牛榮婷，曾冬云,3，王 靜,3，龍勤琴,3，吳小勤,3，龍喜帶,3

GLOBOCAN 2020顯示，肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)占原發(fā)性肝癌的90%，是人類第六大常見癌癥，是全球第三大癌癥死亡原因，具有發(fā)病隱匿、預(yù)后差、病死率高的特點[1]。目前，手術(shù)、放療、化療和移植是HCC治療的主要策略。接受移植的HCC患者5年生存率約80%，而接受切除手術(shù)的HCC患者5年生存率約50%[2]。因此，篩選HCC有效的診斷標(biāo)志物和治療靶點至關(guān)重要。色素框同源蛋白(chromobox, CBX)家族蛋白是多梳抑制復(fù)合物1(polycomb repressive complex 1, PRC1)中的典型成分，是參與表觀遺傳修飾過程的重要調(diào)控因子。越來越多的研究顯示，CBX家族蛋白在細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞分化、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞形態(tài)維持等生物學(xué)方面發(fā)揮重要作用，并通過相應(yīng)靶向調(diào)控參與HCC的增殖、侵襲、遷移和耐藥等生物學(xué)過程。該文對CBX家族蛋白在HCC中的表達(dá)及其在HCC發(fā)生、發(fā)展中的作用，以及涉及的相關(guān)信號通路和潛在的臨床應(yīng)用價值等方面作一綜述，以期為HCC的診斷和治療提供新依據(jù)。

1 CBX家族蛋白概述

PcG蛋白是一種表觀遺傳修飾系統(tǒng)，可通過組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑發(fā)揮抑制基因表達(dá)的功能，在動物和植物中具有保守性。從功能上講，PcG蛋白可以分為PRC1和PRC2兩個核心蛋白復(fù)合體。目前，在人類基因組中已鑒定出8種CBX蛋白，它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包含單個N端染色質(zhì)域，并以其N端編碼的Chromobox命名。依據(jù)CBX蛋白C端的不同結(jié)構(gòu)，將其分為兩類：(1)CBX1、CBX3和CBX5，統(tǒng)稱為HP1蛋白，它們又分別稱為異染色質(zhì)蛋白1α(CBX5)、HP1β(CBX1)和HP1γ(CBX3)。HP1蛋白是異染色質(zhì)介導(dǎo)的基因沉默的關(guān)鍵成分。(2)CBX2、CBX4、CBX6、CBX7和CBX8，也稱為多梳(Pc)蛋白。Pc蛋白含有共同結(jié)構(gòu)域N端的染色質(zhì)域(Chronmdomains)、C端的PcRbox和毗鄰N端的DNA結(jié)合區(qū)，中間為各自不同的結(jié)構(gòu)域。每種CBX蛋白均具有表觀遺傳調(diào)節(jié)功能，并通過染色質(zhì)修飾轉(zhuǎn)錄抑制靶基因。一般而言，CBX蛋白可通過蛋白質(zhì)結(jié)合域使組蛋白H3賴氨酸三甲基化(H3K9me3和H3K27me3)，進(jìn)而募集PRC1其它成員到特定的染色質(zhì)區(qū)域，抑制相關(guān)基因的表達(dá)。研究表明不同的CBX家族蛋白使用非同源蛋白序列與染色質(zhì)的不同區(qū)域相關(guān)聯(lián)，這意味著每個CBX蛋白具有特定的靶點[3]，如CBX1、CBX3和CBX5通過介導(dǎo)H3K9甲基轉(zhuǎn)移酶(即SUV39H1或SUV39H2)控H3K9me3發(fā)揮作用，而CBX7和CBX8是H3K27me3靶向基因的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。CBX2、CBX4和CBX6也具有上述CBX蛋白功能，但效果較其它CBX蛋白弱。因此，CBX家族成員在不同腫瘤中的表達(dá)可能存在特定的組織特異性，值得進(jìn)一步研究。

