ECT2在常見惡性腫瘤中的研究進展

張艷 錢新宇

上皮細胞轉化序列2（epithelial cell transforming2，ECT2）是一種編碼鳥嘌呤核苷酸交換因子的原癌基因，在細胞有絲分裂過程中起重要作用，也參與DNA 損傷的修復。ECT2 被證明在多種惡性腫瘤細胞中過表達，其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、復發(fā)轉移及生存預后均密切相關。本文對ECT2 在常見惡性腫瘤中的研究進展作一綜述。

1 ECT2的概述

1.1 ECT2 的基本結構 ECT2 在人類染色體上定位于3q26.31 區(qū)域，進化上高度保守，已被確定為原癌基因，該基因表達隨著DNA 合成的開始而升高，并在G2 和M 期保持持續(xù)升高，在有絲分裂中起到關鍵作用，其編碼的蛋白質為鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）。ECT2 是由三個N 端BRCT 結構域（即BRCA1 羧基末端結構域，包括BRCT0、1 和2）、一個催化中心GEF 區(qū)和兩個膜結合結構域：一個PH 同源結構域和一個多堿性序列（poly-base sequence，PBS）組成，在細胞分裂過程中，ECT2 在細胞分裂后期激活細胞赤道區(qū)中狹窄區(qū)域的RhoA 從而順利完成有絲分裂。

研究發(fā)現(xiàn)［1］，每個BRCT 結構域對ECT2 功能均有不同作用，BRCT2 結構域是ECT2 自身抑制所必需的且有助于細胞分裂的順利完成，其存在兩個關鍵功能即與RACGAP1 結合并抑制ECT2 的活性，其共同在發(fā)育階段將ECT2 活性限制在細胞赤道的狹窄區(qū)域，如BRCT2 結構域缺失或其W307 殘基突變則會導致ECT2 活性增加，從而導致細胞有絲分裂期間RhoA 激活增加；BRCT0 在有絲分裂期間不抑制ECT2 活性，但可以促進細胞赤道狹窄區(qū)RhoA 的激活；BRCT1 結構域中存在保守的RACGAP1 結合片段，其不會抑制ECT2 的活性，但對于細胞分裂過程中的RhoA 區(qū)形成和ECT2 功能是必要的。

聚-ADP-核糖基化是一種重要的蛋白質翻譯后修飾，有研究［2］發(fā)現(xiàn)ECT2 的BRCT 結構域是PAR 結合結構域，α-微管蛋白在有絲分裂期間呈聚-ADP-核糖基化，其能在有絲分裂過程中識別ECT2 并將其招募至紡錘體，從而保證細胞有絲分裂的順利進行。

1.2 ECT2 調控細胞分裂及腫瘤發(fā)生 ECT2 以PARP-1 依賴性方式被招募到DNA 病變中［3］，ECT2 與KU70-KU80 和BRCA1 物理性結合后分別參與非同源基因末端連接和同源基因重組。ECT2 缺乏會影響KU70 和BRCA1 向DNA 損傷位點的募集，導致DNA 雙鏈斷裂修復缺陷，結果表明ECT2 是維持基因組穩(wěn)定性的重要調節(jié)因子。DNA 損傷會誘導ECT2下調；敲低ECT2 阻礙了P53 磷酸化和活化，從而導致S 和G2/M 檢查點的凋亡和激活缺陷以響應DNA 的損傷［4］。

早在1993 年，Miki 等便證明了ECT2 有將NIH/3T3 成纖維細胞轉化為惡性細胞的能力［5］，在細胞分裂過程中，ECT2可催化GTP 和GDP 的相互轉化，并通過激活Rho GTP 酶協(xié)助有絲分裂的完成。而在多條信號級連反應通路中，Rho GTP酶尤其是RhoA、Rac1 和Cdc42 是關鍵的調控因子，調節(jié)腫瘤細胞的侵襲轉移過程。ECT2 上調顯著增強Rho GTPase 的活性，防止細胞凋亡并誘導癌細胞轉移［6］。BAKER 等［7］研究表明，ECT2 在多種癌癥中過度表達，這與染色體3q26 區(qū)域的擴增有關，這是人類癌癥中常見的染色體改變之一。ECT2基因的表達與致癌激酶PKCι 的基因SOχ2和PRKCI 的擴增相關。

