EGR3在恶性肿瘤中作用的研究进展

潘璀璇,黄静，江丹贤，余忠华

(广东医科大学附属医院，广东湛江524000)

早期生长反应基因(EGR)是一类能被多种刺激(如缺氧、感染等)快速诱导而产生的转录因子，包括EGR1、EGR2、EGR3和EGR4四个家族成员。该家族成员都含有一个可与DNA结合、在进化上高度保守的结构域，这个结构域由3个Cys2His2锌指结构组成，能特异性识别和结合其下游调控基因启动子区的5′-GCGGGGGCG-3′序列，从而调控下游基因转录[1，2]。研究证实，EGR1可参与肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡以及侵袭和迁移等生物学过程。但EGR3在恶性肿瘤中作用的研究较少。本文结合文献就EGR3在多种恶性肿瘤中作用的研究进展作一综述。

1 EGR3概述

EGR3是EGR家族成员之一，其编码基因定位于人染色体8p21～23，编码蛋白包含387个氨基酸。早期关于EGR3的研究主要集中在神经系统方面，包括神经系统发育、记忆、情绪、认知以及神经精神性疾病，如精神分裂症、阿尔茨海默病等。近年研究发现，EGR3还可参与免疫系统调节，如T淋巴细胞和B淋巴细胞发育、分选、活化以及系统性自身免疫性疾病等。此外，EGR3在肌肉纺锤体的发育中亦具有重要作用。

EGR3与恶性肿瘤关系的探索最早可追索到1998年。在大鼠肿瘤模型中，对已知肿瘤相关基因的区域位置进行亚细胞定位，EGR3作为肿瘤相关基因的转录因子基因被检测出来，但该研究并未深入探讨EGR3在肿瘤中的转录调控作用。之后，有研究证实EGR3通过调控相应的信号转导通路，参与肿瘤的发生、发展。有研究认为，EGR3与免疫反应有关，其表达增加可削弱宿主对肿瘤的免疫反应，从而促进肿瘤的发生、发展[3，4]。Collins等[5]研究发现，EGR3表达下调可导致其下游调控基因Spry1表达受到抑制，从而使T细胞活性增强；在小鼠T细胞中选择性敲除Spry1，能增强小鼠对肿瘤的免疫反应，从而抑制肿瘤生长。在TNF-α刺激下，乳腺肿瘤细胞毗邻的成纤维细胞EGR3表达明显上调，并作用于脂肪特异性启动子PI.4，促使芳香化酶编码基因CYP19A1转录，从而诱导芳香化酶产生，继而增加雌激素生成[6，7]，这为乳腺癌发生、发展提供了必需的激素支持。有研究在观察Arf-Egr-C/EBPβ通路与Ras信号转导所诱导的细胞衰老与恶性肿瘤关系时发现，EGR3可直接调控C/EBPβ，促进恶性肿瘤的发生、发展[8]。在乙肝病毒相关肝癌中，HBx能与EGR3相互作用，并增强EGR3与cAMP反应元件结合蛋白的结合，提高EGR3对FasL的转录活性，上调FasL表达，激活Fas/FasL通路，诱导携带Fas的T细胞凋亡，促进肝癌逃避宿主的免疫监视[9]。以上研究表明，EGR3亦参与恶性肿瘤的发生、发展过程。

2 EGR3在多种恶性肿瘤中的作用

2.1 EGR3在肺癌中的作用 肺癌是目前发病率最高的恶性肿瘤，遗传因素是其发病的重要因素。有研究表明，EGR3能通过调控肺癌相关信号通路中关键分子的转录，如KH型剪切调控蛋白(KSRP)/微小核糖核酸23a(miR-23a)/EGR3信号轴、EGR3/NOTCH1信号通路，参与肿瘤的发生、发展。

KSRP是一种单链RNA结合蛋白，其对mRNA稳定性的调控可通过结合mRNA 3′UTR的AU富集元件(AREs)，也可通过促进miRNA的生物合成来靶向mRNA，降低mRNA稳定性。有研究发现，EGR3是含有AREs的基因，也是非小细胞肺癌细胞KSRP的下游效应物[10]。但KSRP并不是直接结合EGR3的AREs来降低EGR3 mRNA稳定性，而是上调miR-23a，通过miR-23a与EGR3 3′UTR结合来降解EGR3 mRNA，下调EGR3表达，从而抑制非小细胞肺癌的侵袭和转移。