2 CBX家族成員與肝細(xì)胞癌的關(guān)系(圖1)

圖1 CBX家族蛋白調(diào)控HCC的相關(guān)機(jī)制

2.1 CBX1與肝癌CBX1位于染色體的17q21.32，屬于HP1家族。HP1蛋白最初在果蠅中被發(fā)現(xiàn)，為異染色質(zhì)的重要組成部分，并具有穩(wěn)定的表觀遺傳基因沉默功能。CBX1 mRNA在圍生期肝臟中的表達(dá)遠(yuǎn)高于成人肝臟。Yang等[4]利用免疫組化和體外實驗發(fā)現(xiàn)CBX1在肝癌中具有致癌活性。在包含648例患者的兩組隊列中，CBX1 mRNA或蛋白高表達(dá)患者的存活時間較短，腫瘤復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移間隔也較短。CBX1在肝癌細(xì)胞中的異位表達(dá)可增強肝癌細(xì)胞的存活率、集落形成和細(xì)胞遷移能力，而沉默CBX1表達(dá)導(dǎo)致了相反的表型。研究表明，CBX1與轉(zhuǎn)錄因子HMGA2物理結(jié)合，觸發(fā)Wnt/β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而導(dǎo)致HCC細(xì)胞增殖和遷移能力增強。有關(guān)人類癌癥中HMGA2在調(diào)節(jié)β-catenin激活中的作用已有報道[5]。此外，CBX1在功能上與Suv4-20H2和H4K20me3相關(guān)，這兩個組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長。研究顯示，CBX1潛在地抑制PLK3和SLCO1B3表達(dá)，而PLK3和SLCO1B3與肝癌的發(fā)生有關(guān)[6-7]。陳玉冰等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，CBX1通過促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖和遷移能力，甚至調(diào)控細(xì)胞周期阻滯于G2期，促進(jìn)腫瘤的形成，并影響肝癌患者的預(yù)后。CBX1有望成為HCC預(yù)后的預(yù)測靶點，其在HCC進(jìn)展中的確切作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

2.2 CBX2與肝癌CBX2是一種色素框同源蛋白，是PRC1的重要組分。CBX2是參與細(xì)胞增殖和分化的重要表觀遺傳閱讀器。Mao等[9]發(fā)現(xiàn)CBX2高表達(dá)與HCC患者的不良預(yù)后相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，敲低CBX2可抑制WT1互作蛋白(WTIP)的表達(dá)。WTIP是一種表達(dá)于足細(xì)胞的Ajuba家族LIM結(jié)構(gòu)域支架蛋白，可以作為EGFR和Hippo通路之間的一個關(guān)鍵點，抑制Hippo信號通路[10]。下調(diào)WTIP可減輕對Hippo通路的抑制，導(dǎo)致YAP磷酸化。YAP磷酸化受Hippo通路的調(diào)節(jié)[9]。YAP是肝癌的癌基因，是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，其活性對器官生長和細(xì)胞增殖起關(guān)鍵作用。YAP通過重新編程可以將癌細(xì)胞再生為干細(xì)胞，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。YAP經(jīng)過磷酸化而失活，這是由于磷酸化的YAP(p-YAP)不能進(jìn)入細(xì)胞核并在細(xì)胞質(zhì)中降解。因此，下調(diào)肝癌細(xì)胞中的CBX2表達(dá)增加了YAP磷酸化。李娟等[11]發(fā)現(xiàn)CBX2在肝癌中顯著過表達(dá)，這與肝癌的不良預(yù)后呈顯著正相關(guān)。下調(diào)CBX2表達(dá)顯著降低肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲和克隆形成能力，凋亡增多，推測CBX2在肝癌進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。上述研究結(jié)果表明，CBX2不僅可以作為肝癌預(yù)后的生物標(biāo)志物，也有可能是肝癌潛在的治療靶點，值得進(jìn)一步深入研究。

