王安訓(xùn)

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔頜面外科，廣東廣州（510080）

腫瘤遺傳學(xué)是研究基于基因序列改變所致的表達(dá)水平變化的學(xué)科，如基因突變、基因雜合丟失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定等；而腫瘤表觀遺傳學(xué)是研究基于非基因序列改變所致的基因表達(dá)水平變化，包括：DNA 甲基化（DNA methylation）、RNA 甲基化（RNA methylation）、非編碼RNA（no-coding RNA）、組蛋白修飾（histone modification）、染色質(zhì)重塑（chromatin remodeling）、基因組印記（genomic imprinting）等。長期以來，人們普遍認(rèn)為惡性腫瘤是一種“遺傳性”疾病，即主要由若干基因突變累積導(dǎo)致靶細(xì)胞的持續(xù)增殖、凋亡失控、侵襲能力增強(qiáng)，最終導(dǎo)致癌變。然而，近幾十年來的研究發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤相關(guān)基因的激活或失活，并不一定要通過DNA 序列改變，表觀遺傳調(diào)控失常也可產(chǎn)生與基因突變一樣的致癌后果，即表觀遺傳的改變?cè)诎┌Y的發(fā)生發(fā)展中同樣起重要作用。本文將綜合評(píng)述表觀遺傳在口腔鱗狀細(xì)胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）發(fā)生發(fā)展中的作用及其在OSCC 診斷、治療和預(yù)防中的價(jià)值。

1 表觀遺傳與OSCC 的發(fā)生發(fā)展

1.1 DNA 甲基化

DNA 甲基化是指在DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，在DNA 序列上的CpG 二核苷酸胞嘧啶上第5 位碳原子甲基化的過程，其產(chǎn)物稱為5-甲基胞嘧啶（5-mC）。DNA 甲基化是最早被發(fā)現(xiàn)、研究最深入的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制之一。在基因組中CpG 序列密度較高的區(qū)域稱為CpG 島，主要位于基因的啟動(dòng)子區(qū)，通常處于非甲基化狀態(tài)，當(dāng)其發(fā)生甲基化時(shí)，可導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄沉默及功能喪失［1］。大量研究顯示在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中常常出現(xiàn)DNA 的異常甲基化改變，主要表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞呈現(xiàn)全基因組的低甲基化，并伴隨特定基因（抑癌基因、DNA 修復(fù)基因）的高甲基化；同時(shí)腫瘤細(xì)胞中DNA 甲基化酶的表達(dá)明顯增高［2-3］。

目前研究顯示OSCC 的發(fā)生發(fā)展同樣存在抑癌基因、DNA 修復(fù)基因的高甲基化現(xiàn)象，如CRABP2、p16、RUNX3 等基因的高甲基化，它們與細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、凋亡、DNA 修復(fù)等密切相關(guān)［2-3］。Foy等［2］研究顯示扁平苔蘚（oral lichen planus，OPL）惡變或不惡變的患者之間存在86 個(gè)差異甲基化基因，而在正常組織中這86 個(gè)基因絕大部分為非甲基化，進(jìn)一步研究顯示血管緊張素Ⅱ1 型受體（angiotensin Ⅱtype1 receptor，AGTR1）基因，叉頭框基因家族（forkhead box，F(xiàn)OX）成員FOXI2 和前腦啡肽（proenkephalin，PENK）基因啟動(dòng)子甲基化和長散布核元件-1（long spread nuclear element-1，LINE1）基因啟動(dòng)子低甲基化與扁平苔蘚惡變密切相關(guān)，該研究提示OSCC 發(fā)生早期即存在異常的DNA 甲基化現(xiàn)象。Don 等［3］對(duì)OSCC 的DNA 甲基化研究的Meta 分析顯示：43%的患者存在P16 啟動(dòng)子的高甲基化，39.7%的患者存在死亡相關(guān)蛋白激酶基因（death-associated protein kinase，DAPK）啟動(dòng)子的高甲基化，39.8%的患者存在O～6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶基因（O～6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT）啟動(dòng)子的高甲基化；由此可見P16、DAPK 和MGMT 等基因啟動(dòng)子高甲基化有望成為OSCC 的分子標(biāo)志物。Basu 等［4］的研究也發(fā)現(xiàn)了多個(gè)OSCC 相關(guān)的DNA 甲基化基因，如Latexin（LXN）、鋅指蛋白154（ZNF154）、Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子1（Runt-related transcription factor 1，RUNX1）、CD28 和CD80 基因。另外，DNMT、Tet 蛋白等的突變或失活已被證實(shí)與多種惡性腫瘤密切相關(guān)，包括OSCC［5-6］。Supic 等［6］發(fā)現(xiàn)OSCC 組織中DNMT1（36.9%），DNMT3A（26%）和DNMT3B（23%）存在高表達(dá)，其中DNMT1 高表達(dá)與5 年生存率密切相關(guān)，可作為OSCC 患者獨(dú)立的預(yù)后因素。

