c-Myc在膀胱癌中的作用机制及其研究进展△

高明德综述，王小林审校

南通大学附属肿瘤医院泌尿外科，江苏南通226300

膀胱癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤，全球每年约有55万例新发病例和20万例死亡病例。膀胱癌从临床上可分为非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（muscle invasive bladder cancer，MIBC）。约70%的初治膀胱癌患者是NMIBC，其中，20%～50%的初治膀胱癌患者会进展为MIBC。由于NMIBC的高复发性和MIBC的难治性，膀胱癌患者需要承担高昂的治疗成本。目前，临床上针对膀胱癌的治疗仍以手术、化疗和放疗为主。随着技术的发展，免疫治疗也逐步应用于临床，尽管如此，膀胱癌患者的预后并不理想。c-Myc是原癌基因MYC编码的转录因子，可参与多种细胞活动，包括细胞周期进程、细胞分化、细胞增殖、细胞迁移及细胞侵袭等。本文就c-Myc在膀胱癌中的作用机制及其研究进展进行了系统综述。

1 c-Myc概述

MYC肿瘤基因家族由c-Myc、MYCL和MYCN组成。其中，MYC基因备受关注，其位于人8号染色体，而c-Myc是原癌基因MYC编码的转录因子。c-Myc包含氨基末端、中间区域和羧基末端3个结构域。c-Myc氨基末端作为c-Myc蛋白质发挥主要生物学功能的结构，由反式激活结构域（trans-activating domain，TAD）和MYC盒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（MBⅠ、MBⅡ、MBⅢ）3个MYC盒构成。MYC既是多条信号转导的下游靶基因，又可调控约15%的基因表达，在膀胱癌等多种肿瘤中被扩增，从而发挥生物学作用。c-Myc蛋白的半衰期约为30分钟，在细胞中可受到一系列因素的调控，如磷酸化、泛素化（蛋白水解或非蛋白水解）、乙酰化、小泛素相关修饰物（small ubiquitin-related modifier，SUMO）、启动子和增强子等，进而引起其结构与功能发生变化。

2 c-Myc在膀胱癌中的作用机制

2.1 WNT/ β-catenin信号通路

WNT/β-catenin信号通路对正常细胞的发育和维持至关重要，其异常激活参与了肿瘤的进展和转移。WNT/β-catenin通路的核心包括β-连环蛋白（β-catenin）、c-Myc和细胞周期蛋白 D1（cyclin D1）。WNT信号的激活诱导了β-catenin核移位，促进T细胞因子（T cell factor，TCF）与淋巴细胞增强因子（lymphoid enhancer factor，LEF）结合，从而激活基因转录，进而启动下游基因（如MYC）级联反应，而β-catenin/c-Myc轴参与了膀胱癌的发展。

在细胞调控方面，长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）发挥了重要作用。lncRNA SNHG7通过WNT/β-catenin通路促进c-Myc转录，从而促进膀胱癌的进展。miRNA在肿瘤中也发挥着重要作用。不同于不编码蛋白的lncRNA，微小RNA（microRNA，miRNA）是非编码RNA，其经典的生物学效应基础是通过结合3'UTR区域下调靶标mRNA的表达。在膀胱癌中亦有相关研究发现，miRNA-940可以靶向调控糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β），而GSK-3β可以磷酸化β-catenin蛋白，诱导β-TrCP对其进行泛素化降解，从而上调β-catenin、c-Myc和cyclin D1蛋白的表达，促进膀胱癌的发展。β-catenin是WNT通路的核心，β-catenin蛋白的稳定性受SGK2和HepaCAM的调控，进而发挥促癌或抑癌的作用。因此，β-catenin的表达情况在膀胱癌的发生、发展中起重要作用。

2.2 EMT通路

上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是指从具有极性的上皮样细胞转变为具有迁移和侵袭潜力的间充质细胞的过程。大多数上皮性恶性肿瘤细胞的浸润和转移均涉及EMT通路。EMT的主要特征是丢失上皮标志物[E-钙黏蛋白（E-cadherin，E-cad）、闭合小环蛋白-1（Zonula occludens-1，ZO-1）和闭合蛋白-1（claudin-1）]，获得间质标志物[N钙黏蛋白（neuronal cadherin，N-cadherin）、波形蛋白和纤维粘连蛋白]。E-cad的减少会破坏上皮的完整性，降低细胞间的紧密联系和黏附能力，增加细胞的移动和侵袭潜能。研究表明，EMT通路位于WNT/β-catenin通路的下游，并受其直接调控，EMT与WNT/β-catenin协调参与膀胱癌的侵袭和进展。

