RUNX3 在婦科腫瘤中的研究進展

何洪月，譚文華

RUNX3 是RUNT 相關轉錄因子（Runt-related transcription factor）家族中的一員，RUNT 家族包括RUNX1、RUNX2 和RUNX3，其中RUNX3 是近年來發現的一個抑癌基因。RUNX3 的高甲基化狀態會導致腫瘤的發生發展，而RUNX3 的甲基化是可逆的，甲基化抑制劑可以使RUNX3 去甲基化。RUNX3 在腫瘤微環境（tumor microenvironment，TME）中的作用呈現多樣性，對上皮間質轉化，腫瘤生長、浸潤、轉移均產生影響。目前，研究指出RUNX3 基因在婦科腫瘤中的表達及意義對疾病的診斷及預后有重要意義，有望成為基因靶向治療的新靶點。現對RUNX3在婦科腫瘤中的研究進展作一綜述。

1 RUNX3 基因的結構特點

RUNX 是多種生物過程的重要調節因子，包括胚胎發育、細胞增殖、分化、譜系決定和細胞凋亡[1]。人類RUNX3 基因定位于染色體1p36，全長為67 kb，含有p1、p2 兩個啟動子、6 個外顯子和1 290 bp長度的開放閱讀框。它含有2 個高度保守的CpG島，分別位于基因外顯子2 的附近和外顯子6 的起始部位，啟動子p2 在外顯子2 之前，主要操縱基因的轉錄[2]。

2 RUNX3 基因的甲基化與去甲基化

腫瘤的形成是一個復雜的過程，其與基因的異常表達有重要關聯。在細胞正常發育早期階段，基因的甲基化與去甲基化交替進行，以保證生長和分化，且在發育及維持基因組穩定性中同樣發揮著重要作用。

經研究證實，RUNX3 的高甲基化狀態導致的功能失活、表觀遺傳學沉默、定位錯誤是腫瘤多樣化的起因，這表明RUNX3 的獨自失活在腫瘤發展中是一個關鍵風險因子[3]。RUNX3 啟動子p2 區域的CpG島異常甲基化可能導致RUNX3 基因在多種人類腫瘤中表達下調，促進惡性腫瘤的形成，如胃癌、乳腺癌、結直腸癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、腦癌和腎癌等。Lee 等[4]發現在缺氧環境下組蛋白甲基轉移酶（G9a）的水平會顯著升高，G9a 與RUNX3 的轉錄區域相互作用，使RUNX3 在k129 和k171 位點的甲基化增加，導致RUNX3 與輔助轉錄因子CBF 和p300 的相互作用減少，使RUNX3 啟動子的乙酰化降低，導致RUNX3 的失活，促進癌細胞的增殖，抑制癌細胞的凋亡。Steponaitis 等[5]檢測RUNX3 基因在136 例不同惡性膠質瘤組織中的甲基化狀態和蛋白表達水平，結果顯示RUNX3 在人星形膠質細胞瘤中呈高甲基化狀態并表達下調，且蛋白表達水平也明顯減低。Jeong 等[6]發現DNA 甲基化抑制劑5-氮雜-2′脫氧胞苷可以使子宮內膜癌細胞系中RUNX3 mRNA 的表達升高。Moon 等[7]發現在DLD-1 細胞中，RUNX3 基因的表達水平由于其高甲基化而下調，但經長春新堿處理后RUNX3 被去甲基化，表達水平也隨之恢復。類似研究表明甲基化抑制劑可以使RUNX3 去甲基化，在腫瘤治療中發揮作用。

3 RUNX3 在TME 中的作用

TME 是在腫瘤的發展過程中，通過腫瘤細胞與周圍宿主細胞及其分泌物相互作用而形成的一種獨特的環境。TME 不僅在腫瘤發生中發揮關鍵作用，在其發展和轉移過程中也同樣重要。RUNX3 在TME中的作用呈現多樣性，對上皮間質轉化，腫瘤生長、浸潤、轉移均產生影響。