2.3 CBX3與肝癌CBX3是一種致癌基因，可介導(dǎo)多種人類癌癥的發(fā)展。HP1γ由CBX3編碼，與腫瘤進(jìn)展和患者預(yù)后有關(guān)。Zhong等[12]發(fā)現(xiàn)CBX3/HP1γ在肝癌組織中表達(dá)升高，且與肝癌的惡性臨床病理特征有關(guān)。通過Kaplan-Meier和Cox回歸分析證實，CBX3/HP1γ高表達(dá)是肝癌患者總生存率降低的獨立預(yù)后因素。Zhou等[13]發(fā)現(xiàn)HCC中CBX3表達(dá)上調(diào)是通過KCNQ1OT1抑制miR-29a-3p來調(diào)節(jié)，從而在HCC細(xì)胞中發(fā)揮腫瘤促進(jìn)作用。KCNQ1OT1是一種癌基因，在肝癌組織中水平升高。miR-29a-3p是一種腫瘤抑制因子，可以抑制肝癌細(xì)胞增殖和遷移。Song等[14]發(fā)現(xiàn)LINC01006基因敲除可在體外抑制肝癌細(xì)胞的存活、遷移和侵襲，并抑制體內(nèi)腫瘤的生長。Xue等[15]證實miR-433在HCC中低表達(dá)，而miR-433過表達(dá)抑制肝癌細(xì)胞的增殖。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，沉默LINC01006可上調(diào)miR-433-3p，直接靶向降低CBX3表達(dá)從而抑制肝癌細(xì)胞的存活、遷移和侵襲。上述研究結(jié)果提示CBX3可作為肝癌患者預(yù)后的生物標(biāo)志物，值得進(jìn)一步深入挖掘。

2.4 CBX4與肝癌CBX4是PcG家族中唯一能作為SUMO E3連接酶的酶激活蛋白，參與SUMO化修飾(sma11 ubiquitin-like modifier E3 ligase, SUMO E3 ligase)，并與各種底物相互作用。Li等[16]研究發(fā)現(xiàn)，CBX4通過其SUMO E3連接酶活性控制HIF-1α增強HCC的血管生成。Zhao等[17]研究發(fā)現(xiàn)，阻斷CBX4表達(dá)對晚期HCC索拉非尼耐藥患者很重要，表明CBX4可能作為HCC的潛在治療靶點。Zheng等[18]發(fā)現(xiàn)miR-195和CBX4 mRNA在大多數(shù)肝癌組織中均異常表達(dá)。miR-195通過抑制CBX4表達(dá)阻止HCC的發(fā)展。Jiao等[19]發(fā)現(xiàn)肝動脈化療栓塞術(shù)TACE延長了CBX4高表達(dá)HCC患者的總生存期，而肝動脈栓塞術(shù)TAE則縮短了患者的總生存期，表明CBX4可作為HCC患者的獨立預(yù)后因素，用于肝癌患者術(shù)后TACE的決策，CBX4高表達(dá)患者術(shù)后應(yīng)接受TACE治療，以提高其生存率。

2.5 CBX6與肝癌CBX6是PRC1的核心蛋白質(zhì)亞基之一，在基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞更新分化、腫瘤發(fā)生、發(fā)展和干細(xì)胞干性維持等方面發(fā)揮重要作用。研究表明，CBX6參與干細(xì)胞的自我更新過程，對于多能干細(xì)胞的干性維持和分化至關(guān)重要[20]。Zheng等[21]發(fā)現(xiàn)CBX6在肝癌臨床標(biāo)本和肝癌細(xì)胞系中被介導(dǎo)。多功能分析提示，HCC中CBX6表達(dá)升高是一個獨立的不良預(yù)后因素，CBX6在體內(nèi)、外均可使肝癌細(xì)胞顯著生長。機(jī)制研究表明，S100A9/NF-κB/MAPK通路在調(diào)控CBX6功能中起重要作用。Wang等[22]研究發(fā)現(xiàn)CBX6在HCC組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織。CBX6高表達(dá)HCC患者的腫瘤生長速度快、侵襲能力強、臨床分期高、腫瘤分化差的傾向較高。進(jìn)一步研究表明，CBX6通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子Snail/ZEB1介導(dǎo)的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)機(jī)制增強肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。綜上，CBX6在肝癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，可作為HCC的新型預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點。

