PRRX1在恶性肿瘤上皮间质转化的研究进展

韩宇星，周炳娟，舒准

(1.承德医学院研究生学院，河北 承德 067000；2.河北省保定市第一中心医院病理科，河北 保定 071000；3.广东省惠州市第一人民医院病理科，广东 惠州 516003)

1 PRRX1 的概述

PRRX1基因位于染色体 lq24.2 上，首次在果蝇胚胎发育过程中发现。由该基因编码的蛋白连接于DNA，定位于细胞核，其作为转录共激活因子，可通过不断地增加血清反应因子的DNA结合活性进行转录活化[1]。PRRX1通过选择性剪接，导致两种表达模式不同的亚型PRRX1a和 PRRX1b[2]，PRRX1表达的相关产物在发育形态发生过程中具有重要的调控功能，不仅能影响细胞生长、分化以及调控细胞表型改变，还能够通过合成多种激素及相关分子进行信息传递，由此调节胚胎发育和分化[3]。PRRX1基因在肿瘤中作用的相关研究广受学者关注，多项研究表明，PRRX1不仅与肿瘤细胞的干细胞密切相关，而且还参与了EMT的miRNA调控。因此，PRRX1可能是抑制肿瘤细胞增殖、转移和干细胞生长的靶点。PRRX1 参与多种癌症的发生、发展和预后判断，还与肿瘤细胞休眠激活，对化疗耐药和对放疗不敏感等均存在一定联系。现已发现多种信号通路，但其在不同肿瘤细胞系中的作用机制却不完全相同。

2 EMT概述

EMT是指上皮细胞在生理和病理作用下获得间质表型的动态过程，细胞间黏附减少，细胞迁移率增加。在此过程中，上皮表型如E-cadherin、紧密连接蛋白、上皮细胞黏附分子等表达下降，间质表型如Vimentin、纤连蛋白、N-cadherin及MMPs等表达升高。目前，EMT过程的关键特征认为是E-cadherin的表达下调[4]。此外，EMT在癌症侵袭和转移中起重要作用。通过获得间充质表型，癌细胞可以侵入邻近组织，穿过内皮屏障并进入体循环。另外有研究支持转移生长需要反向间充质-上皮转化，上皮和间充质状态之间的可塑性是癌细胞扩散和转移潜能的基础[5]。同时有研究表明，在肿瘤中可能存在一种同时具有上皮和间质细胞表型的部分型EMT，其肿瘤细胞侵袭性更强[6]。EMT现象通常与侵袭性，转移性癌症和不良预后相关，此过程涉及众多信号通路及相关基因，如Wnts、Notch[7-8]以及各种EMT的诱导因子,包括PRRX1、TGF-β、Snail、Zeb 和 Twist 等。因此，系统地探讨EMT在肿瘤中的作用机制，加深对肿瘤发生、侵袭及转移的认识，有助于早期诊断和有效治疗。

3 PRRX1、EMT与恶性肿瘤

PRRX1诱发多种肿瘤细胞启动EMT过程，从而形成恶性肿瘤的局部浸润和远处转移，具体作用机制不全相同，其临床意义也有待深究。

3.1 乳腺癌

Lv[9-10]等 研 究 表 明，miR-655 通 过 下 调 PRRX1来抑制三阴乳腺癌中 EMT 表型的获得，从而抑制肿瘤进展过程中的细胞迁移和侵袭，PRRX1b的沉默抑制了Wnt/b-catenin信号通路，并诱导了EMT，PRRX1b可能是三阴性乳腺癌细胞中EMT的重要调控因子，也是干预其侵袭转移的新治疗靶点。另外，EMT参与肿瘤的发展，包括细胞侵袭和多重耐药 ，Luo H等[11]研究发现PRRX1过表达可能通过PTEN/PI3K/AKT信号转导途径诱导乳腺癌多重耐药的发生，因此强烈建议对乳腺癌患者进行PRRX 1基因表达检测，以帮助选择更合适的治疗方法。Dong J[12]等发现PRRX1过表达可诱导EMT促进MCF-7乳腺癌细胞对三苯氧胺的耐药，部分机制是通过降低ER的表达。提示PRRX1基因表达检测可用于激素受体阳性乳腺癌患者，指导临床用药和预后。

ShiL[13]等人描绘了SIRT1-PRRX1-KLF4-ALDH1通路，它将肿瘤干细胞、化疗耐药、转移和衰老联系在一起。SIRT1去乙酰化并稳定EMT诱导子PRRX1，PRRX1抑制核心干基因子KLF4的转录。临床上，PRRX1与SIRT1呈正相关，而KLF4与SIRT1呈负相关,以此通路为靶点可能是一种有前途的治疗策略。

