SET 蛋白在肿瘤中的作用及其治疗潜力

赵 娜 郭长缨*

（中国药科大学，江苏 南京210000）

SET，根据其功能也称为模析激活因子-Iβ（TAF-Iβ），蛋白磷酸酶抑制剂2（I2PP2A），IGAAD 和PHAPII，在人体组织中普遍表达，是一种涉及多功能的癌蛋白，主要包括凋亡，基因转录与复制，DNA损伤修复，核小体装配，组蛋白伴侣和雄激素合成等。与在不同细胞类型中变化的SET-α 相比，SET-β 的表达更广泛且相对恒定。SET-β 启动子不含TATA，并且富含G / C。MYC，SP1，RUNX1 和GATA2 形成调节SET-β 转录激活的多蛋白转录复合物，同时近端启动子区域中4 个锌指和X连锁因子（ZFX）结合位点对于SET-β 的反式激活至关重要[1]。

SET首先被鉴定为与急性未分化白血病患者的CAN基因融合的易位基因，对该融合基因的研究揭示了SET与癌症发生及其转移之间的联系。另外，由于其在细胞功能中的作用，其失调，尤其是过表达，还能导致阿尔茨海默症，多囊卵巢综合征[2]等。SET被普遍认定为一种细胞核蛋白，在稳态条件下，SET 蛋白的一部分以随机的方式转移到细胞质中。 已经鉴定6AKVSKK11和168KRSSQTQNKASRKR181为SET 蛋白的核定位信号。除核定位信号，SETβ 的亚细胞定位受磷酸化，K68 位SUMO 酰化[3]，蛋白酶切割（例如GZMA和AEP）及其酸性尾部的调控。最近，在了解SET的生理和病理功能方面已经取得了重大进展。在这种情况下，我们将SET与功能病理的联系及其作为潜在治疗靶标的前景作一综述。

1 SET 与肿瘤

SET在快速分裂的细胞中表达高，并且能起癌基因的作用，促进肿瘤发生[4，5]，且SET 蛋白已被证明在不同类型恶性肿瘤中过表达，例如乳腺癌[6]，卵巢癌[7]，肝癌[8]，非小细胞肺癌[9]等。SET在肿瘤发生与进展中发挥重要作用的可能机制如下：

1.1 PP2A抑制剂

PP2A通过负调节许多致癌相关信号通路，在肿瘤转化中发挥关键作用[10]，并可作为治疗靶标。SET 的C 末端酸性结构域与PP2Ac 相互作用抑制PP2A 的磷酸酶活性被认为是其与癌症相关的最常见机制。SET 通过干扰PP2A 介导的磷酸化并激活Akt[11]，Erk，c-Jun[12]，c-Myc，促 分 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶，BCR-ABL 和β-catenine 等致癌信号，从而促进肿瘤的发展[13]。此外，SET介导的PP2A 抑制促进了癌细胞对药物治疗的抗性的发展。例如SET /PP2A / p-Akt 信号转导与紫杉醇在NSCLC中的作用有关。SET过表达会影响CRC细胞对以奥沙利铂为基础的化疗的敏感性，拮抗SET可恢复肿瘤对化疗的敏感性。此外，Agarwal 等表明，其他SET抑制作用克服了由多种机制引起的髓样白血病细胞的耐药性[14]。此外，SET 的上调与肝癌，卵巢癌和结肠直肠癌[15]的不良临床结果相关。同时，SET的异位表达还促进了结肠癌，非小细胞肺癌和血液系统恶性肿瘤对化疗药物的耐药性。这些结果表明SET可能是预测药物敏感性的生物标志物和增强当前抗癌治疗的治疗靶标。

1.2 细胞周期与染色体不稳定性

有丝分裂畸变会导致非整倍性或基因组不稳定，这是人类恶性肿瘤的特征，SET与有丝分裂联系密切。首先，SET抑制PP2A对姐妹染色单体的分解很重要。其次，SET 通过与细胞周期抑制剂p21Cip1 直接相互作用来影响细胞周期进程，从而导致细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1 和E-CKD 2 活性的抑制。同时CDK1 在有丝分裂期间使SET S7（异构体1）磷酸化，这对于精确的有丝分裂和致癌活性是必需的[16]。另一方面，SET的敲低延迟了有丝分裂进程并抑制了G2 / M过渡。SET还有助于在细胞分裂过程中从染色体上去除磷酸化的组蛋白H1 和Shugoshins[17]。Shugoshin-like（Sgo）蛋白与PP2A协同作用，以防止过早地去除着丝粒粘着蛋白。最后，SET与染色质结合可以被组蛋白H2B丝氨酸6（H2B S6ph）的磷酸化损坏，这对于有丝分裂保真度很重要[18]，因此H2B S6ph 修饰可能有助于预防经常在癌细胞中发生的染色体不稳定和非整倍性。以上研究均表明SET可能通过有丝分裂的失调发挥其致癌作用。

