王英杰 李群益 鐘明康 陳海飛 施孝金

（復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院藥劑科 上海 200040）

環(huán)磷酸腺苷應(yīng)答元件結(jié)合蛋白（cyclic adenosine monophosphate response element binding protein, CREB）調(diào)控的轉(zhuǎn)錄共激活因子（CREB-regulated transcription coactivators, CRTCs）是一個新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞內(nèi)信號整合子家族，能調(diào)控細(xì)胞的合成代謝。CRTC1最初被鑒別為黏液表皮樣癌（mucoepidermoid carcinoma, MEC）中的融合癌基因[1]，但隨后的基因組高通量篩選分析揭示，CRTC1/2/3是轉(zhuǎn)錄因子CREB的最有效共激活因子[2-3]。越來越多的研究表明，CRTCs參與調(diào)控細(xì)胞的生長、分化、增殖、存活、DNA損傷修復(fù)和凋亡相關(guān)信號通路[4]。由此，CRTCs的異常激活和細(xì)胞癌變之間的多重關(guān)聯(lián)被逐漸發(fā)現(xiàn)。目前已明確，活化的CRTCs與細(xì)胞獲得惡性表型的生物學(xué)能力之間存在著直接的關(guān)聯(lián)[4]。由于CRTCs的核定位和轉(zhuǎn)錄共激活能力具有環(huán)境依賴性[5-7]，故需進(jìn)行更多的研究來確定它們在不同類型腫瘤中究竟是作為癌基因還是腫瘤抑制因子發(fā)揮作用。

1 MEC

MEC是最常見的涎腺腫瘤。復(fù)發(fā)性t（11; 19）易位產(chǎn)生的 CRTC1/MAML2（MECT1/MAML2）融合蛋白（C1/M2）占MEC主要驅(qū)動基因改變的50%以上[1]。這種易位會通過將Notch結(jié)合域替換為CRTC1的CREB結(jié)合域來破壞MAML2向Notch的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。雖然Notch在MEC發(fā)生發(fā)展中的作用還不清楚，但在非MEC腫瘤的融合基因中檢測到了相同的MAML2或MAML3的羧基末端外顯子，提示這些外顯子序列的主要功能是提供轉(zhuǎn)錄激活域并破壞Notch的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。以前認(rèn)為CREB中S133的磷酸化對于CREB/CRTCs/CREB結(jié)合蛋白（CREB-binding protein, CBP）復(fù)合物的形成和CREB介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄是必需的，但最近一項結(jié)構(gòu)-功能研究表明，在C1/M2的存在下，CBP能以一種獨立于S133磷酸化的方式與CREB結(jié)合[8]，與先前的研究結(jié)果[9-10]截然相反。C1/M2作為組成性活性CREB共激活因子發(fā)揮作用，與單獨強制表達(dá)CRTC1不同，其足以誘導(dǎo)指向新特性的轉(zhuǎn)化，包括前mRNAs剪接的異常調(diào)節(jié)和MYC靶基因的解除調(diào)節(jié)[8]。這種致癌特性是C1/M2缺乏剪接結(jié)構(gòu)域及其能與MYC發(fā)生直接相互作用并通過C1/M2固有功能獲得的特性所表現(xiàn)出來的結(jié)果。除CREB和MYC外，C1/M2與活化蛋白-1的結(jié)合也會促進(jìn)細(xì)胞癌變，并與癌變細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移和轉(zhuǎn)移有關(guān)[4,8]?？傊?，由C1/M2上調(diào)的雙調(diào)蛋白、核受體亞家族4 A組成員（nuclear receptor subfamily 4 group A member, NR4A）2、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）10、NR4A3、長鏈非編碼RNA LINC00473等下游靶點是MEC生長和維持所必需的[4,11-12]。

隊列研究發(fā)現(xiàn)，C1/M2和C3/M2基因融合的發(fā)生率很高[13]。所以，C1/M2和C3/M2的狀態(tài)已逐漸成為MEC診斷的可靠指標(biāo)。令人感興趣的是，低或中等級別MEC的易位率高于高級別MEC，易位陽性患者具有更好的疾病特異性生存率，而高級別MEC易位陰性腫瘤實際上可能更適合歸類為另一種腫瘤類型（如腺鱗癌）[14-15]。但是，也有研究提示，C1/M2和C3/M2基因融合的狀態(tài)與MEC的分級或患者生存率沒有相關(guān)性[13]，MEC的預(yù)后數(shù)據(jù)易受到許多額外體細(xì)胞突變事件如CDKN2A/p16或TP53缺失的影響[16]。因此，在將C1/M2和C3/M2基因融合用作MEC的預(yù)后生物標(biāo)志物之前，應(yīng)對MEC進(jìn)行進(jìn)一步的表征。