3.2 卵巢癌

范丹[14]发现PRRX1 作为一个新的 EMT 的诱导因子，可通过激活 Wnt/β-catenin 信号诱导 EMT 的发生，进而影响血管生成拟态形成。这为卵巢癌中血管生成拟态形成和转移的机制研究提供新思路。然而，EMT在卵巢上皮性肿瘤中的临床意义仍存在争议，Song[15]通过对不同卵巢浆液性癌的肿瘤标本进行分析，发现卵巢高级别浆液性癌患者生存与EMT表型及标志物无相关性，与EMT表型本身相比，EMT相关的过渡因子如SLUG的表达与临床结果的关系对于浆液性癌患者更为重要。

3.3 胰腺癌

Takano等[16]使用体内和体外互补模型描述了PRRX1b和 PRRX1a两种亚型在胰腺癌转移级联中的新作用，结果发现PRRX1b促进肿瘤浸润、肿瘤去分化和EMT。相比之下，PRRX 1a刺激转移、肿瘤分化和反向间充质-上皮转化。两者的转换控制着胰腺癌EMT的可塑性，为新治疗策略提供了思路。Marchand等[17]研究发现PRRX1在调控 DNA修复途径相关基因中的新作用，在胰腺癌细胞中，转录因子FOXM1是PRRX1的一个关键下游靶点，PRRX1的表达可能限制了胰腺癌细胞中DNA损伤的诱导，针对 PRRX1- FOXM1 轴的靶向治疗可能对胰腺癌患者有益。邹晨等[18]研究发现与正常的腺组织相比，PRRX1在胰腺癌组织中的阳性表达率较高，同时发现PRRX1表达与肿瘤TNF分期、患者的生存率及有无淋巴结转移显著相关。PRRX1 作为一种新的胰腺癌转移促进因子参与EMT发生，是激活了PI3K/AKT、NF-rB和Wnt这三条信号通路。Feldmann K[19]等发现PRRX1高表达的胰腺癌患者表现为鳞状、最具侵袭性的胰腺导管腺癌亚型，PRRX1转录因子是调节癌症相关成纤维细胞激活的关键，且成纤维细胞对胰腺导管腺癌细胞的EMT表型有一定的影响。

3.4 胃癌

Guo等[20]研究表明PRRX 1促进胃癌细胞的EMT，是因为激活了Wnt/β-catenin信号，PRRX 1的上调与胃癌的转移密切相关。PRRX1的过表达导致EMT分子标记物N-cadherin、E-cadherin和Vimentin的表达以及核内β-catenin和Wnt/β-catenin靶c-Myc的表达。黄婉霞[21]等研究发现PRRX1 在胃癌组织及细胞中高表达，可通过抑制p53信号通路来调控胃癌的 EMT过程，促进胃癌的侵袭及转移。相关研究[22-23]还发现PRRX1可与TGF-β/Smad协同作用促进肿瘤的EMT过程。PRRX1与Smad2可能是早期干预胃癌复发转移的潜在靶点。另外，Yao J[24]等研究发现与胃癌组织相比，PRRX 1和Vimentin在转移性淋巴结组织中的表达明显下调，E-cadherin表达显著上调，推断PRRX1可能通过调节EMT促进胃癌的淋巴结转移，进而影响患者的预后，PRRX 1可作为预测或预防胃癌淋巴结转移的新生物学指标。

3.5 肝癌

罗磊等[25]人研究发现PRRX1表达下调的肝癌细胞形态从相对规则的立方形变成长梭形，并且E-cadherin表达下调，而N-cadherin和Vimentin表达上调；证明了肝癌细胞中PRRX1表达下调可诱导EMT的发生。Chen W[26]等研究发现肝癌细胞中PRRX1蛋白水平与E-cadherin水平呈负相关，PRRX1敲除促进了E-cadherin的重新表达和细胞增殖，抑制了细胞的侵袭和迁移。PRRX1缺陷可调节细胞外基质相互作用、局灶粘附、TGF-β信号通路和癌症通路。PRRX1下调诱导E-cadherin通 过PITX2/miR-200a/CTNNB1和PITX2/miR-200b/429/SLUG通路重新表达。

