ECT2在常见恶性肿瘤中的研究进展

张艳 钱新宇

上皮细胞转化序列2（epithelial cell transforming2，ECT2）是一种编码鸟嘌呤核苷酸交换因子的原癌基因，在细胞有丝分裂过程中起重要作用，也参与DNA 损伤的修复。ECT2 被证明在多种恶性肿瘤细胞中过表达，其与肿瘤的发生、发展、复发转移及生存预后均密切相关。本文对ECT2 在常见恶性肿瘤中的研究进展作一综述。

1 ECT2的概述

1.1 ECT2 的基本结构 ECT2 在人类染色体上定位于3q26.31 区域，进化上高度保守，已被确定为原癌基因，该基因表达随着DNA 合成的开始而升高，并在G2 和M 期保持持续升高，在有丝分裂中起到关键作用，其编码的蛋白质为鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）。ECT2 是由三个N 端BRCT 结构域（即BRCA1 羧基末端结构域，包括BRCT0、1 和2）、一个催化中心GEF 区和两个膜结合结构域：一个PH 同源结构域和一个多碱性序列（poly-base sequence，PBS）组成，在细胞分裂过程中，ECT2 在细胞分裂后期激活细胞赤道区中狭窄区域的RhoA 从而顺利完成有丝分裂。

研究发现［1］，每个BRCT 结构域对ECT2 功能均有不同作用，BRCT2 结构域是ECT2 自身抑制所必需的且有助于细胞分裂的顺利完成，其存在两个关键功能即与RACGAP1 结合并抑制ECT2 的活性，其共同在发育阶段将ECT2 活性限制在细胞赤道的狭窄区域，如BRCT2 结构域缺失或其W307 残基突变则会导致ECT2 活性增加，从而导致细胞有丝分裂期间RhoA 激活增加；BRCT0 在有丝分裂期间不抑制ECT2 活性，但可以促进细胞赤道狭窄区RhoA 的激活；BRCT1 结构域中存在保守的RACGAP1 结合片段，其不会抑制ECT2 的活性，但对于细胞分裂过程中的RhoA 区形成和ECT2 功能是必要的。

聚-ADP-核糖基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰，有研究［2］发现ECT2 的BRCT 结构域是PAR 结合结构域，α-微管蛋白在有丝分裂期间呈聚-ADP-核糖基化，其能在有丝分裂过程中识别ECT2 并将其招募至纺锤体，从而保证细胞有丝分裂的顺利进行。

1.2 ECT2 调控细胞分裂及肿瘤发生 ECT2 以PARP-1 依赖性方式被招募到DNA 病变中［3］，ECT2 与KU70-KU80 和BRCA1 物理性结合后分别参与非同源基因末端连接和同源基因重组。ECT2 缺乏会影响KU70 和BRCA1 向DNA 损伤位点的募集，导致DNA 双链断裂修复缺陷，结果表明ECT2 是维持基因组稳定性的重要调节因子。DNA 损伤会诱导ECT2下调；敲低ECT2 阻碍了P53 磷酸化和活化，从而导致S 和G2/M 检查点的凋亡和激活缺陷以响应DNA 的损伤［4］。

早在1993 年，Miki 等便证明了ECT2 有将NIH/3T3 成纤维细胞转化为恶性细胞的能力［5］，在细胞分裂过程中，ECT2可催化GTP 和GDP 的相互转化，并通过激活Rho GTP 酶协助有丝分裂的完成。而在多条信号级连反应通路中，Rho GTP酶尤其是RhoA、Rac1 和Cdc42 是关键的调控因子，调节肿瘤细胞的侵袭转移过程。ECT2 上调显著增强Rho GTPase 的活性，防止细胞凋亡并诱导癌细胞转移［6］。BAKER 等［7］研究表明，ECT2 在多种癌症中过度表达，这与染色体3q26 区域的扩增有关，这是人类癌症中常见的染色体改变之一。ECT2基因的表达与致癌激酶PKCι 的基因SOχ2和PRKCI 的扩增相关。

