MED19 (LCMR1) 基因在腫瘤中的表達(dá)及生物學(xué)功能的研究進(jìn)展

劉 鹿，陳良安

1 解放軍醫(yī)學(xué)院，北京 100853；2 解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心營(yíng)養(yǎng)科，北京 100853；3 解放軍總醫(yī)院第八醫(yī)學(xué)中心呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)部，北京 100853

肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白1 基因(lung cancer metastasis-associated protein 1，LCMR1)是我國(guó)陳良安課題組[1]于2002 年應(yīng)用差異顯示PCR 方法從一對(duì)遺傳學(xué)背景相同，但轉(zhuǎn)移能力不同的人肺癌細(xì)胞系95C 和95D[2]中克隆得到的新基因(GenBank ID：AY148462)。LCMR1 基因全長(zhǎng)949 bp，編碼177 個(gè)氨基酸，分子量約19 kU。LCMR1 的發(fā)現(xiàn)得到了國(guó)內(nèi)外研究者廣泛的關(guān)注。2004 年，Sato等[3]研究發(fā)現(xiàn)，LCMR1 與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)MED 家族中的MED19 具有高度同源性。為體現(xiàn)所有真核生物中MED 的保守性，已發(fā)現(xiàn)的MED 各亞基采用統(tǒng)一命名，LCMR1 命名為MED19，MED19 對(duì)維持和穩(wěn)定MED 家族整體空間結(jié)構(gòu)有關(guān)鍵作用。

1 MED19 基因簡(jiǎn)介

MED19 最早在酵母中被發(fā)現(xiàn)(又名ROX3、SSN7、RMR1 等)，之后陸續(xù)在果蠅和小鼠中發(fā)現(xiàn)了酵母MED 的同源蛋白[4]。人MED 與酵母存在高度組成和結(jié)構(gòu)的保守性[5]，其由33 個(gè)亞基構(gòu)成，從結(jié)構(gòu)上MED 分為幾個(gè)主要模塊：頭部、中部、尾部和一個(gè)可分解的激酶模塊，其中MED19位于中部模塊[6-7]。MED 不同亞基間可因構(gòu)象的變化與不同轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行不同的相互作用，從而影響機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育和疾病的發(fā)生發(fā)展。其中，MED 與RNA pol-Ⅱ間發(fā)揮主要作用的被定義為核心模塊(core mediator，cMED)，cMED 包括MED的頭部和中間亞基[5]。酵母的cMED 包含MED19在內(nèi)的15 個(gè)亞基[8]，然而人類(lèi)細(xì)胞中MED 哪些亞基發(fā)揮相對(duì)重要的作用尚不清楚，但近年來(lái)MED19 對(duì)疾病的影響得到了廣泛關(guān)注，本文將歸納有關(guān)人MED19 與腫瘤的研究進(jìn)展。

2 MED19 在不同腫瘤中的生物學(xué)功能

2.1 呼吸系統(tǒng)腫瘤 在體外研究中，Xu 等[9]采用RNAi 對(duì)人肺癌95D 細(xì)胞、A549 細(xì)胞及H1299細(xì)胞MED19 進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)抑制MED19 表達(dá)可增強(qiáng)肺癌細(xì)胞的凋亡，這一過(guò)程需要p53 的參與、Bax 表達(dá)上調(diào)和Mcl-1 表達(dá)下調(diào)；后續(xù)研究中，許陽(yáng)等[10-11]通過(guò)酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)從人肺癌95D 細(xì)胞中篩選了與MED19 相互作用的蛋白DEK。在人體標(biāo)本研究中，陳良安等[1]對(duì)84 例術(shù)前均未接受過(guò)放療或新輔助治療的原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌患者癌組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)MED19 在非小細(xì)胞肺癌原發(fā)組織和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中表達(dá)顯著升高，MED19 的表達(dá)與非小細(xì)胞肺癌臨床分期呈正相關(guān)。通過(guò)基因差異分析發(fā)現(xiàn)，相較于低轉(zhuǎn)移能力的95C 細(xì)胞，MED19 在高轉(zhuǎn)移能力的95D 細(xì)胞中表達(dá)水平顯著增高。因此在非小細(xì)胞肺癌中，MED19 可作為促癌基因，對(duì)肺癌的轉(zhuǎn)移起到促進(jìn)作用，但其具體機(jī)制尚需進(jìn)一步探究。

