EGR3在惡性腫瘤中作用的研究進展

潘璀璇,黃靜，江丹賢，余忠華

(廣東醫科大學附屬醫院，廣東湛江524000)

早期生長反應基因(EGR)是一類能被多種刺激(如缺氧、感染等)快速誘導而產生的轉錄因子，包括EGR1、EGR2、EGR3和EGR4四個家族成員。該家族成員都含有一個可與DNA結合、在進化上高度保守的結構域，這個結構域由3個Cys2His2鋅指結構組成，能特異性識別和結合其下游調控基因啟動子區的5′-GCGGGGGCG-3′序列，從而調控下游基因轉錄[1，2]。研究證實，EGR1可參與腫瘤細胞的增殖、分化、凋亡以及侵襲和遷移等生物學過程。但EGR3在惡性腫瘤中作用的研究較少。本文結合文獻就EGR3在多種惡性腫瘤中作用的研究進展作一綜述。

1 EGR3概述

EGR3是EGR家族成員之一，其編碼基因定位于人染色體8p21～23，編碼蛋白包含387個氨基酸。早期關于EGR3的研究主要集中在神經系統方面，包括神經系統發育、記憶、情緒、認知以及神經精神性疾病，如精神分裂癥、阿爾茨海默病等。近年研究發現，EGR3還可參與免疫系統調節，如T淋巴細胞和B淋巴細胞發育、分選、活化以及系統性自身免疫性疾病等。此外，EGR3在肌肉紡錘體的發育中亦具有重要作用。

EGR3與惡性腫瘤關系的探索最早可追索到1998年。在大鼠腫瘤模型中，對已知腫瘤相關基因的區域位置進行亞細胞定位，EGR3作為腫瘤相關基因的轉錄因子基因被檢測出來，但該研究并未深入探討EGR3在腫瘤中的轉錄調控作用。之后，有研究證實EGR3通過調控相應的信號轉導通路，參與腫瘤的發生、發展。有研究認為，EGR3與免疫反應有關，其表達增加可削弱宿主對腫瘤的免疫反應，從而促進腫瘤的發生、發展[3，4]。Collins等[5]研究發現，EGR3表達下調可導致其下游調控基因Spry1表達受到抑制，從而使T細胞活性增強；在小鼠T細胞中選擇性敲除Spry1，能增強小鼠對腫瘤的免疫反應，從而抑制腫瘤生長。在TNF-α刺激下，乳腺腫瘤細胞毗鄰的成纖維細胞EGR3表達明顯上調，并作用于脂肪特異性啟動子PI.4，促使芳香化酶編碼基因CYP19A1轉錄，從而誘導芳香化酶產生，繼而增加雌激素生成[6，7]，這為乳腺癌發生、發展提供了必需的激素支持。有研究在觀察Arf-Egr-C/EBPβ通路與Ras信號轉導所誘導的細胞衰老與惡性腫瘤關系時發現，EGR3可直接調控C/EBPβ，促進惡性腫瘤的發生、發展[8]。在乙肝病毒相關肝癌中，HBx能與EGR3相互作用，并增強EGR3與cAMP反應元件結合蛋白的結合，提高EGR3對FasL的轉錄活性，上調FasL表達，激活Fas/FasL通路，誘導攜帶Fas的T細胞凋亡，促進肝癌逃避宿主的免疫監視[9]。以上研究表明，EGR3亦參與惡性腫瘤的發生、發展過程。

2 EGR3在多種惡性腫瘤中的作用

2.1 EGR3在肺癌中的作用 肺癌是目前發病率最高的惡性腫瘤，遺傳因素是其發病的重要因素。有研究表明，EGR3能通過調控肺癌相關信號通路中關鍵分子的轉錄，如KH型剪切調控蛋白(KSRP)/微小核糖核酸23a(miR-23a)/EGR3信號軸、EGR3/NOTCH1信號通路，參與腫瘤的發生、發展。

KSRP是一種單鏈RNA結合蛋白，其對mRNA穩定性的調控可通過結合mRNA 3′UTR的AU富集元件(AREs)，也可通過促進miRNA的生物合成來靶向mRNA，降低mRNA穩定性。有研究發現，EGR3是含有AREs的基因，也是非小細胞肺癌細胞KSRP的下游效應物[10]。但KSRP并不是直接結合EGR3的AREs來降低EGR3 mRNA穩定性，而是上調miR-23a，通過miR-23a與EGR3 3′UTR結合來降解EGR3 mRNA，下調EGR3表達，從而抑制非小細胞肺癌的侵襲和轉移。