2 ECT2在常见肿瘤中的研究进展

2.1 ECT2 与肝癌 原位杂交分析表明，再生肝脏中有丝分裂期的细胞中ECT2 蛋白表达水平较高。夏念信等［8］发现在非肝炎病毒相关性肝癌组织中ECT2 蛋白表达明显高于癌旁组织，其认为ECT2 蛋白表达可能与肝癌的复发、转移有关。研究发现［9］，ECT2 可促进PLK1 的表达，PLK1 与抑癌基因PTEN 相互作用并干扰其核易位，最终增强有氧糖酵解并促进巨噬细胞向M2 型极化，而M2 巨噬细胞抑制NK 细胞和T细胞的免疫杀伤功能，有利于肝细胞癌的侵袭与转移。因此认为ECT2 可作为肝细胞癌的诊断和预后生物标志物。ECT2基因敲减抑制Rho GTPases 活性，也抑制ERK（extracellular regulated protein kinases）的活化，增强细胞凋亡从而降低肝癌细胞的转移能力［10］。

2.2 ECT2 与乳腺癌 研究［11］发现，Rac GTP 酶活性蛋白-1（RACGAP1）在细胞分裂后期通过招募ECT2 而促进线粒体裂变并激活ERK-DRP1 途径，RACGAP1 的过表达可能因诱导线粒体的自噬强度增加而促进过氧化物酶增殖物激活受体γ 辅助激活因子-1 a（PGC-1a）的表达，从而促进乳腺癌转移。WANG 等［12］发现，MiR-223-3p 能抑制ECT2 的表达，从而抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移。ECT2 基因能通过ERK/miR-101/Rac1 通路来调节乳腺癌细胞的增殖和凋亡［13］。另外，ECT2 可与泛素特异蛋白酶7（ubiquitin-specific protease 7，USP7）形成正反馈回路，促进USP7 分子间自结合，去泛素化和稳定化，而ECT2/USP7 下游效应器为MDM2（murine double minute2），该回路最终通过维持MDM2 表达促进乳癌细胞的存活［14］。乳腺癌中ECT2 表达高于正常对照组，ECT2高表达可能是乳腺癌发生和发展的主要原因之一［15］，可作为乳腺癌预后不良的标志物。另有研究发现［16］沉默ECT2 后紫杉醇治疗三阴性乳腺癌的疗效显著提高。

2.3 ECT2 与肺癌 VERLINE 等［17］在小鼠实验中发现，ECT2在Kras-Trp53 驱动的肺腺癌细胞中可以通过PKCι-ECT2-Rac1-NPM 信号转导通路来调节rRNA 合成。另外，体外实验表明抑制ECT2 降低肺腺癌LAC 细胞在ECM 组分上的黏附和扩散，降低参与局灶性黏附相关蛋白的表达水平，故ECT2 可以通过影响ECM 动力学和局灶黏附信号转导而促进肺腺癌的进展［18］。LIU 等［19］在实验中发现，染色体3q26 拷贝数的增加在肺鳞癌发生早期即出现并持续存在，且驱动了PRKCI，SOχ2和ECT2 基因的协调过表达，而在TRP53 抑癌基因缺失的情况下，这三种基因的过表达足以将小鼠肺基底干细胞转化成具有肿瘤组织学和基因组特征的肺鳞癌（LSCC）细胞。另有研究［20］表明，ECT2 过表达是非小细胞肺腺癌总生存率低和无复发生存期差的独立预后因素。

2.4 ECT2 与胃癌 体外实验研究［21］发现，胃癌细胞系内野生型p53 基因可抑制ECT2 蛋白的表达，而突变型p53 则增强ECT2 蛋白的表达，因此p53 被认为是ECT2 的上游信号分子，并证明了ECT2 可以促进胃癌细胞增殖和侵袭。ECT2 的上调可导致胃癌组织中与癌症干细胞（cancer stem cell，CSCs）功能密切相关的BUB1（一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶）和E2F7（转录调节因子）蛋白表达水平显著升高，表明高ECT2 表达水平胃癌细胞可能具有CSCs 的转录特征［22］。

