孫興璐 綜述 陳徹 審校

根據(jù)國際癌癥研究機構(gòu)(International Agency for Research on Cancer，IARC)發(fā)布的2020年癌癥相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球肝癌發(fā)病率與死亡率分別居于第六位和第三位[1]，嚴重威脅著人類健康，目前尚無有效的治療方法。早期生長反應(yīng)因子1(Early growth response 1，Egr1)是一種立即早期的鋅指轉(zhuǎn)錄因子，可特異性識別和結(jié)合靶基因并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄[2]。本文主要闡述Egr1在肝癌發(fā)生發(fā)展及治療中的作用，并探討Egr1可能參與的信號途徑，為肝癌治療提供新的視角，同時為探索新的高療效抗肝癌藥物提供新的作用靶點。

1 Egr1的結(jié)構(gòu)概述

Egr1是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，是Egr家族的成員，其他家族成員包括Egr2、Egr3和Egr4[2]。Egr1也被稱為NGFI-A、Zif268、Krox-24和TIS85，其基因位于人類染色體區(qū)域5q23-31，該蛋白包含一個激活調(diào)節(jié)區(qū)、一個抑制調(diào)節(jié)區(qū)和三個Cys2-His2亞類鋅指結(jié)構(gòu)，可特異性識別和結(jié)合靶基因并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄[3]，位于C-端的三個鋅指成分保守區(qū)與富含特定GC共識序列的靶基因相互作用[4]，轉(zhuǎn)錄激活域位于N-末端，擁有增強Egr1轉(zhuǎn)錄控制的其他蛋白質(zhì)的結(jié)合位點[5]，連接激活區(qū)和DNA結(jié)合區(qū)的抑制區(qū)為轉(zhuǎn)錄協(xié)同抑制因子NGFI-A結(jié)合蛋白1和2提供結(jié)合位點，抑制Egr1、Egr2、Egr3的轉(zhuǎn)錄活性，并可能協(xié)同調(diào)控Egr1的靶基因[6-8]。據(jù)報道，Egr1在人類癌癥中異常表達，多項研究表明Egr1具有兩種相反的作用，即腫瘤抑制基因和癌基因[9-11]，同樣，Egr1在肝癌中的作用也是一個有爭議的話題[12]，一些差異可能說明Egr1在癌癥中的爭議性結(jié)果，如不同的病理類型、不同的信號途徑中Egr1發(fā)揮的作用不同[3]。深入研究Egr1在肝癌中作用機制有望為肝癌提供新的治療策略。

2 Egr1在肝癌發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1 Egr1在肝癌細胞凋亡中的作用

細胞凋亡是在生理條件下發(fā)生的細胞程序性死亡過程[3]。肝癌細胞凋亡機制受損，其潛在的機制需要進一步研究[13]。最近的研究表明，Egr1是轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGFβ1)和p53等腫瘤抑制因子的直接調(diào)控因子，可抑制腫瘤細胞增殖或?qū)е履[瘤細胞死亡[14]。非甾體抗炎藥(NSAID)激活基因-1(NAG1)是非甾體抗炎藥等新型化療藥物的重要靶點，近年來得到了廣泛的研究，NAG1是轉(zhuǎn)化生長因子β超家族的遠系成員，具有重要的抗腫瘤活性[15]。研究發(fā)現(xiàn)，在NAG1的啟動子中有兩個Egr1結(jié)合位點[16]。Egr1的表達明顯促進了NAG1介導的結(jié)腸癌細胞和肝癌細胞的凋亡，且非甾體抗炎藥在結(jié)腸癌中通過激活PPARγ/Egr1/NAG1信號通路誘導細胞凋亡[13，17]。但非甾體抗炎藥在肝癌中是否通過激活此信號通路誘導細胞凋亡尚無研究報道。

Egr1在不同的信號途徑中作用不同。組蛋白去乙酰化酶(HDAC)具有多種生化活性，在肝癌中高表達[18]；p53是一種眾所周知的腫瘤抑制基因，在細胞凋亡的調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用[19]，激活p53可以觸發(fā)肝癌細胞凋亡[20]；研究表明，HDAC11可誘導Egr1去乙酰化，導致TP53啟動子位點上的Egr1減少，抑制TP53轉(zhuǎn)錄，從而抑制肝癌細胞凋亡[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，SNHG16在肝癌中高表達，其通過上調(diào)Egr1抑制miR-23b-3p的表達從而抑制Hep3B細胞凋亡[21]。

