馬娟 趙楠楠 楊拴盈

西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科710000

惡性腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康及社會(huì)發(fā)展的主要疾病。據(jù)2013年中國惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析估計(jì),全國2013年新發(fā)惡性腫瘤病例約368.2萬例,死亡病例222.9萬例,惡性腫瘤死亡率約163.83/10 萬[1]。肺癌、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌、女性乳腺癌、食管癌是我國主要的惡性腫瘤,約占全部腫瘤新發(fā)病例的66%。肺癌、肝癌、胃癌、食管癌、結(jié)直腸癌是主要的腫瘤死因,約占全部腫瘤死亡病例的70%[1]。在臨床工作中,惡性腫瘤治療仍面對(duì)著難以早期發(fā)現(xiàn)及診斷、抗腫瘤藥物敏感性低及耐藥的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),針對(duì)新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)及靶向藥物治療的研究仍需要進(jìn)一步深入。

DHX9又稱為核DNA解旋酶Ⅱ或RNA 解旋酶A,主要參與RNA 代謝重要步驟,如轉(zhuǎn)錄、前體m RNA 剪接、翻譯和核糖體生物合成[2-4],對(duì)于維持基因組的穩(wěn)定性也發(fā)揮著重要作用[5]。DHX9是解旋酶DEx H-box家族的成員之一,其名源于解旋酶核心結(jié)構(gòu)域中的保守序列Asp-Glu-Ile-His,也是SFⅡ類解旋酶的一部分,主要包含DEx H 解旋酶和DExD 解旋酶[5]。在線蟲[6]、小鼠[7]和果蠅[8]中均發(fā)現(xiàn)其同源蛋白。果蠅中的DHX9突變導(dǎo)致雄蠅因不能蛹化而選擇性死亡[9-10]。在限定溫度下,蠕蟲中的DHX9-1突變產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄去沉默,導(dǎo)致生殖細(xì)胞增殖缺陷[6]。在原腸胚形成期間,小鼠純合子DHX9基因突變?cè)斐稍缙谂咛サ闹滤繹7]。目前,在人類多種惡性腫瘤中均發(fā)現(xiàn)DHX9基因的突變和DHX9表達(dá)過程中的改變,表明非功能性DHX9蛋白參與惡性腫瘤的轉(zhuǎn)化[11-12]。

1 DHX9與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

1.1肺癌 Cao等[13]將正常肺組織與肺癌組織[小細(xì)胞肺癌細(xì)胞株 H446、非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)細(xì)胞株A549、PC9]的DHX9表達(dá)對(duì)比結(jié)果顯示,DHX9 在肺癌的血清和組織中均存在過表達(dá),特別是在小細(xì)胞肺癌中。且在不同臨床分期的患者中：Ⅲ期或Ⅳ期肺癌患者DHX9明顯高于Ⅰ或Ⅱ期肺癌患者,提示DHX9可能與肺癌的惡性程度與擴(kuò)散相關(guān)。這與Wei等[14]的研究結(jié)果一致。隨后通過RNA 干擾使A549 細(xì)胞株中DHX9表達(dá)下調(diào),使用依諾沙星抑制細(xì)胞增殖,盡管依諾沙星抑制了NSCLC 細(xì)胞的增殖,但當(dāng)DHX9 被敲除時(shí)其抑制作用減弱[13]。這也表明DHX9在肺癌中的過表達(dá)可能有助于肺癌的生長,依諾沙星可以有效抑制DHX9的增殖,DHX9 可以用作肺癌診斷的標(biāo)志物和治療NSCLC的潛在治療靶點(diǎn)。