ECT2 在胃癌组织中高表达且与胃癌的组织学分化、TNM分期和淋巴转移呈正相关［23］。胃癌组织中ECT2 表达水平上调，而ECT2 敲低削弱了胃癌细胞中5-FU 的耐药性。ECT2沉默降低5-FU 治疗后的胃癌细胞的转移和侵袭能力。还发现ECT2 下调是通过抑制耐药相关基因P-gp，MRP1 以及细胞凋亡蛋白Bcl-2 增加胃癌细胞对5-FU 的敏感性［24］。

2.5 ECT2 与结直肠癌 最新研究［25］发现，ECT2 蛋白在癌前病变结肠腺瘤中的表达水平升高，与APC 抑癌基因丢失有关；在结直肠癌组织的细胞质和细胞核中均检测到ECT2 水平升高，核ECT2 升高与分化不良的肿瘤相关，ECT2 蛋白在细胞质：核比例下降与患者生存率低相关，这表明细胞核和细胞质中ECT2 的表达在CRC 中起着不同的作用。研究发现与正常组织相比，结直肠癌中的ECT2 表达升高且与肿瘤大小、血清CEA 水平及TNM 分期相关，ECT2 高表达的患者总生存期明显较短，ECT2 表达水平是结直肠癌患者独立的预后因素［26］。

2.6 ECT2 与其他肿瘤 权明明等［27］发现与甲状腺肿组织对比，甲状腺乳头状癌组织中ECT2 蛋白表达水平明显升高，考虑ECT2在甲状腺乳头状癌的发生发展中起癌基因的作用。王俊雄等［28］发现，胰腺癌组织中高表达ECT2，且术后有较高的转移率，在高表达ECT2 胰腺癌细胞系中，敲除ECT2 可使上皮-间充质转化（EMT）过程受到抑制，这可能是通过调控EGFR 的表达及下游Akt 的磷酸化水平来介导发生。研究表明［29］，ECT2 在脑胶质瘤中上调，与预后呈负相关；ECT2通过调节去泛素化酶PSMD14的表达而影响转录因子E2F1的稳定性，以调节垂体肿瘤转化基因1（PTTG1）的表达，从而影响胶质瘤细胞增殖。SUN 等发现［30］，下调ECT2 在食管鳞癌细胞系中的表达，可以抑制RhoA-ERK 信号通路的激活和VEGF 和MMP9 蛋白的表达，从而抑制细胞的增殖、侵袭、迁移和肿瘤的发展。LAUREN 等［31］发现，ECT2 主要在卵巢癌细胞系的细胞核中表达而非细胞质，这一过程依赖于RhoGEF活性，ECT2 敲低导致整个细胞裂解物中活性RhoA 的水平降低，ECT2 可以激活细胞核中的内源性Rac 和细胞质中的内源性 RhoA，且可以从细胞核内驱动卵巢肿瘤细胞转化。CHEN等发现［32］高ECT2 表达与骨肉瘤患者肿瘤转移和总生存期相关。GAO 等［33］实验研究表明，胆管癌细胞中ECT2 表达率高，而miR-194 表达不良，表明miR-194 能够抑制ECT2 并阻断Rho 信号通路的激活，从而促进细胞凋亡，抑制胆管癌干细胞的增殖和迁移，抑制肿瘤生长。

3 小结与展望

ECT2 作为一种原癌基因，不仅在细胞分裂周期中发挥着关键作用，其在恶性肿瘤的发生、发展过程中亦起到重要作用。较多研究证实，ECT2 在肝癌、胃癌、乳腺癌、肺癌及结直肠癌等肿瘤中均检测出高表达，并通过不同的途径促进肿瘤的复发及转移。目前关于ECT2 在临床上的研究多局限于其诱发肿瘤的机制方面及体外实验，且对于抗肿瘤药物的治疗上尚缺乏相关研究，肿瘤药物耐药的原因之一是由于肿瘤细胞的凋亡缺陷，而ECT2 参与着有丝分裂过程及DNA 损伤的修复，未来以此为切入点，探索ECT2 对肿瘤药物耐药机制的作用。此外，是否可以寻找到针对ECT2 过表达的靶向药物以达到肿瘤精准治疗的目的。目前免疫治疗已在各个瘤种中占据重要地位，ECT2 过表达是否同时影响着肿瘤的免疫微环境，以及ECT2 与放疗、化疗、CAR-T 细胞疗法等相互影响机制，这都有待更多的研究来证明。