CMTM4 在结直肠癌中的作用研究进展

陈浩男 陈帅 王长友 张国志

近年来，我国结直肠癌发病率和病死率不断升高，严重威胁中老年人群的健康[1]。临床上治疗结直肠癌的传统方式以手术切除为主，辅以放化疗，具有一定的疗效。但是由于结直肠癌病因不明、早期症状隐匿以及转移较快，很多患者就诊时已进入中晚期，失去了手术及放化疗机会[2]。因此，传统治疗方式已不能满足现阶段结直肠癌治疗的需要。随着基因靶向治疗、分子免疫治疗等研究的不断深入，寻找一种用于早期诊断和指导临床治疗决策的分子靶点是当下研究热点。人类趋化素样因子超家族（chemokine-like factor-like marvel transmembrane domain containing member，CMTM）是我国北京大学人类疾病研究中心于2003年首次发现的基因家族，目前已证实其参与包括恶性肿瘤在内的多种疾病发生、发展过程[3]。现阶段已有相关产品进入临床研究，将为肿瘤治疗提供新型药物和新型手段。CMTM4 属于CMTM 家族成员之一，与肿瘤的发生、发展、侵袭等关系密切，近期研究发现其还具有抑癌基因的功能和特点[4-8]。因此，本文从CMTM4的结构和功能、CMTM4与结直肠癌的关系展开，就CMTM4在结直肠癌中的作用研究进展作一综述。

1 CMTM4 的结构和功能

CMTM4 与CMTM1、CMTM2、CMTM3 形成一个基因簇，共同位于16q22.1 染色体上，是该基因簇中最保守的基因成员，具有3 种RNA 剪接体亚型，即CMTM4-V1、CMTM4-V2、CMTM4-V3，其中CMTM4-V1和CMTM4-V2 两种亚型最为多见，并广泛表达于全身许多器官和组织中，前者可编码234 个氨基酸，后者可编码208 个氨基酸；CMTM-V3 只存在于胎盘组织和肾髓质组织中，编码179 个氨基酸。CMTM4 的3 种剪接体亚型表达产物均含有1 种被称为MARVEL 穿膜域的结构以及潜在的4 次穿膜结构，而具有这种结构域的基因编码产物拥有广谱趋化作用，可以在跨膜分子转运中发挥重要作用，能参与自身免疫性疾病、血液系统疾病、生殖系统疾病以及肿瘤的发生、发展和迁移[6,9-11]。关于CMTM4 的功能，已有不少学者进行相关研究。2004 年Kittler 等[12]发现抑制内源性CMTM4 后人宫颈癌细胞株Hela 细胞会出现分裂以及增殖现象，由此得出CMTM4 可以调控细胞生长、增殖的结论。2008 年卞梁[13]研究发现，CMTM4 蛋白在正常肺组织中的阳性表达率接近100%，而在非小细胞肺癌组织中的阳性表达率仅为26%，并提出CMTM4 可能是潜在的非小细胞肺癌肿瘤抑制基因的结论。2009 年查鹏等[14]研究表明，CMTM4 在贲门癌组织和癌旁正常组织中表达存在差异，且能够影响细胞的增殖、分化和凋亡。2010 年Plate 等[15]研究发现，CMTM4 过表达会导致G2/M 期细胞阻滞，进而抑制人宫颈癌细胞株Hela 细胞的生长和增殖，揭示了CMTM4 在细胞增殖和细胞周期调控中的重要作用。2015 年Zhang 等[9]发现CMTM4 在肾癌中低表达，在癌旁正常组织中表达正常，同时miR-205 通过靶向CMTM4 降低其表达可使肾细胞凋亡受到影响，进而提出CMTM4 可作为肾透明细胞癌的靶向治疗靶点。2017年Sun等[16]和Burr等[17]发现CMTM家族另一位成员——CMTM6，作为调控程序性死亡配体（programmed death-ligand 1，PD-L1）稳定性的关键蛋白，可以保护PD-L1 免受溶酶体介导的降解，降低肿瘤细胞对T 细胞活性的抑制能力；此外，2 位学者认为CMTM4 与CMTM6 相似，也是PD-L1 稳定性的关键蛋白，或许为肿瘤的免疫治疗提供新的思路和治疗靶点。

综上所述，CMTM4 作为重要的抑癌基因和调控分子，在肿瘤的发生、增殖、迁移和凋亡中发挥重要作用，通过恢复或上调CMTM4 的表达，将会抑制肿瘤的发生、发展或恢复组织的正常表型[6-7]。明确CMTM4 的具体作用将为结直肠癌的预防和治疗提供新的思路。

