Zeste增強子同源物2與腫瘤轉移的研究進展*

劉超 周旋 任玉

轉移是癌癥患者死亡的主要原因，約90%的癌癥死亡歸因于轉移。Zeste增強子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）與腫瘤發展和轉移密切相關，能通過多種途徑促進腫瘤轉移，如上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、腫瘤干性細胞（cancer stem cell，CSC）、血管生成（angiogenesis）、非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）以及翻譯后修飾等。闡明EZH2在腫瘤轉移中的分子機制，探索新的治療方法日益重要。本文將從多個方面闡述EZH2與腫瘤轉移的相關進展，為腫瘤轉移提供新的治療思路。

1 EZH2概述

EZH2基因定位在7q35染色體上，包括20個外顯子，能夠編碼746個氨基酸殘基。EZH2含有5個結構域，包含1個C末端催化的SET結構域，相鄰富含半胱氨酸的CXC結構域，2個SANT結構域以及ncRBD結構域。SET和CXC結構域是實現組蛋白甲基轉移酶活性的必需成分，SANT結構域介導EZH2與DNA結合以進行染色質重塑和轉錄調控，而ncRBD結構域是與非編碼RNA的結合區。EZH2、EED、SUZ12以及RbAp46/4共同組成多梳抑制復合物2（polycomb repressive complex 2，PRC2）。作為PRC2的核心成員和主要催化亞基，EZH2通過高度保守的組蛋白甲基轉移酶（histone methyltransferase，HMTase）活性，誘導組蛋白H3賴氨酸27位點三甲基化（H3K27me3），抑制基因轉錄和表達，導致多種癌癥進展和預后不良。EZH2也可以甲基化非組蛋白或直接與其他蛋白質相互作用，以獨立于PRC2的方式激活下游基因。此外，多項研究表明EZH2自身翻譯后修飾，如EZH2磷酸化、乙酰化、甲基化、泛素化等，通過影響其蛋白質穩定性和酶活性，在癌癥進展中發揮至關重要的作用。

2 EZH2調控腫瘤轉移分子機制

2.1 EMT

EMT是指上皮細胞在某些細胞因子或環境刺激下向間質細胞過渡，失去上皮特征而獲得間質特征的過程[1]，是腫瘤進展和轉移的重要機制[2-3]。EMT使細胞失去細胞間黏附性和細胞極性，增強細胞的運動能力，從而促進腫瘤侵襲轉移。EZH2是腫瘤細胞EMT的重要調控分子，通過EMT促進腫瘤轉移。在黑色素瘤中，EZH2通過H3K27me3沉默纖毛基因促進纖毛分解，增強WNT/β-catenin信號傳導，從而促進黑色素瘤轉移[4]。在喉鱗狀細胞癌中，EZH2通過H3K27me3沉默E-cadherin促進EMT，從而促進侵襲轉移[5]。在鼻咽癌中，EZH2與HDAC1/HDAC2/Snail形成共抑制復合物，抑制E-cadherin，促進細胞侵襲轉移[6]。在前列腺癌中，EZH2對金屬蛋白酶組織抑制因子（tissue inhibitor of matrix metalloproteinase，TIMPs）基因的轉錄抑制破壞了基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）和TIMPs之間的平衡，有利于MMPs活性，導致細胞外基質降解，從而促進前列腺癌侵襲轉移[7]。