1.2 RNA 甲基化

RNA 甲基化修飾約占所有RNA 修飾的60%以上，最常見的是6-甲基腺嘌呤（N～6-methyladenosine，m6A）和尿苷化修飾。m6A 甲基化修飾位于mRNA 終止密碼子附近和3′非翻譯區(qū)；涉及RNA 的所有生物過程，包括RNA 的加工、剪切、出核、翻譯和降解，可影響生物的晝夜節(jié)律、細(xì)胞有絲分裂、胚胎干細(xì)胞的增殖等［7］。m6A 甲基化修飾同時(shí)受到甲基化轉(zhuǎn)移酶［如：甲基化轉(zhuǎn)移酶3（methyltransferase-like protein 3，METTL3）、METTL14、腎母細(xì)胞瘤1 關(guān)聯(lián)蛋白（Wilms’tumour 1-associated protein，WTAP）等］，去甲基化酶［如：肥胖相關(guān)蛋白（fat mass and obesity-associated protein，F(xiàn)TO），AlkB 同源蛋白5（alkylation repair homologue 5，ALKBH5）等］以及m6A 修飾結(jié)合蛋白［如：YTH結(jié)構(gòu)域家族蛋白（YTH domain containing family，YTHDF）/核不均一核糖核蛋白（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein，hnRNP）等］的共同調(diào)控［7-8］。在細(xì)胞核中hnRNP C 和hnRNP A2B1 分別負(fù)責(zé)識(shí)別m6A 甲基化mRNA 前體的選擇性剪接和促進(jìn)甲基化原miRNA（primary miRNA，pri-miRNA）加工成前體miRNA（precursor miRNA，pre-miRNA），在細(xì)胞質(zhì)中YTHDF1/3 和YTHDF2 分別識(shí)別m6A 甲基化mRNA 的翻譯和降解［8］。RNA m6A 甲基化修飾與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，可影響腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲遷移、腫瘤干細(xì)胞的自我更新、腫瘤免疫、放療抵抗和化療耐藥等［9-12］。研究顯示甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3（methyltransferase-like 3，METTL3）siRNA 轉(zhuǎn)染可顯著抑制肝細(xì)胞癌m6A 甲基化水平、抑制體外細(xì)胞增殖、侵襲遷移能力以及體內(nèi)成瘤和肺轉(zhuǎn)移能力［9］。METTL3 在非小細(xì)胞肺癌組織中高表達(dá)并可調(diào)控腫瘤的增殖和侵襲，METTL3 可催化EGFR 等癌基因的m6A 修飾，并直接調(diào)控這些基因的翻譯［10］。Vu 等［11］研究顯示m6A 甲基化水平對(duì)保持腫瘤細(xì)胞的干性起重要作用，METTL3 siRNA轉(zhuǎn)染人造血干/祖細(xì)胞可促進(jìn)細(xì)胞分化，相反過表達(dá)METTL3 可抑制細(xì)胞分化。另外，m6A 甲基化修飾還與腫瘤放療抵抗和化療耐藥密切相關(guān)，Taketo等［12］采用METTL3 siRNA 轉(zhuǎn)染胰腺癌細(xì)胞，可見m6A 甲基化水平下降，同時(shí)顯示對(duì)化療（5-氟尿嘧啶、順鉑）和放療敏感性增高。

目前國內(nèi)外有關(guān)m6A 甲基化修飾與OSCC 的報(bào)道很少，筆者課題組研究發(fā)現(xiàn)：頭頸鱗癌組織中（TCGA 數(shù)據(jù)庫）m6A 甲基化相關(guān)基因METTL3、WTAP 和YTHDF1 的表達(dá)顯著升高，而其他m6A 甲基化相關(guān)基因未見表達(dá)差異；OSCC 組織中m6A 甲基化相關(guān)基因（qRT-PCR 檢測）METTL3/METTL14/WTAP、FTO、YTHDF1/2 等基因的表達(dá)均顯著升高；METTL3 在OSCC 中顯著高表達(dá)，且與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后密切相關(guān)，METTL3 可作為OSCC 患者獨(dú)立的預(yù)后預(yù)測因素；體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示METTL3 的過表達(dá)或敲低均與OSCC 細(xì)胞的增殖、克隆形成、侵襲遷移密切相關(guān)；另外，體內(nèi)裸鼠移植瘤模型、肺轉(zhuǎn)移模型、足墊淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移模型以及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型等研究均顯示METTL3 與OSCC 的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)；RNA m6A 甲基化測序、蛋白質(zhì)和RNA 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)、核糖體新生肽鏈復(fù)合物（RNC）技術(shù)等機(jī)理研究顯示：METTL3 可通過m6A甲基化原癌基因BMI1（B-cell-specific moloney murine leukemia virus insertion site 1），靶向調(diào)控BMI1翻譯，最終調(diào)控OSCC 的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移。