3.6 涎腺腺样囊性癌

Zhang WL[27]等研究发现脂肪酸合酶(Fatty acid synthase，FASN)表达与涎腺腺样囊性癌（salivary adenoid cystic carcinoma，SACC） 患者的转移和不良预后呈正相关，与SACC组织中PRRX1、cyclin D1和c-Myc的表达呈正相关。PRRX1的过表达恢复了FASN抑制细胞的迁移和侵袭，表明PRRX1是FASN信号通路的重要下游靶点。在SACC进展中，FASN可能以PRRX1/Wnt/β-catenin依赖的方式诱导EMT。Jiang YP[28]等人研究发现PRRX1的过表达诱导了EMT，促进了SACC细胞的侵袭和迁移，并且PRRX1的表达与SACC患者高游离脂肪酸（High free fatty acid，FFAs）水平和不良预后密切相关。SACC中的PRRX1/PPARG2/FFAs信号通路通过EMT的诱导和FFAs的代谢重编程对加速肿瘤转移具有重要意义。Wei C[29]等研究发现过表达HSP27驱动SACC细胞迁移和侵袭并诱导EMT，介导tgf -b1诱导的EMT，并伴随着Snail1和PRRX1的上调。HSP27通过调节EMT和stemness在SACC进展中具有重要作用，且EMT可能与SACC的放射耐药有关。

3.7 肺癌

Hung JJ[30]等研究发现PRRX1过表达诱导了EMT，增加了H1299 细胞的转化活性、迁移和侵袭能力，其通过上调磷脂酰肌醇3-kinase/Akt/Twist/基质金属蛋白酶1 轴来诱导EMT，PRRX1过表达也可以预测肺癌患者的复发。Zhu[31]等研究发现A 549细胞中PRRX1的表达水平较高，PRRX1的缺失通过调节A 549细胞中的N-cadherin、E-cadherin和Vimentin来诱导EMT，并诱导其具有肿瘤干细胞样的特性。PRRX1的下调可能通过抑制线粒体膜电位下降和干扰 caspase-3凋亡通道的激活,使肺癌细胞产生抗凋亡能力和对顺铂的耐药性。然而Yang R[32]等研究发现在非小细胞肺癌肿瘤组织中PRRX1的表达明显低于正常组织，锌指E盒结合同源盒1的表达高于正常组织，两者在EMT和肿瘤血管生成中起着重要作用，对非小细胞肺癌患者总生存率有预测价值，提示其可能成为新的预后生物标志物和潜在的治疗靶点。

3.8 头颈部鳞状细胞癌

Jiang J[33]等通过免疫组化染色法检测发现PRRX1在头颈部鳞癌标本浸润前缘明显高于转移淋巴结，且这种转换过程伴随着细胞表型可塑性和细胞休眠激活，其中miRNAs特别是miR-642b-3p发挥了重要作用。PRRX1能促进已知EMT诱导因子的表达，并与TGF-β1合作促进头颈部鳞癌细胞的迁移和入侵。PRRX1可能是术前确定处于肿瘤休眠、迁移和侵袭高危的头颈部鳞状细胞癌患者的有用预测因子，其为研究PRRX1阳性肿瘤患者化疗效果提供了价值。

3.9 黑色素瘤

Wu X[34]等研究发现较邻近正常皮肤组织，PRRX1在人类黑色素瘤组织中表达上调，而miR-485-5p表达下调。通过双荧光素酶报告基因分析，证明PRRX1是miR-485-5p的靶基因。miR-485-5p通过PRRX1抑制转化生长因子β信号通路，从而抑制人皮肤黑色素瘤细胞的存活、迁移和EMT，同时促进细胞凋亡，miR-485-5P可能为黑色素瘤的检测和治疗提供一个有前途的生物标志物。

3.10 骨肉瘤

已有研究发现在小鼠模型中，PRRX1阳性细胞中p53或Rb的缺失可诱发多种骨肉瘤[35],同时Joko R[36]等通过免疫组化发现在骨肉瘤患者中，PRRX1的表达水平与预后不良或肺转移率呈正相关。此外，PRRX1在具有高转移能力的人骨肉瘤细胞系143B细胞中表达，PRRX1的下调不仅抑制了细胞的增殖和侵袭，而且增加了对顺铂和阿霉素的敏感性。综之，PRRX1通过促进肿瘤生长、侵袭和耐药而在骨肉瘤中发挥重要作用。

4 小结与展望

PRRX1 参与了多种癌症的增殖、迁移，对 EMT、肿瘤干细胞特性、肿瘤休眠与活化、化疗耐药和放射抵抗等有重要影响。但是在不同肿瘤细胞中作用不尽相同，甚至完全相反，这种差异可能与肿瘤复杂的信号调节通路有关。因此，进一步深入研究 PRRX1与肿瘤的关系，可以为恶性肿瘤的早期诊断、精准治疗及判断预后提供帮助。