ESRP1在恶性肿瘤中的研究进展

任伊阳，王家宏

(1.内蒙古科技大学包头医学院研究生院，内蒙古包头 014010；2.内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院普外二科)

乳腺癌是全球女性癌症中发病率最高的恶性肿瘤。据全球癌症统计，2020年女性乳腺癌已超过肺癌，成为全球癌症发病率的主要原因，据估计2020年有230万新发病例，占所有癌症病例的11.7 %[1]。从分子水平上讲，恶性肿瘤是一种或多种基因发生变异，使正常细胞发展为不受控制，可无限增殖的肿瘤细胞。这种基因变异可出现在复制、转录、翻译等基因表达的各个过程中。而可变剪接(alternative splicing,AS)便是参与这个过程的重要一步，是指一个信使RNA在转录后进行结构调整，经过不同剪接位点剪接前体RNA产生不同的mRNA过程[2]。剪接不同的位点所表达出来的翻译产物性质不尽相同，某些分子可以通过可变剪接调节基因表达来影响肿瘤的生物学行为[3]，促进肿瘤进展及影响愈后，例如ESRP1。ESRP1通过选择性剪接前体mRNA的作用，在转录水平调节基因的表达,进而影响表达产物的功能。本文将围绕ESRP1与恶性肿瘤相关性的研究进展进行综述，为ESRP1相关的肿瘤诊疗扩展思路。

1 ESRP1的结构特征及功能

ESRP1是一种上皮特异性RNA结合蛋白(RBP)，是RBP家族的一员，分子量约为75kDa，由三个保守的串联RNA识别基序组成[4]。RBP对于调节RNA剪接，修饰，转运和翻译等过程至关重要[5]，而且RBP的表达基本上是保守的，以维持其正常功能[6]。当影响这些信号通路的RBP发生变化可能导致疾病产生，尤其是恶行肿瘤。ESRP1作为RBP中的一员通过选择性剪接参与上皮-间质转化(EMT)过程。EMT是上皮细胞分化为间充质细胞的过程，是细胞及分子水平上的广泛的变化,同时该过程将赋予正常细胞运动性和侵袭性增强的能力。一方面，EMT过程促进机体正常生长发育，对于胚胎器官发生以及组织再生和伤口愈合是必不可少的[7]；另一方面，EMT还与肿瘤的产生有关。ESRP1作为EMT的关键调控因子在肿瘤进展中意义深刻。在激活转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)诱导的EMT过程中，ESRP1的下调会触发成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factors，FGF)的亚型转换，从而使细胞对成纤维生长因子-2(fibroblast growth factors，FGF-2)敏感性增强，TGF-β与FGF-2联合可进一步促进EMT过程[8]。EMT主要通过TGFβ和FGF通路发挥作用[8]。而ESRP1是表达成纤维细胞生长因子受体2-Ⅲb(FGFR2-Ⅲb)所必需的，用ESRP1的RNAi抗性cDNA转导的细胞保持了主要的FGFR2-Ⅲb表达。但是，当两种内源性因子都耗尽时，ESRP1的cDNA仅部分保留了FGFR2-Ⅲb的表达[8]，由此看出，FGFR2-Ⅲb剪接途径至少一种上皮剪接调节蛋白，相比之下更依赖于ESRP1。