在大多數人類和小鼠TME 中腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophage，TAM）豐富存在，主要具有致瘤能力。TAM 在腫瘤缺氧和壞死區域的積累是由腫瘤細胞分泌的細胞因子促進生成的，包括缺氧區域的血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[8]。VEGF 有免疫抑制和促血管生成作用，最終導致惡性腫瘤形成，RUNX3 通過抑制轉錄過程可以直接抑制VEGF 的分泌。此外，在TME中腫瘤內浸潤的免疫細胞，如T 細胞、骨髓來源的抑制細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）和樹突狀細胞（dendritic cell，DC）也在惡性腫瘤的進展中發揮著關鍵作用。有效的免疫反應和對新生癌細胞的免疫監測是阻礙腫瘤生長的重要因素。炎癥細胞最初通過激活的先天免疫反應來預防腫瘤，隨后通過免疫細胞的浸潤來維持慢性炎癥狀態，然而腫瘤細胞通過密集串聯以保證生存，最終導致其進展。RUNX3 基因的失調對腫瘤的炎癥及免疫調節有抑制作用。一方面，腫瘤和周圍的間質細胞會分泌生長因子（包括細胞因子），轉化生長因子β（transforming growth factor-beta，TGF-β）可能是最多的。而RUNX3基因是TGF-β 信號轉導通路下游的轉錄因子，當TGF-β 與細胞膜上的受體結合后，激活受體Smad（R-Smad），活化的受體Smad 與協同Smad（Smad4）相結合，形成復合物轉移進細胞內調節靶基因的轉錄，進而誘導下游基因的表達。此復合物需要通過轉錄因子RUNX3 及其轉錄輔助因子共同指導由胞質轉移入細胞核內特定靶點，共同完成靶基因的轉錄，指導細胞分化、周期調控、凋亡及惡性轉化[9]。另一方面，TME 中通過細胞外基質（extracellular matrix，ECM）建立骨架支撐，基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）等蛋白酶不僅能降解ECM，而且有助于ECM 的重構，導致趨化因子和其他血管生成生長因子的分泌，促進腫瘤發展。現已證實，RUNX3 對MMP 有抑制作用，提示RUNX3 可能對TME 進行調控[10]。

4 RUNX3 與婦科腫瘤

4.1 RUNX3 與宮頸癌2012 年，有研究報道宮頸癌是發展中國家最常見的婦科腫瘤，據估計，全球首次診斷出宮頸癌的女性有527 600 人，同年全球共有265 700 人死于宮頸癌[11]。宮頸癌的發病率僅次于乳腺癌，且發病年齡逐漸呈年輕化趨勢，對女性身心健康造成很大影響[12]。Li 等[13]探討RUNX3 在宮頸癌細胞中的潛在生物學功能，發現RUNX3 表達的上調抑制了宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲，而RUNX3表達的下調可促進宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲。該研究還通過集落形成試驗評估RUNX3 作為腫瘤抑制基因的作用，結果顯示穩定RUNX3 表達可以抑制宮頸癌細胞形成集落的能力，而RUNX3 基因沉默可以促進HeLa 細胞的集落形成。因此推測RUNX3可能是子宮頸癌的抑癌基因。

Gao 等[14]就RUNX3 對宮頸癌細胞及其轉錄過程的影響進行了研究分析，發現與空質粒轉染型宮頸癌細胞相比，在RUNX3 過表達型宮頸癌細胞中RUNX3 mRNA 的水平明顯上升，并在腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）及叉頭轉錄因子（forkhead box O，FoxO）信號通路中起到關鍵調控作用。唐莉菲等[15]檢測組織及血漿中RUNX3 啟動子甲基化狀態，發現兩者在RUNX3 啟動子異常甲基化上存在一致性，在正常宮頸組織中僅有1 例（2.5%，1/40）發生RUNX3 啟動子異常甲基化，在對應血漿中未檢出RUNX3 啟動子異常甲基化，宮頸上皮內瘤變組織及其對應血漿中RUNX3 異常甲基化發生率分別為32.5%（13/40）和25%（10/40），40 例宮頸癌組織及其對應血漿中RUNX3 異常甲基化發生率分別為85%（34/40）和72.5%（29/40），可以看出隨著腫瘤的發展，RUNX3 啟動子異常甲基化呈進行性升高。李朦等[16]發現RUNX3 蛋白和mRNA 在正常宮頸、宮頸上皮內瘤變Ⅰ（CINⅠ）、CINⅡ～Ⅲ、宮頸癌中的表達呈下降趨勢，提示RUNX3 可能作為抑癌基因參與宮頸癌的發生發展。戴云峰[17]同樣進行了RUNX3 在宮頸癌中的表達分析的研究，并得出了相似結論。陳海倫等[18]的研究表明，宮頸癌患者（80 例）癌組織RUNX3啟動子甲基化異常率和血漿RUNX3 啟動子甲基化異常率均高于CIN 患者（80 例）和正常宮頸組織（80例），此外宮頸癌患者RUNX3 蛋白異常表達與淋巴轉移、腫瘤分化程度和臨床分期存在相關性（P＜0.05），提示宮頸癌惡性程度與RUNX3 蛋白異常表達密切相關，RUNX3 基因有望成為預測宮頸癌的重要生物學標志物。