2.2 消化系統(tǒng)腫瘤 Ding 等[12]采用RNAi 沉默人胃癌 MGC-803 細(xì)胞和 SGC-7901 細(xì)胞的MED19 基因，發(fā)現(xiàn)抑制MED19 表達(dá)后兩種細(xì)胞增殖和克隆形成能力顯著降低，G1 期細(xì)胞周期阻滯。將SGC7901-RNAi 細(xì)胞注射到裸鼠皮下，發(fā)現(xiàn)下調(diào)MED19 的表達(dá)對(duì)裸鼠體內(nèi)腫瘤的生長(zhǎng)、增殖有顯著抑制作用[13]。對(duì)60 例經(jīng)病理證實(shí)為胃腺癌且術(shù)前均未接受放化療患者的胃癌及癌旁組織標(biāo)本以及20 例正常胃組織標(biāo)本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中MED19 陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于癌旁胃組織和正常胃組織，且MED19 的表達(dá)與胃癌細(xì)胞分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況及TNM 分期呈正相關(guān)[12]。

在結(jié)直腸癌的研究中，He 等[14]通過(guò)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明miR-214 通過(guò)靶向MED19 介導(dǎo)了FOXD3 對(duì)細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用。在結(jié)腸癌細(xì)胞和臨床標(biāo)本中，F(xiàn)OXD3 與miR-214 均與MED19 呈負(fù)相關(guān)。Ye 等[15]在結(jié)直腸癌細(xì)胞及組織中發(fā)現(xiàn)，MED19 mRNA 和蛋白表達(dá)量與參與結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵促進(jìn)因子長(zhǎng)鏈非編碼RNA LINC00339 呈正相關(guān)，MED19 過(guò)表達(dá)可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。

一項(xiàng)肝癌研究通過(guò)使用在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)，MED19 在肝癌組織中的表達(dá)顯著高于其他非腫瘤組織，其高表達(dá)與總生存期和無(wú)病生存期呈負(fù)相關(guān)[16]；另有分析發(fā)現(xiàn)肝癌中MED19 轉(zhuǎn)錄水平呈異常的高表達(dá)模式，其與病理分期呈顯著正相關(guān)，高表達(dá)的患者預(yù)后較差，且MED19 表達(dá)水平與各類(lèi)免疫細(xì)胞(B 細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞)的表達(dá)量均呈顯著正相關(guān)[17]。與此同時(shí)，下調(diào)MED19降低了p-AKT 和p-mTOR 蛋白表達(dá)，AKT/mTOR通路的下游效應(yīng)因子p70S6K1 和4EBP1 也受到MED19 的影響，且MED19 的表達(dá)與B 細(xì)胞、CD4+T 細(xì)胞、CD8+T 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等的浸潤(rùn)水平呈正相關(guān)[16]。

MED19 與消化系統(tǒng)腫瘤相關(guān)性的研究主要涉及胃癌、結(jié)直腸癌及肝癌，通過(guò)體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)及人體標(biāo)本分析驗(yàn)證，可初步發(fā)現(xiàn)MED19 的表達(dá)對(duì)胃癌及結(jié)直腸癌腫瘤細(xì)胞的增殖、腫瘤的生長(zhǎng)及淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移均有促進(jìn)作用；在肝癌領(lǐng)域利用在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)生物信息學(xué)分析得出MED19 表達(dá)與AKT/mTOR 信號(hào)通路相關(guān)，且MED19 高表達(dá)與預(yù)后不良相關(guān)。

2.3 乳腺癌 在體外研究中，通過(guò)RNAi 沉默MED19 干預(yù)p53 野生型人乳腺癌MCF-7 細(xì)胞和p53 突變型MDA-MB-231 細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)抑制MED19可使細(xì)胞增殖和集落形成能力明顯受到抑制，這可能與抑制后影響CBFA2T3 基因和其靶向的HEB 蛋白表達(dá)量變化相關(guān)[18]；同時(shí)采用紫杉醇干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)抑制MED19 表達(dá)可增強(qiáng)紫杉醇對(duì)p53 野生型乳腺癌MCF-7 細(xì)胞化療的療效[19]。另有研究以RNAi 沉默MED19 構(gòu)建MED19 穩(wěn)定低表達(dá)的多柔比星耐藥的人乳腺癌MCF-7/ADM 細(xì)胞和MCF-7 細(xì)胞，并予以化療藥物干預(yù)，發(fā)現(xiàn)MED19 高表達(dá)與乳腺癌化療耐藥(多柔比星、順鉑、紫杉醇)相關(guān)[20]，而MED19 的抑制則可通過(guò)作用于HMGB1 信號(hào)通路下調(diào)人乳腺癌細(xì)胞的自噬，從而增加多柔比星的化學(xué)敏感性[21]。除此之外，Zhang 等[22]發(fā)現(xiàn)MED19 被miR-101-3p/miR-422a 靶向，并通過(guò)調(diào)節(jié)EGFR/MEK/ERK 信號(hào)通路促進(jìn)乳腺癌進(jìn)展。