2.2 Egr1在肝癌細胞增殖中的作用

眾所周知，微小RNA(miRNAs)是一種短的非編碼RNA，通過影響miRNAs的穩(wěn)定性和翻譯參與多細胞生物中基因表達的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，miRNAs的失調(diào)在人類腫瘤發(fā)生中發(fā)揮著重要作用[22]。在肝癌患者中，Egr1高表達與肝功能不良和疾病嚴重程度相關(guān)，Egr1的低表達降低了肝癌細胞的增殖和侵襲能力[23]。miR-675在腫瘤發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，并且具有很強的致癌特性；在肝癌組織和細胞中，Egr1和miR-675高表達，Egr1通過結(jié)合miR-675啟動子增加其轉(zhuǎn)錄，miR-675通過結(jié)合Sestrin蛋白(SESN3)mRNA誘導其下調(diào)，因此，Egr1通過介導miRNA-675/SESN3/Wnt/β-連環(huán)蛋白(Wnt/β-catenin)軸促進肝癌細胞的惡性行為，在肝癌的進展中發(fā)揮積極作用[24]。miR-181a-5p在肝癌中低表達，是一種抑癌因子，相反，Egr1高表達增強了肝癌細胞的增殖，研究表明，miR-181a-5p是Egr1的直接上游調(diào)節(jié)因子，通過抑制Egr1的表達來對抗肝癌的進展[12]。另外，有報道稱，TGF-β在腫瘤中既是癌基因又是抑制因子[25]，隨著疾病進展為惡性腫瘤，肝癌選擇性地降低TGF-β的抑制活性并增加其致癌活性[26]。上調(diào)Egr1通過激活TGF-β1/Smad信號通路可誘導細胞增殖，因此有文獻研究表明，miR-181a-5p可通過靶向Egr1/TGF-β1/Smad途徑抑制肝癌細胞的增殖，從而抑制肝癌的進展[27]。然而，另有研究表明，Egr1在肝癌中發(fā)揮抑癌作用；CD24A是肝癌中主要的CD24亞型，在肝癌組織中顯著上調(diào)，促進肝癌細胞增殖，Egr1是CD24A轉(zhuǎn)錄調(diào)控的關(guān)鍵角色，通過下調(diào)CD24A抑制肝癌細胞增殖，從而發(fā)揮抗肝癌作用[28]。

2.3 Egr1在肝癌血管生成中的作用

血管生成是一個復(fù)雜的過程，通過促血管生成因子和血管抑素的協(xié)調(diào)作用來維持，當平衡被打破時，血管系統(tǒng)被激活，進而激活或抑制血管生成過程，血管變性與腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)[29]。肝細胞生長因子(HGF)與腫瘤血管生成密切相關(guān)[30]，其中，血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)啟動子中有多個Egr1結(jié)合位點的簇，因此其在VEGF表達中發(fā)揮重要作用[31]，HGF可通過上調(diào)Egr1在肝癌細胞中誘導促血管生成因子VEGF和白細胞介素-8(IL-8)的上調(diào)，參與介導肝癌的血管生成[32]。

Egr1在不同的研究背景下扮演不同的角色。鼻咽癌相關(guān)基因6(NGX6)是一種主要位于核膜和細胞膜上的膜蛋白，作為一種腫瘤抑制因子，其在肝癌中表達下調(diào)[33]，研究表明，NGX6可抑制血管生成，Egr-1與NGX6啟動子中轉(zhuǎn)錄因子特殊蛋白-1(Sp1)/Egr-1的重疊位點結(jié)合，然后通過增強啟動子轉(zhuǎn)錄提高NGX6 mRNA水平，從而抑制肝癌血管生成[34]。

2.4 Egr1在肝癌表觀遺傳學中的作用機制

隨著年齡的增長或環(huán)境的影響，細胞正常的表現(xiàn)遺傳狀態(tài)可能被打破，從而導致促癌基因的異?；罨蛞职┗虻氖Щ?，促進腫瘤形成[35]。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs，lncRNAs)被認為是包括肝細胞癌在內(nèi)的多種腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的一組生物標志物，Egr1通過與lncRNA FOXD2-AS1啟動子結(jié)合，增強了FOXD2-AS1的轉(zhuǎn)錄活性，其高表達預(yù)示著肝細胞癌患者預(yù)后不良，F(xiàn)OXD2-AS1已被證實與EZH2(位于7號染色體的基因)結(jié)合，以表觀遺傳沉默DKK1的表達，進而激活Wnt/β-catenin信號通路，因此，Egr1誘導的lncRNA FOXD2-AS1上調(diào)通過表觀遺傳沉默DKK1激活Wnt/β-catenin信號通路促進肝細胞癌的進展[36]。miR-675可在表觀遺傳上改變Egr1的表達，通過miR-675異染色蛋白1α(HP1α)-Egr1-lncRNAH19(H19)-丙酮酸激酶M2(PKM2)級聯(lián)信號通路促進肝癌的發(fā)生發(fā)展且miR-675、HP1α、H19、Egr1、PKM2在肝癌患者中的表達水平均上調(diào)；在機制上，miR-675抑制人類肝癌細胞中異染色質(zhì)1亞型(HP1α、HP1β、HP1γ)的表達，導致組蛋白H3賴氨酸9總?cè)谆?H3K9me3)、組蛋白H3賴氨酸27三甲基化(H3K27me3)和組蛋白H3賴氨酸27乙酰化(H3K27Ac)的顯著降低，接下來，H3K9me3和H3K27me3的顯著減少以及Egr1啟動子區(qū)域H3K27Ac占有率的增加觸發(fā)Egr1轉(zhuǎn)錄、翻譯、磺酰化和激活，從而上調(diào)H19，最終，H19可能誘導和激活腫瘤共靶點特異性PKM2，在肝癌發(fā)生過程中對其二聚體的沃堡格效應(yīng)和其三聚體的基因表達至關(guān)重要，從而影響肝癌發(fā)生發(fā)展[37]。

