肖 偉，張 能

ZIC2是小腦鋅指基因家族成員，屬于果蠅Opa基因的脊椎動(dòng)物同源物；其重要生理功能是調(diào)節(jié)神經(jīng)管發(fā)育、細(xì)胞分化和增殖，發(fā)生突變可導(dǎo)致前腦無(wú)裂畸形[1-2]。近年研究發(fā)現(xiàn)，ZIC2在多種惡性腫瘤中表達(dá)異常，參與惡性腫瘤的發(fā)生、細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及腫瘤干細(xì)胞特性調(diào)節(jié)等過(guò)程。本文現(xiàn)總結(jié)ZIC2在惡性腫瘤中的作用、機(jī)制及其臨床意義，為惡性腫瘤的診斷和預(yù)后提供參考。

1 ZIC2的結(jié)構(gòu)及生理功能

人類ZIC2定位于染色體13q32.3區(qū)域，編碼蛋白由532個(gè)氨基酸殘基組成，包括1個(gè)參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的N末端結(jié)構(gòu)域，5個(gè)C2H2鋅指重復(fù)序列組成的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，1個(gè)C末端結(jié)構(gòu)域[3]。ZIC2可與DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)器官發(fā)生的早期階段起重要作用，是人類胚胎、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)、視覺(jué)、肌生成和左右軸建立的重要調(diào)節(jié)基因[4-5]。

2 ZIC2在惡性腫瘤中的表達(dá)及功能

正常組織中，ZIC2僅在胚胎多能細(xì)胞、成人小腦和睪丸組織中顯著表達(dá)。多種惡性腫瘤組織中ZIC2呈高表達(dá)，在腫瘤發(fā)生、細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移、干細(xì)胞更新中起重要作用。Oncomine和TCGA數(shù)據(jù)分析表明，與正常癌旁組織相比，ZIC2在泌尿生殖系統(tǒng)(子宮頸癌、乳腺癌、前列腺癌、膀胱癌等)、消化系統(tǒng)(結(jié)直腸癌、胰腺癌、肝癌等)、呼吸系統(tǒng)(肺腺癌、肺鱗狀細(xì)胞癌)、頭頸部腫瘤等20種腫瘤組織中表達(dá)上調(diào)[4]。臨床研究表明，與正常癌旁組織相比，ZIC2在前列腺癌[6-7]、結(jié)腸癌[8-9]和肺癌[10-12]組織中的表達(dá)明顯上調(diào)，敲除ZIC2后在體內(nèi)抑制腫瘤的發(fā)生，并在體外減弱癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和抗凋亡能力。此外，在子宮頸癌[13-14]、乳腺癌[15]、鼻咽癌[16-18]和子宮內(nèi)膜癌[19]的組織及細(xì)胞系中，ZIC2表達(dá)高于正常組織或細(xì)胞系，ZIC2基因敲除抑制癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。上述研究同樣證實(shí)沉默ZIC2抑制前列腺癌[6]和子宮頸癌[13]血管形成、鼻咽癌[18]淋巴管形成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。文獻(xiàn)報(bào)道[20]腎透明細(xì)胞癌中ZIC2的水平顯著高于正常腎組織，敲除ZIC2抑制腫瘤細(xì)胞增殖和遷移。膀胱癌組織中ZIC2的水平顯著高于癌旁組織，敲除ZIC2抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[21]。胰腺導(dǎo)管癌細(xì)胞系中ZIC2表達(dá)明顯增加，促進(jìn)癌細(xì)胞G1/S期轉(zhuǎn)變和細(xì)胞增殖[22]。ZIC2的表達(dá)從正常肝組織到癌組織再到轉(zhuǎn)移組織逐漸增加，ZIC2過(guò)表達(dá)促進(jìn)體外細(xì)胞增殖和遷移，體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[23]。此外，有研究表明鼻咽癌[17]和肝癌[24]腫瘤干細(xì)胞中ZIC2表達(dá)水平明顯高于非腫瘤干細(xì)胞，ZIC2高表達(dá)在結(jié)腸癌[8]、肺腺癌[12]、鼻咽癌[17]和肝癌[24]腫瘤干細(xì)胞特性維持中起重要作用。

目前，僅有兩項(xiàng)研究結(jié)果顯示ZIC2在腫瘤組織中表達(dá)下調(diào)。乳腺癌組織中ZIC2表達(dá)低于癌旁組織，ZIC2低表達(dá)促進(jìn)體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)[25]；與Zhang等[15]的研究結(jié)果不符，可能與實(shí)驗(yàn)方法、研究使用的腫瘤細(xì)胞系和患者臨床背景等因素不同有關(guān)。兒童髓母細(xì)胞瘤[26]中ZIC2基因CpG島甲基化，并導(dǎo)致其表達(dá)下調(diào)，提示患者預(yù)后不良。ZIC2的抑癌作用，有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

