趨化素樣因子樣MARVEL跨膜結(jié)構(gòu)域家族成員在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展△

陳景景，解晨露，周慧玲，于鴻#

1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧大連 116000

2泰州市人民醫(yī)院病理科，江蘇泰州 225300

趨化素樣因子樣MARVEL跨膜結(jié)構(gòu)域（chemokine-like factory like MARVEL transmembrane domain containing，CMTM），原名為趨化素樣因子超家族（chemokine-like factor super family，CKLFSF），是2001年中國學(xué)者在北京大學(xué)人類疾病基因研究中心首次發(fā)現(xiàn)的新基因家族。CMTM 家族由趨化素樣因子（chemokine-like factory，CKLF）和CMTM1～8 共9 個成員組成，分別位于不同的染色體上。目前已發(fā)現(xiàn)的CMTM 家族成員在各種疾病中均可發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，包括自身免疫性疾病和心血管疾病。此外，研究表明，CMTM 家族成員與多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)。本文簡要論述了CMTM 的結(jié)構(gòu)和功能特征，概述其在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制，并對其在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為非小細(xì)胞肺癌的精準(zhǔn)診斷和治療提供新思路。

1 CMTM 的結(jié)構(gòu)和功能特征

CMTM 家族成員包括CKLF 和CMTM1～8。2001年，中國學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)并報道了CKLF1 及3個變體[1]。然后有學(xué)者通過逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（reverse transcription-polymerase chain reaction，RTPCR）確定了基因CMTM1～8。CMTM基因家族位于不同的染色體上，CKLF和CMTM1～4共同位于16q22.1 染色體上，互相交叉結(jié)合并構(gòu)成一個基因簇。CMTM5獨立存在于14q11.2 染色體上，CMTM6～8則同時存在于3p23 染色體上[2]。CMTM家族成員的編碼產(chǎn)物包括趨化因子和跨膜4 超家族（transmembrane 4 L six family member，TM4SF），主要分布在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中。大多數(shù)CMTM 轉(zhuǎn)錄物具有多種可變剪接形式，但其產(chǎn)生的蛋白質(zhì)產(chǎn)物均包含4 個跨層螺旋組成的MARVEL 結(jié)構(gòu)域，因此，CMTM 家族可以用于囊泡運輸和跨膜轉(zhuǎn)運[3-4]。CMTM 家族成員可以在人體組織中廣泛表達(dá)，主要涉及免疫系統(tǒng)[4]、男性生殖系統(tǒng)[5]、造血系統(tǒng)[6]、循環(huán)系統(tǒng)[7]和肌肉組織[8]。此外，CMTM 家族成員還可與多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。每個CMTM 成員在不同部位的腫瘤治療中分別具有不同程度的生物學(xué)功能[3]。CMTM3 在睪丸癌、前列腺癌、肝癌、胃癌和腎癌中顯示出抗腫瘤作用，但在膠質(zhì)瘤中具有促腫瘤作用[9]；CMTM7 在膠質(zhì)瘤中顯示出促腫瘤作用，但在非小細(xì)胞肺癌中具有抗腫瘤作用[9-10]；CMTM4、CMTM5 和CMTM8 在多種實體瘤中發(fā)揮抗腫瘤作用[11-13]。由此可見，CMTM 家族成員在不同惡性腫瘤中的功能是多種多樣的。

2 CMTM 在惡性腫瘤中的作用機(jī)制

Wang 等[14]通過RT-PCR 和互補(bǔ)DNA（complementary DNA，cDNA）測序發(fā)現(xiàn)了CMTM1的23 種可變剪接異構(gòu)體，其中包括CMTM1-v5和CMTM1-v17。Yuan 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CMTM1-v5 通過選擇性下調(diào)表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路抑制前列腺癌細(xì)胞的異常增殖和遷移。Wang 等[16]研究表明，在乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231 中，CMTM1-v17 過表達(dá)可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖并抑制腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）分泌誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Zhang等[17]研究表明，下調(diào)CMTM2 的表達(dá)可以通過誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）來促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲和遷移。Yuan等[18]通過細(xì)胞培養(yǎng)、小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）轉(zhuǎn)染等方法發(fā)現(xiàn)，CMTM3 通過抑制EGFR/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）/EMT 信號通路來抑制脊索瘤的發(fā)生和發(fā)展。Burr 等[19]研究首次證實，CMTM6 存在于腫瘤細(xì)胞表面，可與誘導(dǎo)腫瘤的程序性死亡受體配體1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也稱PD-L1）結(jié)合，通過其去泛素化功能進(jìn)一步延長PD-L1 的半衰期，并增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞抑制T 細(xì)胞的能力。Mezzadra等[20]通過單倍體遺傳篩選發(fā)現(xiàn)，CMTM4 也是PD-L1 表達(dá)的備用調(diào)節(jié)劑，CMTM4 和CMTM6 可通過PD-L1 的協(xié)同保護(hù)作用參與腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸過程，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。Li 等[21]和Liu 等[22]研究顯示，CMTM7 通過抑制EGFR/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來抑制食管鱗狀細(xì)胞癌和非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長。此外，在肺癌細(xì)胞中，敲低CMTM7的表達(dá)可以減少RAB5 的活化，從而延緩EGFR 的內(nèi)化和降解[22]。這些研究表明，CMTM7 可能作為RAB5激活的調(diào)節(jié)劑，進(jìn)而抑制EGFR 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和腫瘤進(jìn)展[23]。