2.2 CSC

CSC是腫瘤中的具有干細胞特性的一類細胞，具有自我更新和分化潛能，與腫瘤發生發展和轉移密切相關，其中具有轉移能力的CSC被稱為腫瘤轉移干細胞（migrating cancer stem cell，MCSC）。CSC與腫瘤微環境相互作用，影響干性因子的表達以及相關通路的改變，從而促進腫瘤侵襲和轉移[8]。同時，一些轉移相關因子及其受體（如SDF-1/CXCR4）表達升高，促進CSC轉移能力，指引CSC“歸巢”到特異性遠端器官或組織。此外，CSC還能通過促進腫瘤血管生成來促進腫瘤轉移[9]。EZH2可以通過多種途徑參與調控CSC。在尤文氏腫瘤中，EWS/FLI1在體內與EZH2啟動子結合，誘導EZH2在腫瘤細胞和間充質干細胞中表達，阻斷內皮和神經外胚層分化，驅動腫瘤生長和轉移[10]。在葡萄膜黑色素瘤中，EZH2通過miR-29c-DVL2-β-catenin信號通路軸增加CSC表達和自我更新，促進腫瘤細胞的遷移和侵襲[11]。在乳腺癌中，EZH2促進干細胞和管腔細胞增殖、轉移，抑制ER陽性細胞分化[12]。

2.3 非編碼RNA

非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）是一類不編碼蛋白的RNA，其中miRNA和lncRNA是與腫瘤發生發展最為密切的兩類ncRNA，二者主要通過調控EMT、細胞外基質、血管生成以及腫瘤微環境參與腫瘤侵襲轉移過程。

miRNA是一類長度為21～30個核苷酸，高度保守的、內源性非編碼RNA。EZH2能通過H3K27me3調控miRNA的表達。如在肝癌中，EZH2通過表觀遺傳沉默多個腫瘤抑制miRNA從而促進肝癌轉移，如miR-139-5p、miR-125b、miR-101、let-7c和miR-200b。在膠質瘤中，EZH2介導的H3K27me3在MEG3啟動子上的富集，調控miR-21-3p，調節神經膠質瘤細胞的生長和轉移[13]。

lncRNA是指長度大于200個核苷酸，且不具有編碼蛋白質功能的RNA。lncRNA主要作為信號分子、誘餌分子、引導分子和支架分子，與DNA、RNA和蛋白分子結合，參與基因表達調控，包括表觀遺傳修飾、轉錄水平及轉錄后翻譯水平的調控，在腫瘤的發生發展和轉移中發揮重要作用。EZH2能調控lncRNA的表達，同時，作為誘餌分子和引導分子，lncRNA促進EZH2發揮其表觀沉默功能，二者相輔相成，共同調控腫瘤轉移。在肺癌中，LINC01234可與RNA結合蛋白LSD1和EZH2相互作用，導致BTG2組蛋白沉默以促進轉移[14]。在乳腺癌中，EZH2通過沉默LncRNA PHACTR2-AS1促進核糖體合成，導致核糖體合成過度激活和核糖體DNA不穩定，促進癌細胞增殖和轉移[15]。在肝癌中，LINC00978與EZH2結合，介導其在p21和E-cadherin基因啟動子區域富集，導致p21和E-cadherin表達受到抑制，促進腫瘤的轉移[16]。

2.4 血管生成

血管生成是腫瘤轉移過程中重要步驟，新生成的血管使腫瘤細胞克服了對現有脈管系統供氧的依賴，并擴散至多個器官，同時在遠處的器官中促進腫瘤細胞生長。正常情況下，血管生成因子和抗血管生成因子之間維持平衡，嚴格調控血管生成，而在惡性腫瘤中二者平衡被打破，驅動新血管形成。血管內皮生長因子-A（vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A）是腫瘤發展中的主要促血管生成調節劑，主要與VEGF受 體2（vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2）結合，激活多種激酶依賴性途徑，協調內皮細胞的增殖、遷移、分化和通透性，促進腫瘤轉移。多項研究表明，EZH2通過多種途徑調控VEGF/VEGFR，促進血管生成和腫瘤轉移。如在卵巢癌中，內皮細胞中EZH2表達增加，甲基化沉默VASH1基因，促進VEGF分泌，導致血管生成增加，腫瘤發生轉移[17]。在頭頸鱗癌中，EZH2通過調控STAT3/VEGFR2軸促進EMT和腫瘤侵襲和轉移[18]。在非小細胞肺癌中，EZH2通過VEGF-A/AKT信號通路促進肺癌轉移[19]。在乳腺癌中，CUL1調節EZH2的表達以促進細胞因子的產生，并最終通過PI3KAKT-mTOR信號通路顯著促進乳腺癌細胞的血管生成和轉移[20]。