3 惡性腫瘤中ZIC2的上游調(diào)控

MicroRNA(miRNA)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)，其失調(diào)與癌癥的發(fā)展有關(guān)[27]。已有研究表明在多種腫瘤中不同miRNA可與ZIC2 3’-UTR結(jié)合，靶向抑制ZIC2表達(dá)，發(fā)揮抑癌作用。在前列腺癌[6]和子宮頸癌[13]中，過(guò)表達(dá)miR-129-5p可靶向抑制ZIC2表達(dá)，減少細(xì)胞遷移、侵襲、血管生成和腫瘤發(fā)生，同時(shí)增加細(xì)胞凋亡。肺腺癌[10]中ZIC2的下調(diào)明顯逆轉(zhuǎn)miR-181c-5p敲除誘導(dǎo)的細(xì)胞活力、克隆形成、侵襲和腫瘤發(fā)生的增強(qiáng)。鼻咽癌中miR-873[17]過(guò)表達(dá)通過(guò)靶向下調(diào)ZIC2降低鼻咽癌細(xì)胞的干細(xì)胞特性和致瘤性，miR-129-5p[18]過(guò)表達(dá)通過(guò)下調(diào)ZIC2抑制鼻咽癌淋巴管生成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。乳腺癌[15]細(xì)胞中miR-1284高表達(dá)可靶向抑制ZIC2表達(dá)，從而抑制腫瘤進(jìn)展。在肝癌[23]細(xì)胞中過(guò)表達(dá)miR-1271可明顯降低ZIC2表達(dá)，并減輕ZIC2高表達(dá)的促癌作用。急性髓系白血病[28]細(xì)胞中ZIC2被miR-1271-5p靶向抑制后，癌細(xì)胞增殖能力減弱、凋亡增加。miRNA-ZIC2軸在腫瘤進(jìn)展中起重要作用，深入研究可能為腫瘤治療提供新的思路。

此外，Shen等[16]報(bào)道HOXA10和ZIC2在頭頸部癌組織中表達(dá)均上調(diào)，且兩者表達(dá)呈正相關(guān)；HOXA10通過(guò)與啟動(dòng)子結(jié)合誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞ZIC2表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖和侵襲。

4 惡性腫瘤中ZIC2的下游調(diào)控

Hedgehog通路異常激活可誘發(fā)腫瘤，已經(jīng)成為腫瘤靶向治療的研究熱點(diǎn)。ZIC基因家族成員與Hedgehog通路GLI轉(zhuǎn)錄因子GLI1～3具有顯著同源性；可與相似DNA序列結(jié)合，在下游靶基因調(diào)控中兩者關(guān)系密切[3]。子宮頸癌中ZIC2呈高表達(dá)，通過(guò)與GLI1相互作用使其停留在細(xì)胞核內(nèi)，增強(qiáng)Hedgehog信號(hào)、促進(jìn)細(xì)胞增殖和增強(qiáng)非錨定依賴性生長(zhǎng)能力[14]；抑制ZIC2表達(dá)可導(dǎo)致Hedgehog信號(hào)通路失活，從而抑制子宮頸癌的血管生成、細(xì)胞遷移和侵襲[13]。在鼻咽癌、胰腺導(dǎo)管癌和結(jié)直腸癌中可觀察到相似現(xiàn)象。鼻咽癌[18]中ZIC2表達(dá)下調(diào)后，降低了鼻咽癌細(xì)胞中Hedgehog信號(hào)通路相關(guān)基因Smo、GLI1和Shh的mRNA和蛋白表達(dá)水平，從而抑制Hedgehog信號(hào)通路。胰腺導(dǎo)管癌細(xì)胞[22]中，ZIC2過(guò)表達(dá)與GLI轉(zhuǎn)錄因子相互作用增強(qiáng)GLI1核移位和轉(zhuǎn)錄活性，上調(diào)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體3(fibroblast growth factor receptor 3， FGFR3)和膜聯(lián)蛋白A8(ANNEXIN A8，ANXA8)表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖。結(jié)直腸癌細(xì)胞中，Brain-expressed X-linked 2 (BEX2)沉默后ZIC2的核移位可激活Hedgehog信號(hào)通路，ZIC2敲除后可以抑制Hedgehog信號(hào)通路，減弱結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移能力[29]。

Wnt/β-catenin信號(hào)通路異常激活，與癌癥復(fù)發(fā)、侵襲和轉(zhuǎn)移及癌癥免疫逃避相關(guān)[30]。以往研究表明，在動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中ZIC2負(fù)性調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)[31]。然而，惡性腫瘤中過(guò)表達(dá)的ZIC2通過(guò)增強(qiáng)Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)發(fā)揮致癌作用[6,8]。前列腺癌[6]細(xì)胞中下調(diào)ZIC2表達(dá)可減少Wnt、β-catenin表達(dá)，從而抑制EMT和血管生成。結(jié)腸癌[8]中的研究揭示，ZIC2直接與Axin2啟動(dòng)子結(jié)合，轉(zhuǎn)錄抑制Axin2表達(dá)，促進(jìn)β-catenin的積累和核轉(zhuǎn)位；同時(shí)，ZIC2可以通過(guò)與β-catenin相互作用激活Wnt信號(hào)。