2 ECT2在常見腫瘤中的研究進展

2.1 ECT2 與肝癌 原位雜交分析表明，再生肝臟中有絲分裂期的細胞中ECT2 蛋白表達水平較高。夏念信等［8］發(fā)現(xiàn)在非肝炎病毒相關性肝癌組織中ECT2 蛋白表達明顯高于癌旁組織，其認為ECT2 蛋白表達可能與肝癌的復發(fā)、轉移有關。研究發(fā)現(xiàn)［9］，ECT2 可促進PLK1 的表達，PLK1 與抑癌基因PTEN 相互作用并干擾其核易位，最終增強有氧糖酵解并促進巨噬細胞向M2 型極化，而M2 巨噬細胞抑制NK 細胞和T細胞的免疫殺傷功能，有利于肝細胞癌的侵襲與轉移。因此認為ECT2 可作為肝細胞癌的診斷和預后生物標志物。ECT2基因敲減抑制Rho GTPases 活性，也抑制ERK（extracellular regulated protein kinases）的活化，增強細胞凋亡從而降低肝癌細胞的轉移能力［10］。

2.2 ECT2 與乳腺癌 研究［11］發(fā)現(xiàn)，Rac GTP 酶活性蛋白-1（RACGAP1）在細胞分裂后期通過招募ECT2 而促進線粒體裂變并激活ERK-DRP1 途徑，RACGAP1 的過表達可能因誘導線粒體的自噬強度增加而促進過氧化物酶增殖物激活受體γ 輔助激活因子-1 a（PGC-1a）的表達，從而促進乳腺癌轉移。WANG 等［12］發(fā)現(xiàn)，MiR-223-3p 能抑制ECT2 的表達，從而抑制乳腺癌細胞的侵襲和遷移。ECT2 基因能通過ERK/miR-101/Rac1 通路來調節(jié)乳腺癌細胞的增殖和凋亡［13］。另外，ECT2 可與泛素特異蛋白酶7（ubiquitin-specific protease 7，USP7）形成正反饋回路，促進USP7 分子間自結合，去泛素化和穩(wěn)定化，而ECT2/USP7 下游效應器為MDM2（murine double minute2），該回路最終通過維持MDM2 表達促進乳癌細胞的存活［14］。乳腺癌中ECT2 表達高于正常對照組，ECT2高表達可能是乳腺癌發(fā)生和發(fā)展的主要原因之一［15］，可作為乳腺癌預后不良的標志物。另有研究發(fā)現(xiàn)［16］沉默ECT2 后紫杉醇治療三陰性乳腺癌的療效顯著提高。

2.3 ECT2 與肺癌 VERLINE 等［17］在小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)，ECT2在Kras-Trp53 驅動的肺腺癌細胞中可以通過PKCι-ECT2-Rac1-NPM 信號轉導通路來調節(jié)rRNA 合成。另外，體外實驗表明抑制ECT2 降低肺腺癌LAC 細胞在ECM 組分上的黏附和擴散，降低參與局灶性黏附相關蛋白的表達水平，故ECT2 可以通過影響ECM 動力學和局灶黏附信號轉導而促進肺腺癌的進展［18］。LIU 等［19］在實驗中發(fā)現(xiàn)，染色體3q26 拷貝數(shù)的增加在肺鱗癌發(fā)生早期即出現(xiàn)并持續(xù)存在，且驅動了PRKCI，SOχ2和ECT2 基因的協(xié)調過表達，而在TRP53 抑癌基因缺失的情況下，這三種基因的過表達足以將小鼠肺基底干細胞轉化成具有腫瘤組織學和基因組特征的肺鱗癌（LSCC）細胞。另有研究［20］表明，ECT2 過表達是非小細胞肺腺癌總生存率低和無復發(fā)生存期差的獨立預后因素。

2.4 ECT2 與胃癌 體外實驗研究［21］發(fā)現(xiàn)，胃癌細胞系內野生型p53 基因可抑制ECT2 蛋白的表達，而突變型p53 則增強ECT2 蛋白的表達，因此p53 被認為是ECT2 的上游信號分子，并證明了ECT2 可以促進胃癌細胞增殖和侵襲。ECT2 的上調可導致胃癌組織中與癌癥干細胞（cancer stem cell，CSCs）功能密切相關的BUB1（一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶）和E2F7（轉錄調節(jié)因子）蛋白表達水平顯著升高，表明高ECT2 表達水平胃癌細胞可能具有CSCs 的轉錄特征［22］。

