趋化素样因子样MARVEL跨膜结构域家族成员在非小细胞肺癌中的研究进展△

陈景景，解晨露，周慧玲，于鸿#

1大连医科大学研究生院，辽宁大连 116000

2泰州市人民医院病理科，江苏泰州 225300

趋化素样因子样MARVEL跨膜结构域（chemokine-like factory like MARVEL transmembrane domain containing，CMTM），原名为趋化素样因子超家族（chemokine-like factor super family，CKLFSF），是2001年中国学者在北京大学人类疾病基因研究中心首次发现的新基因家族。CMTM 家族由趋化素样因子（chemokine-like factory，CKLF）和CMTM1～8 共9 个成员组成，分别位于不同的染色体上。目前已发现的CMTM 家族成员在各种疾病中均可发挥调节作用，包括自身免疫性疾病和心血管疾病。此外，研究表明，CMTM 家族成员与多种恶性肿瘤的发生、发展及预后密切相关。本文简要论述了CMTM 的结构和功能特征，概述其在恶性肿瘤发生发展中的作用机制，并对其在非小细胞肺癌中的研究进展进行综述，旨在为非小细胞肺癌的精准诊断和治疗提供新思路。

1 CMTM 的结构和功能特征

CMTM 家族成员包括CKLF 和CMTM1～8。2001年，中国学者首次发现并报道了CKLF1 及3个变体[1]。然后有学者通过逆转录聚合酶链反应（reverse transcription-polymerase chain reaction，RTPCR）确定了基因CMTM1～8。CMTM基因家族位于不同的染色体上，CKLF和CMTM1～4共同位于16q22.1 染色体上，互相交叉结合并构成一个基因簇。CMTM5独立存在于14q11.2 染色体上，CMTM6～8则同时存在于3p23 染色体上[2]。CMTM家族成员的编码产物包括趋化因子和跨膜4 超家族（transmembrane 4 L six family member，TM4SF），主要分布在细胞膜和细胞质中。大多数CMTM 转录物具有多种可变剪接形式，但其产生的蛋白质产物均包含4 个跨层螺旋组成的MARVEL 结构域，因此，CMTM 家族可以用于囊泡运输和跨膜转运[3-4]。CMTM 家族成员可以在人体组织中广泛表达，主要涉及免疫系统[4]、男性生殖系统[5]、造血系统[6]、循环系统[7]和肌肉组织[8]。此外，CMTM 家族成员还可与多种恶性肿瘤的发生、发展密切相关。每个CMTM 成员在不同部位的肿瘤治疗中分别具有不同程度的生物学功能[3]。CMTM3 在睾丸癌、前列腺癌、肝癌、胃癌和肾癌中显示出抗肿瘤作用，但在胶质瘤中具有促肿瘤作用[9]；CMTM7 在胶质瘤中显示出促肿瘤作用，但在非小细胞肺癌中具有抗肿瘤作用[9-10]；CMTM4、CMTM5 和CMTM8 在多种实体瘤中发挥抗肿瘤作用[11-13]。由此可见，CMTM 家族成员在不同恶性肿瘤中的功能是多种多样的。

2 CMTM 在恶性肿瘤中的作用机制

Wang 等[14]通过RT-PCR 和互补DNA（complementary DNA，cDNA）测序发现了CMTM1的23 种可变剪接异构体，其中包括CMTM1-v5和CMTM1-v17。Yuan 等[15]研究发现，CMTM1-v5 通过选择性下调表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）信号通路抑制前列腺癌细胞的异常增殖和迁移。Wang 等[16]研究表明，在乳腺癌细胞系MDA-MB-231 中，CMTM1-v17 过表达可以促进乳腺癌细胞增殖并抑制肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）分泌诱导细胞凋亡。Zhang等[17]研究表明，下调CMTM2 的表达可以通过诱导上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）来促进肝癌细胞的侵袭和迁移。Yuan等[18]通过细胞培养、小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）转染等方法发现，CMTM3 通过抑制EGFR/信号转导与转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）/EMT 信号通路来抑制脊索瘤的发生和发展。Burr 等[19]研究首次证实，CMTM6 存在于肿瘤细胞表面，可与诱导肿瘤的程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）结合，通过其去泛素化功能进一步延长PD-L1 的半衰期，并增强肿瘤细胞抑制T 细胞的能力。Mezzadra等[20]通过单倍体遗传筛选发现，CMTM4 也是PD-L1 表达的备用调节剂，CMTM4 和CMTM6 可通过PD-L1 的协同保护作用参与肿瘤细胞的免疫逃逸过程，促进肿瘤细胞的增殖和转移。Li 等[21]和Liu 等[22]研究显示，CMTM7 通过抑制EGFR/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）信号转导来抑制食管鳞状细胞癌和非小细胞肺癌细胞的生长。此外，在肺癌细胞中，敲低CMTM7的表达可以减少RAB5 的活化，从而延缓EGFR 的内化和降解[22]。这些研究表明，CMTM7 可能作为RAB5激活的调节剂，进而抑制EGFR 信号转导和肿瘤进展[23]。

