组蛋白甲基转移酶EZH2在常见肿瘤中的研究进展

陈浩明，杭黎华，余剑芒，芦为康，李帅

(江苏大学附属昆山医院麻醉科，江苏 昆山215300)

肿瘤作为威胁人类健康的重大疾病，一直是临床研究的热点。虽然肿瘤的治疗目前已取得较大进展，但对于部分恶性肿瘤仍无法治疗或治愈。其主要原因是有些恶性肿瘤早期症状不明显，且有些检测技术对机体损伤较大，费用较高，无法及早实施。目前的治疗手段主要为手术、放化疗等，治疗手段单一且机体易产生耐药性，患者生存率低。故寻找全新的针对恶性肿瘤的早期诊断免疫标志物和治疗靶点成为临床研究的关键。EZH2(enhancer of zeste homolog 2)是果蝇zeste基因增强子的人类同源物2，主要通过组蛋白修饰而抑制靶基因活性或直接沉默靶基因，进而调控细胞衰老、分化及肿瘤的发生发展过程［1－2］。近年来，EZH2在常见肿瘤中的研究受到广泛关注。相关研究表明，在多种恶性肿瘤前期，EZH2通过基因沉默机制改变细胞活性并影响调控转录，参与肿瘤的形成;同时，EZH2在恶性肿瘤的发生发展、预后和转移中也起重要作用［3－4］。因此，深入研究EZH2在肿瘤发生发展中的作用与机制，不仅对寻找肿瘤的特异性分子标志物以及新型治疗靶点具有重要意义，还对相关新型肿瘤药物的研发有一定指导作用。现就EZH2在部分常见肿瘤中的作用进行综述。

1 EZH2概述

1.1 EZH2的起源 1996年，Chen等［5］在21－三体综合征研究中发现致病基因位点的相邻基因有一段与E(z)高度同源的序列，遂将此段序列命名为EZH2，之后通过基因杂交技术认为EZH2基因位于人染色体21q22.2上。但在2000年，Cardoso等［6］通过基因技术研究最终证实了EZH2基因定位于人染色体7q35上，并进一步分析得出EZH2基因cDNA序列和果蝇zeste基因的增强子有60.5%的同源性，所以又将EZH2称为果蝇zeste基因增强子的人类同源物2，属于多梳基因家族，是构成多梳抑制复合物(polycomb repressive complex，PRC)2的三个亚单位之一［7］。

1.2 EZH2的结构 EZH2的结构复杂，共含有20个外显子，长度为41～323 bp，19个内含子，长度为0.15～17.7 kb，其中开放读码框均分布在19个外显子上［7］，除基础的基因结构外，EZH2主要包括以下4个高度保守的结构域［6］:在N端的Ⅰ区、Ⅱ区和半胱氨酸区以及C端由修饰子Su3－9、多梳蛋白家族E(Z)、TrxG蛋白家族共同结构域组成的高度保守的SET结构域。其主要功能为编码组蛋白甲基转移酶，因此EZH2主要通过SET结构域来发挥组蛋白甲基化修饰的作用，该区域受损或缺失后则不能产生相应表观遗传学的改变，甚至可能导致某些基因的去抑制。

1.3 EZH2的作用机制 EZH2基因在细胞的增殖、分化及肿瘤形成方面均有重要作用。EZH2属于多梳基因家族的核心成员，多梳基因家族包括PRC1和PRC2，分别维持基因抑制和基因沉默的作用［1］。PRC2主要通过EZH2基因的SET结构域对核小体组蛋白H3第9、27位赖氨酸甲基化进行修饰，进而沉默下游包括抑癌基因在内的一系列靶基因(如细胞分化、肿瘤转移等)的表达。目前研究发现EZH2的具体作用机制包括:①EZH2可发挥H3K27甲基转移酶活性，当PRC2募集至染色质时，EZH2在H3K27上留下三甲基化标志，阻止RNA聚合酶Ⅱ依赖的转录延伸，进而沉默下游基因;②PRC2的亚单位可与DNA甲基转移酶1、DNA甲基转移酶2、DNA甲基转移酶3发生免疫沉淀，共同抑制抑癌基因的表达［1－2］。

2 EZH2与常见肿瘤

目前在食管癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤等肿瘤组织中均检测到EZH2表达改变，且EZH2的表达水平与肿瘤的恶性程度、治疗、预后均存在密切联系［8］。大量研究表明，肿瘤细胞中EZH2过表达可导致肿瘤组织细胞增殖、迁移及肿瘤内血管生成，并导致肿瘤组织的进一步恶化［9－10］。不同肿瘤组织中EZH2的作用方式不同，但该基因存在过表达往往预示肿瘤预后不佳，现按系统分类介绍如下。