4.2 RUNX3 與子宮內膜癌子宮內膜癌是發生于子宮內膜的一組上皮性惡性腫瘤，以來源于子宮內膜腺體的腺癌最常見。其為女性生殖道三大惡性腫瘤之一，發病率占女性全身惡性腫瘤的7%，占女性生殖道惡性腫瘤的20%～30%。近年來子宮內膜癌發病率在世界范圍內呈上升趨勢[19]。在發達國家中，子宮內膜癌仍是最常見的婦科惡性腫瘤，其發病率已超過50%，在波蘭每年有超過6 000 例新診斷病例，在全世界范圍內有超過288 000 例新診斷病例[20-21]。子宮內膜癌的病因并不十分明確，是多因素共同參與的過程，其中抑癌基因的缺失以及原癌基因的激活在發病機制中有重要作用，目前，RUNX3 基因在子宮內膜癌中的作用已經引起了學者們的重視，但是相關研究有限。

王勁紅等[22]對80 例子宮內膜癌患者子宮內膜癌組織及癌旁組織中RUNX3 的表達進行分析研究，發現子宮內膜癌組織中RUNX3 相對表達量低于癌旁組織，腫瘤分期越高、分化程度越差RUNX3 在癌組織中的表達下降越明顯，但與患者年齡、病理類型、腫瘤大小、肌層浸潤深度及有無淋巴結轉移無明顯關聯。RUNX3 高表達組、低表達組的3 年總體生存率分別為90.2%（37/41）和69.2%（27/39），表明RUNX3 低表達組患者3 年總體生存率明顯下降。因此癌組織中RUNX3 表達水平有可能成為判斷患者預后的生物標志物。Jeong 等[6]的研究結果表明，子宮內膜癌細胞系中RUNX3 呈高甲基化狀態，并在腫瘤組織中RUNX3 的甲基化明顯高于正常組織，且在新鮮子宮內膜癌組織中無RUNX3 mRNA 的表達，但在正常新鮮子宮內膜組織中RUNX3 mRNA 是有表達的。檢測的53 例組織中，G1～G2 分化組和G3 分化組RUNX3 蛋白的表達率分別為25%（23/39）和8%（3/14）；48 例手術患者的子宮內膜癌組織中，FIGO分期Ⅰ期和Ⅲ期的RUNX3 蛋白表達率分別為68%（24/35）和7%（1/13），與王勁紅等[22]的研究結果相似。另外Jeong 等[6]將不同濃度的DNA 甲基化抑制劑5-氮雜-2′脫氧胞苷應用于子宮內膜癌細胞系中72 h 檢測，發現細胞系中RUNX3 mRNA 表達升高，提示子宮內膜癌細胞系中RUNX3 基因的沉默是源于RUNX3 基因啟動子的甲基化，此外，5-氮雜-2′脫氧胞苷處理后對子宮內膜癌細胞的生長抑制呈濃度和時間依賴性。但是Cornel 等[23]對子宮內膜癌中多種基因啟動子甲基化的研究發現，在正常子宮內膜組織、非典型子宮內膜增生組織及子宮內膜癌組織中均未檢測到RUNX3 基因啟動子的甲基化。由此可見RUNX3 與子宮內膜癌的發生發展密切相關，并可作為判斷病情、治療效果及預后評估的有效指標，但目前相關研究甚少，需要進一步探索研究。