E-cad与β-catenin于细胞膜的相互结合有利于维持细胞的极性和正常生长。调控E-cad的活性可以直接影响EMT的进程，而Snail蛋白是EMT通路中关键的转录因子，可与E-cad相互作用，并下调其表达水平，进而促进EMT的进展。c-Myc可激活Snail，并直接参与EMT通路，进而发挥促癌作用。通过转染dsECAD-346和miRNA-373可促进β-catenin从细胞核到细胞膜的重新分布，形成E-cad/β-catenin复合物，阻止β-catenin发挥其生物学效应，从而抑制细胞的生长和转移。miRNA-92通过直接靶向调控GSK-3β，参与WNT/β-catenin信号通路，从而促进膀胱癌细胞的生长、侵袭和耐药。此外，miRNA-92可下调E-cad蛋白和上调波形蛋白的表达以促进EMT。WNT/β-catenin通路与EMT通路的紧密联系对于膀胱癌的发生、发展具有重要作用。

2.3 其他通路

2.3.1 糖酵解通路糖酵解对于维持细胞的正常生长必不可少，在缺氧时可以利用一系列催化反应使葡萄糖转变为能量以维持细胞的正常运转。然而，在肿瘤微环境中，由于其无限生长的特性，能量代谢较正常细胞不同，如糖酵解加速。Warburg效应（有氧糖酵解）即有氧条件下肿瘤细胞将葡萄糖代谢为乳酸的过程。c-Myc和缺氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）是糖酵解过程中两个重要的调节因子，均参与了膀胱癌的糖酵解表型。Y-框结合蛋白1（Y-box-binding protein 1，YBX1）可以依赖于c-Myc和HIF-1α的表达从而调节糖酵解活性和致癌功能。

2.3.2 c-Myc参与形成的闭环通路基因自调控环路在恶性肿瘤的发生发展中发挥重要作用。成纤维细胞生长因子受体3（fibroblast growth factor receptor 3，FGFR3）与c-Myc可形成正反馈环，而环路的形成与肿瘤的发生、发展有关。任何环路基因的扩增均能无限制地激活其运转，从而引起表型的改变。miRNA-148A-3p/酪氨酸激酶受体3（erb-b2 receptor tyrosine kinase 3，ERBB3）/丝氢酸/苏氨酸蛋白激酶B2（protein kinase B2，PKB2，又称AKT2）/c-Myc这一调控通路同样可以经由c-Myc下调miRNA-148A-3p的表达从而形成正反馈环。

2.3.3 NF- κ B信号通路核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）表达于各种类型的细胞中，参与细胞内重要的转录活动，其异常调节参与了肿瘤的发生、发展。细胞微环境的变化可导致NF-κB被激活。c-Myc是 NF-κB 通路的下游靶标，而 Ras相关蛋白 23（Ras-related protein 23，Rab23）可以通过激活NF-κB调节其下游基因的表达，从而达到促进膀胱癌细胞增殖和侵袭的目的。

2.3.4 其他机制通路c-Myc可以调控多种基因的表达，其自身也被各种因子调节。X连锁凋亡抑制蛋白（X chromosome linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP）属于抗凋亡蛋白，其中的环状结构域可以通过抑制GSK-3β介导的c-Myc蛋白在Thr58位的磷酸化来稳定c-Myc蛋白。c-Myc在其3'-UTR端与miRNA-451有结合位点，因此，miRNA-451直接靶向c-Myc并参与膀胱癌细胞的迁移和侵袭。环状RNA（circularRNA，circRNA）与lncRNA均是非编码RNA。circRNA无5'帽和3'多聚A尾结构，可以避免RNA外切酶酶切，表达更稳定且不易降解。外显子环化形成的circCDYL可发挥类似miRNA的作用，通过下调c-Myc蛋白的表达从而抑制膀胱癌细胞的生长，其对c-Myc mRNA水平无明显影响。在膀胱癌细胞中，还有许多因子可以靶向c-Myc mRNA。p63α可以降低膀胱癌中MYC的RNA的表达，从而抑制cyclin D1的转录；p63α可以抑制miRNA-141-3p的表达进而上调AUF1蛋白的表达，即通过p63α/miRNA-141-3p/AUF1/MYC/cyclin D1轴发挥其生物学作用。激活的WNT/β-catenin信号能够启动肿瘤细胞中NF-κB的转录，这表明多种机制协同作用能够促进膀胱癌的发生、发展。

3 c-Myc对膀胱癌的临床意义

NMIBC的高复发率及MIBC的不良预后仍然是临床主要面临的问题。基于此，针对膀胱癌的准确风险分层、有效诊治及严密监测显得至关重要。

3.1 诊断

截至目前，从基因角度确诊膀胱癌仍然十分困难。膀胱癌的肿瘤生物标志物按照来源分为组织、血清和尿液三种类型。有研究发现，c-Myc、HER2和BCAS1基因联合检测膀胱癌的灵敏度和特异度分别为73%和84%。即使许多尿液标志物具有预测膀胱癌的潜能，但是，无尿液标志物在临床实践或临床指南中被接受。

3.2 治疗

免疫疗法一直是膀胱癌的有效治疗方法。由于免疫反应不足，30%～40%的膀胱癌患者对此种疗法无反应。基于免疫检查点抑制剂的免疫治疗将会成为治疗膀胱癌的一种有效选择。程序性死亡受体 1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）/程序性死亡受体配体 1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称 PD-L1）的抗体在膀胱癌的免疫治疗中尤为有效，也有望利用各种机制多元化治疗膀胱癌。