2.1 EZH2与消化系统肿瘤

2.1.1 EZH2与食管癌 食管癌是我国较常见的消化系统恶性肿瘤，病死率位居世界第6位，全球每年增长约60万，其中约一半新增患者在中国［11］。食管癌尤以鳞状细胞癌占比最大，约为90%［12］。目前食管癌的治疗手段主要为手术与化疗，但由于缺乏对食管癌发病机制的认识，5年生存率仍只有20%左右，故探索食管癌发病机制有较大的学术价值。研究认为，EZH2通过甲基转移酶和乙酰化酶介导同源异型盒基因、p53以及INK4(inhibitor of CDK4)等抑癌基因失活进而引起细胞恶性增殖［13］。大量病例研究表明，EZH2在食管癌中表达水平明显升高，癌组织中EZH2蛋白阳性表达率约为65.7%，而正常组织EZH2无表达［14］。动物研究发现，食管癌裸鼠模型应用EZH2抑制剂DZNeP3－Deazaneplanocin A(DZNep)后，模型裸鼠症状显著改善，其具体机制可能是降低EZH2表达，进而调节哺乳动物雷帕霉素靶蛋白/p70核糖体蛋白S6激酶信号通路，使被沉默的抑癌基因恢复活性，从而促进癌细胞凋亡［15］。目前关于EZH2与食管癌的研究仍处于初始阶段，但EZH2与食管癌的相关性已得到证实，这也为食管癌的治疗提供了可能的研究靶点。

2.1.2 EZH2与肝癌 肝癌是我国常见的消化系统肿瘤，我国作为乙型肝炎大国，每年约有30万例新发病例。Sudo等［16］于2005年第一次检测了66例肝细胞癌患者的EZH2 mRNA表达水平，结果发现肝癌组织中EZH2的表达水平显著高于周围组织。Cai等［17］通过RNA干扰法降低人体干细胞中EZH2的表达水平，发现EZH2表达水平降低时可显著抑制肝癌细胞的增殖，初步证实了EZH2与肝癌有一定的相关性。随着研究的深入，Zhang等［18］研究发现，使用EZH2的上游抑制剂miR－98调节Wnt/β联蛋白信号通路可使抑癌基因复活，抑制肿瘤增殖。对于肝癌预后与转移，Cai等［17］进一步研究发现，EZH2调控的H3K27TM蛋白含量可影响肝癌预后，且H3K27TM的含量越高，患者预后越差，因此H3K27TM可能作为肝癌预后的独立分子指标。另有研究表明，EZH2可导致原发性肝癌靶向药物甲苯磺酸索拉菲尼耐药，EZH2表达水平越高，耐药性越强，当EZH2表达降低时，耐药性亦降低［19］。其具体机制可能是通过抑制EZH2进而调节下游胰岛素样生长因子－1受体的表达，从而导致细胞对索拉菲尼的敏感性提高，耐药性降低。综上，EZH2与肝癌的研究已较为成熟，对判断肝癌的恶性程度、预后、治疗提供了一个可行的方法。

2.1.3 EZH2与胃癌 胃癌是最常见的消化系统恶性肿瘤，也是全球病死率居第2位的恶性肿瘤［20］，该病致死率高的主要原因是早期难以发现，出现临床症状后多数为晚期，故确定胃癌早期发病阶段的相关基因是疾病防治的关键。Zhou等［21］采用病例对照研究发现，早期胃癌组织中EZH2的表达水平升高，证实EZH2表达增加与胃癌风险呈显著正相关。Pan等［22］也证实了EZH2高表达与晚期胃癌呈显著正相关，且晚期胃癌组织中EZH2的表达水平高于早期胃癌组织。有研究表明，EZH2通过甲基化酶活性作用于INK4/ARF基因启动子，使该基因失活，而该基因调控抑癌基因p14、p15、p16的表达，当该基因失活后，抑癌基因沉默，进而导致机体细胞逃逸衰老而引发癌症［23］。McCabe等［24］通过长时间大量病例研究发现，胃癌远处转移与EZH2表达水平有关，EZH2表达水平越高，胃癌转移的风险越大。综上，EZH2与胃癌的发生机制、发展过程及预后均有密切关系。故EZH2的研究有望为早期胃癌的诊断提供可能的检测靶点。