1.3 非編碼RNA

在人類基因組中編碼蛋白質(zhì)的基因僅占總基因的2%～3%，而90%以上的基因轉(zhuǎn)錄的RNA 不具有蛋白質(zhì)編碼功能，這些RNA 稱為非編碼RNA；長度小于200 個(gè)核苷酸的RNA 稱為短鏈非編碼RNAs，包括：小干擾RNA（small interfering RNAs，siRNAs），PIWI 相 互 作 用RNA（PIWI-interacting RNAs，piRNAs）和微小RNA（microRNA，miRNA）等；長度大于200 個(gè)核苷酸的RNA 稱為長鏈非編碼RNA（LncRNAs），常由RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄形成，少數(shù)由RNA 聚合酶Ⅲ轉(zhuǎn)錄形成［13］。

1.3.1 miRNA miRNA 為長度18～25 個(gè)核苷酸的單鏈非編碼RNA，通過靶向結(jié)合靶基因的3′-UTR，抑制靶基因的翻譯和（或）促進(jìn)mRNA 降解；一個(gè)miRNA 可以有多個(gè)靶基因，而一個(gè)靶基因可受多個(gè)miRNA 調(diào)控，據(jù)推測，miRNA 調(diào)節(jié)著人類1/3 基因。編碼miRNA 的基因一般成簇轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄出來的pri-miRNA 經(jīng)過Drosha 酶切形成pre-miRNA，再經(jīng)Dicer 酶切形成成熟miRNA［14］。大量研究已顯示miRNA 表達(dá)異常在多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，筆者課題組對(duì)與OSCC 相關(guān)的miRNA開展了一系列的臨床及基礎(chǔ)研究［15-30］。首先應(yīng)用miRNA 表達(dá)譜芯片檢測OSCC 組織樣本［15］和細(xì)胞株［16］，同時(shí)meta 分析有關(guān)OSCC miRNA 芯片檢測文獻(xiàn)［17］，初步篩查出多個(gè)與OSCC 發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移相關(guān)的異常miRNA；同時(shí)對(duì)這些異常表達(dá)miRNA 調(diào)控OSCC 增殖、侵襲轉(zhuǎn)移及耐藥機(jī)制作進(jìn)一步研究，結(jié)果顯示：①miR138 作為抑癌基因可靶向調(diào)控波形蛋白（vimentin，Vim）/Zeste 基因增強(qiáng)子同源物2（enhancer of Zeste homolog 2，EZH2）/Ras 同源物基因家族成員A（Ras homolog gene family，member A，RhoA）/Rho 相關(guān)蛋白激酶1（Rho-associated oiled-coil containing protein kinase 1，ROCK1）等基因，從而逆轉(zhuǎn)OSCC 細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）和 抑 制 侵 襲 轉(zhuǎn)移［16，18-21］；②miR222 通過靶向超氧化物歧化酶2（superoxide dismutase 2，SOD2）抑制OSCC 細(xì)胞的侵襲能力，靶向三磷酸腺苷結(jié)合盒蛋白G2 基因（ATPbinding cassette superfamily G2 gene，ABCG2）抑 制OSCC 細(xì)胞的增殖和肺轉(zhuǎn)移能力，同時(shí)提高順鉑的化療敏感性［22-23］；③miR-181a 可通過靶向Twist 家族bHLH 轉(zhuǎn) 錄因 子1（Twist family bHLH transcription factor 1，Twist1）逆轉(zhuǎn)OSCC 細(xì)胞順鉑化療耐藥、抑制EMT 和轉(zhuǎn)移潛能［24］；④miR99a/100 和miRNA-7 可通過靶向調(diào)控胰島素樣生長因子1 受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF1R）/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）等基因，抑制OSCC 細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［17，26］；⑤miR21 和miR-24 可分別通過靶向15-羥基前列腺素脫氫酶（15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase，HPGD）和Deadend 1（DND1）/細(xì) 胞周期依賴性激酶阻滯基因1B（cyclin-dependent kinase inhibitor 1B，CDKN1B）促進(jìn)OSCC 細(xì)胞的增殖［27-28］。見圖1。

Figure 1 Mechanism of miRNAs regulating the proliferation, invasion, metastasis and drug resistance of OSCC圖1 miRNA 調(diào)控口腔鱗狀細(xì)胞癌增殖、侵襲轉(zhuǎn)移及耐藥機(jī)制的研究