對(duì)77例NSCLC患者的臨床表現(xiàn)與表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)表達(dá)進(jìn)行相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)癌組織中EGFR 表達(dá)顯著高于正常肺組織,其中Ⅲ期NSCLC EGFR 受體表達(dá)高于于Ⅰ和Ⅱ期[15]。表明EGFR 染色高強(qiáng)度的存在與人類NSCLC的擴(kuò)散有關(guān),這與以上研究[13-14]中DHX9 在肺癌中的檢測(cè)結(jié)果一致。而DHX9同時(shí)結(jié)合EGFR 和細(xì)胞周期蛋白啟動(dòng)子區(qū)富含AT的保守序列可以激活EGFR 反應(yīng)性基因的轉(zhuǎn)錄[16],且在靶細(xì)胞中,細(xì)胞核內(nèi)EGFR 表達(dá)與DHX9、cyclinD1 之間存在強(qiáng)烈的正相關(guān)[17]。這說明EGFR 與DHX9的相互作用與肺癌,尤其是NSCLC 的擴(kuò)散密切相關(guān)。此外,DHX9 是DNA/RNA 解旋酶Schlafen-11(SLFN11)蛋白質(zhì)合作伙伴,而SLFN11的沉默與增加鉑化合物耐藥性有關(guān)[18]。這與臨床觀察到攜帶SLFN11 高甲基化的NSCLC 患者對(duì)順鉑和卡鉑治療的反應(yīng)較差的結(jié)果一致。此研究還發(fā)現(xiàn)SLFN11 與DHX9 發(fā)生免疫共沉淀,且細(xì)胞核中的SLFN11和DHX9蛋白存在部分共定位[18]。證實(shí)DHX9的過表達(dá)可能與NSCLC對(duì)鉑化合物臨床耐藥性有關(guān)。

另外,通過27例肺腺癌患者的肺癌組織與其正常組織的外顯子組和信使RNA(m RNA)進(jìn)行測(cè)序,隨后對(duì)篩選發(fā)現(xiàn)的序列突變及通路失調(diào)及與患者腫瘤表型及臨床預(yù)后進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)DHX9突變同時(shí)發(fā)生在DNA與RNA 中,且這種高頻率突變與細(xì)胞通路失調(diào)和患者生存高度相關(guān)。這也再次提示DHX9可能是肺癌治療的新靶點(diǎn)[18]。DHX9能與泛素結(jié)合酶9 相互作用,使DHX9 的N 端發(fā)生泛素化[19]。泛素結(jié)合酶9過表達(dá)能促進(jìn)肺癌的轉(zhuǎn)移及侵襲[20],而DHX9在肺癌中過表達(dá)可能也有助于肺癌的生長,這說明DHX9與泛素結(jié)合酶9相互作用可能協(xié)同促進(jìn)肺癌的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移。

1.2乳腺癌 對(duì)細(xì)胞核內(nèi)EGFR 表達(dá)、DHX9、細(xì)胞周期蛋白D1在51個(gè)人乳腺腫瘤樣品中的表達(dá)分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)核EGFR 的表達(dá)水平與核DHX9 表達(dá)水平強(qiáng)烈相關(guān)。此外,核內(nèi)EGFR 和DHX9的表達(dá)與細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)呈正相關(guān)。這說明核內(nèi)EGFR/DHX9復(fù)合體調(diào)控癌細(xì)胞中細(xì)胞周期蛋白D1 基因的表達(dá)。由此也可以預(yù)想DHX9與EGFR 的相互作用促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖。目前針對(duì)EGFR 的療法,包括吉非替尼、西妥昔單抗、拉帕替尼等在乳腺癌中的臨床效果欠佳。DHX9能否作為乳腺癌治療的潛在靶點(diǎn)還需進(jìn)一步深入研究[17]。

另外,Schlegel等[21]利用顯性負(fù)性方法來阻斷人乳腺上皮細(xì)胞中的BRCA1功能并鑒定出BRCA1功能喪失后人乳腺上皮細(xì)胞發(fā)生的變化。研究結(jié)果顯示發(fā)現(xiàn)在人乳腺上皮細(xì)胞株MCF-10A 中,觀察到DN-RHA 的過表達(dá)導(dǎo)致MCF-10A 細(xì)胞中四倍體的出現(xiàn)(與乳腺癌早期病變一致)。這說明DHX9高表達(dá)可能與早期乳腺癌的發(fā)生密切相關(guān)。對(duì)來自高風(fēng)險(xiǎn)但BRCA1/BRCA2表達(dá)陰性的法國、加拿大家庭的96例乳腺癌個(gè)體隊(duì)列中的BRCA1相互作用蛋白的基因進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)DHX9基因序列的突變[11]。DHX9可使BCRA1轉(zhuǎn)錄減少以促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生[22]。