2 CMTM4 与结直肠癌的关系

2.1 CMTM4 在结直肠癌中的调控机制 关于CMTM4与结直肠癌的调控机制研究较少，目前有研究提出CMTM4 通过增强Rab5 活性、促进表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）降解在结直肠癌中发挥抑癌作用，以及通过丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）、细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）1/2 和信号传导及转录激活蛋白3（signal transducer and activator of transcription，STAT）途径来抑制结直肠癌细胞增殖和迁移。薛慧等[18]利用Western blot、激光共聚焦显微镜检技术、免疫共沉淀和GST-pull down 技术以及Transwell和CCK-8 技术分别检测了EGFR 蛋白表达量和降解情况、CMTM4 与Rab5 的共定位情况、Rab5 的活性和EGFR 的泛素化、结直肠癌细胞增殖及迁移能力，结果发现CMTM4 可以显著降低结直肠癌细胞中EGFR 蛋白表达量，并加快EGFR 降解；同时发现CMTM4 与内源性Rab5 存在共定位，因此沉默Rab5 将会抑制CMTM4的过表达，使EGFR 蛋白表达量减少，结直肠癌细胞迁移能力下降。此外，CMTM4 可促增强Rab5 活性，同时增加EGFR 泛素化，使EGFR 内化和降解，从而抑制结直肠癌的发生、发展。该研究在提出CMTM4 通过增强Rab5 活性、促进EGFR 降解抑制结直肠癌的机制时，也探讨了CMTM4 抑制EGFR-AKT/ERK/STAT3 信号加快EGFR 降解而抑制结直肠癌。该研究团队为了进一步验证该机制的可靠性，取结直肠癌细胞系SW480 和HT29 分别采用2 种策略进行实验。首先在SW480 细胞中过表达CMTM4，结果发现细胞增殖和迁移受到抑制；再在HT-29 细胞中敲除内源性CMTM4，发现细胞增殖和迁移能力增强；分析细胞信号通路发现，SW480细胞中过表达CMTM4 可降低AKT、ERK1/2 和STAT3的磷酸化水平，而HT29 细胞中该信号的磷酸化水平升高，从而证实CMTM4 在结直肠癌中发挥抑癌基因的作用[19]。

2.2 CMTM4 在结直肠癌治疗中的临床意义 在结直肠癌的临床治疗中，CMTM4 作为调节PD-L1 蛋白稳定性的关键调控分子，具有一定的临床意义。PD-L1 是程序性死亡受体的主要配体，肿瘤细胞通过增强PDL1 的表达从而抑制T 细胞活性，进而避免被免疫系统清除，这与肿瘤细胞免疫逃逸密切相关，也是恶性肿瘤患者预后不良的重要原因之一[16-17]。CMTM4 作为PD-L1 蛋白的调节因子，其表达产物存在于细胞膜上，结合PD-L1 蛋白并维持其在细胞膜上的表达，从而使肿瘤细胞避免被免疫细胞清除[8，20]。相关研究证实，PD-L1 广泛过表达于结直肠癌等各种实性恶性肿瘤中[8，11，21-22]。对于结直肠癌，程序性死亡受体抑制剂被推荐用于某些表型结直肠癌的后线治疗，其抗肿瘤活性及安全性的研究是当下抗结直肠癌治疗的研究热点。CMTM4 作为PD-L1 的稳定剂，具有明显的特异性；值得一提的是，抑制CMTM4 表达可以降低PD-L1的表达而不影响主要组织相容性复合体Ⅰ的表达，提示CMTM4 可作为一种特殊的治疗新靶点[21]。以CMTM4 入手展开相关研究，将为结直肠癌的临床治疗提供新的思路和方法，这也是目前结直肠癌治疗的研究方向之一[10]。

3 小结和展望

结直肠癌的发生、发展是一个复杂且漫长的过程，不仅涉及基因突变、遗传等内在因素，还涉及物理、化学、生物等外在因素，同时还与患者的生活习惯和营养水平等因素有关。目前迫切需要从基因水平上寻找一种分子靶点来作为结直肠癌治疗的新途径。CMTM 家族是我国学者率先发现并深入研究的一个新家族，被证实与血液病、免疫系统疾病、肿瘤等疾病的发生、发展密切相关。CMTM4 是新近发现的CMTM 家族成员之一，可能作为抑癌基因参与肿瘤的发生、发展，但CMTM4 与肿瘤关系的进展性研究尚且处于初级阶段。CMTM4 作为调控PD-L1 的关键分子，能阻断PD-L1 通路，有效抑制结直肠癌的发生、发展，但是关于其与结直肠癌发生的具体分子机制和通路研究尚未明确。基因治疗是目前肿瘤治疗领域的研究热点，通过基因工程技术处理过目的基因后再导入细胞正在逐渐成为一种新的治疗理念和手段，因此进一步研究CMTM4 在结直肠癌中的作用和机制，有助于改善结直肠癌患者疗效及预后。