2 ESRP1与恶性肿瘤关系

2.1ESRP1与乳腺癌关系 乳腺癌是正常乳腺上皮增殖失控进而恶变所产生的恶性肿瘤，与宫颈癌并称为女性健康最大威胁。男性乳腺癌的发病较为罕见。在临床中根据雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)及人类表皮生长因子受体-2(Her-2)三种蛋白的表达状态以及Ki-67增值活跃度分为四种亚型，各型治疗方法治疗效果截然不同。超过一半的乳腺癌患者分子分型为雌激素受体阳性(ER+)，Gökmen-Polar等[9]研究发现，ESRP1在ER(+)的患者体内高表达提示不良预后，而与ER(-)的乳腺癌的预后无明显相关性，认为ESRP1在乳腺癌中的异常表达与ESRP1参与上皮-间质转化(EMT)过程有关，ESRP1可调节脂肪酸内源合成的关键蛋白质脂肪酸合酶 (FASN) 和硬脂酰辅酶A去饱和酶1 (SCD1)，调节参与脂肪酸/脂质代谢和氧化还原过程来影响肿瘤进展，但该作用仅限于ER阳性乳腺癌。大量研究表明，TGF-β1、p-AKT、钙粘蛋白E(E-cadherin)、波形蛋白(Vimentin)均参与了乳腺肿瘤的发展，且与EMT密切相关。一方面，Wnt/β-catenin信号通路是维持肿瘤细胞侵袭性及调控EMT发生发展的核心通路，靶向介导Wnt/β-catenin信号通路是控制乳腺恶性肿瘤进展的重要途径。TGF-β1可能通过PI3K/AKT信号传导通路诱导EMT的发生，推动乳腺癌的侵袭、转移，而且TGF-β1、E-cadherin、波形蛋白的表达与乳腺癌的预后显著相关，对乳腺癌的预后参考具有重要价值[10]；另一方面，miRNA是一类在生物体内丰富存在的单链内源性RNA，通过降解靶信使RNA(mRNA)或抑制其翻译水平来控制基因表达。miRNA的异常表达与乳腺浸润型导管癌的发生发展相关，近些年大量研究利用生物信息学对数据库进行分析，表明调节某些miRNA的表达后，乳腺浸润型导管癌细胞的活力、侵袭性和上皮间质转化过程受到明显抑制，使得细胞凋亡明显增加。Pan 等[11]研究表明，miR-337-3p作为乳腺癌的肿瘤抑制因子能够抑制ESRP1的表达，发挥其生物学功能，上调ESRP1表达水平后促进乳腺癌细胞的进展和EMT。同时细胞代谢失调已被证实与恶性肿瘤密切相关，新陈代谢的改变在癌症的进展中起着至关重要的作用。在体外细胞实验中，ESRP1低表达可导致Rac1 mRNA的可变剪接中出现变异外显子3b，从而增加了Rac1b亚型的表达，Rac1b调节肌动蛋白以诱导长丝状伪足的形成并增强细胞运动性，也就是说，ESRP1通过抑制细胞运动参与肿瘤进展[12]。

2.2ESRP1与前列腺癌关系 前列腺癌多见于老年男性患者，全球2019年预估前列腺癌新增患者将达到男性恶性肿瘤第1位[13]，随着人均预期寿命的延长及中国社会老龄化程度的逐渐加深，前列腺肿瘤的患者也越来越多。Freytag等[14]通过Meta分析表明，与良性前列腺增生(BPH)相比，前列腺癌中ESRP1表达显著上调，并采用免疫组织化学方法对前列腺癌组织芯片进行研究，分析得出ESRP1表达与前列腺癌关系密切，并确定了ESRP1的表达是独立的预后标志物。Hanahan等[15]进一步表明，影响前列腺癌侵袭性和转移性的众多机制中，ESRP1对EMT过程的直接调节是最重要的。对遗传谱分析也再次证明，前列腺癌中ESRP1参与了EMT，并与侵袭性和转移性密切关联，其分子机制为：ESRP1调节可变剪接诱发上皮状态进入间充质状态使并能增强侵入性和迁移性。

2.3ESRP1与结直肠癌关系 相关文献报道，在直肠癌组织中，ESRP1在癌组织中的表达水平明显低于癌旁组织，且该蛋白表达水平与淋巴结转移情况有关[16]。ESRP1在直肠组织中的表达差异性表明ESRP1与直肠癌进展密切相关，体外细胞实验表明其分子机制可能为：ESRP1通过EMT过程上调多种转录因子的表达，增强细胞的黏附性使其不易转移，最终对结直肠癌细胞进展产生一定的影响。戈瑶等[17]也得出同样的实验结果，并认为ESRP1是miR-23a的直接靶向基因，miR-23a负向调控ESRP1，共同调节结直肠细胞恶变。劳玲娟等[18]研究认为miR-23a是ESRP1的上游调控因子，ESRP1高表达可抑制肿瘤细胞增殖同时促进细胞凋亡而发挥抗癌作用。而Ishii等[19]的研究发现上调E-cadhefin的表达水平，同样可以增强细胞间的黏附性而降低其转移性。ESRP1也通过相关信号通路发挥作用，许多细胞实验表明ESRP1可以通过PI3K-AKT-mTOR途径促进体内原发肿瘤的生长，而且蛋白激酶B(AKT)是结直肠癌发生的有效存活因子[20]，ESRP1通过AKT1激活诱导癌细胞中FGF的释放，从而激活了自分泌信号通路，促进结直肠恶性肿瘤进展及增加其侵袭性[20]。

