DNA的复制[30]，关于RRM2是否与肿瘤的抗辐射及放疗敏感性有关，期待相关研究能进一步证实。