目前miRNA 已有望成為許多惡性腫瘤的診斷和治療標(biāo)志物，筆者課題組根據(jù)以上研究結(jié)果開展了兩項(xiàng)臨床研究：①采用qRT-PCR 檢測口腔黏膜脫落細(xì)胞miRNAs 的表達(dá)水平，結(jié)果顯示OSCC脫落細(xì)胞miR-21、miR-100、miR-375 和miR-125b 等呈現(xiàn)異常表達(dá)，隨機(jī)森林法和分類回歸樹（classification and regression trees，CART）模型分析均顯示miR-21 和miR-375 可作為OSCC 的診斷標(biāo)記物，該組合預(yù)測口腔癌的敏感度為100%，特異度為64%，因此miR-21/miR-375 組合可作為篩查OSCC 的方法，該檢測手段具有快捷、微創(chuàng)，可替代傳統(tǒng)的活檢方法［29］；②采用qRT-PCR 檢測OSCC 血清miRNAs 的表達(dá)水平，結(jié)果顯示血清miR-31 在OSCC 患者和健康人群中存在顯著性差異，術(shù)前和術(shù)后之間也存在顯著性差異，邏輯回歸模型顯示5 個(gè)候選miRNAs 組合可有效區(qū)分OSCC 與正常健康人，其ROC 曲線下面積（AUC）為0.776，診斷模型為：logit［oral cancer］=-5.816+（0.608×△CtmiR-99a）-（0.659×△CtmiR-31）+（0.228× △CtmiR-138）-（0.475× △CtmiR-21）+（0.349×△CtmiR-375），其診斷靈敏度和特異度分別為76.8%和73.6%；進(jìn)一步應(yīng)用人源腫瘤異種移植（patient-derived xenograft，PDX）模型動(dòng)物模型驗(yàn)證miR-31 的靶點(diǎn)治療作用，結(jié)果顯示miR-31 可顯著抑制移植瘤的生長，2 例PDX 模型的抑瘤率分別為37.5%和49.5%；該研究提示血清標(biāo)志物miR-31 可作為OSCC 的獨(dú)立標(biāo)志物，用于OSCC 診斷和療效監(jiān)測，同時(shí)miR-31 可作為OSCC 的治療靶點(diǎn)［30］。

1.3.2 siRNA/shRNA siRNA 是一類20～25 個(gè)核苷酸長度的雙鏈RNA（dsRNA），主要參與RNA 干擾（RNAi）現(xiàn)象，以專一的方式抑制特定基因的表達(dá)。shRNA（short hairpin RNA）是一段具有緊密發(fā)卡環(huán)的RNA 序列，常被用于RNA 干擾沉默靶基因的表達(dá)。目前siRNA/shRNA 主要作為一種研究工具，用于研究特定基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用［31，32］，同時(shí)還可應(yīng)用于各種載體介導(dǎo)特定基因的靶向治療［33］。筆者課題組應(yīng)用該技術(shù)開展了多個(gè)基因在OSCC 發(fā)生發(fā)展中的作用及其機(jī)制的研究，包括肝再 生 磷 酸 酶3（phosphataseof regenerating liver，PRL）、催化素（chemerin）等。

1.3.3 piRNA piRNA 是一類長度為26～31 nt 的非編碼RNA，可與PIWI 蛋白結(jié)合，形成核酸誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RISC）調(diào)控轉(zhuǎn)錄基因沉默、修飾異染色質(zhì)和維持生殖系和干細(xì)胞功能等。近年來研究發(fā)現(xiàn)piRNA 在多種癌組織中表達(dá)異常，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、預(yù)后密切相關(guān)，有望成為腫瘤診斷和治療的新靶點(diǎn)［34］。目前有關(guān)OSCC piRNAs 的研究較少，Wu 等［35］應(yīng)用二代測序研究4-硝基喹啉-1-氯化物（4NQO）誘導(dǎo)的OSCC 模型，發(fā)現(xiàn)了14 個(gè)已知的piRNAs 和435 個(gè)新發(fā)現(xiàn)的piRNAs 差異表達(dá)，其中260 個(gè)下調(diào)和189 個(gè)上調(diào)。目前還未發(fā)現(xiàn)有piRNAs 在口腔癌發(fā)生發(fā)展中的功能研究。

1.3.4 LncRNA LncRNAs 可分為正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、基因內(nèi)lncRNA 和基因間lncRNA；具有重要的生理功能，包括：①通過抑制RNA 聚合酶Ⅱ和（或）誘導(dǎo)染色質(zhì)重構(gòu)促進(jìn)或抑制下游基因的表達(dá)；②與pre-mRNA 雜交，干擾剪接體對(duì)剪接位點(diǎn)的識(shí)別，從而產(chǎn)生不同的mRNA 剪接轉(zhuǎn)錄物；③與miRNA 結(jié)合，導(dǎo)致miRNA 功能沉默；④可加工成siRNAs，等。lncRNAs 可以在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后以及表觀遺傳水平等多層次調(diào)控基因表達(dá)，進(jìn)而參與機(jī)體生長發(fā)育以及影響疾病發(fā)生發(fā)展［36］。近年來大量研究證實(shí)lncRNA 表達(dá)水平與多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)［37］。Tang等［38］發(fā)現(xiàn)OSCC 組織HOTAIR 呈高表達(dá)，且與腫瘤TNM 分期及預(yù)后相關(guān)，患者唾液中HOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）和肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT-1）也呈高表達(dá)，且HOTAIR 的表達(dá)與轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此，HOTAIR 有望成為OSCC 診斷和預(yù)后的標(biāo)志物與治療靶點(diǎn)，同時(shí)唾液lncRNAs 檢測也可作為OSCC 無創(chuàng)和迅速的診斷方法。研究顯示尿路上皮癌相關(guān)基因1（Urothelial carcinoma associated 1，UCA1）可作為miR-184 的分子海綿，調(diào)控SF1 表達(dá)，促進(jìn)OSCC 細(xì)胞的增殖、誘導(dǎo)順鉑化療耐藥［39］。