2 肺癌

肺癌是最常見的腫瘤類型之一。LKB1是腺苷酸活化的蛋白激酶（adenosine 5'-monophosphate-activated protein kinase, AMPK）的關(guān)鍵上游激活因子，而AMPK是一種在進(jìn)化上高度保守的代謝傳感器，具有維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和能量平衡的作用。LKB1等位基因缺失的種系突變會導(dǎo)致家族性Peutz-Jeghers綜合征，該綜合征與多種自發(fā)性良性和惡性表型相關(guān)，包括生長性腺癌[17-19]。因此，LKB1也是非小細(xì)胞肺癌體細(xì)胞突變失活的最常見靶點之一，LKB1缺失（或有缺陷）的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出CRTC1低磷酸化和CREB靶點的共轉(zhuǎn)錄激活異常。例如，CRTC1可誘導(dǎo)下游靶點如NR4A2、神經(jīng)前體細(xì)胞表達(dá)的發(fā)育下調(diào)因子9、環(huán)氧化酶-2和LINC00473在LKB1缺失（或有缺陷）的非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖[20]。在正反饋環(huán)路機制中，LINC00473會促進(jìn)CRTC1/CREB/NONO復(fù)合物的形成，上調(diào)CREB調(diào)節(jié)的靶基因的表達(dá)[21]。有研究通過生物信息學(xué)分析并與Broad研究所的Connectivity Map數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)53種肺癌細(xì)胞系中LKB1表達(dá)缺失的癌癥基因標(biāo)簽，與這些基因標(biāo)簽比對得分高的藥物都被認(rèn)為是CRTC1激活劑[20]。值得注意的是，比對得分最高的17種化合物，如colforsin（一種水溶性forskolin類似物），都是已知的CRTCs激活劑，包括6種不同的β腎上腺素受體激動劑和6種不同的前列腺素E2類似物[20]。這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，CRTCs的活化是肺癌細(xì)胞中LKB1表達(dá)缺失的基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵事件。

除CRTC1外，測序研究數(shù)據(jù)還表明，CRTC2也與肺癌有關(guān)[22-23]。CRTC2通過CREB和NONO的相互作用并與LINC00963（MetaLnc9）形成復(fù)合物，由此建立正反饋環(huán)路來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。CRTC2還能調(diào)節(jié)c-Jun活性，誘導(dǎo)MMP2、MMP9、E-鈣黏蛋白、波形蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲[22]。

3 食管癌

食管癌是一種常見的消化道腫瘤類型，包括食管鱗癌和食管腺癌。兩項大規(guī)模的基于單核苷酸多態(tài)性或其標(biāo)記的全基因組相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，CRTC1是食管腺癌和Barrett食管的易感基因[24-25]。此外，在食管鱗癌中，LKB1表達(dá)缺失導(dǎo)致的組成性CRTC1活性會誘導(dǎo)LYPD3基因表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[26]。

4 血液系統(tǒng)腫瘤

CRTCs在不同的血液系統(tǒng)腫瘤中有時作為癌基因發(fā)揮作用，有時作為腫瘤抑制因子發(fā)揮作用。在由混合譜系白血病癌基因驅(qū)動的急性白血病中，糖原合成酶激酶-3會促進(jìn)CRTCs、CREB及其CBP與同源結(jié)構(gòu)域蛋白MEIS1的結(jié)合并形成一種轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，進(jìn)而促進(jìn)Hox介導(dǎo)的白血病干細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和維持[27]。CRTCs的活性也可由miRNAs調(diào)控。例如，表觀遺傳沉默可導(dǎo)致急性髓細(xì)胞白血病中miR-22缺失，進(jìn)而導(dǎo)致CRTC1表達(dá)減少、CREB信號通路活化和白血病進(jìn)展[28]。

