ETV4转录因子在结直肠癌中的研究进展

兰宏伟，马 微，程 龙

(1.牡丹江医学院附属红旗医院肿瘤科；2.牡丹江医学院研究生处；3.牡丹江市肿瘤医院腹外一科，黑龙江 牡丹江 157011)

结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤，发病率、死亡率分别居恶性肿瘤的第4位和第2位，而且仍处于上升阶段，预计到2030年，全球结直肠癌患者将增加60%，达到220万新发病例，并将有110万人死于结直肠癌,结直肠癌高死亡率的主要原因是缺乏早期症状体征及癌转移扩散较早[1]。目前临床常用的肿瘤标志物缺乏早期诊断结直肠癌的能力，使得大部分结直肠癌患者失去了“早诊断，早治疗”的机会，而失去了手术治疗机会的患者，将难以获得其他的有效治疗，因此，找到一种有效的结直肠癌早期诊断及治疗的标志物并了解其机制对结直肠癌的精准诊疗至关重要。研究发现，在结直肠癌中，ETV4转录因子的表达明显升高，且对结直肠癌的增殖、转移扩散有重要促进作用[2]，这提示ETV4或许是一种重要的能兼顾结直肠癌诊疗的转录因子。ETV4在卵巢癌、乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤中的研究较为深入，但在结直肠癌中的研究相对较少，关于其在结直肠癌中的具体作用机制更是了解甚少。基于目前的研究成果，我们发现，研究ETV4在结直肠癌中的具体作用和作用机制对结直肠的诊断、治疗和预后评估具有重要意义。

1 ETV4及ETS家族

ETS(E26 transformation-specific or E-twenty-six)家族是最大的转录因子家族之一，在人类中共包括有28个成员，ETS家族成员都含有一个高度保守的DNA结构域，即ETS结构域，由约85个氨基酸组成，ETS结构域是由3个α螺旋结构和1个四股反平行β折叠形成的侧翼螺旋转螺旋结构，ETS结构域能与DNA下游的GGAA/T靶基因序列结合，以此调控多种靶基因的表达，影响疾病的发生发展[3]。ETV4(ETS variant 4)是ETS下属亚家族PEA3的一员，也可被叫做E1AF或PEA3，位于染色体7q21.31位置，人类ETV4基因的分子克隆于1993年被首次报道,除了含有ETS结构域，在ETV4 的C末端及N末端还各有一个功能性的酸性结构域，一般起着转录激活下游靶物的作用[4]。

2 ETV4的表达与功能

在生长发育过程中，ETV4可促进肾、肺、乳腺、神经系统等器官的发育形成，在细胞生长、增殖、迁移和凋亡中也起着重要作用，但是，在成熟组织中，ETV4一般低表达或只在特定器官组织中表达，并常处于自我抑制状态[5]。相对而言，在肿瘤组织中，ETV4常常处于过度表达状态，例如，ETV4被发现在肝癌、胃肠道间质瘤、前列腺癌、乳腺癌中的表达均明显升高[6-7]。ETV4在包括结直肠癌的多种恶性肿瘤中能被ERK激酶激活，进而发挥促癌增殖、迁移的作用[8]。

3 ETV4在结直肠癌发生发展中的作用

肿瘤细胞的增殖是肿瘤发生发展中的重要过程，肿瘤细胞的侵袭与转移则是肿瘤恶性转化的主要原因。研究发现，ETV4在结直肠癌中的表达量明显高于正常组织，并对结直肠癌的增殖、侵袭和转移有积极的促进作用。

3.1 ETV4促进结直肠癌增殖早期Moss A C等人在实验中发现，当敲减ETV4基因时，结直肠癌细胞的增殖减弱[9]，刘浩等利用慢病毒介导的质粒过表达技术及慢病毒介导的RNA干扰技术研究发现，ETV4过表达细胞系增殖能力明显增强，而ETV4敲减细胞系增殖能力明显减弱，利用平板克隆实验发现，ETV4过表达后结直肠癌细胞克隆形成能力明显增强，反之，ETV4低表达时，癌细胞克隆形成能力明显降低，并进一步在动物体内证明了ETV4对于肿瘤的体内生长具有明显促进作用[2]。关于ETV4影响结直肠癌增殖的机制，主要有3个途径：(1)ETV4调节环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2，COX-2)的表达促进结直肠癌增殖。在结直肠癌中，ETV4可通过NF-IL6元件调控COX-2的表达，而COX-2在结直肠癌中能激活 Ras-MAPK/ERK通路，并借此增加促生长癌基因BCL-2的表达以及抑制结直肠癌细胞凋亡[10]。COX-2的下游产物PGE 2能通过许多膜受体介导结直肠癌细胞的增殖和结直肠癌的形成，其中与受体Ep4的作用，能激活细胞外信号调节激酶(ERKs)，进而诱导早期生长反应因子-1(EGR-1)的过表达，而EGR-1与结直肠癌的形成关系密切[11]，PGE 2还可以通过活化Wnt信号进一步激活Cyclin D1 基因，并解除结直肠癌细胞分裂周期G1期的有丝分裂阻滞，此外，PGE2还具有促进结直肠癌血管生成、免疫逃逸的作用[12]。(2)ETV4调节骨桥蛋白(Osteopontin，OPN)的表达促进结直肠癌增殖。ETV4能与OPN启动子结合，调节OPN的表达[13]，OPN可以促进结直肠癌细胞增殖并抑制结直肠癌细胞凋亡，并能通过p38MAPK信号通路和结合整合素αvβ3抑制细胞自噬，还可以刺激血管内皮生长因子的生成，促使血管形成，为肿瘤形成提供条件[14]。(3)ETV4通过上调类赖氨酸氧化酶2(Lysyl oxidase-like 2，LOXL2)的表达促进结直肠癌细胞的增殖[15]。