1.3.5 環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA） circRNA是一類不同于miRNA 和lncRNA 的共價(jià)閉合環(huán)狀非編碼RNA，可分為3 類：①存在于細(xì)胞質(zhì)中，由外顯子構(gòu)成的circRNA；②存在于細(xì)胞核中，由內(nèi)含子構(gòu)成的circRNA；③包含外顯子之間的內(nèi)含子的circRNA。circRNA 可作為miRNA 的“分子海綿”，競爭性結(jié)合miRNA，解除miRNA 對(duì)其靶基因的抑制作用，從而在疾病調(diào)控中發(fā)揮重要作用。目前，已有許多關(guān)于circRNA 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用的研究，為腫瘤的預(yù)防、診斷和治療提供一種全新的理論依據(jù)［40］。近年來的研究也顯示circRNA 在OSCC 發(fā)生發(fā)展中起重要作用，Li 等［41］研究顯示OSCC組織中circ0004491 表達(dá)顯著下降，低表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，circ000449 過表達(dá)可抑制OSCC細(xì)胞的侵襲和遷移能力。Fan 等［42］研究也顯示circMAN1A2 可作為OSCC 的復(fù)發(fā)和預(yù)后血清標(biāo)志物。

1.4 組蛋白修飾

組蛋白是染色質(zhì)中的基本結(jié)構(gòu)蛋白，組蛋白修飾是指組蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生乙?；⒓谆?、磷酸化、腺苷酸化、泛素化以及ADP 核糖基化等修飾的過程，其中以乙?；图谆顬橹匾?。組蛋白修飾調(diào)控DNA 的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制以及損傷修復(fù)，迄今已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種蛋白酶參與組蛋白修飾［43］。腫瘤細(xì)胞普遍存在組蛋白修飾異常，尤其是組蛋白乙酰化酶和甲基化酶的異常［43，44］。

1.4.1 組蛋白乙?；?組蛋白乙酰化最關(guān)鍵的酶為組蛋白乙?；福╤istone acetyltransferases，HAT）和去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC），二者決定著組蛋白的乙?；潭?。HATs 催化乙?；D(zhuǎn)移至組蛋白賴氨酸側(cè)鏈，減弱了DNA 與組蛋白的親和力，使染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變松散，從而促進(jìn)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；HDACs 則能逆轉(zhuǎn)賴氨酸殘基的乙?；€(wěn)定染色質(zhì)的致密結(jié)構(gòu)。組蛋白乙酰化修飾的異常與許多惡性腫瘤、代謝性疾病或炎癥等疾病密切相關(guān)［44］。目前有關(guān)OSCC 組蛋白修飾的研究主要集中在HDAC 異常［45，46］。Rastogi 等［45］研究顯示OSCC患者HDAC9 表達(dá)顯著升高，HDAC9 高表達(dá)患者5年生存率明顯下降，HDAC9 可靶向調(diào)控肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2（myocyte enhancer factor 2，MEF2）家族成員MEF2D，從而導(dǎo)致OSCC 的發(fā)生發(fā)展。筆者課題組研究顯示，HDAC 抑制劑——丁酸鈉可顯著抑制OSCC 細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞周期G1 期阻滯［46］。

1.4.2 組蛋白甲基化 組蛋白甲基化修飾是發(fā)生在精氨酸和賴氨酸上的共價(jià)修飾作用。組蛋白甲基化過程由含SET 結(jié)構(gòu)域的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（histone methyltransferases，HMTs）催化，包括組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（HKMTs）和組蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（PRMTs）。組蛋白去甲基化過程也有兩種酶催化：賴氨酸特異性的組蛋白去甲基化酶LSD和Jumonji 家族去甲基化酶（Jumonji domain-containing protein，JMJD）。目前許多組蛋白甲基化酶和去甲基化酶已被發(fā)現(xiàn)與癌癥發(fā)生發(fā)展相關(guān)［1］，其與OSCC 的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)，如Zeste 基因增強(qiáng)子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2），JMJD1A［47-49］。筆者課題組發(fā)現(xiàn)miR138 可靶向調(diào)控EZH2，逆轉(zhuǎn)OSCC 細(xì)胞EMT 和抑制其侵襲轉(zhuǎn)移［18］。

