EP300/CBP在腫瘤中的研究現(xiàn)狀和進展

張才 綜述，朱仲玲，閻昭，2 審校

（1.天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院臨床藥理研究室，國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津300060；2.天津市藥物臨床研究技術創(chuàng)新中心，天津300182）

在眾多的多細胞生物當中，EP300及其緊密相關的類似物cAMP反應元件結合蛋白（CBP）結合蛋白是廣泛表達的轉錄共激活因子和主要的賴氨酸殘基的乙?；D移酶。EP300和CBP是具有多個功能結構域的蛋白分子，調控很多蛋白之間的相互作用。EP300和CBP作為轉錄共激活因子通過和不同的轉錄因子結合，參與調控靶基因的表達，蛋白表達的變化影響了細胞的許多基本功能，包括增殖、細胞周期、細胞分化和DNA損傷反應等，進而影響了細胞的表型。研究發(fā)現(xiàn)，EP300和CBP對相同的分子過程具有重疊的作用，因此EP300和CBP參與的特異性分子過程很難區(qū)分，因此被稱為“EP300/CBP”。越來越多的研究表明，EP300/CBP的表達和變異與腫瘤的發(fā)生和進展緊密相關，但EP300/CBP在腫瘤中的特異性作用尚未確定。EP300/CBP具有多個結構域，不僅具有組蛋白乙?；D移酶的活性，還可以和不同的轉錄因子結合發(fā)揮轉錄共激活作用，在不同的腫瘤類型和背景下，EP300/CBP具有不同的作用。本文就EP300/CBP的結構和功能、在腫瘤中的雙重作用、耐藥性和針對其重要的溴結構域靶點的抑制劑的研究現(xiàn)狀和進展進行綜述。

1 EP300/CBP的蛋白結構和功能

EP300（E1A結合蛋白EP300）是一個蛋白編碼基因，該基因編碼腺病毒E1A相關的細胞EP300轉錄共激活蛋白。在研究中發(fā)現(xiàn)EP300發(fā)揮組蛋白乙?；D移酶活性通過染色質重塑調控基因的轉錄[1-2]。EP300在調控細胞生長和分裂及細胞的成熟和分化過程中起到非常重要的作用。

CBP在生物體中廣泛表達，參與不同轉錄因子靶基因的表達。目前已知CBP通過將染色質重塑和轉錄因子的識別耦聯(lián)調控胚胎發(fā)育、生長控制以及在體內的平衡，CBP具有內源性組蛋白乙?；D移酶活性，能夠充當支架來穩(wěn)定轉錄復合物與其靶蛋白的結合。

雖然EP300和CBP有超過70%的序列同源性，但它們也保留了各自不同的細胞功能，而且EP300和CBP之間不能互相替代。EP300和CBP的N端和C端區(qū)域，與轉錄因子結合形成多種蛋白調控復合物，為細胞內的特異性信號通路和啟動子調控的特異性的基因表達提供平臺。EP300和CBP的主要蛋白結構域包括：核受體相互作用域（NRID）、富含半胱氨酸-組氨酸的結構域1（CH1）（也稱為轉錄適配子鋅指1域TAZ1）、CREB和c-Myb相互作用的KIX結構域、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑反應結構域（CRD1）、溴結構域（BRD）、賴氨酸乙酰轉移酶域（HAT）、鋅結合結構域（ZZ）和一個轉錄銜接子鋅指2結構域（TAZ2）、核受體共激活劑結合結構域（NCBD，也稱為干擾素結合結構域IbiD）。

EP300/CBP是組蛋白乙?；D移酶，能夠將乙?；鶑囊阴］o酶A轉移到ε-N-乙酰賴氨酸來乙?；M蛋白中保守的賴氨酸殘基。通常，組蛋白乙?；腿旧w的轉錄激活相關，常染色體一般致密性較低，使轉錄因子更容易結合到DNA的調控位點，促進基因的轉錄激活。賴氨酸的乙?；軌蛑泻驼姾?，減少組蛋白和DNA之間的親和力，使轉錄因子更容易結合到DNA上，促進基因的轉錄。EP300/CBP也能夠乙?；墙M蛋白，和轉錄因子形成轉錄復合物，發(fā)揮轉錄共激活的作用，像核受體和其他的轉錄因子來調控基因的表達。