3.2 ETV4促进结直肠癌侵袭及转移Mesci A等人[8]第一次应用shRNA感染技术和异种移植物模型发现，在结直肠癌中，降低ETV4的水平会降低结直肠癌细胞通过基底膜基质的能力，并且结直肠癌细胞的异种移植物很难在肝脏上形成癌转移灶，反之，被注入高表达ETV4细胞的结肠癌动物模型中，均发生了肝脏转移。刘浩等在实验中发现，ETV4对结肠癌的转移及侵袭均有明显促进作用，并进一步在动物实验中证实，ETV4促进结肠癌的肺转移能力[2]。深入研究发现，ETV4促癌迁移的作用主要是通过调节下游靶基因的表达来实现的。(1)ETV4通过调控MMPs的表达促进结直肠癌侵袭及转移:基质金属蛋白酶(Matrix met alloproteinases，MMPs)是一种蛋白水解酶，MMPs通过对细胞间粘附分子以及细胞外基质的降解，消除肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，为恶性肿瘤的侵袭转移提供有利条件[16]。MMPs基因的启动子区通常含有ETS转录因子的结合位点，而ETV4可以通过与此位点结合来调控多种MMPs的表达，如MMP-1、MMP-7等[8]，其中，MMP-7不仅能促进结直肠癌远处转移，还能特异性的促进结直肠癌肝脏转移癌的形成,并促进MMP-9的表达[17]。ETV4除了能直接与MMPs启动子结合外，还可能通过额外的机制间接调节MMPs的表达，例如通过促进骨桥蛋白与整合素αvβ3受体结合，以提高MMP-9的表达，或通过调节成纤维细胞特异性蛋白Fsp 1的表达来影响MMPs的表达[8]。结直肠癌中的MMPs除了常见的降解细胞外基质作用外，某些特殊MMPs还能通过与其他细胞分子的相互作用来促进结直肠癌迁移，例如膜型基质金属蛋白酶既能与αv整合素的单链前体起作用产生C端截断形式，产生αvβ3整合素，更有效的促进癌细胞迁移，还可以促进粘附斑激酶(FAK)的酪氨酸磷酸化，从而促进癌细胞在结肠癌基质粘连蛋白上的高效粘附和迁移[18]。(2)ETV 4通过ETV 4-LOXL2-EMT调控轴促进结直肠癌侵袭和转移：LOXL2是赖氨酸氧化酶家族中的一员，是一种胞外铜依赖的胺氧化酶，参与细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的交联过程[19]。近年来，LOXL2被发现在多种恶性肿瘤中高表达，且与肿瘤的淋巴结转移、远处转移及预后密切相关[15]，并能促进肿瘤的上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)及肿瘤的转移[20]。EMT是指没有迁移能力的上皮型癌细胞转化为具有迁移能力的间质型癌细胞的过程，癌细胞获得间质表型后，并获得了侵袭和转移的能力，这在恶性肿瘤的迁移过程中是极其重要的一步。研究发现，LOXL2在结直肠内表达明显高于正常组织，且对结直肠癌的增殖、转移均有重要促进作用[15,20]。进一步实验证实，在结直肠癌中，ETV4能直接与LOXL2的启动子区域结合调节LOXL2的表达，并通过ETV4-LOXL2-EMT调控通路来发挥促癌迁移作用[15,19-20]。LOXL2促进结直肠癌的EMT主要通过3种机制。(1)LOXL2可上调snail的蛋白水平，Snail是一种锌指转录因子，是EMT过程中的主要转录因子之一，Snail能与上皮极性和分化标记物钙粘附蛋白E(E-cadherin，E-cad)基因启动子序列上的E-box元件相结合，抑制E-cad基因的转录，诱导EMT；(2)LOXL2促进癌组织FAK/Src信号通路的活化，该通路下调与表皮分化和细胞极性相关的基因，促进EMT；(3)LOXL2可以上调间充质标记物波形蛋白(vimentin)的表达，且可以通过直接氧化组蛋白H3K4me3抑制E-cad转录，导致E-cad的表达降低，促进EMT[15,19-20]。

4 ETV4对结直肠癌的诊疗意义与展望

结直肠癌的转移是判断生存率的重要指标，经过治疗后，早期结直肠癌5年生存率>90%。而当肿瘤扩散到邻近淋巴结或转移到远处器官时，5年生存率分别为<70%和<11.7%。因此，如能早期精确评估结直肠癌病情并有效阻断其转移途径，将改善患者的生存率。ETV4在结直肠癌中早期即出现表达升高，并已经在多种实验中证明其可用来评估肿瘤的浸润深度、分化程度、淋巴结转移情况、pTNM分期及预后等[2,19]。关于ETV4作为药物靶点治疗结直肠癌的研究涉入很浅，且ETV4作为转录因子，将其作为治疗靶点在目前技术操作方面尚有困难，然而，随着一些分子靶向治疗技术取得重要进展，关于ETV4下游靶点的研究得到了进一步发展，例如，COX-2的抑制药物塞来昔布、罗非昔布和伐地克昔布等已经在临床广泛使用[11]，我国传统中药黄莲素也被发现能通过抑制COX-2/PGE 2减少结直肠癌的侵袭和转移，此外，目前也已经开发出有LOXL2的小分子抑制剂[19]。这些研究结果提示ETV4极其下游靶物有巨大潜力既可以作为精准评估结直肠癌的敏感标志物，又能成为有效抑制癌转移、提高生存率的治疗靶点，并可能借此改善结直肠癌的诊疗现况，但仍需要更深入的实验研究来证实并实现这个目标。