1.3尤文肉瘤(Ewing sarcoma,ES) 85%的ES 中存在EWS-FLI1[23]。通過研究EWS-FLI1 對(duì)RHA 解旋酶活性的影響,發(fā)現(xiàn)EWS-FLI1 以劑量依賴性方式降低RHA解旋酶活性而不影響內(nèi)源性ATP 酶活動(dòng);YK-4-279 抑制RHA 與EWS-FLI1結(jié)合并且改變了2種蛋白的RNA 結(jié)合特征;而使用YK-4-279的對(duì)映異構(gòu)體[YK-4-279(S)],可以逆轉(zhuǎn)這種抑制作用。從而得出結(jié)論,EWS-FLI1 調(diào)節(jié)RHA 解旋酶活性,導(dǎo)致整體轉(zhuǎn)錄組加工的變化[24]。此結(jié)果與其他研究結(jié)果一致[25],所以DHX9 與致癌轉(zhuǎn)錄因子EWS-FLI1相互作用促進(jìn)ES發(fā)生。

Fidaleo等[26]發(fā)現(xiàn)紫外線照射可以誘導(dǎo)DHX9 亞型的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致前體m RNA 的選擇性剪接,進(jìn)而造成DHX9蛋白的低表達(dá);DHX9 蛋白與RNA 聚合酶Ⅱ和EWS-FLI1形成復(fù)合物以增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄。ES細(xì)胞中DHX9的沉默使它們對(duì)紫外線處理敏感并且影響EWS-FLI1募集到靶基因,而DHX9過表達(dá)保護(hù)ES 細(xì)胞免受基因毒性應(yīng)激。證實(shí)DHX9與EWS-FLI1相互作用,造成ES的發(fā)生,抑制DHX9可能為ES的治療提供新的方法和前景。

1.4膀胱癌 人類DHX9 基因定位于前列腺癌的主要易感性位點(diǎn)染色體帶1q25[27],DHX9表達(dá)受轉(zhuǎn)錄因子SOX4控制,SOX4在前列腺癌中過表達(dá)[28]。SOX4 與抑制性蛋白質(zhì)相互作用,導(dǎo)致DHX9 表達(dá)降低[29]。SOX4 還調(diào)節(jié)RNA 誘導(dǎo)沉默復(fù)合體中Dicer和Argonaute蛋白的轉(zhuǎn)錄,兩者都與DHX9相互作用[28-30],事實(shí)上,DICER 本身在前列腺癌中過表達(dá)[31]。這些研究表明,DHX9可能在前列腺癌發(fā)展中發(fā)揮作用,但需要進(jìn)一步驗(yàn)證其直接聯(lián)系。

1.5淋巴瘤 DHX9抑制通過激活p53信號(hào)引發(fā)凋亡或衰老反應(yīng)。但也研究顯示DHX9 抑制也可能在缺乏功能性p53的細(xì)胞中具有有害作用。DHX9的缺失導(dǎo)致p53 缺陷小鼠淋巴瘤細(xì)胞死亡增加,并且p53缺陷型小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中的G0/G1細(xì)胞周期停滯。對(duì)p53 轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)的m RNA 水平的分析表明p53缺失型淋巴瘤盡管沒有功能性p53,p53靶標(biāo)子集也被激活。這意味著在p53 缺陷細(xì)胞中,DHX9通過旁路途徑介導(dǎo)細(xì)胞死亡和細(xì)胞周期停滯,并支持在p53缺陷腫瘤中靶向DHX9治療的可行性[32]。此外在另一研究中指出無論在體內(nèi)還是體外情況下,抑制DHX9的表達(dá)均對(duì)Tsc2+/Eu-Myc淋巴瘤細(xì)胞具有致死作用,且可以在體內(nèi)延長淋巴瘤的形成時(shí)間[33]。