跨膜受体蛋白NOTCH1基因表达下调或功能缺失与皮肤或内脏鳞癌细胞分化异常和恶性转化有关。目前，NOTCH1受体激活机制已被阐述清楚，但对NOTCH1基因的转录调控机制却知之甚少。Brooks等[11]研究发现，EGR3是RNA聚合酶Ⅱ募集到NOTCH1位点所必需的，可调控NOTCH1转录，介导角质形成细胞分化，但在肺鳞癌中EGR3表达通常受损，这提示肺鳞癌细胞分化异常和恶性转化可能与EGR3表达受损有关。EGR3表达受损使NOTCH1转录受到抑制，从而介导肺鳞癌细胞去分化和恶性转化。

2.2 EGR3在乳腺癌中的作用 乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，其发生、发展与激素水平密切相关，尤其是雌激素。雌激素信号通路在调控乳腺细胞增殖、凋亡过程中具有重要作用，该信号通路异常可导致乳腺癌的发生、发展。EGR3是雌激素受体α的下游靶基因，雌激素诱导的EGR3可作用于与乳腺癌侵袭、迁移相关的信号通路。此外，雌激素还可协同催乳素促进EGR3表达升高，继而增强乳腺癌细胞的增殖潜能。

有研究通过微阵列分析发现，EGR3是雌激素诱导基因；Northern印迹分析雌二醇处理的乳腺癌MCF-7细胞发现，EGR3可被雌二醇快速而强烈地诱导；在雌二醇基础上添加环己酰亚胺或雌激素受体拮抗剂，EGR3表达无明显变化。结果表明，EGR3是雌激素受体α的下游效应基因[12]。

Hayashi等[13]在研究雌激素相关肿瘤微环境与乳腺癌发生、发展的关系时发现，EGR3是雌激素受体α的下游靶基因，且与乳腺癌的侵袭有关。Suzuki等[14]从190例份乳腺癌组织中检测到99例份有EGR3免疫反应性，进一步分析发现，这种免疫反应性的强弱与乳腺癌的淋巴结转移、远处转移、雌激素受体α或同一患者非同步复发等有关，还与患者预后不良有关。以上结果表明，EGR3在雌激素介导的乳腺癌侵袭和转移中具有重要作用，并可作为乳腺癌患者预后的一个独立预测因子。

除雌激素外，催乳素也被认为与乳腺癌的发生、发展有关。Rasmussen等[15]在催乳素和雌二醇共处理的乳腺癌细胞中发现，在受到调节的105个基因中，只有EGR3被二者协同上调，从而增强乳腺癌细胞增殖。结果表明，催乳素和雌激素存在相互作用，共同调控乳腺癌相关基因表达，参与乳腺癌的发生、发展。

2.3 EGR3在肝癌中的作用 肝癌是消化系统常见的恶性肿瘤之一，其演变过程中存在肿瘤相关基因的突变、缺失或表达异常。这些异常基因编码产物介导的信号通路驱动肝癌细胞增殖、侵袭和迁移等生物学过程。有研究发现，EGR3可通过参与miR-3178/EGR3、miR-718/EGR3及EGR3/FasL等信号通路，参与肝癌的发生、发展。

Li等[16]研究发现，与miR-3178 inhibitor转染组相比，转染miR-3178 mimics的肝癌血管内皮细胞EGR3 mRNA和蛋白表达均明显降低，其增殖、凋亡、侵袭和迁移受到明显抑制。Wang等[17]研究发现，EGR3是miR-718的直接靶点，且受miR-718的负性调控；进一步研究发现，miR-718过表达肝癌细胞存活率和克隆形成能力均明显降低，细胞迁移和侵袭能力亦明显受到抑制，而提高EGR3表达则呈现相反的结果。因此，miR-718/EGR3亦有可能成为肝癌治疗的一个靶点。