1.5 染色質(zhì)重塑

染色質(zhì)重塑是指在沒有DNA 和組蛋白共價(jià)修飾變化的情況下，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，包括核小體的解體（DNA 和組蛋白的分離）、移位、DNA-組蛋白之間親和力的變化以及染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的變化。染色質(zhì)重塑復(fù)合物包括酵母交配型轉(zhuǎn)換/蔗糖不發(fā)酵復(fù)合物（switch/sucrosenonfermentable，SWI/SNF）、Imitation Switch（ISWI）等，它們通過影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)而調(diào)控轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、DNA 甲基化、DNA 損傷修復(fù)等等。大量研究顯示染色質(zhì)重塑復(fù)合物，尤其是SWI/SNF 復(fù)合物與多種惡性腫瘤相關(guān)［50，51］。SWI/SNF、染色質(zhì)重塑因子1（remodeling and spacing factor 1，RSF-1）、染色質(zhì)重塑因子Brahma（BRM）、染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合物核心催化亞基（Brahma-related gene 1，Brg1）等基因的異常在OSCC 中已被證實(shí)［52，53］。BRM 為SWI/SNF 染色質(zhì)重塑復(fù)合物的調(diào)節(jié)關(guān)鍵因子，BRM 啟動(dòng)子多態(tài)性（BRM-741 和BRM-1321）可導(dǎo)致BRM 功能缺失和誘發(fā)癌癥的發(fā)生，Wang 等［53］發(fā)現(xiàn)25%的頭頸癌細(xì)胞株和16%頭頸癌樣本中BRM 表達(dá)缺失，BRM 啟動(dòng)子多態(tài)性（BRM-741 和BRM-1321）可顯著提高頭頸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，可作為頭頸癌的易感性標(biāo)志物，在篩查、預(yù)防和治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

1.6 基因組印記

基因組印記是指來自父方和母方的等位基因在通過精子和卵子傳遞給子代時(shí)發(fā)生了修飾，使帶有親代印記的等位基因具有不同表達(dá)特性，這種修飾常為DNA 甲基化修飾，也包括組蛋白乙?；⒓谆刃揎?。這類基因稱作印記基因，其表達(dá)與否取決于它們所在染色體的來源（父系或母系）以及在其來源的染色體上該基因是否發(fā)生沉默。目前認(rèn)為印記缺失是引起腫瘤的常見因素之一。Goovaerts 等［54］認(rèn)為基因組印記丟失在惡性腫瘤中普遍存在，他們?cè)谌橄俳M織中鑒定出30 個(gè)印記基因，同時(shí)發(fā)現(xiàn)乳腺癌組織中印記基因HM13 具有印記丟失和表達(dá)上調(diào)的特征，表現(xiàn)為HM13 基因去甲基化，而其他印記基因則為低表達(dá)。目前有關(guān)OSCC 印記基因研究較少，Hsu 等［55］研究發(fā)現(xiàn)印記丟失與頭頸鱗癌的發(fā)病相關(guān)，頭頸鱗癌中多個(gè)印記基因的表達(dá)改變，包括羧肽酶A4 基因（carboxypeptidase A4，CPA4）、PPP1R9A、PEG3-AS1、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子1 基因（retrotransposon-like-1，RTL1）、IGF2基因、γ 氨基丁酸A 受體基因（gamma-aminobutyric acid A receptor β3，GABRB3）等，其中PPP1R9A 和GABRB3 表達(dá)下降與腫瘤進(jìn)展相關(guān)，PEG3-AS1 和GABRB3 表達(dá)下降與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，CPA4 高表達(dá)或PEG3-AS1/IGF2 低表達(dá)與預(yù)后不佳相關(guān)；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)化療可影響印記基因表達(dá)。