2.1.4 EZH2与结直肠癌 结直肠癌是一种受多因素作用、多基因参与和多阶段发展的疾病，其发生的分子机制目前仍未明确，对患者生活质量有较大影响，故探索一种更为合适的治疗方法以及预后指标是目前急需解决的问题。王建新等［25］分析63例结直肠癌病例发现，其中53例患者癌组织中EZH2过表达，且癌症恶性程度与EZH2的表达水平呈正相关。Yamamoto等［26］研究证实，EZH2过表达与结直肠癌患者的5年生存率有关，表达水平越高，5年生存率越低，转移的可能性越大，恶性程度越高，因此EZH2可能作为结直肠癌预后的标志物。李西霞和王晓春［27］研究发现，miR－608作为调控EZH2的上游靶点，通过降低EZH2的表达可抑制结肠癌细胞增殖。张娟等［28］研究发现，miR－98通过下调EZH2表达可降低结直肠癌细胞的活性与侵袭能力。目前，结直肠癌的治疗手段主要为手术治疗，药物治疗以及分子机制方面研究仍不成熟，但大量研究已经证明了EZH2与结直肠癌有明确的相关性，表明EZH2不仅可以作为结直肠癌预后的分子标志物，也可以为结直肠癌非手术治疗提供可能的基因靶点。

2.1.5 EZH2与胰腺癌 胰腺癌是最具侵袭性的恶性肿瘤之一，居恶性肿瘤病死率第4位，5年生存率低于5%［29］。目前胰腺癌的发病机制尚不明确，复杂的胰腺生理、早期诊断困难以及目前有限的治疗方法是导致胰腺癌死亡率较高的原因［30］。Ougolkov等［31］通过免疫组织化学法检测了104份标本，发现其中68%的标本EZH2呈高表达。Toll等［32］研究也证明了EZH2在胰腺癌组织中高表达，阳性表达率为57.4%，非癌组织中EZH2不表达，其阳性率显著高于胰腺炎组织，且与肿瘤大小及淋巴结转移呈显著正相关。Lian等［33］研究发现，通过体外加用长链非编码RNA结合EZH2从而降低EZH2的活性，进而通过去甲基化修饰重新激活抑癌基因，达到减少胰腺癌细胞凋亡、抑制肿瘤细胞生长的目的。另有研究表明，EZH2特异性抑制剂GSK343可显著抑制胰腺癌细胞的增殖，诱导癌细胞凋亡，而且能显著降低胰腺癌细胞的自我更新能力，增强对化疗药物的敏感性。胰腺癌作为死亡率最高的消化系统肿瘤，寻找明确的早期标志物及药物治疗方法一直是研究的热点，通过探索胰腺癌与EZH2的关系，明确两者之间的相关性可为胰腺癌的治疗和评估提供新策略。

2.2 EZH2与乳腺癌 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率居女性恶性肿瘤之首，对女性生命健康产生严重威胁［34］。乳腺癌的病因尚未完全明确，目前已知的可能机制是抑癌基因失活和癌基因激活等。研究发现［35－36］，乳腺癌可能与乳腺癌易感基因1、乳腺癌易感基因2、p53、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因等易感基因有关，EZH2作为可调控抑癌基因的基因之一，近年来仍作为研究热点。早期研究发现，EZH2在不同类型的乳腺癌组织中表达不同，EZH2在导管原位癌中表达增加，且随着乳腺癌恶性程度增加，其表达水平也逐步升高。Kleer等［37］进一步分析了280例乳腺癌患者的EZH2蛋白表达情况，发现浸润性乳腺癌蛋白表达水平较正常乳腺细胞明显上调，且证实EZH2与乳腺癌的侵袭性呈显著正相关。徐静等［38］研究表明，在恶性程度较高的三阴性乳腺癌中，EZH2阳性表达率为51.2%，为正常组织细胞阳性率的2.6倍。对于可能的原因，Ding等［39］采用生存回归分析发现，EZH2能促进正常乳腺上皮细胞增生，并增加发展为乳腺癌的概率，因此EZH2的表达水平可作为乳腺肿瘤早期分子生物标志物。有研究发现，EZH2可降低乳腺癌MCF－7细胞对他莫昔芬的敏感性，产生耐药［40］。Ren等［41］研究表明，miR－26a可负性调节EZH2，使其表达降低，进而使细胞内G1/S期－特异性周期蛋白－D1下降和p16基因的去甲基化来改变细胞周期，从而逆转乳腺癌中他莫昔芬的耐药性。综上，EZH2与乳腺癌关系密切，其表达水平对乳腺癌的临床诊断有重要的指导意义。随着研究的深入，EZH2逐渐成为更重要的治疗靶点，同样也为乳腺癌的诊断和分型提供了新的靶点。