3 CMTM 家族成员与非小细胞肺癌

3.1 CMTM1/CMTM8

一项临床研究评估了CMTM1-v17 对非小细胞肺癌新辅助化疗的影响，该研究对78 例既往接受过新辅助化疗和手术治疗的非小细胞肺癌患者进行综合评估，结果表明，CMTM1-v17 表达与非小细胞肺癌患者的临床分期呈正相关，与疾病缓解率呈负相关，CMTM1-v17 高表达可能导致化疗耐药和预后不良[24]。此外，Cox 回归分析结果表明，患者接受新辅助化疗后，肿瘤组织中CMTM1-v17 的表达是预后的独立影响因素。

Wu 等[25]使用Agena MassArray 平台对509 例肺癌患者和506 例对照者进行基因型检测，并分析了6 种CMTM8基因多态性与肺癌发生风险的关联，结果显示，基因型rs6771238 与肺鳞状细胞癌和肺腺癌的发生风险有关，基因型rs9835916增加了肺癌患者的淋巴结转移风险。因此，CMTM8基因多态性是肺癌的主要危险因素，在肺癌发生发展中发挥潜在的促进作用。

3.2 CMTM2/CMTM4

为阐明CMTM2 在肺腺癌中的作用，Li 等[26]对29 例肺腺癌组织和癌旁组织进行差异甲基化分析发现，CMTM2是用于诊断肺腺癌的甲基化标志物之一，然后通过H-score 方法对105 例人肺腺癌组织和癌旁组织进行定量分析发现，肺腺癌中CMTM2 的表达明显下调，提示肺腺癌的DNA 甲基化可能导致CMTM2基因沉默。同时，该实验通过建立皮下异种移植模型发现，CMTM2 水平升高显著抑制了小鼠皮下肿瘤的生长，表明CMTM2 可以抑制肺腺癌的发展进程[26]。Cai 等[27]通过RNA测序发现，具有 5- IRGP（CD1A|CXCL135、CD1A|S100A7L2、IFNA7|CMTM2、IFNA7|CSF3、CAMP|TFR2）的新型免疫风险模型可以准确区分驱动基因阴性肺腺癌高风险和低风险患者，低风险患者可能会从常用的化疗方案（如吉西他滨和紫杉醇）中获益更多。

Zhu 等[28]首次从癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）数据库中分析了CMTM4在肺腺癌中的表达情况，结果显示，肺腺癌组织与正常肺组织中CMTM4的表达无明显差异；但免疫组化检测发现，75 例肺腺癌组织中CMTM4 的阳性表达率低于非肿瘤肺组织（P＜0.05），表明CMTM4在肺腺癌组织中表达下调。CMTM4 阴性表达与肺癌患者吸烟、转移及较短的生存期有关。Cox 回归分析结果显示，CMTM4 表达可能是晚期肺腺癌患者预后的独立影响因素。

3.3 CMTM3/CMTM5

研究表明，CMTM3在胃癌、乳腺癌和肾癌中被沉默或表达下调[29-30]。Zhou 等[31]研究发现，CMTM3 过表达可用来预测早期胰腺癌患者的不良预后，并可以促进晚期胰腺癌细胞的增殖和迁移。但Zhang 等[32]在调查中国人群非小细胞肺癌甲基化谱发现，CMTM3 诊断非小细胞肺癌的灵敏度或特异度相对较低。Shao 等[33]使用半定量RTPCR 在人体肺组织及其他器官的正常组织和肿瘤细胞系中评估CMTM5基因的表达情况，进一步通过基因检测方法检测CMTM5启动子甲基化情况，结果显示，CMTM5-v1在健康成年人和胎儿正常组织中广泛表达，但在肺癌细胞系及大多数肿瘤细胞系中检测不到或表达下调，在几乎所有沉默或表达下调的细胞系中均可以检测到其基因启动子的甲基化，CMTM5-v1表达的恢复显著抑制了肿瘤细胞的异常增殖、迁移和侵袭。