针对使用c-Myc抑制剂的抗肿瘤作用已被研究报道过，c-Myc抑制剂KSI-3716可作为有效的膀胱内治疗药物。褐藻糖胶通过抑制端粒酶逆转录酶（human telomerase reverse transcriptase，HTERT）、c-Myc和特异性蛋白1（specificity protein 1，Sp1）的表达来诱导依赖端粒酶活性的细胞凋亡。中药也可用于肿瘤的辅助治疗。复方苦参注射液是临床上用于治疗癌痛或各种实体瘤的中药制剂，其作用机制可能与靶向调控白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）、胱天蛋白酶（caspase-3，CASP3）、血管内皮生长因子A（epidermal growth factor receptor A，VEGFA）、c-Myc和雌激素受体1（estrogen receptor 1，ESR1）等113个蛋白质的表达有关。

结合临床的实际治疗情况看，顺铂是用于治疗晚期膀胱癌的一线化疗药物，在预防膀胱癌复发和转移方面具有良好的效果，但存在不敏感和耐药的情况，因此，针对铂类化疗的耐药性处理至关重要。c-Myc参与了膀胱癌耐药性的产生，而叉头框R2（forkhead box R2，FOXR2）基因的敲除可降低c-Myc的表达水平，使膀胱癌对顺铂的耐药性下降。此外，臭椿酮（Ailanthone）对顺铂耐药细胞的高效作用可能与其抑制核因子E2相关因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）、Yes相关蛋白 1（Yes-associated protein 1，YAP1）和c-Myc的表达有关，有望成为治疗顺铂耐药性膀胱癌的新药物。目前，临床用药多以单一作用机制的药物为主。此外，针对多个机制的膀胱癌治疗同样拥有巨大潜力，因自身不稳定的特性，RNA的体内治疗效果一直不理想。由于膀胱独特的解剖位置，经尿道给药具有较好的治疗优势。通过siRNA和miRNA的联合（如siRNA-PTBP1和miRNA-145的联合）作用来抑制c-Myc/PTBP1/PKMS轴，可损害肿瘤特异性能量代谢，这也验证了c-Myc参与了有氧糖酵解过程。苯扎鲁胺能阻止AR核转位，上调一些在膀胱癌发生中起“保护作用”的分子（包括p53、p21和PTEN）的表达，下调c-Myc、cyclin D1、细胞周期蛋白E（cyclin E）等肿瘤基因的表达。因此，应用雄激素剥夺疗法联合抗AR药物可以有效预防膀胱癌复发。

有研究在分析相关临床药物对膀胱癌的影响时发现，二甲双胍与维生素D3联合治疗时，Bcl-2相关X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）的表达水平明显升高，而c-Myc的表达水平明显降低；二甲双胍与吡格列酮联合治疗时，p53的表达水平降低，而在高糖和胰岛素共存时，c-Myc的表达水平升高。因此，与不可控的高血糖和高胰岛素血症相比，糖尿病药物可能是更大的肿瘤风险因子。已有证据表明，在临床前研究中，以糖代谢为靶点不仅是合理的，也是可行的。然而，由于疗效有限，这种以糖代谢为靶点的治疗策略在临床试验中并不令人满意，而针对YBX1的调控很可能是一种潜在的膀胱癌治疗方法。

3.3 预后

膀胱癌患者的预后取决于临床分期和病理分级。c-Myc已被证实与膀胱癌患者的预后相关，其与膀胱癌患者的神经侵袭、淋巴血管侵袭、淋巴结转移、远处转移和膀胱癌阶段分组有关，提示了c-Myc在膀胱癌转移和发展中的重要作用。尽管如此，目前临床上仍然是以肿瘤大小、临床分期、病理分级等病理参数来粗略地建立一个预测模型，但是，这对于精准预测以及今后的治疗、干预远远不够，因此，需要依据现有的预测产品及能力构建一套比较完善的预测模型，这对于对患者的管理具有重要意义。根据JUN、MYC及整合素亚基α3（integrin subunit alpha 3，ITGA3）这3个自噬相关基因构建预后指数（prognostic index，PI），PI=（0.1643×JUN表达水平）+（0.1555×MYC表达水平）+（−0.1505×ITGA3表达水平）。自噬-临床P（Iautophagy-clinical prognostic index，ACPI）=（0.028×年龄）+（0.467×分期）+（0.834×PI评分），该模型可以有效地预测膀胱癌患者的生存情况。

4 小结与展望

c-Myc涉及多种作用机制，其在膀胱癌的发生、发展中至关重要。目前，针对膀胱癌的治疗不足以解决预后差这一临床关键问题。如何在现有的研究基础上进一步深入研究c-Myc在膀胱癌发生发展中作用的机制，并将其作为临床上准确诊断、个性治疗及精准预后判断的指标，将是未来该领域的研究热点。