ECT2 在胃癌組織中高表達且與胃癌的組織學分化、TNM分期和淋巴轉移呈正相關［23］。胃癌組織中ECT2 表達水平上調，而ECT2 敲低削弱了胃癌細胞中5-FU 的耐藥性。ECT2沉默降低5-FU 治療后的胃癌細胞的轉移和侵襲能力。還發(fā)現(xiàn)ECT2 下調是通過抑制耐藥相關基因P-gp，MRP1 以及細胞凋亡蛋白Bcl-2 增加胃癌細胞對5-FU 的敏感性［24］。

2.5 ECT2 與結直腸癌 最新研究［25］發(fā)現(xiàn)，ECT2 蛋白在癌前病變結腸腺瘤中的表達水平升高，與APC 抑癌基因丟失有關；在結直腸癌組織的細胞質和細胞核中均檢測到ECT2 水平升高，核ECT2 升高與分化不良的腫瘤相關，ECT2 蛋白在細胞質：核比例下降與患者生存率低相關，這表明細胞核和細胞質中ECT2 的表達在CRC 中起著不同的作用。研究發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，結直腸癌中的ECT2 表達升高且與腫瘤大小、血清CEA 水平及TNM 分期相關，ECT2 高表達的患者總生存期明顯較短，ECT2 表達水平是結直腸癌患者獨立的預后因素［26］。

2.6 ECT2 與其他腫瘤 權明明等［27］發(fā)現(xiàn)與甲狀腺腫組織對比，甲狀腺乳頭狀癌組織中ECT2 蛋白表達水平明顯升高，考慮ECT2在甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生發(fā)展中起癌基因的作用。王俊雄等［28］發(fā)現(xiàn)，胰腺癌組織中高表達ECT2，且術后有較高的轉移率，在高表達ECT2 胰腺癌細胞系中，敲除ECT2 可使上皮-間充質轉化（EMT）過程受到抑制，這可能是通過調控EGFR 的表達及下游Akt 的磷酸化水平來介導發(fā)生。研究表明［29］，ECT2 在腦膠質瘤中上調，與預后呈負相關；ECT2通過調節(jié)去泛素化酶PSMD14的表達而影響轉錄因子E2F1的穩(wěn)定性，以調節(jié)垂體腫瘤轉化基因1（PTTG1）的表達，從而影響膠質瘤細胞增殖。SUN 等發(fā)現(xiàn)［30］，下調ECT2 在食管鱗癌細胞系中的表達，可以抑制RhoA-ERK 信號通路的激活和VEGF 和MMP9 蛋白的表達，從而抑制細胞的增殖、侵襲、遷移和腫瘤的發(fā)展。LAUREN 等［31］發(fā)現(xiàn)，ECT2 主要在卵巢癌細胞系的細胞核中表達而非細胞質，這一過程依賴于RhoGEF活性，ECT2 敲低導致整個細胞裂解物中活性RhoA 的水平降低，ECT2 可以激活細胞核中的內源性Rac 和細胞質中的內源性 RhoA，且可以從細胞核內驅動卵巢腫瘤細胞轉化。CHEN等發(fā)現(xiàn)［32］高ECT2 表達與骨肉瘤患者腫瘤轉移和總生存期相關。GAO 等［33］實驗研究表明，膽管癌細胞中ECT2 表達率高，而miR-194 表達不良，表明miR-194 能夠抑制ECT2 并阻斷Rho 信號通路的激活，從而促進細胞凋亡，抑制膽管癌干細胞的增殖和遷移，抑制腫瘤生長。

3 小結與展望

ECT2 作為一種原癌基因，不僅在細胞分裂周期中發(fā)揮著關鍵作用，其在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中亦起到重要作用。較多研究證實，ECT2 在肝癌、胃癌、乳腺癌、肺癌及結直腸癌等腫瘤中均檢測出高表達，并通過不同的途徑促進腫瘤的復發(fā)及轉移。目前關于ECT2 在臨床上的研究多局限于其誘發(fā)腫瘤的機制方面及體外實驗，且對于抗腫瘤藥物的治療上尚缺乏相關研究，腫瘤藥物耐藥的原因之一是由于腫瘤細胞的凋亡缺陷，而ECT2 參與著有絲分裂過程及DNA 損傷的修復，未來以此為切入點，探索ECT2 對腫瘤藥物耐藥機制的作用。此外，是否可以尋找到針對ECT2 過表達的靶向藥物以達到腫瘤精準治療的目的。目前免疫治療已在各個瘤種中占據重要地位，ECT2 過表達是否同時影響著腫瘤的免疫微環(huán)境，以及ECT2 與放療、化療、CAR-T 細胞療法等相互影響機制，這都有待更多的研究來證明。