跨膜受體蛋白NOTCH1基因表達下調或功能缺失與皮膚或內臟鱗癌細胞分化異常和惡性轉化有關。目前，NOTCH1受體激活機制已被闡述清楚，但對NOTCH1基因的轉錄調控機制卻知之甚少。Brooks等[11]研究發現，EGR3是RNA聚合酶Ⅱ募集到NOTCH1位點所必需的，可調控NOTCH1轉錄，介導角質形成細胞分化，但在肺鱗癌中EGR3表達通常受損，這提示肺鱗癌細胞分化異常和惡性轉化可能與EGR3表達受損有關。EGR3表達受損使NOTCH1轉錄受到抑制，從而介導肺鱗癌細胞去分化和惡性轉化。

2.2 EGR3在乳腺癌中的作用 乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，其發生、發展與激素水平密切相關，尤其是雌激素。雌激素信號通路在調控乳腺細胞增殖、凋亡過程中具有重要作用，該信號通路異常可導致乳腺癌的發生、發展。EGR3是雌激素受體α的下游靶基因，雌激素誘導的EGR3可作用于與乳腺癌侵襲、遷移相關的信號通路。此外，雌激素還可協同催乳素促進EGR3表達升高，繼而增強乳腺癌細胞的增殖潛能。

有研究通過微陣列分析發現，EGR3是雌激素誘導基因；Northern印跡分析雌二醇處理的乳腺癌MCF-7細胞發現，EGR3可被雌二醇快速而強烈地誘導；在雌二醇基礎上添加環己酰亞胺或雌激素受體拮抗劑，EGR3表達無明顯變化。結果表明，EGR3是雌激素受體α的下游效應基因[12]。

Hayashi等[13]在研究雌激素相關腫瘤微環境與乳腺癌發生、發展的關系時發現，EGR3是雌激素受體α的下游靶基因，且與乳腺癌的侵襲有關。Suzuki等[14]從190例份乳腺癌組織中檢測到99例份有EGR3免疫反應性，進一步分析發現，這種免疫反應性的強弱與乳腺癌的淋巴結轉移、遠處轉移、雌激素受體α或同一患者非同步復發等有關，還與患者預后不良有關。以上結果表明，EGR3在雌激素介導的乳腺癌侵襲和轉移中具有重要作用，并可作為乳腺癌患者預后的一個獨立預測因子。

除雌激素外，催乳素也被認為與乳腺癌的發生、發展有關。Rasmussen等[15]在催乳素和雌二醇共處理的乳腺癌細胞中發現，在受到調節的105個基因中，只有EGR3被二者協同上調，從而增強乳腺癌細胞增殖。結果表明，催乳素和雌激素存在相互作用，共同調控乳腺癌相關基因表達，參與乳腺癌的發生、發展。

2.3 EGR3在肝癌中的作用 肝癌是消化系統常見的惡性腫瘤之一，其演變過程中存在腫瘤相關基因的突變、缺失或表達異常。這些異常基因編碼產物介導的信號通路驅動肝癌細胞增殖、侵襲和遷移等生物學過程。有研究發現，EGR3可通過參與miR-3178/EGR3、miR-718/EGR3及EGR3/FasL等信號通路，參與肝癌的發生、發展。

Li等[16]研究發現，與miR-3178 inhibitor轉染組相比，轉染miR-3178 mimics的肝癌血管內皮細胞EGR3 mRNA和蛋白表達均明顯降低，其增殖、凋亡、侵襲和遷移受到明顯抑制。Wang等[17]研究發現，EGR3是miR-718的直接靶點，且受miR-718的負性調控；進一步研究發現，miR-718過表達肝癌細胞存活率和克隆形成能力均明顯降低，細胞遷移和侵襲能力亦明顯受到抑制，而提高EGR3表達則呈現相反的結果。因此，miR-718/EGR3亦有可能成為肝癌治療的一個靶點。