2 EP300/CBP雙重作用

2.1 EP300/CBP的抑癌作用 早期認為EP300/CBP是腫瘤抑癌因子，是因為來自于罕見的先天性遺傳病 Rubinstein-Taybi syndrome（RTS），研究發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP在RTS中的突變包括微缺失、截短突變和點突變[3]，同時伴隨著來源于神經(jīng)嵴的兒童腫瘤發(fā)生率增加了5%[4]，表明EP300/CBP在RTS相關的腫瘤中發(fā)揮腫瘤抑制作用。在不同類型的腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP的改變促進了腫瘤的惡性進展。Gayther等[5]的研究首次確認了在乳腺癌和結直腸癌的原代腫瘤組織和細胞系中發(fā)現(xiàn)EP300基因的失活，后來在不同腫瘤的研究中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，EP300在腫瘤中發(fā)揮腫瘤的抑制功能。功能失調的EP300/CBP促進了角質化細胞的過度增殖和腫瘤的形成能力，其機制與EGFR-Ras-ERK通路的過度激活相關[6]。在濾泡性淋巴瘤患者中發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP和（或）其他表觀遺傳調控分子的發(fā)育停止和功能失調影響了腫瘤的轉化和疾病進展[7]；在經(jīng)典的霍奇金淋巴瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP的突變促進了B細胞受體通路的激活，進而促進腫瘤細胞的增殖[8]；在肺腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300突變參與了腫瘤的惡性進展，與患者不良的預后具有相關性[9]。以上的研究表明，EP300/CBP抑制了腫瘤的惡性進展，部分作用是因為EP300/CBP的正常功能受到了破壞。

在結直腸癌、胃癌、卵巢癌和肝癌中的隊列研究中發(fā)現(xiàn)，EP300或CBP存在雜合性缺失[10]。同時也在研究中發(fā)現(xiàn)一部分的EP300/CBP雜合性缺失的同時伴隨著第2個等位基因的體細胞的突變，雜合性缺失的腫瘤研究表明，EP300/CBP的單倍體不足可能是腫瘤病理的一個因素。因此，細胞不同的信號通路之間競爭EP300/CBP有限的正常功能的蛋白來調控靶基因的表達,因此EP300/CBP蛋白的減少通過改變不同的EP300/CBP依賴性的通路之間的平衡，促進腫瘤的形成和進展。

EP300/CBP抑制腫瘤的進展還可以通過促進其他轉錄因子的表達來實現(xiàn)，如 p53[11]、RB1[12]、BRCA1[13]、FGF-β 等[14]。EP300/CBP 參與 p53 介導的細胞功能被廣泛研究，DNA損傷時，EP300/CBP增強p53依賴的細胞周期阻滯和DNA損傷基因的轉錄激活[11]。另外，EP300可以促進p53在細胞核的累積，促進p53的穩(wěn)定性來應對基因毒性應激反應，在非應激狀態(tài)或在DNA修復過程中，EP300通過促進p53蛋白的降解來重新恢復細胞周期[11]。EP300與其他蛋白發(fā)生相互作用調控p53的功能，EP300通過與PPAR-α結合調控p53的乙?；屠鄯e進而影響腫瘤的代謝通路[15]。TP53的家族成員TP63可以通過和EP300相互作用正向調控腫瘤細胞基因的表達[16]，在乳腺癌和卵巢癌中突變發(fā)生頻率很高的BRCA1，在細胞周期檢查點、DNA損傷修復和轉錄調控發(fā)揮重要的作用，EP300參與BRCA1介導的靶基因的轉錄激活，EP300/CBP還可以通過充當轉錄共激活因子調控Smad3，來抑制腫瘤細胞的增殖[17]。

2.2 EP300/CBP促癌作用 雖然EP300/CBP發(fā)揮腫瘤的抑制作用，但很多的證據(jù)表明EP300/CBP也可以參與腫瘤細胞的惡性進展。研究發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP存在失活突變，很多腫瘤相關的點突變實際上可以獲得功能進而促進腫瘤的形成[18]。除了組蛋白乙?；D移酶結構域，EP300/CBP重要的特征結構域還包括3個富集半胱氨酸/組氨酸結合結構域、溴結構域和RING結構域。RING結構域阻斷底物的結合，進而降低乙酰化轉移酶活性，RING結構域的破壞能夠增強EP300組蛋白乙酰化轉移酶的活性[2]。研究發(fā)現(xiàn)，EP300在黑色素瘤、子宮內膜癌和結直腸癌中的RING結構域發(fā)生突變[19]。EP300除了乙?；疕3K18和H3K27，還可以介導H3K56的乙?；壳暗难芯勘砻鱄3K56的乙?；揎椇秃诵◇w的組裝、DNA的復制和修復相關[20]。上皮腫瘤的研究表明，H3K56的乙?；皆诤芏嗄[瘤中表達上調，與腫瘤的分期和未分化表型具有相關性。

其他的EP300/CBP可以通過調控轉錄因子的表達進而促進腫瘤的生長、存活和轉移。在轉移性黑色素瘤研究中，大約15%的患者中MITF擴增，抑制EP300/CBP的活性可以影響MITF轉錄因子的表達，進而誘導轉移性黑色素瘤細胞的衰老[21]。在腫瘤細胞缺氧模型的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP可以和HIF1A相互作用，引發(fā)缺氧反應，促進腫瘤細胞的存活[22]。在白血病的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300通過調控TCF3-HLF融合蛋白，進而促進急性淋巴母細胞瘤的進展[23]。在某些特異性的背景下，EP300也能夠促進腫瘤的惡性進展，在啟動子高度甲基化的E鈣黏蛋白的細胞系統(tǒng)中，EP300促進了腫瘤細胞遷移、侵襲和錨定非依賴性的生長[24]。