3 CMTM 家族成員與非小細(xì)胞肺癌

3.1 CMTM1/CMTM8

一項臨床研究評估了CMTM1-v17 對非小細(xì)胞肺癌新輔助化療的影響，該研究對78 例既往接受過新輔助化療和手術(shù)治療的非小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行綜合評估，結(jié)果表明，CMTM1-v17 表達(dá)與非小細(xì)胞肺癌患者的臨床分期呈正相關(guān)，與疾病緩解率呈負(fù)相關(guān)，CMTM1-v17 高表達(dá)可能導(dǎo)致化療耐藥和預(yù)后不良[24]。此外，Cox 回歸分析結(jié)果表明，患者接受新輔助化療后，腫瘤組織中CMTM1-v17 的表達(dá)是預(yù)后的獨立影響因素。

Wu 等[25]使用Agena MassArray 平臺對509 例肺癌患者和506 例對照者進(jìn)行基因型檢測，并分析了6 種CMTM8基因多態(tài)性與肺癌發(fā)生風(fēng)險的關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示，基因型rs6771238 與肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌的發(fā)生風(fēng)險有關(guān)，基因型rs9835916增加了肺癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移風(fēng)險。因此，CMTM8基因多態(tài)性是肺癌的主要危險因素，在肺癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮潛在的促進(jìn)作用。

3.2 CMTM2/CMTM4

為闡明CMTM2 在肺腺癌中的作用，Li 等[26]對29 例肺腺癌組織和癌旁組織進(jìn)行差異甲基化分析發(fā)現(xiàn)，CMTM2是用于診斷肺腺癌的甲基化標(biāo)志物之一，然后通過H-score 方法對105 例人肺腺癌組織和癌旁組織進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)，肺腺癌中CMTM2 的表達(dá)明顯下調(diào)，提示肺腺癌的DNA 甲基化可能導(dǎo)致CMTM2基因沉默。同時，該實驗通過建立皮下異種移植模型發(fā)現(xiàn)，CMTM2 水平升高顯著抑制了小鼠皮下腫瘤的生長，表明CMTM2 可以抑制肺腺癌的發(fā)展進(jìn)程[26]。Cai 等[27]通過RNA測序發(fā)現(xiàn)，具有 5- IRGP（CD1A|CXCL135、CD1A|S100A7L2、IFNA7|CMTM2、IFNA7|CSF3、CAMP|TFR2）的新型免疫風(fēng)險模型可以準(zhǔn)確區(qū)分驅(qū)動基因陰性肺腺癌高風(fēng)險和低風(fēng)險患者，低風(fēng)險患者可能會從常用的化療方案（如吉西他濱和紫杉醇）中獲益更多。

Zhu 等[28]首次從癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫中分析了CMTM4在肺腺癌中的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，肺腺癌組織與正常肺組織中CMTM4的表達(dá)無明顯差異；但免疫組化檢測發(fā)現(xiàn)，75 例肺腺癌組織中CMTM4 的陽性表達(dá)率低于非腫瘤肺組織（P＜0.05），表明CMTM4在肺腺癌組織中表達(dá)下調(diào)。CMTM4 陰性表達(dá)與肺癌患者吸煙、轉(zhuǎn)移及較短的生存期有關(guān)。Cox 回歸分析結(jié)果顯示，CMTM4 表達(dá)可能是晚期肺腺癌患者預(yù)后的獨立影響因素。

3.3 CMTM3/CMTM5

研究表明，CMTM3在胃癌、乳腺癌和腎癌中被沉默或表達(dá)下調(diào)[29-30]。Zhou 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，CMTM3 過表達(dá)可用來預(yù)測早期胰腺癌患者的不良預(yù)后，并可以促進(jìn)晚期胰腺癌細(xì)胞的增殖和遷移。但Zhang 等[32]在調(diào)查中國人群非小細(xì)胞肺癌甲基化譜發(fā)現(xiàn)，CMTM3 診斷非小細(xì)胞肺癌的靈敏度或特異度相對較低。Shao 等[33]使用半定量RTPCR 在人體肺組織及其他器官的正常組織和腫瘤細(xì)胞系中評估CMTM5基因的表達(dá)情況，進(jìn)一步通過基因檢測方法檢測CMTM5啟動子甲基化情況，結(jié)果顯示，CMTM5-v1在健康成年人和胎兒正常組織中廣泛表達(dá)，但在肺癌細(xì)胞系及大多數(shù)腫瘤細(xì)胞系中檢測不到或表達(dá)下調(diào)，在幾乎所有沉默或表達(dá)下調(diào)的細(xì)胞系中均可以檢測到其基因啟動子的甲基化，CMTM5-v1表達(dá)的恢復(fù)顯著抑制了腫瘤細(xì)胞的異常增殖、遷移和侵襲。