1.3 染色质可及性

在真核细胞中，组蛋白修饰，染色质重塑复合物和组蛋白伴侣是调节染色质可及性的重要因素，从根本上影响转录活性和细胞周期进程。SET，TAF-1α 和pp32 组成INHAT蛋白复合物，通过结合并掩盖组蛋白的赖氨酸来抑制p300 / CBP 和PCAF 介导的组蛋白乙酰化。同时还可以通过抑制DNA脱甲基酶和DNA 之间的缔合来影响DNA的甲基化状态。p53 通过转录调控众多RNA聚合酶II 转录的基因来发挥抑癌作用。SET的INHAT结构域还通过结合p53 的C端低乙酰化赖氨酸残基抑制p53 靶启动子乙酰化来诱导p53 靶基因的转录抑制。SET 通过酸性结构域直接与p53 结合抑制其转录活性，但是SET 介导的阻遏作用被应激诱导的p53 CTD 乙酰化所消除[19]，与SET 相互作用的丧失激活了p53，导致小鼠异种移植模型中的肿瘤消退。此外，SET可通过上调Bcl-2 和下调Bax和caspase-3 来调节胶质母细胞瘤细胞的增殖和凋亡[20]。

1.4 DNA损伤及修复

在癌细胞中氧化应激通常发生，可导致染色体畸变，DNA损伤和突变，从而显着促进肿瘤的发展和进展。SET通过促进编码细胞抗氧化剂防御蛋白的基因（例如PRDX2，PRDX6，SOD2，TXN，UCP2 和UCP3.22）的表达来保护细胞免受轻度的氧化应激。SET蛋白充当同源重组和DNA损伤反应的阻遏物调节DNA修复。首先，DNA断裂处的SET / KAP1 / HP1 / H3K9me3 关联导致染色质保留并为DNA修复创造了抑制性环境[21]。异源二聚体Ku70 / 80 的募集是非同源末端连接（NHEJ）修复途径的第一步。一旦发生DNA损伤，Ku70 / 80 从SET上解离，并通过CBP / p300 恢复乙酰化状态，从而使这些蛋白被募集到DSB位点以启动DNA 修复或BAX介导的细胞凋亡。但是，异常的SET过表达会破坏SET和Ku70 蛋白的缔合模式，从而抑制DNA修复和Ku70 乙酰化介导的细胞凋亡，导致受损的DNA在细胞内积累，最终导致突变和致癌作用。

2 SET 与肿瘤转移

在乳腺癌中，SET被鉴定为促转移基因，在SET 的所有相互作用蛋白中，与nm23-H1 和Rac1 的相互作用提示SET在调节肿瘤转移中的作用。nm23-H1 是一种转移抑制因子，SET调节转录因子激活蛋白1（AP-1）的激活状态，从而抑制AKT 信号传导同时还可以阻止nm23-H1 从胞质向核易位，从而抑制其核酸外切酶活性并促进转移。

RhoGTPase Rac1 以极化方式被激活并控制细胞运动，Rac1 与SET NAP 核糖体组装蛋白结构域结合，促进SET 的胞质积累，从而激活Rac1 介导的细胞运动[22]。SET 能增加激酶ERK1 和ERK2的水平，其信号途径在肿瘤侵袭及转移中起中介和信号放大作用。此外，SET还可激活其他促进转移的信号，包括Akt，PAK1 和p38丝裂原活化的蛋白激酶途径等促进肿瘤转移。SET介导的PP2A失活也有助于转移潜能的获得。

SET还具有增强细胞迁移，显着影响集落形成的能力，促进上皮向间质转化，并诱导CRC 细胞中MYC 原癌基因（c-MYC）的表达[15]。通过失活PP2A 介导的c-myc 抑制作用，SET 下调转移抑制因子NDRG1，并促进了肺癌细胞上皮- 间充质转化（EMT）表型的获得。FTY720 治疗拮抗SET可导致EMT恢复，抑制侵袭性并恢复体内顺铂敏感性。