Zhang等[18]研究發現，肝癌細胞EGR3表達降低，而過表達EGR3可促進肝癌細胞凋亡并抑制其增殖，FasL、Bak、p21表達伴隨著EGR3表達上調而上調；對肝癌細胞共轉染EGR3過表達質粒和FasL siRNA發現，FasL表達沉默能阻止肝癌細胞EGR3過表達效應。結果表明，EGR3通過上調FasL實現對肝癌細胞增殖的抑制。

2.4 EGR3在前列腺癌中的作用 前列腺癌是源于前列腺上皮的惡性腫瘤，其病因和發病機制尚未完全明了。近年研究發現，EGR3與前列腺癌的發生、發展有關。

Spry1是成纖維細胞生長因子信號通路的負性調控因子，在前列腺癌中具有潛在的抑癌作用。Darimipourain等[19]對小鼠和人類的Spry1啟動子區域進行分析發現，EGR3在此區間的結合位點高度保守，提示EGR3表達與Spry1表達存在進化上高度保守的調控機制。通過這種保守的調控機制，EGR3表達上調促使Spry1表達升高，從而抑制前列腺癌生長。

Pio等[20]研究發現，與正常前列腺組織相比，前列腺癌組織EGR3 mRNA和蛋白表達均明顯升高；進一步研究EGR3 mRNA表達與前列腺癌復發狀態的關系，發現非復發患者前列腺癌組織EGR3 mRNA表達較正常前列腺組織明顯升高，而復發患者前列腺癌組織EGR3 mRNA表達較非復發患者明顯降低，提示EGR3表達可能與前列腺癌復發和惡性程度有關。

Baron等[21]研究發現，EGR3調節約330個基因的表達，其中35%基因參與免疫反應和炎癥反應過程，15%基因與NF-κB信號通路有關。結果表明，慢性炎癥在前列腺癌發生、發展中具有關鍵作用。

2.5 EGR3在其他腫瘤中的作用 除上述惡性腫瘤外，EGR3可能還與口腔鱗癌、皮膚鱗癌、黑色素瘤等發生、發展有關。在口腔鱗癌細胞中，EGR3低表達或表達缺失；而EGR3過表達能抑制口腔鱗癌細胞增殖并促進其凋亡[22]。在胰腺癌細胞中，EGR3可能是miR-210的靶基因，通過調控miR-210表達，參與腫瘤細胞增殖、凋亡等生物學行為[23]，但其確切機制尚不明確。經篩選發現，EGR3是皮膚鱗癌細胞中差異表達最大的基因，作為候選因子，有可能成為皮膚鱗癌的腫瘤生物標志物[24]。

3 EGR3在惡性腫瘤治療中的作用

目前尚無以EGR3為靶點的靶向藥物，但EGR3可通過相應信號轉導通路來影響惡性腫瘤的化療敏感性。腫瘤相關成纖維細胞與化療耐藥密切相關。Li等[25]用多西他賽處理浸潤性乳腺癌相關成纖維細胞24 h，發現了35個差異表達基因，EGR3即是其中之一。表明EGR3差異表達可能與浸潤性乳腺癌化療耐藥有關。Lee等[26]用褪黑激素處理乳腺癌MCF-7細胞發現，致癌基因EGR3被下調，這為澄清褪黑激素的抗癌效應提供了依據。Szoke等[27]在耐5-FU的胃癌和直腸癌細胞中發現，EGR3在耐藥基因啟動子區域的結合位點明顯增多,并能在多重位點阻斷腫瘤細胞的凋亡通路。用組蛋白去乙酰化酶抑制劑(HDACi)處理對HDACi敏感的結腸癌細胞，發現EGR3能被Sp1/Sp3介導的信號通路誘導，使HDACi處理的結腸癌細胞凋亡增加，這為HDACi治療結腸癌提供了依據。Gandhi等[28]在多發性骨髓瘤中發現，EGR3能被來那度胺聯合地塞米松所誘導，地塞米松因此增強了來那度胺對骨髓瘤細胞增殖的抑制，表明EGR3能參與地塞米松對來那度胺的增敏作用。

綜上所述，EGR3能介導諸多與惡性腫瘤發生、發展相關的信號通路，可參與腫瘤細胞的增殖、分化、凋亡以及侵襲和遷移等生物學過程。盡管關于EGR3與惡性腫瘤關系的研究尚不完全清楚，相信在不久地將來EGR3的作用必定會被研究透徹，這將為新型抗癌藥物研發提供新的思路。