1.6結(jié)直腸癌 在攜帶鼠科CT26結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的小鼠中篩選了一個(gè)大核酸酶RNA 寡核苷酸文庫,以鑒定可定位于肝內(nèi)腫瘤沉積物的RNA 適體。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中一種適體S-1與蛋白質(zhì)DHX9 特異性結(jié)合,且S-1 優(yōu)先定位于體內(nèi)癌細(xì)胞的細(xì)胞核,而DHX9是已知在結(jié)腸直腸癌中上調(diào)的RNA 解旋酶,因此具有靶向治療的潛力[34]。

1.7神經(jīng)母細(xì)胞瘤 在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中,驅(qū)動(dòng)蛋白家族成員1Bβ(kinesin family member1B isoform b,KIF1Bβ)與DHX9相互作用,引起DHX9的核積累,隨后誘導(dǎo)促凋亡XIAP相關(guān)因子1,繼而誘導(dǎo)凋亡。在缺乏神經(jīng)生長因子的細(xì)胞凋亡過程,DHX9誘導(dǎo)是必需的。染色體1p36缺失的神經(jīng)母細(xì)胞瘤同時(shí)表現(xiàn)出KIF1Bβ表達(dá)缺失和DHX9核定位的受損,暗示神經(jīng)母細(xì)胞瘤發(fā)病機(jī)制與DHX9核活性的喪失有關(guān)。KIF1Bβ具有神經(jīng)母細(xì)胞瘤腫瘤抑制特性并可通過激活促凋亡XIAP 相關(guān)因子1表達(dá)得到增強(qiáng),而這需要DHX9的誘導(dǎo)凋亡來實(shí)現(xiàn)。KIF1Bβ的缺失改變DHX9 的亞細(xì)胞定位并減少交感神經(jīng)元的神經(jīng)生長因子依賴性,導(dǎo)致神經(jīng)母細(xì)胞的剔除減少,因此可能易于形成腫瘤。有趣的是,在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中,DHX9 可能作為保護(hù)性因子。這可能與細(xì)胞所處的微環(huán)境有關(guān),具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究[35]。

1.8其他 DHX9 也涉及骨肉瘤和Wilms腫瘤。骨肉瘤細(xì)胞系的基因表達(dá)譜顯示出DHX9 的過表達(dá),核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)途徑中的幾個(gè)其他基因也被上調(diào)。由于DHX9是一種NF-κB的分子伴侶,這支持NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在骨肉瘤轉(zhuǎn)移中的作用[36]。DHX9 與miRNA miR-483-5p協(xié)同作用誘導(dǎo)胰島素樣生長因子2 的表達(dá)。在Wilms腫瘤和骨肉瘤中miR-483-5p和IGF 都過表達(dá),且在肉瘤細(xì)胞和小鼠異種移植細(xì)胞中miR-483-5p的異位表達(dá)增強(qiáng)了腫瘤發(fā)生[37]。另外,DHX9在宮頸癌的發(fā)生中也存在重要的作用。lnc-CCDST 的長非編碼RNA 在宮頸癌組織中顯著下調(diào),而DHX9在宮頸癌組織中上調(diào),并促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和血管生成[38]。lnc-CCDST 和DHX9通過泛素蛋白酶體途徑(E3泛素連接酶MDM2)相互作用促進(jìn)DHX9降解。人乳頭瘤病毒癌基因E6和E7消除了lnc-CCDST 的表達(dá),破壞MDM2 和DHX9 相互作用以及DHX9降解,導(dǎo)致DHX9的增加,從而促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和血管生成,并鑒定其可以作為人乳頭瘤病毒惡性腫瘤的潛在治療靶標(biāo)。