2.5 Egr1在肝癌治療中的應(yīng)用

Egr1在肝癌治療中同樣發(fā)揮著重要作用。B細胞慢性淋巴細胞白血病/淋巴瘤6成員B(BCL6B)是一種潛在的人胃癌抑癌因子，在人肝細胞癌細胞系中甲基化率為100%，其甲基化與HBV陽性相關(guān)，在人肝細胞癌中，BCL6B通過Egr1激活p53信號通路，使肝細胞癌細胞對5-氟尿嘧啶(5-FU)敏感，從而抑制肝癌進展[38]。近年來，基因治療中的自殺基因在癌癥治療領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景，自殺基因治療最常用的是單純皰疹病毒型胸苷激酶(HSV-TK)基因，其通過表達胸苷激酶將無毒的前藥更昔洛韋(GCV)轉(zhuǎn)化為有毒性的GCV-TP殺傷腫瘤細胞，大量研究證明HSV-TK/GCV系統(tǒng)具有抗癌作用，且與放療聯(lián)合使用可取得較好的療效[39-40]；Egr1的啟動子在電離輻射后可誘導其下游基因的表達，從而實現(xiàn)對靶基因表達的時空調(diào)控[41]；單克隆抗體AFP(AntiAFPMcAb)對肝癌細胞具有較高的特異性和親和力，可用于攜帶各種“彈頭”，如化療劑、放射性核素或毒素，選擇性攻擊AFP陽性癌細胞[42-43]。放射性核素免疫白蛋白納米球(131I-antiAFPMcAb-GCV-BSA-NPs)，GCV被包覆在牛血清白蛋白(BSA)納米顆粒中，將放射性131I標記的單克隆抗體AFP移植到GCV-BSA納米粒上，以增強131I和GCV對AFP過表達腫瘤的靶向性[44]，利用PEI-熱敏錳鋅鐵氧體(Mn0.5Zn0.5Fe2O4，MZF-NPs)納米顆粒(PEI-MZF-NPs)開發(fā)了一種肝癌的聯(lián)合治療方案：pHRE-Egr1-HSV-TK/131I-單克隆抗體AFP-GCV/MFH，PEI-熱敏錳鋅鐵氧體納米顆粒用于熱療治療，在殺傷肝癌細胞的同時，131I可以激活Egr1啟動子誘導HSV-TK基因表達，在低氧實體癌中缺氧響應(yīng)原件(HRE)尤其能促進HSV-TK基因表達，因此可以啟動基因治療，單克隆抗體AFP賦予治療的靶向性，可以實現(xiàn)多靶點殺傷基因、放射性核素和高熱抗肝癌[45]。

Egr1在不同的途徑中作用不同。綜合治療是一種很有前途的癌癥治療策略。MET癌基因編碼HGF的酪氨酸激酶受體，在癌細胞耐藥中發(fā)揮重要作用[46]，HGF與MET的結(jié)合導致受體酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的磷酸化，然后激活多種細胞內(nèi)通路[47]；最近的一項研究表明，在肝癌細胞中，HGF通過激活MET激活蛋白激酶B(Akt)/ERK1/2-Egr1途徑誘導對索拉非尼的耐藥，降低了索拉非尼對肝癌細胞增殖、遷移和侵襲等的抑制能力，Egr1的表達被下調(diào)，顯著抑制了SLUG的表達和對索拉非尼的耐藥性[48]，值得注意的是，索拉非尼的抗增殖和抗轉(zhuǎn)移作用可以通過MET抑制劑或下調(diào)Egr1來恢復(fù)，這些結(jié)果為索拉非尼和MET抑制劑聯(lián)合治療肝細胞癌提供了理論依據(jù)[49]。

3 小結(jié)與展望

Egr1是許多途徑中的關(guān)鍵分子。在某些情況下，Egr1是一種抑癌因子，促進肝癌細胞凋亡，增強放療和化療。而在另一些情況下，Egr1表達增加可維持肝癌細胞增殖、轉(zhuǎn)移和腫瘤血管生成。Egr1的異常表達在人類多種腫瘤中都很常見，但其作用有待進一步研究，本綜述從不同視角闡述了Egr1作為促癌因子和抑癌因子的情況，與肝癌的發(fā)生發(fā)展及治療密切相關(guān)。毫無疑問，進一步研究Egr1信號串擾的潛在分子機制和特定調(diào)節(jié)因子對于有效的抗肝癌策略是必要的，探究Egr1在肝癌中的作用將有助于開發(fā)肝癌的新療法。