2 表觀遺傳與OSCC 診斷、治療和預(yù)后

2.1 診斷價(jià)值

研究顯示許多表觀遺傳的改變可作為OSCC診斷、預(yù)后、療效及復(fù)發(fā)監(jiān)測的標(biāo)志物［56-60］。①診斷應(yīng)用，利用與OSCC 發(fā)生發(fā)展相關(guān)的DNA 甲基化、miRNA 等表觀遺傳標(biāo)志物，開發(fā)出簡單、快速、靈敏、可靠的診斷試劑盒，用于早期篩查OSCC 或監(jiān)測OSCC 的侵襲轉(zhuǎn)移能力等［29，56］，采用qRT-PCR檢測口腔黏膜脫落細(xì)胞miRNAs（miR-21 和miR-375）的表達(dá)水平用于篩查OSCC，該檢測手段快捷、微創(chuàng)，可替代傳統(tǒng)活檢方法［29］；②癌癥的預(yù)后分析對(duì)確定治療策略和選擇治療強(qiáng)度至關(guān)重要，目前已發(fā)現(xiàn)多種表觀遺傳調(diào)控因子和OSCC 預(yù)后相關(guān)［6，57］，Supic 等［6］發(fā)現(xiàn)DNA 甲 基 化轉(zhuǎn)移酶DNMT1 高表達(dá)與OSCC5 年生存率密切相關(guān)，可作為OSCC 患者獨(dú)立的預(yù)后因素；Imai 等［57］發(fā)現(xiàn)SALL2基因DNA 甲基化與OSCC 預(yù)后密切相關(guān)；③療效監(jiān)測和評(píng)估，許多表觀基因改變可應(yīng)用于化療、放療、手術(shù)療效的預(yù)測評(píng)估［30，59］，例如：OSCC 患者術(shù)后miR-31 血清水平顯著下降，可用于手術(shù)療效的評(píng)估［30］；OSCC 患者M(jìn)GMT 啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)可用于預(yù)測其化療敏感性［59］；OSCC 患者miR-222、miR-181a 的表達(dá)水平可用于預(yù)測其化療敏感性［22，24］；④OSCC 的許多表觀遺傳標(biāo)志物，不僅在血清和組織中表現(xiàn)異常，在唾液中也常常表達(dá)異常，因此可應(yīng)用于OSCC 的診斷、療效復(fù)發(fā)監(jiān)測及預(yù)后等［38，60］，Tang 等［38］研 究 顯 示OSCC 患 者 唾 液lncRNAs 的 檢測可作為OSCC 的診斷方法，由于獲取唾液簡單、快速、無創(chuàng)，因此對(duì)OSCC 唾液表觀遺傳標(biāo)志物的研究，應(yīng)成為未來的研究方向。

2.2 靶向治療

表觀遺傳在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起相當(dāng)重要的作用，研發(fā)表觀遺傳靶向藥物已成為腫瘤治療的新途徑。目前國內(nèi)外均投入了大量的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，并已開發(fā)出大量的靶向藥物，部分已進(jìn)入了Ⅲ期臨床試驗(yàn)，少量已應(yīng)用于臨床。

目前表觀遺傳藥物的研究熱點(diǎn)主要集中在針對(duì)DNA 甲基化和組蛋白異常修飾的潛在藥物。國內(nèi)外已研發(fā)出許多針對(duì)DNA 甲基化的DNMT 抑制劑，如阿扎胞苷（Vidaza）和地西他濱（Decitabine）［61］，以及針對(duì)組蛋白去乙?；疕DAC 酶，如伏立諾他（vorinostat）、羅米地辛（Romidepsin）、貝利司他（Belinostat）以及西達(dá)本胺（Chidamide），以上這些藥物均已進(jìn)入臨床應(yīng)用，其中西達(dá)本胺是中國首個(gè)授權(quán)美國等發(fā)達(dá)國家專利使用的原創(chuàng)新藥，主要應(yīng)用于復(fù)發(fā)及難治性外周T 細(xì)胞淋巴瘤，它的出現(xiàn)意味著中國藥物研發(fā)從仿制、高仿，逐步走入與發(fā)達(dá)國家同水平甚至超前的獨(dú)立創(chuàng)新階段。

目前針對(duì)其他表觀遺傳調(diào)控因子的靶向藥物的研發(fā)也初現(xiàn)端倪，包括：①研發(fā)特異性更強(qiáng)的DNMT 抑制劑、HDAC 酶的藥物［62］；②研發(fā)針對(duì)新一代組蛋白甲基化酶和去甲基化酶（例如EZH2［63］、MLL［64］、DOT1［65］）活性的抗癌藥物；③研發(fā)針對(duì)miRNA 靶點(diǎn)的藥物，如miRNA 類似物MRX34，它包裹于NOV40 的納米脂質(zhì)載體，目前已進(jìn)入臨床研究階段［66］。由于傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為化學(xué)治療在OSCC 治療中獲益較少，因此OSCC 化學(xué)治療，包括靶向治療的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后，目前有關(guān)表觀遺傳藥物在OSCC 的臨床應(yīng)用少之又少，大部分處于實(shí)驗(yàn)階段，因此必須開展更多的臨床和基礎(chǔ)研究，以造福患者。Bundela 等［67］對(duì)OSCC 具有潛在治療作用的288 個(gè)新合成的靶向藥物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)以下靶向藥物具有潛在治療作用，包括vorinostat（HDAC 抑制試劑）、nimbolide/andrographolide（NFκB 抑制劑）、deguelin（Akt 抑制劑）、bortezomib（蛋白酶體抑制劑）、lovastatin（甲基羥二戊酰輔酶A 還原酶抑制劑）、resveratrol/pterostilbene（抗氧化劑）等。筆者課題組應(yīng)用PDX 動(dòng)物模型也證實(shí)了miR-31 可作為OSCC 潛在的治療靶點(diǎn)［30］。