2.6 CBX7與肝癌CBX7是CBX蛋白家族的成員之一。在細(xì)胞中CBX7通常作為表觀遺傳調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)基因表達(dá)。在病理上，CBX7異常表達(dá)會導(dǎo)致基因表達(dá)失衡，這與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。在癌癥的發(fā)生、發(fā)展中，CBX7發(fā)揮雙重作用。一方面，它通過抑制腫瘤抑制基因促進(jìn)某些癌癥的進(jìn)展。另一方面，它通過與不同分子相互作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的合成，抑制腫瘤進(jìn)展。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)miR-18a在HCC中表達(dá)上調(diào)，并通過下調(diào)IRF2和CBX7表達(dá)刺激肝癌細(xì)胞系的增殖和遷移。Zhu等[24]檢測75例肝癌組織和癌旁非瘤組織中CBX7的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)CBX7在肝癌組織中的表達(dá)明顯低于癌旁非瘤組織，即CBX7在HCC組織中表達(dá)下調(diào)，提示CBX7對HCC有抑制作用。Cox回歸分析顯示，CBX7是肝癌的獨立保護(hù)因子，證實了CBX7在肝癌進(jìn)展和預(yù)后中的關(guān)鍵作用。

2.7 CBX8與肝癌CBX8是PRC1的亞基，可識別組蛋白H3K27me3上的三甲基化，并與PRC2復(fù)合物協(xié)同作用作為表觀遺傳基因沉默子。CBX8在細(xì)胞增殖、干細(xì)胞生物學(xué)、細(xì)胞衰老和癌癥發(fā)展中起關(guān)鍵作用。Tang等[25]發(fā)現(xiàn)臨床HCC標(biāo)本中CBX8表達(dá)與患者存活率呈負(fù)相關(guān)。在HCC細(xì)胞中CBX8過表達(dá)可誘導(dǎo)EMT、侵襲性、遷移和干細(xì)胞樣特征的侵襲性表型。因此，CBX8為HCC轉(zhuǎn)移提供新機(jī)制，并提示CBX8的酶活性可能是HCC的治療靶點。Xiao等[26]發(fā)現(xiàn)CBX8在HCC中表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)與細(xì)胞周期進(jìn)程相關(guān)。CBX8過表達(dá)促進(jìn)HCC細(xì)胞的生長，而敲低CBX8可抑制細(xì)胞增殖。CBX8通過與YBX1結(jié)合激活Cyclin D1表達(dá)，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖。Zhang等[27]發(fā)現(xiàn)CBX8在HCC中表達(dá)增加。過表達(dá)CBX8促進(jìn)HCC的生長和轉(zhuǎn)移，而沉默CBX8抑制了這些效應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CBX8通過同時增強EGR1和miR-365a-3p的表達(dá)而激活A(yù)KT/β-catenin通路，從而顯示其促腫瘤活性。Zhu等[28]研究發(fā)現(xiàn)CBX8在HCC中過表達(dá)。敲低CBX8可抑制HCC細(xì)胞的侵襲和遷移能力。此外，在HCC腫瘤組織和細(xì)胞中，CBX8與EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)存在顯著關(guān)系。進(jìn)一步研究表明，CBX8通過誘導(dǎo)EMT過程促進(jìn)HCC的轉(zhuǎn)移。綜上，CBX8可能成為HCC診斷和治療的潛在靶點。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，CBX家族蛋白通過調(diào)控Wnt/β-catenin、miR-29a-3p、S100A9/NF-κB/MAPK、YAP磷酸化、Snail/ZEB1、EMT、AKT/β-catenin等信號通路，影響細(xì)胞增殖、侵襲、遷移及調(diào)節(jié)細(xì)胞周期等生物學(xué)過程，從而促進(jìn)或抑制HCC的發(fā)生、發(fā)展。此外，CBX家族成員(CBX1、2、3、4、6、7、8)有望成為肝細(xì)胞癌診斷和判斷預(yù)后的生物標(biāo)志物，同時還可能成為HCC治療的新靶點。但目前關(guān)于CBX5蛋白在HCC中的研究和報道較少。因此，進(jìn)一步深入研究CBX蛋白家族在HCC中的作用及其分子機(jī)制將為HCC的診斷、預(yù)后標(biāo)志物和治療提供新的思路和研究視角。