CMTM4 在結直腸癌中的作用研究進展

陳浩男 陳帥 王長友 張國志

近年來，我國結直腸癌發病率和病死率不斷升高，嚴重威脅中老年人群的健康[1]。臨床上治療結直腸癌的傳統方式以手術切除為主，輔以放化療，具有一定的療效。但是由于結直腸癌病因不明、早期癥狀隱匿以及轉移較快，很多患者就診時已進入中晚期，失去了手術及放化療機會[2]。因此，傳統治療方式已不能滿足現階段結直腸癌治療的需要。隨著基因靶向治療、分子免疫治療等研究的不斷深入，尋找一種用于早期診斷和指導臨床治療決策的分子靶點是當下研究熱點。人類趨化素樣因子超家族（chemokine-like factor-like marvel transmembrane domain containing member，CMTM）是我國北京大學人類疾病研究中心于2003年首次發現的基因家族，目前已證實其參與包括惡性腫瘤在內的多種疾病發生、發展過程[3]?，F階段已有相關產品進入臨床研究，將為腫瘤治療提供新型藥物和新型手段。CMTM4 屬于CMTM 家族成員之一，與腫瘤的發生、發展、侵襲等關系密切，近期研究發現其還具有抑癌基因的功能和特點[4-8]。因此，本文從CMTM4的結構和功能、CMTM4與結直腸癌的關系展開，就CMTM4在結直腸癌中的作用研究進展作一綜述。

1 CMTM4 的結構和功能

CMTM4 與CMTM1、CMTM2、CMTM3 形成一個基因簇，共同位于16q22.1 染色體上，是該基因簇中最保守的基因成員，具有3 種RNA 剪接體亞型，即CMTM4-V1、CMTM4-V2、CMTM4-V3，其中CMTM4-V1和CMTM4-V2 兩種亞型最為多見，并廣泛表達于全身許多器官和組織中，前者可編碼234 個氨基酸，后者可編碼208 個氨基酸；CMTM-V3 只存在于胎盤組織和腎髓質組織中，編碼179 個氨基酸。CMTM4 的3 種剪接體亞型表達產物均含有1 種被稱為MARVEL 穿膜域的結構以及潛在的4 次穿膜結構，而具有這種結構域的基因編碼產物擁有廣譜趨化作用，可以在跨膜分子轉運中發揮重要作用，能參與自身免疫性疾病、血液系統疾病、生殖系統疾病以及腫瘤的發生、發展和遷移[6,9-11]。關于CMTM4 的功能，已有不少學者進行相關研究。2004 年Kittler 等[12]發現抑制內源性CMTM4 后人宮頸癌細胞株Hela 細胞會出現分裂以及增殖現象，由此得出CMTM4 可以調控細胞生長、增殖的結論。2008 年卞梁[13]研究發現，CMTM4 蛋白在正常肺組織中的陽性表達率接近100%，而在非小細胞肺癌組織中的陽性表達率僅為26%，并提出CMTM4 可能是潛在的非小細胞肺癌腫瘤抑制基因的結論。2009 年查鵬等[14]研究表明，CMTM4 在賁門癌組織和癌旁正常組織中表達存在差異，且能夠影響細胞的增殖、分化和凋亡。2010 年Plate 等[15]研究發現，CMTM4 過表達會導致G2/M 期細胞阻滯，進而抑制人宮頸癌細胞株Hela 細胞的生長和增殖，揭示了CMTM4 在細胞增殖和細胞周期調控中的重要作用。2015 年Zhang 等[9]發現CMTM4 在腎癌中低表達，在癌旁正常組織中表達正常，同時miR-205 通過靶向CMTM4 降低其表達可使腎細胞凋亡受到影響，進而提出CMTM4 可作為腎透明細胞癌的靶向治療靶點。2017年Sun等[16]和Burr等[17]發現CMTM家族另一位成員——CMTM6，作為調控程序性死亡配體（programmed death-ligand 1，PD-L1）穩定性的關鍵蛋白，可以保護PD-L1 免受溶酶體介導的降解，降低腫瘤細胞對T 細胞活性的抑制能力；此外，2 位學者認為CMTM4 與CMTM6 相似，也是PD-L1 穩定性的關鍵蛋白，或許為腫瘤的免疫治療提供新的思路和治療靶點。

綜上所述，CMTM4 作為重要的抑癌基因和調控分子，在腫瘤的發生、增殖、遷移和凋亡中發揮重要作用，通過恢復或上調CMTM4 的表達，將會抑制腫瘤的發生、發展或恢復組織的正常表型[6-7]。明確CMTM4 的具體作用將為結直腸癌的預防和治療提供新的思路。