2.5 翻譯后修飾

除了依賴PRC2介導的靶基因沉默外，多項研究表明EZH2翻譯后修飾同樣可以促進癌癥的腫瘤發生和轉移。

磷酸化修飾是報道最多的一種翻譯后修飾，是多種蛋白質中必不可少的調節機制，通常發生在底物的絲氨酸（S）、蘇氨酸（T）和酪氨酸（T）殘基上，誘導蛋白質的構象變化，導致其被激活或抑制，從而產生不同的生物學功能。研究表明，在乳腺癌中p38介導EZH2 T367位點磷酸化，促進EZH2胞質定位，并增強EZH2與vinculin以及其他細胞骨架調節劑結合，促進細胞遷移和侵襲[21]。

甲基化修飾是組蛋白或非組蛋白賴氨酸或精氨酸常見的表觀遺傳修飾，也是EZH2促進腫瘤轉移最主要的翻譯后修飾。在前列腺癌中，SETD2使EZH2甲基化并促進其降解，而SETD2缺乏或突變導致EZH2甲基化減少，促進轉移[22]。在乳腺癌中，SMYD介導EZH2 K307位點甲基化，保持EZH2穩定性，通過轉錄抑制其靶基因（如RASSF1、SIAH1、AXIN2）來促進腫瘤進展和轉移[23]。同樣，腫瘤相關巨噬細胞（tumor associated macrophages，TAMs）通過刺激IL-6的分泌，促進PRMT1介導的EZH2 R342位點甲基化，增加EZH2的穩定性，促進乳腺癌轉移[24]。

除此之外，EZH2乙酰化和泛素化修飾在腫瘤轉移中也發揮重要作用。在肺癌中，PCAF介導EZH2 K348位點乙酰化，增加EZH2穩定性，增強靶基因沉默并促進肺癌細胞遷移和侵襲[25]。在前列腺癌中，USP7介導EZH2去泛素化，穩定EZH2表達來增加小鼠的轉移性侵襲活性并增強致癌作用[26]。EZH2 PTM之間也會相互影響，從而發揮作用，如在乳腺癌中，PRMT1介導的EZH2 342位點甲基化，抑制CDK1介導的EZH2磷酸化和TRAF6介導的EZH2降解，增強EZH2穩定性和靶基因沉默，促進腫瘤轉移[27]。

2.6 不依賴PRC2的轉錄調控

除了H3K27me3，EZH2與其他蛋白質相互作用，以獨立于PRC2的方式激活下游基因，促進腫瘤轉移。在乳腺癌中，EZH2 Y696位點磷酸化將促使EZH2的功能從甲基轉移酶轉換為轉錄因子，從而增加c-JUN表達，從而上調G-CSF促進轉移[28]。在前列腺癌中，EZH2在p53 mRNA的50′UTR與IRES結合，并以不依賴甲基轉移酶的方式增強p53蛋白的翻譯，從而促進腫瘤的生長和轉移[29]。在鼻咽癌中，EZH2募集DNMT1，誘導miR-142-3p的表觀遺傳沉默，并通過靶向ZEB2促進轉移[30]。

3 結語與展望

EZH2與腫瘤發生發展密切相關，其在腫瘤轉移中發揮著重要作用。作為組蛋白甲基轉移酶，EZH2主要依賴H3K27me3沉默基因，調控EMT、血管生成、CSC以及miRNA表達，促進腫瘤侵襲轉移。同時，lncRNA作為誘餌分子和引導分子，促進EZH2向靶基因富集，而EZH2自身翻譯后修飾也可以調控其穩定性，發揮其促進轉移功能。除H3K27me3外，EZH2可以作為轉錄因子，調控轉移相關基因的表達。因此，深入研究EZH2在腫瘤轉移中的作用機制，為腫瘤轉移提供新的治療方案尤為重要。