3 SET 与免疫治疗

尽管尚未确认SET与肿瘤免疫治疗的直接相关性，但最近的研究表明SET可能会破坏T细胞的抗肿瘤功能。首先，发现SET拮抗细胞毒性T 淋巴细胞（CTL）释放颗粒酶的功能。利伯曼（Lieberman）的研究小组发现，SET 与Gzm A 直接相互作用，并通过使NM23-H1 失活来阻止CTL介导的细胞凋亡，还发现SET会影响其他Gzms（例如GzmB和Gzm K）的功能。其次，SET还可能通过促进致癌信号的激活来增强癌细胞对免疫原性细胞死亡的抵抗力。在Peng 等人的最新工作中，PI3K / Akt 和β-catenin 信号的失调导致T细胞介导的黑色素瘤细胞死亡减少，并且使用PI3K抑制剂可显着提高抗PD1 和抗CTLA-4 的功效抗肿瘤生长的抗体。众所周知，PP2A 作为负调节剂部分参与B 和T 细胞受体信号，但未知SET的过表达是否通过抑制PP2A增强T 细胞功能。目前的证据尚不能确定拮抗SET是否能增强或击败T细胞介导的免疫原性癌细胞死亡，有必要作进一步的研究。PP2A表达水平与系统性红斑狼疮（SLE）和IL17A 细胞因子过度生产的临床严重程度呈正相关，已证明PP2A复合物对于TH17 分化至关重要，抑制PP2A可能是控制TH17 驱动的自身免疫性疾病的一种可能的治疗方法[23]。

4 靶向SET 治疗

越来越多的证据支持SET在调节各种不同癌症特征方面的关键作用。靶向SET及其相关蛋白可能是潜在待开发的抗癌策略。目前已报道的SET抑制剂根据其结构主要分为三类。第一组包括基于鞘脂的化合物，例如神经酰胺和FTY720 及其衍生物。第二组类似于载脂蛋白E（ApoE），这些化合物被称为SET 干扰肽（例如COG112 和OP449）。最近，有报道称第三种SET 抑制剂细胞穿透肽具有强大的细胞毒性作用，构成精确的SET-PP2A相互作用界面[24]。其中SET C末端片段酸性结构域发挥重要作用[25]。SET沉默或靶向SET-PP2A的拮抗剂（例如FTY720[26,27]，OP449[14]和EMQA[8]）已显示出抑制肿瘤生长和克服治疗耐药性的作用[4]。

4.1 FTY720

FTY720 重新激活PP2A被认为是其抗癌作用的主要机制[26,28]，其抗癌疗效已在许多血液和实体恶性肿瘤中被证明。此外，FTY720可影响SET / PP2A / c-myc / NDRG1 / Snail 信号传导来抑制上皮- 间充质转化，并恢复肿瘤对标准治疗的敏感性。基于NMR 光谱的研究表明鞘脂化合物（即神经酰胺和FTY720）可能通过破坏SET对于PP2A结合抑制有重要作用的二聚作用而起作用[29]。

4.2 载脂蛋白-E 模拟肽（COG112，OP449）

通过与SET 蛋白的C 端区域相互作用而解离SET 和PP2Ac，并在乳腺癌，前列腺癌，胰腺癌以及血液系统恶性肿瘤[14]中显示出抗癌功效。OP449 抑制Akt / mTOR 信号传导,对人乳腺癌细胞的体外和异体移植有抗肿瘤作用[30]。FTY720 和OP449 具有相似的抗SET 机制，但迄今几乎没有信息可以比较两者治疗效果。Christensen 等人使用表达BCR / ABL 的32Dcl3 髓样前体细胞的平台发现COG449 处理比FTY720 诱导更有效的PP2A活化。

4.3 EMQA（TD-x系列）

EMQA 及其衍生物是基于基于埃洛替尼的喹唑啉骨架的新型小分子化合物，可以靶向破坏SET-PP2Ac 的结合，相对于FTY720，在NSCLC 中已证明EMQA 能更有效抑制PP2A 活化并发挥抗肿瘤作用。EMQA 通过破坏HCC 细胞中的SET-PP2Ac 结合来增强PP2A 活性，从而恢复PP2A 介导的p-Akt 下调并促进HCC 细胞死亡[8]，且EMQA 靶向仅需要C 端SET。此外，EMQA 与RT及药物治疗之间存在协同作用，例如索拉非尼和EMQA的组合在抑制HCC存活方面显示出良好的协同作用[8]。

5 结论

SET 的几乎所有致癌特性都由其与各种蛋白质的直接相互作用介导，已知的SET拮抗剂都通过破坏SET与PP2Ac 的直接相互作用而起作用。SET可以与多种蛋白质发生相互作用，SET的表达或可导致这些蛋白质的功能障碍，因此靶向SET可能是恢复其功能的一种方法。当然，有必要进行进一步的研究来阐明SET拮抗剂的最佳用途并确定可预测的生物标志物。