3 EP300/CBP和腫瘤耐藥

EP300/CBP在腫瘤的增殖和生存中發(fā)揮重要作用，后來的研究發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP參與了多種腫瘤細胞的耐藥。在耐藥的膀胱癌細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，抑制EP300可以使膀胱癌細胞對阿霉素敏感性減弱[25]；在多發(fā)性骨髓瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，使用選擇性EP300/CBP抑制劑可以恢復多發(fā)性骨髓瘤對來那度胺的敏感性[26]。在乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300和SIRT1/6通過調控FOXO乙?；突钚哉{控拉帕替尼的敏感性[27]。在多種細胞類型的研究中發(fā)現(xiàn)，EP300/CBP的表觀遺傳與其相互作用的轉錄因子的變化是腫瘤耐藥重要的機制之一，提示EP300/CBP可能是未來治療腫瘤耐藥的一個重要的靶點。

4 EP300/CBP抑制劑和腫瘤

EP300/CBP在某些腫瘤類型中對腫瘤的促進作用推動了特定的酶活性抑制劑以及EP300/CBP的蛋白質-蛋白質相互作用抑制劑的開發(fā)。在腫瘤的臨床前研究中，EP300/CBP的特異性組蛋白乙酰化轉移酶活性的抑制劑具有抗增殖作用[28]。針對EP300/CBP介導的蛋白-蛋白相互作用的特異性抑制劑也顯示出了非常好的臨床應用前景。在急性淋巴母細胞瘤白血病和鼻咽癌的研究中發(fā)現(xiàn)，小分子抑制劑ICG-001能夠特異性抑制CBP和β-連環(huán)蛋白的結合，進而減少腫瘤形成，增強藥物的敏感性[29]

EP300/CBP的溴結構域是一個大約110氨基酸的結構域，可以識別乙?；嚢彼岬臍埢褰Y構域是賴氨酸乙?；摹皉eaders”，負責轉導由乙酰化賴氨酸殘基攜帶的信號，同時將信號翻譯成正?；虍惓５谋硇蚚30]。EP300/CBP的溴結構域具有廣泛的功能，范圍從組蛋白乙酰化轉移酶活性和染色質的重塑到介導轉錄共激活功能[30]。目前已經(jīng)有很多的證據(jù)證明，溴結構域在腫瘤的惡性進展中發(fā)揮重要作用[31-34]。針對EP300/CBP特征性溴結構域的抑制劑在多種腫瘤中進行臨床前的研究。在前列腺癌的臨床前研究中發(fā)現(xiàn)EP300/CBP特異性抑制劑Y08197能夠明顯抑制腫瘤細胞雄激素受體調控的基因表達，進而抑制腫瘤細胞的惡性增殖[35]。

5 展望

基因表達的調控不僅需要轉錄因子的轉錄激活，而且還需要募集多功能的轉錄共激活因子，這些轉錄共激活因子以細胞和啟動子特異性方式調控并利用來刺激或抑制轉錄。染色質調控基因的表達和組蛋白乙酰化的動態(tài)變化是染色質結構的局部和整體控制的一種機制。研究表明，正在進行轉錄的區(qū)域的染色質乙?；瘜τ诨虻母弑磉_至關重要。CBP及其同源EP300蛋白(由EP300基因編碼)是轉錄共激活因子，可與多個轉錄調節(jié)因子相互作用并促進基本轉錄機制的組裝。除了當作分子支架外，CBP和EP300還具有內在的組蛋白乙酰轉移酶(HAT)的活性，EP300和CBP不僅可以靶向組蛋白的賴氨酸殘基，還可以靶向非組蛋白發(fā)揮作用。

二代測序的廣泛應用也檢測到EP300/CBP在不同的腫瘤類型中發(fā)生突變，突變通常使腫瘤獲得生存的優(yōu)勢，在研究中發(fā)現(xiàn)，某些位點的突變也可以抑制腫瘤增殖的表型，在機制上可能依賴于不同的細胞類型、細胞的背景和突變位點。由于EP300和CBP在腫瘤中廣泛的調控作用，針對EP300和CBP的小分子抑制劑的研發(fā)也日益受到重視。尤其是針對溴結構域抑制劑，已經(jīng)成為腫瘤藥物研發(fā)的熱點。越來越多的針對溴結構抑制劑進入臨床實驗，也包括越來越多的聯(lián)合用藥，未來是否能聯(lián)合靶向藥物或者免疫檢查點的抑制劑需要更多的探索和研究。