2.3 預(yù)防應(yīng)用

許多研究表明在癌變過程中，表觀遺傳變化先于DNA 序列變化，且表觀遺傳相對(duì)容易調(diào)控和逆轉(zhuǎn)，這為預(yù)防癌癥提供了新思路。很多致癌因素，如吸煙、酗酒、高脂飲食均可導(dǎo)致DNA 甲基化的變化［68］；慢性炎癥，如幽門螺桿菌、乙型/丙型肝炎病毒、人感染埃博拉病毒導(dǎo)致的慢性炎癥也可通過表觀遺傳的改變導(dǎo)致食道癌、肝癌、結(jié)直腸癌、宮頸癌、淋巴瘤等的發(fā)生［69-72］。由于口腔黏膜長期處于暴露狀態(tài)，易于受到各種致癌因素的影響，導(dǎo)致表觀基因的改變和OSCC 的發(fā)生，因此通過干預(yù)口腔致癌因素可有效地預(yù)防口腔癌的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)吸煙和飲酒均可導(dǎo)致OSCC 組織中表觀遺傳的改變，包括：①抑癌基因啟動(dòng)子高甲基化、全基因組低甲基化、非編碼RNAs 以及組蛋白修飾的改變；②吸煙可通過DNA 損傷、抑癌基因啟動(dòng)子高甲基化和癌基因（FGF3）啟動(dòng)子低甲基化增加OSCC 的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)；③飲酒誘發(fā)OSCC 的機(jī)制包括：誘發(fā)DNA 損傷、影 響DNA 甲 基化 和DNMT 活性，低劑量飲酒可導(dǎo)致全基因組低甲基化而高劑量飲酒則可誘導(dǎo)多個(gè)抑癌基因啟動(dòng)子的DNA 高甲基化（P16、DAPK 和MGMT），誘發(fā)組蛋白異常修飾，如組蛋白H3K9/14、H3K27 乙 酰 化和H3K27、H3K9 甲基化，組蛋白異常修飾與OSCC 患者預(yù)后不良、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)密切相關(guān)；誘發(fā)口腔上皮角化細(xì)胞lncRNAs（lnc-PSD4-1 和lnc-NETO1-1）和miRNAs（miR-30a，miR-934，miR-3164 和miR-3178）的異常表達(dá)；④吸煙和飲酒導(dǎo)致的表觀遺傳改變具有劑量依賴性，戒煙和戒酒可逆轉(zhuǎn)其異常的表觀遺傳改變，但并非完全可逆，因此盡早戒煙酒具有重要意義［73］。飲食營養(yǎng)也可以改變機(jī)體的表觀遺傳［74-75］，研究發(fā)現(xiàn)褪黑素具有抑癌作用，它的抑癌作用與以下表觀遺傳機(jī)制有關(guān)：DNA 甲基化，染色質(zhì)重塑和非編碼RNA［75］。Sannigrahi 等［76］研究也顯示人乳頭瘤病毒可影響頭頸鱗癌細(xì)胞的表觀遺傳，包括miRNA、DNA 甲基化和組蛋白修飾。

3 總結(jié)與展望

近年來表觀遺傳學(xué)的研究進(jìn)展為腫瘤的研究提供了新的思路，隨著對(duì)OSCC 表觀遺傳異常的深入研究，包括：染色質(zhì)重塑、基因組印記、DNA 甲基化、組蛋白異常修飾、RNA 甲基化和非編碼RNA（miRNA、siRNA、lncRNA 等），OSCC 表觀遺傳發(fā)病機(jī)理逐步呈現(xiàn)（圖2），并將其應(yīng)用于臨床，如：利用OSCC 表觀遺傳標(biāo)志物進(jìn)行OSCC 的早期篩查、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)監(jiān)測、治療療效評(píng)價(jià)；開發(fā)更為簡捷、敏感、微創(chuàng)/無創(chuàng)的檢測手段，如研究口腔黏膜脫落細(xì)胞、血液/唾液表觀遺傳標(biāo)志物的檢測；研發(fā)OSCC 的表觀遺傳靶向藥物，目前OSCC 最有希望的表觀遺傳藥物是組蛋白去乙?；种苿?；由于飲食營養(yǎng)、煙酒、壓力、感染、咀嚼檳榔等均可導(dǎo)致表觀遺傳的異常和OSCC 的發(fā)生，因此，通過改變這些不良的生活狀態(tài)可逆轉(zhuǎn)異常的表觀遺傳改變，從而達(dá)到防癌、治癌目的。

Figure 2 The genetics and epigenetics of OSCC圖2 口腔鱗狀細(xì)胞癌遺傳與表觀遺傳