針對(duì)目前已知p53 基因突變的乳腺癌患者預(yù)后不良的現(xiàn)實(shí)，在MED19 與乳腺癌相關(guān)性的研究中，也著重探究了其與p53 基因突變和化療藥物療效的關(guān)系。根據(jù)目前已有研究結(jié)果可初步得出結(jié)論，MED19 高表達(dá)與乳腺癌化療耐藥相關(guān)，抑制MED19 表達(dá)僅可增強(qiáng)野生型p53 乳腺癌的化療效果。

2.4 泌尿系腫瘤 對(duì)于前列腺癌，體外研究通過(guò)RNAi 沉默人前列腺癌PC-3 細(xì)胞和LNCaP 細(xì)胞的MED19 基因，發(fā)現(xiàn)抑制MED19 表達(dá)后細(xì)胞增殖、集落形成能力均顯著降低[23-24]；MED19 通過(guò)抑制上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)變中的相關(guān)基因(NCatherine、Vimentin、ZEB2、Snail-1 和Snail-2)，降低細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力[25]；Weber 等[26]發(fā)現(xiàn)MED19 改變前列腺癌細(xì)胞雄激素受體占位和基因表達(dá)，在低雄激素條件下驅(qū)動(dòng)單胺氧化酶A 的表達(dá)和生長(zhǎng)。在動(dòng)物研究中，Yu 等[23]發(fā)現(xiàn)沉默MED19 基因后裸鼠腫瘤生長(zhǎng)與對(duì)照組相比受到顯著抑制。在人體標(biāo)本研究中，李勛鋼等[27]對(duì)經(jīng)病理確診的、術(shù)前未經(jīng)輔助化療和放療的60 例前列腺癌標(biāo)本及癌旁組織以及30 例前列腺增生組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)MED19 在前列腺癌組織陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于癌旁前列腺組織及增生前列腺組織，其表達(dá)與Gleason 評(píng)分、TNM 分期、切緣陽(yáng)性率、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，且其高表達(dá)與無(wú)生化復(fù)發(fā)生存率呈顯著負(fù)相關(guān)。Wang 等[28]通過(guò)對(duì)54 例雄激素依賴(lài)性前列腺癌(advanced metastatic prostate cancer，ADPC)和54 例去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castrationresistant prostate cancer，CRPC)進(jìn)行病理組織分析和腫瘤細(xì)胞提取培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，相較于較早期的ADPC、CRPC 組織中MED19 高表達(dá)，伴有高濃度的炎癥因子，在CRPC 細(xì)胞中敲低MED19 可抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)移和增殖。除此之外，Imberg-Kazdan等[29]通過(guò)對(duì)全基因組RNA 進(jìn)行干擾和篩選，確定MED19 為雄激素受體調(diào)節(jié)因子，MED19 在人前列腺癌細(xì)胞中的缺失降低了雄激素受體靶基因的表達(dá)，同時(shí)降低了雄激素依賴(lài)性和去勢(shì)抵抗性前列腺癌細(xì)胞的增殖。

MED19 與前列腺癌的相關(guān)性研究得到了國(guó)內(nèi)外研究者們廣泛的參與，共同得出結(jié)論——MED19 可作為雄激素受體的調(diào)節(jié)因子，促進(jìn)前列腺癌發(fā)展，降低生存率。與此同時(shí)，通過(guò)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)MED19 在另一泌尿系統(tǒng)高發(fā)腫瘤膀胱癌中也扮演著類(lèi)似的角色。在膀胱癌的研究中，通過(guò)RNAi 沉默MED19 基因后，人膀胱癌T24 細(xì)胞、UM-UC3 細(xì)胞和5637 細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和遷移能力均顯著減弱，且裸鼠成瘤能力受到顯著抑制，同時(shí)MED19 沉默后Wnt/β-catenin 通路活性降低[30]。

在持續(xù)多年的關(guān)注下，未來(lái)MED19 與泌尿系統(tǒng)腫瘤相關(guān)性的研究也將不再停留于表型的重復(fù)驗(yàn)證，而是進(jìn)一步對(duì)前列腺癌與雄激素、膀胱癌和相關(guān)信號(hào)通路的機(jī)制進(jìn)行探索和再驗(yàn)證。

2.5 婦科腫瘤 在卵巢癌的研究中，通過(guò)RNAi 對(duì)人卵巢癌SKOV-3 細(xì)胞沉默MED19 基因，發(fā)現(xiàn)抑制MED19 表達(dá)后細(xì)胞增殖、集落形成能力、抑癌基因PTEN 表達(dá)量和磷酸化AKT 水平顯著降低[31]。除此之外，Cai 等[32]采用TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)、GEO 數(shù)據(jù)庫(kù)、GO 等數(shù)據(jù)庫(kù)分析篩選基因，發(fā)現(xiàn)MED19 是卵巢癌生存相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因。