2 CMTM4 與結直腸癌的關系

2.1 CMTM4 在結直腸癌中的調控機制 關于CMTM4與結直腸癌的調控機制研究較少，目前有研究提出CMTM4 通過增強Rab5 活性、促進表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）降解在結直腸癌中發揮抑癌作用，以及通過絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）、細胞外調節蛋白激酶（extracellular regulated protein kinase，ERK）1/2 和信號傳導及轉錄激活蛋白3（signal transducer and activator of transcription，STAT）途徑來抑制結直腸癌細胞增殖和遷移。薛慧等[18]利用Western blot、激光共聚焦顯微鏡檢技術、免疫共沉淀和GST-pull down 技術以及Transwell和CCK-8 技術分別檢測了EGFR 蛋白表達量和降解情況、CMTM4 與Rab5 的共定位情況、Rab5 的活性和EGFR 的泛素化、結直腸癌細胞增殖及遷移能力，結果發現CMTM4 可以顯著降低結直腸癌細胞中EGFR 蛋白表達量，并加快EGFR 降解；同時發現CMTM4 與內源性Rab5 存在共定位，因此沉默Rab5 將會抑制CMTM4的過表達，使EGFR 蛋白表達量減少，結直腸癌細胞遷移能力下降。此外，CMTM4 可促增強Rab5 活性，同時增加EGFR 泛素化，使EGFR 內化和降解，從而抑制結直腸癌的發生、發展。該研究在提出CMTM4 通過增強Rab5 活性、促進EGFR 降解抑制結直腸癌的機制時，也探討了CMTM4 抑制EGFR-AKT/ERK/STAT3 信號加快EGFR 降解而抑制結直腸癌。該研究團隊為了進一步驗證該機制的可靠性，取結直腸癌細胞系SW480 和HT29 分別采用2 種策略進行實驗。首先在SW480 細胞中過表達CMTM4，結果發現細胞增殖和遷移受到抑制；再在HT-29 細胞中敲除內源性CMTM4，發現細胞增殖和遷移能力增強；分析細胞信號通路發現，SW480細胞中過表達CMTM4 可降低AKT、ERK1/2 和STAT3的磷酸化水平，而HT29 細胞中該信號的磷酸化水平升高，從而證實CMTM4 在結直腸癌中發揮抑癌基因的作用[19]。

2.2 CMTM4 在結直腸癌治療中的臨床意義 在結直腸癌的臨床治療中，CMTM4 作為調節PD-L1 蛋白穩定性的關鍵調控分子，具有一定的臨床意義。PD-L1 是程序性死亡受體的主要配體，腫瘤細胞通過增強PDL1 的表達從而抑制T 細胞活性，進而避免被免疫系統清除，這與腫瘤細胞免疫逃逸密切相關，也是惡性腫瘤患者預后不良的重要原因之一[16-17]。CMTM4 作為PD-L1 蛋白的調節因子，其表達產物存在于細胞膜上，結合PD-L1 蛋白并維持其在細胞膜上的表達，從而使腫瘤細胞避免被免疫細胞清除[8，20]。相關研究證實，PD-L1 廣泛過表達于結直腸癌等各種實性惡性腫瘤中[8，11，21-22]。對于結直腸癌，程序性死亡受體抑制劑被推薦用于某些表型結直腸癌的后線治療，其抗腫瘤活性及安全性的研究是當下抗結直腸癌治療的研究熱點。CMTM4 作為PD-L1 的穩定劑，具有明顯的特異性；值得一提的是，抑制CMTM4 表達可以降低PD-L1的表達而不影響主要組織相容性復合體Ⅰ的表達，提示CMTM4 可作為一種特殊的治療新靶點[21]。以CMTM4 入手展開相關研究，將為結直腸癌的臨床治療提供新的思路和方法，這也是目前結直腸癌治療的研究方向之一[10]。

3 小結和展望

結直腸癌的發生、發展是一個復雜且漫長的過程，不僅涉及基因突變、遺傳等內在因素，還涉及物理、化學、生物等外在因素，同時還與患者的生活習慣和營養水平等因素有關。目前迫切需要從基因水平上尋找一種分子靶點來作為結直腸癌治療的新途徑。CMTM 家族是我國學者率先發現并深入研究的一個新家族，被證實與血液病、免疫系統疾病、腫瘤等疾病的發生、發展密切相關。CMTM4 是新近發現的CMTM 家族成員之一，可能作為抑癌基因參與腫瘤的發生、發展，但CMTM4 與腫瘤關系的進展性研究尚且處于初級階段。CMTM4 作為調控PD-L1 的關鍵分子，能阻斷PD-L1 通路，有效抑制結直腸癌的發生、發展，但是關于其與結直腸癌發生的具體分子機制和通路研究尚未明確?；蛑委熓悄壳澳[瘤治療領域的研究熱點，通過基因工程技術處理過目的基因后再導入細胞正在逐漸成為一種新的治療理念和手段，因此進一步研究CMTM4 在結直腸癌中的作用和機制，有助于改善結直腸癌患者療效及預后。