4.3 RUNX3 與卵巢癌

4.3.1 RUNX3 與上皮性卵巢癌卵巢上皮性腫瘤為最常見的卵巢腫瘤，占原發性卵巢腫瘤的50%～70%，占卵巢惡性腫瘤的85%～90%[1]。上皮性卵巢癌患者的預后一般較差，5 年生存率不超過35%，幾十年來幾乎沒有改變[24-25]。而且上皮性卵巢癌早期不易發現，晚期病例缺乏有效的治療手段，致死率居婦科腫瘤首位[1]。

H?fner 等[26]發現聯合標志物CAMK2N1 和RUNX3對無進展生存期為3 年的上皮性卵巢癌患者的預后評估敏感度為40%，特異度為100%。此外，進行Kaplan Meier 分析時顯示，與甲基化隊列相比，未甲基化隊列的無進展生存期顯著延長。Paudel 等[27]發現上皮性卵巢癌組織中微小RNA-130b（miR-130b）表達下調，RUNX3 mRNA 表達上調（均P=0.001）。過表達miR-130b 降低了RUNX3 的表達，抑制了癌細胞遷移和侵襲，而敲低miR-130b 則增加了RUNX3的表達，促進了癌細胞遷移和侵襲。這提示miR-130b 的缺失可能通過調節RUNX3 的表達導致卵巢癌細胞的惡性生物學行為。Heinze 等[28]發現RUNX3轉錄變異體（transcript variant，TV）在順鉑敏感性和卵巢癌細胞遷移方面表現出兩分化的功能。RUNX3 TV2 的卵巢癌細胞表現出對順鉑的敏感性增加，遷移能力降低。RUNX3 TV2 啟動子具有CpG 島，可能被高甲基化滅活。而RUNX3 TV1 不受CpG 島甲基化的影響，表現為介導卵巢癌細胞的鉑耐藥，使細胞遷移能力增強。Barghout 等[29]發現RUNX3 在鉑耐藥卵巢癌細胞和組織中的表達均升高，而且RUNX3 過表達使卵巢癌細胞對卡鉑更耐藥，此外，RUNX3 抑制劑能使鉑耐藥卵巢癌細胞對卡鉑敏感。

4.3.2 RUNX3 與卵巢顆粒細胞瘤卵巢顆粒細胞瘤是卵巢性索間質腫瘤的主要類型，占所有卵巢惡性腫瘤的3%～5%。據報道，卵巢顆粒細胞瘤的復發率為10%～28%，約80%的復發患者會死于該疾病[30]。

Chen 等[31]發現在卵巢顆粒細胞瘤細胞系（COVA434）中RUNX3 呈高表達，促進COVA434 的增殖。但在卵巢顆粒細胞瘤細胞系（KGN）中未檢測到RUNX3。該研究將RUNX3 轉錄進KGN 細胞中，證實RUNX3 通過調節KGN 細胞周期調節因子的表達而促進細胞增殖，并通過小鼠體外實驗證實RUNX3 的表達增加了KGN 細胞在小鼠體內形成腫瘤的能力。但在成人型和幼年型卵巢顆粒細胞瘤組織中進行RUNX3 表達的檢測，顯示RUNX3 僅在11例成人型卵巢顆粒細胞瘤組織中有少量表達，其余組織中均無表達，這提示RUNX3 的表達在人類卵巢顆粒細胞瘤中不是常見事件。

5 結語與展望

RUNX3 基因作為近年來新發現的抑癌基因，其在調控細胞生長、發育和凋亡，信號通路的轉導，TME 中都發揮著重要作用。RUNX3 基因的失活機制、抑癌機制、致癌機制及其與婦科腫瘤之間關系的相關研究不斷進展，為RUNX3 基因應用于臨床科研及治療打下基礎，使其有望成為新的腫瘤標志物以及基因靶向治療的靶點。RUNX3 甲基化可以被逆轉，甲基化抑制劑近年來也是基因治療的研究熱點，但其是否可以大規模應用于臨床尚需更多的臨床試驗來證明。