在宮頸癌的研究中，Zhang 等[33]通過(guò)對(duì)放化療前8 例宮頸癌組織樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)miR-4778-3p 在復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移患者中的表達(dá)顯著低于對(duì)照組，使用耐輻射人宮頸癌HeLa 細(xì)胞和SiHa細(xì)胞，miR-4778-3p 可通過(guò)特異性結(jié)合MED19 和NR2C2，并負(fù)向調(diào)控其表達(dá)，顯著抑制照射后細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。

由此可見(jiàn)MED19 與婦科腫瘤相關(guān)研究略顯單薄，但依舊可以看出在卵巢癌和宮頸癌中，MED19可能促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的趨勢(shì)，未來(lái)還需更多強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)來(lái)探索驗(yàn)證。

2.6 其他腫瘤 MED19 在其他腫瘤的增殖、遷移和耐藥性等過(guò)程中也發(fā)揮著重要作用。Bao 等[34]通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)證明二甲雙胍可通過(guò)其DNA 去甲基化增加miR-570-3p，miR-570-3p 的上調(diào)，抑制靶蛋白MED19 和ATG12 的翻譯，誘導(dǎo)自噬抑制，從而逆轉(zhuǎn)骨肉瘤的侵襲抑制。舌癌組織中MED19的陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于正常舌組織[35]。采用RNAi對(duì)人舌癌Tca8113 細(xì)胞、SCC-9 細(xì)胞沉默MED19基因，可抑制MED19 表達(dá)，顯著抑制了細(xì)胞增殖，同時(shí)提高了舌鱗癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性[36]。在喉癌的研究中，Zhao 等[37]發(fā)現(xiàn)MED19 的敲低可抑制細(xì)胞增殖和遷移，并可通過(guò)激活Caspase-3、Caspase-9 和Apaf-1 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，降低裸鼠致瘤性。此外，Xiang 等[38]發(fā)現(xiàn)MED19 還可作為潛在的Wnt/β-catenin 信號(hào)通路靶向基因，與多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的總體生存預(yù)后顯著相關(guān)。關(guān)于MED19 與其他腫瘤在發(fā)生發(fā)展機(jī)制和臨床預(yù)后等方面的相關(guān)性仍有待更多研究補(bǔ)充。

3 總結(jié)與展望

MED 幾乎參與真核細(xì)胞所有的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，其在人體各器官系統(tǒng)中的組分和結(jié)構(gòu)存在著特異性，這些變化的重要性及復(fù)雜性也使得MED 在人體中的研究充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。越來(lái)越多的研究表明MED19 與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。如上所述，通過(guò)體內(nèi)、體外研究的表型及部分腫瘤的初步機(jī)制驗(yàn)證，可證明MED19 與多種系統(tǒng)的腫瘤的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)(表1)。

表1 MED19 與腫瘤發(fā)展的可能相關(guān)信號(hào)通路匯總Tab. 1 Possible signaling pathways associated with MED19 and tumor development

近年來(lái)，腫瘤的精準(zhǔn)治療得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，但如何讓起病隱匿、侵襲力強(qiáng)、遠(yuǎn)期生存率低的腫瘤患者得到及時(shí)的預(yù)測(cè)和治療，仍是臨床需要攻克的難題。目前，關(guān)于MED19 在腫瘤中表達(dá)及其生物學(xué)功能的探究仍存在不足。一方面，MED19在腫瘤化療耐藥和細(xì)胞自噬等方面的作用機(jī)制仍有待深入探究；更多新的實(shí)驗(yàn)方法，如單細(xì)胞測(cè)序、類(lèi)器官培養(yǎng)和多組學(xué)分析等可進(jìn)一步應(yīng)用以?xún)?yōu)化研究技術(shù)，驗(yàn)證具體機(jī)制。另一方面，MED19 與腫瘤臨床分期、表型和預(yù)后之間聯(lián)系的特異性有待更多臨床試驗(yàn)補(bǔ)充證明，其有望與人工智能、預(yù)測(cè)模型和機(jī)器學(xué)習(xí)等大數(shù)據(jù)分析方法相結(jié)合。

通過(guò)未來(lái)進(jìn)一步的機(jī)制探究，MED19 或可作為一個(gè)有效的腫瘤干預(yù)靶點(diǎn)，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代為腫瘤的治療及預(yù)后提供新的思路與途徑。

作者貢獻(xiàn)劉鹿：文獻(xiàn)總結(jié)，論文撰寫(xiě)；陳良安：論文的選題、審閱和修改。

利益沖突所有作者聲明無(wú)利益沖突。