2.3 EZH2与前列腺癌 前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，由于早期无痛，且病程进展隐匿，发现时多为晚期。起病初期多为雄激素依赖型，后多发展成难治型非雄激素依赖型，故寻找早期分子指标，尽早防治为目前研究的重点。Varambally等［42］采用DNA芯片技术分析局限性前列腺癌与转移后前列腺癌组织样本中各类基因的表达情况发现，在增高的55个基因中EZH2增高趋势最明显，转移后前列腺癌组织中的EZH2表达水平明显高于未转移组，且随着前列腺癌恶性程度增加，EZH2的表达也有升高趋势。李倩等［43］研究发现EZH2抑制剂DZNep可有效降低人前列腺癌细胞中EZH2过表达，进而抑制癌细胞增殖，并且使用siRNA技术沉默EZH2基因，前列腺癌细胞增殖同样受到抑制。陶陶［44］研究发现，EZH2通过靶向抑制miR－200c和miR－181b进而沉默抑癌基因，促进前列腺癌细胞增殖和糖代谢，加快癌症发展。目前已有前列腺特异性抗原、睾酮等标志物用于前列腺癌的临床诊断，但EZH2作为转移性前列腺癌中表达上调最高的基因仍具有重要研究价值，这也为探索更为合适的前列腺肿瘤早期转移及预后分子标志物提供了一个可能的研究方向。

2.4 EZH2与血液系统肿瘤

2.4.1 EZH2与多发性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)MM是一种恶性浆细胞病，多发于老年人，死亡率较高，且目前无法治愈。MM发病机制复杂，具体机制目前尚不清楚，可能与环境、遗传等有关。MM的易复发、强耐药性等特点是导致死亡率较高的原因。Zeng等［45］研究发现，EZH2在正常的原代骨髓浆细胞中不表达，但在MM中EZH2呈高表达，且进一步研究表明EZH2的表达水平与肿瘤恶性程度呈正相关。侯越等［46］对41例MM患者的持续研究发现，同一批患者复发时EZH2的表达水平高于未复发时，再次治疗有效时EZH2表达水平又再次下降。Rastgoo等［47］发现，抑制EZH2过表达可使耐药细胞对药物重新敏化，具体机制可能是通过抑制EZH2使miR－138过表达，进而提高肿瘤细胞对药物的敏感性，降低耐药性。综上，EZH2与MM的发病及治疗效果有关，表明EZH2可作为MM的预后分子指标，也可为MM的靶向治疗提供新思路。

2.4.2 EZH2与淋巴瘤 淋巴瘤是血液系统发病率最高的恶性肿瘤，分为霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤，霍奇金淋巴瘤是少数可治愈的恶性肿瘤，非霍奇金淋巴瘤根据细胞来源可分为T、B以及自然杀伤细胞型，其中B细胞淋巴瘤约占70%，目前的治疗手段主要为放化疗。Wagener等［48］对127例非霍奇金淋巴瘤样本进行免疫组织化学检测发现，EZH2在淋巴瘤组织中表达率达86%，而在正常组织中EZH2不表达，故证实EZH2在非霍奇金淋巴瘤组织中过表达，其机制可能是在正常B淋巴细胞发育早期阶段EZH2通过甲基化修饰调控免疫球蛋白H的重排，而免疫球蛋白H的高表达可增加淋巴瘤发生风险。信瑞等［49］通过shRNA转染技术沉默EZH2的表达，发现EZH2的沉默可明显降低人B细胞淋巴瘤细胞的增殖能力和活性。Cabrero等［50］通过siRNA技术干扰套细胞淋巴瘤、B细胞淋巴瘤、Burkitt＇s淋巴瘤细胞中EZH2的表达，结果显示EZH2的沉默可显著降低人B细胞淋巴瘤细胞的克隆能力，提示EZH2可能参与调控B细胞淋巴瘤发展过程。抑制自然杀伤细胞/T细胞淋巴瘤组织中EZH2的表达可加速肿瘤细胞凋亡，其机制可能与EZH2表达降低后自然杀伤细胞/T细胞淋巴瘤中SNK－6细胞增殖被抑制有关［51］。综上所述，非霍奇金淋巴瘤与疾病的类型、分子机制、免疫学等因素相关，总体机制较为复杂，故寻找合适的化疗药物和分子靶向药物极为重要。

3 展 望

随着人们对EZH2基因认识的不断提高，多数恶性癌症的发生发展、耐药往往与EZH2的表达升高有关，其机制大多与EZH2增高进而沉默抑癌基因有关。但也存在相反的结论，如在晚期结直肠癌患者中，EZH2水平表达较低往往预示着其对奥沙利铂敏感性较差，耐药性增强［52］;在紫杉醇治疗乳腺癌的研究中也得到相同的结论［53］。EZH2研究不仅局限于肿瘤，在疼痛研究中，Yadav和Weng［54］证实损伤的神经细胞中EZH2表达水平明显升高，且注射抑制剂DZNep后EZH2表达水平显著下降，疼痛明显缓解。类风湿疾病中亦有此类研究报道［55］。总之，EZH2作用范围广泛，涉及疾病众多，探索EZH2的作用机制及上下游靶点具有重要的临床价值。