在T細(xì)胞淋巴瘤中，CRTC2與CREB及其CBP能協(xié)同促進(jìn)DNA錯配修復(fù)基因的表達(dá)，故CRTC2的腫瘤抑制作用與基因突變率增加和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性有關(guān)[29]。然而，盡管CRTC2在T細(xì)胞淋巴瘤中具有上述機制的腫瘤抑制作用，但Ⅰ型人類T細(xì)胞白血病病毒（human T-cell leukemia virus type 1, HTLV-1）蛋白Tax與CRTC2/CREB的相互作用卻會上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)并促進(jìn)HTLV-1相關(guān)的T細(xì)胞淋巴瘤的增殖[30]。先前已有研究證實，Tax可直接與CRTC1/2/3相互作用，形成一種復(fù)合物，激活HTLV-1轉(zhuǎn)錄[31-32]。因此，CRTC2在不同亞型T細(xì)胞淋巴瘤中發(fā)揮的作用具有環(huán)境依賴性。

5 其他腫瘤

目前，人們?nèi)栽诓粩嗵骄緾RTCs在各種腫瘤中的作用。已有研究報告了CRTCs與結(jié)腸癌[5]、乳腺癌[33]和前列腺癌[6]的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。在結(jié)腸癌中，環(huán)氧化酶-2/前列腺素E2信號通路能激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶和蛋白激酶A，由此誘導(dǎo)CRTC1去磷酸化，進(jìn)而誘導(dǎo)活化蛋白-1和CREB相互作用，上調(diào)NR4A2、環(huán)氧化酶-2、雙調(diào)蛋白和白介素-6的基因表達(dá)，提高結(jié)腸癌細(xì)胞存活、增殖和對化療抵抗的能力[5]。研究發(fā)現(xiàn)，乳腺脂肪基質(zhì)細(xì)胞中CRTC2的活化會使肥胖和乳腺癌發(fā)生之間產(chǎn)生聯(lián)系[33]。用瘦素處理乳腺脂肪基質(zhì)細(xì)胞能導(dǎo)致此類細(xì)胞中CRTC2低磷酸化和芳香化酶表達(dá)增加。此外，CRTC2還被確認(rèn)是乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌中Ras/絲裂原活化的蛋白激酶、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B和蛋白激酶A信號通路的靶點[6]。在這些腫瘤中，CRTC2會誘導(dǎo)乳腺癌耐藥蛋白基因表達(dá)并促進(jìn)腫瘤對化療的耐藥性發(fā)展[6]。在前列腺癌中，CRTC2也與胰島素樣生長因子-1（insulin-like growth factor-1, IGF-1）受體表達(dá)相關(guān)，且與前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲相關(guān)。而二甲雙胍能使CRTCs信號通路失活，進(jìn)而下調(diào)IGF-1受體的表達(dá)和降低IGF-1的敏感性[34]。

6 小結(jié)

CRTCs是一個新發(fā)現(xiàn)的信號整合子家族，通常通過對代謝應(yīng)激的反應(yīng)來恢復(fù)體內(nèi)信號平衡。CRTCs在多種類型的腫瘤中表達(dá)異常，故可能成為腫瘤治療的靶點之一[35]。現(xiàn)有的證據(jù)表明，CRTCs在健康和疾病狀態(tài)下的活性受細(xì)胞類型和可能的外源性病毒感染的影響，其作用在不同類型細(xì)胞和組織中呈環(huán)境/組織特異性。此外，CRTCs在各種腫瘤中的作用也可能受到不同細(xì)胞系中共轉(zhuǎn)錄復(fù)合物結(jié)合位點的不同組裝和不同體細(xì)胞突變狀態(tài)的影響。然而，目前尚不清楚通常由上游負(fù)調(diào)節(jié)因子如AMPK、鹽誘導(dǎo)型激酶、絲裂原活化的蛋白激酶所靶向的體細(xì)胞突變是否亦會導(dǎo)致腫瘤中CRTCs的活性異常。還有，盡管CRTCs可結(jié)合并共同激活CREB，CRTCs在黑色素瘤[36]、肺癌[37]、急性髓細(xì)胞白血病[29,38]和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤[39]發(fā)生發(fā)展中所起的作用已得到明確，但其與其他轉(zhuǎn)錄共激活因子和/或相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子bZIP的相互作用是否會影響CRTCs的生物學(xué)功能（癌基因或腫瘤抑制因子），尚待進(jìn)一步研究的闡釋。