3.4 CMTM6

相關(guān)研究表明，CMTM6 在非小細(xì)胞肺癌中可能發(fā)揮促癌作用。Shang 等[34]通過TCGA 數(shù)據(jù)庫比較了肺鱗狀細(xì)胞癌組織和正常肺組織中CMTM6的特異性表達(dá)情況，結(jié)果表明，CMTM6 蛋白在肺鱗狀細(xì)胞癌組織中的特異性表達(dá)比例高于正常肺組織。Hou 等[35]對109 例非小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行免疫組化檢測發(fā)現(xiàn)，60 例患者存在CMTM6 高表達(dá)，且其表達(dá)與吸煙（P=0.017）和腫瘤分化程度（P=0.029）有關(guān)。Kaplan-Meier 生存分析結(jié)果表明，CMTM6 表達(dá)與晚期非小細(xì)胞肺癌患者的預(yù)后呈正相關(guān)，這可能是由于CMTM6 高表達(dá)激活了腫瘤的免疫微環(huán)境[36]。Gao 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，CMTM6 陽性表達(dá)與PD-L1 陽性表達(dá)、肺癌病理類型（非小細(xì)胞肺癌組織中CMTM6的表達(dá)高于小細(xì)胞肺癌組織）有關(guān)（P＜0.05），與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況呈負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與年齡和性別無關(guān)。非小細(xì)胞肺癌組織中CMTM6、PD-L1 的表達(dá)水平均高于小細(xì)胞肺癌組織，原因可能與二者不同的細(xì)胞來源、個體基因突變譜及微環(huán)境有關(guān)。

但也有相關(guān)報道發(fā)現(xiàn)，CMTM6 在非小細(xì)胞肺癌中可能發(fā)揮抗腫瘤作用。Wang 等[38]從基因組和轉(zhuǎn)錄組水平分析發(fā)現(xiàn)，CMTM6 在肺腺癌中表達(dá)下調(diào)，CMTM6 低表達(dá)患者更容易發(fā)生體細(xì)胞突變，進(jìn)而導(dǎo)致肺腺癌的發(fā)生；同時，CMTM6 高表達(dá)患者往往具有更高的生存率。因此，CMTM6 有望成為輔助病情監(jiān)測和預(yù)后評估的新型生物標(biāo)志物。

3.5 CMTM7

有研究顯示，CMTM7 的表達(dá)可能會促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展。劉強(qiáng)等[39]將CMTM7siRNA轉(zhuǎn)染到肺腺癌細(xì)胞系A(chǔ)549 中，通過噻唑藍(lán)（methyl thiazolyl terazolium，MTT）、流式細(xì)胞術(shù)等多項體外實驗發(fā)現(xiàn)，干擾CMTM7的表達(dá)能夠抑制肺腺癌細(xì)胞A549 的生長，并促進(jìn)其凋亡。因此，CMTM7低表達(dá)有效抑制了肺腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程。與上述研究結(jié)果相反，Liu 等[22]敲低非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系中CMTM7的表達(dá)，可促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。CMTM7 低表達(dá)增加了細(xì)胞的惡性分化潛能。但這一發(fā)現(xiàn)與上述研究相矛盾，這也反映了CMTM7 的功能及其與非小細(xì)胞肺癌間關(guān)系較為復(fù)雜，需要進(jìn)一步深入研究。

4 小結(jié)與展望

肺癌是最常見的惡性腫瘤之一，中國肺癌的發(fā)病率和病死率均居首位。目前，關(guān)于CMTM 家族成員與肺癌關(guān)系的研究主要集中在非小細(xì)胞肺癌，且CMTM 家族每個成員在肺癌發(fā)生發(fā)展中均發(fā)揮著不同的作用。CMTM1/CMTM8 可能會促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌發(fā)生，其高表達(dá)提示早期肺癌患者的預(yù)后不良；CMTM2/CMTM4 在非小細(xì)胞肺癌中可能發(fā)揮抑癌作用，其高表達(dá)與肺癌患者較好的預(yù)后相關(guān)；目前關(guān)于CMTM3/CMTM5 在非小細(xì)胞肺癌中的研究相對較少，基因檢測結(jié)果提示，CMTM5可能會抑制肺癌的發(fā)生；而現(xiàn)有文獻(xiàn)表明，CMTM6/CMTM7 在非小細(xì)胞肺癌中發(fā)揮的具體作用尚存在爭議。但值得注意的是，CMTM4 和CMTM6 作為PD-L1 蛋白的調(diào)控因子，有望成為潛在的免疫治療靶點，協(xié)助PD-L1 抑制劑對早期肺癌的治療。此外，CMTM 家族成員在非小細(xì)胞肺癌中的研究更多地局限在蛋白水平，尚不清楚其具體如何調(diào)控非小細(xì)胞肺癌的發(fā)展及轉(zhuǎn)移。因此，未來將需要更多的學(xué)者在基因及分子水平進(jìn)一步深入研究CMTM 導(dǎo)致肺癌的具體機(jī)制和相關(guān)通路，從而為肺癌的早期診斷、精準(zhǔn)治療及預(yù)后評估提供理論和實驗基礎(chǔ)。