2 DHX9與惡性腫瘤治療

ABT-737是B淋巴細(xì)胞瘤基因2、B淋巴細(xì)胞瘤基因-XL的有效抑制劑[39-40]。使用Arf-/-Eμ-myc/Bcl-2小鼠淋巴瘤細(xì)胞(其過度表達(dá)外源BCL-2并且對(duì)ABT-737有抗性),在利用sh RNA 篩選ABT-737的致敏劑時(shí),發(fā)現(xiàn)DHX9作為合成致死劑被擊中。DHX9 抑制通過激活p53,克服了對(duì)ABT-737的抗性,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[41]。因此DHX9可能是抑制ABT-737或其衍生物的候選靶點(diǎn)。在人類多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞株中,敲除DHX9出現(xiàn)協(xié)同增強(qiáng)糖皮質(zhì)激素地塞米松對(duì)骨髓瘤的治療作用[33,42],表明在多發(fā)性骨髓瘤中針對(duì)DHX9靶向治療的可能性。在來源于不同類型癌癥(包括多發(fā)性骨髓瘤、骨肉瘤、乳腺癌、肺癌和宮頸癌)的人類細(xì)胞株中,抑制DHX9 可使大多數(shù)以上細(xì)胞株致死[33]。在MYC驅(qū)動(dòng)的小鼠淋巴瘤模型中,發(fā)現(xiàn)無論在體內(nèi)或者體外抑制DHX9均對(duì)淋巴瘤細(xì)胞具有致死作用,并延長攜帶這些腫瘤的小鼠的存活時(shí)間;在ES家族腫瘤中,將EWS的5'反式激活結(jié)構(gòu)域與轉(zhuǎn)錄因子FLI1的3'ETS結(jié)構(gòu)域融合,得到融合蛋白EWS-FLI1,EWS-FLI1具有致癌性[43]。在異體移植模型中,阻斷DHX9和EWS-FLI1之間相互作用的小分子(YK-4-279)則會(huì)誘導(dǎo)ESFT 細(xì)胞凋亡并抑制腫瘤生長。YK-4-279活性已通過藥代動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)行了優(yōu)化,并開發(fā)了口服可用制劑,因此有希望成為臨床開發(fā)的候選藥物[44-45]。已經(jīng)證明,雖然DHX9的喪失在各種人類和小鼠癌細(xì)胞中具有致死性,但是在一定條件下的小鼠模型中DHX9抑制在生物水平上可以良好耐受,且攜帶低水平DHX9的小鼠并未表現(xiàn)出明顯的不良反應(yīng),甚至在高度增殖的組織如皮膚或腸中也是如此[41]。因此,有理由推斷DHX9抑制在正常組織中可以耐受,DHX9可能作為惡性腫瘤治療的潛在新靶點(diǎn)。但目前靶向作用于DHX9的藥物仍處于基礎(chǔ)研究,尚需要更多的臨床試驗(yàn)及數(shù)據(jù)驗(yàn)證其有效性及安全性。

3 結(jié)論與思考

近年來,隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,人類對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)不斷深入,明確基因型與表型的關(guān)聯(lián),精確尋找疾病的原因和治療靶點(diǎn),根據(jù)分子亞型將治療靶點(diǎn)與特定的靶向藥物精準(zhǔn)配對(duì),從而實(shí)現(xiàn)腫瘤個(gè)體化治療[46]。而臨床中腫瘤靶向藥物耐藥普遍存在,目前仍需要更多的研究以制定針對(duì)其耐藥可選用的臨床新策略。研究表明DHX9與乳腺癌、肺癌等多種惡性腫瘤的發(fā)生密切相關(guān),可能成為惡性腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

DHX9在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯,RNA 加工及轉(zhuǎn)錄,維持基因穩(wěn)定性等方面具有重要的調(diào)控作用。在多種人惡性腫瘤中均存在DHX9的過表達(dá),抑制DHX9會(huì)對(duì)大多數(shù)腫瘤細(xì)胞具有致死性,但在腫瘤細(xì)胞和正常組織中,DHX9抑制的不同作用及機(jī)制仍不清楚,可能與DHX9對(duì)腫瘤細(xì)胞的更高依賴性有關(guān)。鑒于DHX9在DNA/RNA 復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、維持基因穩(wěn)定性過程均有重要的作用,而腫瘤細(xì)胞中上述過程大多失調(diào),那么腫瘤細(xì)胞對(duì)DHX9是否具有“依賴性”也值得深思及進(jìn)一步深入研究。另外,在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中,DHX9可能抑制腫瘤的發(fā)生,這暗示DHX9的作用可能與細(xì)胞所處的微環(huán)境及相互作用的分子伴侶活性相關(guān)。在人體中,DHX9抑制劑又是否存在“脫靶”及對(duì)機(jī)體不良反應(yīng)的大小還有待進(jìn)一步的大量多中心臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突