2.4ESRP1与卵巢癌、宫颈癌关系 卵巢癌是妇科常见的恶性肿瘤，一般发病隐匿，早期无明显症状及体征，超过一半的病人确诊时已为晚期[21]，且预后较差。目前人们对于上皮性卵巢癌(EOC)的研究普遍认为，ESRP1，在正常组织、良性病变组织中与恶性肿瘤组织中表达明显不同，在正常和良性病变中低表达，在EOC中较高表达，且EOC中ESRP1较高表达往往提示预后不良。在TGF-β诱导的EMT期间，Snail通过直接结合到ESRP1启动子中的E-box并改变EOC细胞中与ESRP1相关的CD44剪接特征而特异性地抑制ESRP1转录，ESRP1的下调使得CD44v(主要是CD44v7)转换为CD44s[22]。降低的ESRP1表达可显著增加体内和体外的细胞迁移和侵袭，促进EOC的发生发展。研究发现，ESRP1的过表达可以抑制EOC细胞迁移，并与肌动蛋白细胞骨架重组相关联，促使其从间质表型向上皮表型(MET)转换，主要是通过选择性剪接EPB41L5(erythrocyte membrane protein band 41 like 5)和Ras相关C3肉毒素底物1(RAC1)，同时也提出ESRP1在体内肿瘤免疫微环境中具有免疫抑制作用，抑制肿瘤免疫力并促进肿瘤细胞的定殖和生长[23]。Chen等[24]通过环状RNA(circRNA)基因芯片在卵巢癌和正常卵巢组织中筛选了差异表达高达5倍的circRNA，即circ-NOLC1，并确认了circ-NOLC1的表达与EOC的恶性程度有关，circ-NOLC1的过表达增加了ESRP1蛋白的水平，而circ-NOLC1的下调则具有相反的作用。Circ-NOLC1可以与ESRP1蛋白质结合，并通过以RNA-蛋白质复合物的形式影响其蛋白质稳定性来抑制蛋白质降解，从而促进下游CDK1和RhoA的表达，为ESRP1在恶性肿瘤的发展提出新的见解。

宫颈癌是宫颈上皮细胞异常恶性增殖引起。目前，由于宫颈癌细胞增殖调控机制的复杂性，该病的病因和发病机制尚不清楚，但明确的是ESRP1过表达可下调细胞周期蛋白A2(cyclin A2)表达进而抑制宫颈癌细胞增殖并诱导G1期停滞。EMT相关的剪接事件或与细胞增殖相关的细胞周期对宫颈上皮细胞而言至关重要，ESRP1在转录后直接调节cyclin A2表达和EMT与细胞周期之间关系并不是两个独立的生理事件，而是可能与ESRP1相关在肿瘤细胞中充当它们之间的联系。上调ESRP1、表达可能不仅抑制EMT，还诱导癌细胞G1期阻滞，因此ESRP1对宫颈癌意义重大[25]。

2.5ESRP1与胰腺癌关系 胰腺癌恶性程度高，愈后十分差。ESRP1在胰腺癌中的表达与分化程度密切相关，高分化及中分化中ESRP1表达较高，而在低分化中表达则较差，而ESRP1高表达则提示有更长的生存期[26]，它可能具有减弱肿瘤细胞生长的作用，是胰腺癌有利的预后因素。miR-23a对胰腺癌细胞侵袭和迁移的作用是通过直接靶向ESRP1来实现的，一方面，ESRP1上调可逆转miR-23a类似物引起的侵袭和迁移，而ESRP1的下调则对miR-23a释放了侵袭和迁移的信号。另一方面，ESRP1下调促进了CD44s亚型的合成，进一步参与EMT过程，影响肿瘤进展[27]。

综上所述，ESRP1在不同组织部位的肿瘤中表达水平不一，并且在某些肿瘤中针对愈后评估具有较高价值，是最近热门的研究领域，尤其是在乳腺癌和卵巢癌当中。ESRP1既不是原癌基因，也不是抑癌基因，其作用发挥并不像BRCA、TP53、PI3K等通过基因突变来实现，而是通过转录过程中的选择性剪接产生的。大量免疫组化实验表明ESRP1过表达使蛋白水平表达显著升高，而ESRP敲除后蛋白表达显著降低，但是通过PCR扩增后发现两组的转录水平几乎没有差异，这一现象进一步说明ESRP1蛋白表达水平的变化不是由基因转录改变引起的，而是通过转录过程中的选择性剪接产生的，同时也说明了ESRP1通过参与EMT发挥作用，影响多种肿瘤进展。另一方面，在精准医疗模式下依靠生物标志物个体化治疗已被广泛研究应用，ESRP1在多种恶性肿瘤原发灶、转移灶中异常表达的特性可能为抗肿瘤治疗提供一个新的思路，将是一个具有潜在应用价值的研究分子，可能为未来靶点治疗提供新方向。