3.4 CMTM6

相关研究表明，CMTM6 在非小细胞肺癌中可能发挥促癌作用。Shang 等[34]通过TCGA 数据库比较了肺鳞状细胞癌组织和正常肺组织中CMTM6的特异性表达情况，结果表明，CMTM6 蛋白在肺鳞状细胞癌组织中的特异性表达比例高于正常肺组织。Hou 等[35]对109 例非小细胞肺癌患者进行免疫组化检测发现，60 例患者存在CMTM6 高表达，且其表达与吸烟（P=0.017）和肿瘤分化程度（P=0.029）有关。Kaplan-Meier 生存分析结果表明，CMTM6 表达与晚期非小细胞肺癌患者的预后呈正相关，这可能是由于CMTM6 高表达激活了肿瘤的免疫微环境[36]。Gao 等[37]研究发现，CMTM6 阳性表达与PD-L1 阳性表达、肺癌病理类型（非小细胞肺癌组织中CMTM6的表达高于小细胞肺癌组织）有关（P＜0.05），与淋巴结转移情况呈负相关（P＜0.01），与年龄和性别无关。非小细胞肺癌组织中CMTM6、PD-L1 的表达水平均高于小细胞肺癌组织，原因可能与二者不同的细胞来源、个体基因突变谱及微环境有关。

但也有相关报道发现，CMTM6 在非小细胞肺癌中可能发挥抗肿瘤作用。Wang 等[38]从基因组和转录组水平分析发现，CMTM6 在肺腺癌中表达下调，CMTM6 低表达患者更容易发生体细胞突变，进而导致肺腺癌的发生；同时，CMTM6 高表达患者往往具有更高的生存率。因此，CMTM6 有望成为辅助病情监测和预后评估的新型生物标志物。

3.5 CMTM7

有研究显示，CMTM7 的表达可能会促进非小细胞肺癌的发生发展。刘强等[39]将CMTM7siRNA转染到肺腺癌细胞系A549 中，通过噻唑蓝（methyl thiazolyl terazolium，MTT）、流式细胞术等多项体外实验发现，干扰CMTM7的表达能够抑制肺腺癌细胞A549 的生长，并促进其凋亡。因此，CMTM7低表达有效抑制了肺腺癌的发生、发展过程。与上述研究结果相反，Liu 等[22]敲低非小细胞肺癌细胞系中CMTM7的表达，可促进非小细胞肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭。CMTM7 低表达增加了细胞的恶性分化潜能。但这一发现与上述研究相矛盾，这也反映了CMTM7 的功能及其与非小细胞肺癌间关系较为复杂，需要进一步深入研究。

4 小结与展望

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，中国肺癌的发病率和病死率均居首位。目前，关于CMTM 家族成员与肺癌关系的研究主要集中在非小细胞肺癌，且CMTM 家族每个成员在肺癌发生发展中均发挥着不同的作用。CMTM1/CMTM8 可能会促进非小细胞肺癌发生，其高表达提示早期肺癌患者的预后不良；CMTM2/CMTM4 在非小细胞肺癌中可能发挥抑癌作用，其高表达与肺癌患者较好的预后相关；目前关于CMTM3/CMTM5 在非小细胞肺癌中的研究相对较少，基因检测结果提示，CMTM5可能会抑制肺癌的发生；而现有文献表明，CMTM6/CMTM7 在非小细胞肺癌中发挥的具体作用尚存在争议。但值得注意的是，CMTM4 和CMTM6 作为PD-L1 蛋白的调控因子，有望成为潜在的免疫治疗靶点，协助PD-L1 抑制剂对早期肺癌的治疗。此外，CMTM 家族成员在非小细胞肺癌中的研究更多地局限在蛋白水平，尚不清楚其具体如何调控非小细胞肺癌的发展及转移。因此，未来将需要更多的学者在基因及分子水平进一步深入研究CMTM 导致肺癌的具体机制和相关通路，从而为肺癌的早期诊断、精准治疗及预后评估提供理论和实验基础。