Zhang等[18]研究发现，肝癌细胞EGR3表达降低，而过表达EGR3可促进肝癌细胞凋亡并抑制其增殖，FasL、Bak、p21表达伴随着EGR3表达上调而上调；对肝癌细胞共转染EGR3过表达质粒和FasL siRNA发现，FasL表达沉默能阻止肝癌细胞EGR3过表达效应。结果表明，EGR3通过上调FasL实现对肝癌细胞增殖的抑制。

2.4 EGR3在前列腺癌中的作用 前列腺癌是源于前列腺上皮的恶性肿瘤，其病因和发病机制尚未完全明了。近年研究发现，EGR3与前列腺癌的发生、发展有关。

Spry1是成纤维细胞生长因子信号通路的负性调控因子，在前列腺癌中具有潜在的抑癌作用。Darimipourain等[19]对小鼠和人类的Spry1启动子区域进行分析发现，EGR3在此区间的结合位点高度保守，提示EGR3表达与Spry1表达存在进化上高度保守的调控机制。通过这种保守的调控机制，EGR3表达上调促使Spry1表达升高，从而抑制前列腺癌生长。

Pio等[20]研究发现，与正常前列腺组织相比，前列腺癌组织EGR3 mRNA和蛋白表达均明显升高；进一步研究EGR3 mRNA表达与前列腺癌复发状态的关系，发现非复发患者前列腺癌组织EGR3 mRNA表达较正常前列腺组织明显升高，而复发患者前列腺癌组织EGR3 mRNA表达较非复发患者明显降低，提示EGR3表达可能与前列腺癌复发和恶性程度有关。

Baron等[21]研究发现，EGR3调节约330个基因的表达，其中35%基因参与免疫反应和炎症反应过程，15%基因与NF-κB信号通路有关。结果表明，慢性炎症在前列腺癌发生、发展中具有关键作用。

2.5 EGR3在其他肿瘤中的作用 除上述恶性肿瘤外，EGR3可能还与口腔鳞癌、皮肤鳞癌、黑色素瘤等发生、发展有关。在口腔鳞癌细胞中，EGR3低表达或表达缺失；而EGR3过表达能抑制口腔鳞癌细胞增殖并促进其凋亡[22]。在胰腺癌细胞中，EGR3可能是miR-210的靶基因，通过调控miR-210表达，参与肿瘤细胞增殖、凋亡等生物学行为[23]，但其确切机制尚不明确。经筛选发现，EGR3是皮肤鳞癌细胞中差异表达最大的基因，作为候选因子，有可能成为皮肤鳞癌的肿瘤生物标志物[24]。

3 EGR3在恶性肿瘤治疗中的作用

目前尚无以EGR3为靶点的靶向药物，但EGR3可通过相应信号转导通路来影响恶性肿瘤的化疗敏感性。肿瘤相关成纤维细胞与化疗耐药密切相关。Li等[25]用多西他赛处理浸润性乳腺癌相关成纤维细胞24 h，发现了35个差异表达基因，EGR3即是其中之一。表明EGR3差异表达可能与浸润性乳腺癌化疗耐药有关。Lee等[26]用褪黑激素处理乳腺癌MCF-7细胞发现，致癌基因EGR3被下调，这为澄清褪黑激素的抗癌效应提供了依据。Szoke等[27]在耐5-FU的胃癌和直肠癌细胞中发现，EGR3在耐药基因启动子区域的结合位点明显增多,并能在多重位点阻断肿瘤细胞的凋亡通路。用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)处理对HDACi敏感的结肠癌细胞，发现EGR3能被Sp1/Sp3介导的信号通路诱导，使HDACi处理的结肠癌细胞凋亡增加，这为HDACi治疗结肠癌提供了依据。Gandhi等[28]在多发性骨髓瘤中发现，EGR3能被来那度胺联合地塞米松所诱导，地塞米松因此增强了来那度胺对骨髓瘤细胞增殖的抑制，表明EGR3能参与地塞米松对来那度胺的增敏作用。

综上所述，EGR3能介导诸多与恶性肿瘤发生、发展相关的信号通路，可参与肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡以及侵袭和迁移等生物学过程。尽管关于EGR3与恶性肿瘤关系的研究尚不完全清楚，相信在不久地将来EGR3的作用必定会被研究透彻，这将为新型抗癌药物研发提供新的思路。