PI3K/AKT通路是人類腫瘤中最常激活的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路之一，其活性改變與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。鼻咽癌[17]中下調(diào)ZIC2可抑制AKT信號(hào)，降低腫瘤干細(xì)胞惡性潛能。膀胱癌[21]細(xì)胞中PI3K/AKT抑制劑可顯著減少ZIC2表達(dá)，降低Cyclin D1和BCL-2的表達(dá)水平，抑制細(xì)胞活力、促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Zhang等[15]報(bào)道乳腺癌細(xì)胞中沉默ZIC2可阻斷PI3K/AKT通路，抑制乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。

子宮內(nèi)膜癌[19]中的研究顯示，ZIC2高表達(dá)通過(guò)激活Notch信號(hào)通路上調(diào)SNHG12表達(dá)，并進(jìn)一步上調(diào)Ki-67和 PCNA表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞增殖，上調(diào)MMP-2和MMP-9表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞遷移、侵襲。

Src/FAK信號(hào)的異常激活在維持癌細(xì)胞的失巢凋亡抗性中起關(guān)鍵作用[11,32]。非小細(xì)胞肺癌[11]中，ZIC2可與細(xì)胞Src啟動(dòng)子區(qū)的P2和P7結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，沉默ZIC2通過(guò)抑制Src/FAK信號(hào)，減少體內(nèi)腫瘤發(fā)生并降低癌細(xì)胞的失巢凋亡抗性。

OCT4是POU家族的成員，在癌癥干細(xì)胞自我更新中起重要作用[24]。ZIC2可與OCT4啟動(dòng)子結(jié)合，其過(guò)表達(dá)通過(guò)激活OCT4維持腫瘤干細(xì)胞干性[12,24]。肺腺癌[12]中ZIC2過(guò)表達(dá)上調(diào)一系列腫瘤干細(xì)胞相關(guān)基因，包括EpCAM、OCT4、SOX2、Nanog、C-Myc和Bmi-1；敲除ZIC2抑制成球能力，降低順鉑和紫杉醇耐藥性。鼻咽癌[17]干細(xì)胞中ZIC2 和干細(xì)胞標(biāo)記CD133、Nanog、SOX2和OCT4的表達(dá)水平均顯著高于非干細(xì)胞，下調(diào)ZIC2抑制鼻咽癌干細(xì)胞的自我更新、增殖和致瘤特性。肝癌[24]中敲除ZIC2可下調(diào)OCT4及其下游基因FGF4、FBX15、REX1和SOX2表達(dá)。慢性鎘暴露后，良性前列腺細(xì)胞中ZIC2和干細(xì)胞標(biāo)記SOX2、Notch1和CD44表達(dá)增加，且敲除ZIC2抑制SOX2、Notch1和CD44表達(dá)、裸鼠的球體形成和腫瘤生長(zhǎng)[33]。

5 惡性腫瘤中ZIC2表達(dá)的臨床意義

ZIC2表達(dá)水平與腫瘤患者總生存率、疾病特異性存活率、無(wú)瘤生存期、無(wú)進(jìn)展生存期和臨床病理分期相關(guān)[4]。有研究顯示，結(jié)腸癌[8]組織中ZIC2高表達(dá)與患者低生存率有關(guān)。另一項(xiàng)研究表明，ZIC2高表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌患者的總生存率和無(wú)進(jìn)展生存期比ZIC2低表達(dá)患者差，且ZIC2的表達(dá)分別隨T分期、M分期和臨床分期的進(jìn)展而逐漸增加[11]。腎透明細(xì)胞癌組織中ZIC2表達(dá)明顯高于正常對(duì)照組，且隨TNM分期和組織學(xué)分級(jí)增加而增加，Kaplan-Meier生存分析表明ZIC2表達(dá)逐級(jí)升高與總生存率呈負(fù)相關(guān)[34]。前列腺癌中ZIC2高表達(dá)與更高級(jí)別的Gleason評(píng)分相關(guān)[7]；ZIC2高甲基化與預(yù)后不良相關(guān)，并與生化復(fù)發(fā)時(shí)間顯著縮短相關(guān)[35]。在正常組織、肝癌組織和轉(zhuǎn)移組織中ZIC2表達(dá)逐級(jí)升高，ZIC2表達(dá)水平與肝癌患者臨床病理分期呈正相關(guān)[23]；與腫瘤免疫細(xì)胞浸潤(rùn)呈正相關(guān)，與總生存率和無(wú)進(jìn)展生存期呈負(fù)相關(guān)，可作為肝癌免疫反應(yīng)標(biāo)志物預(yù)測(cè)肝癌預(yù)后[36]。黃東恒等[37]報(bào)道ZIC2在放射性抵抗鼻咽癌細(xì)胞株中的表達(dá)顯著高于親本細(xì)胞株，抑制ZIC2表達(dá)可提高鼻咽癌細(xì)胞對(duì)放療和順鉑的敏感性。上述腫瘤中ZIC2表達(dá)水平與多種臨床病理因素相關(guān)，是腫瘤診斷和預(yù)后不良的潛在標(biāo)志。

6 總結(jié)

綜上所述，ZIC2在多種腫瘤中表達(dá)上調(diào)，與腫瘤發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。ZIC2過(guò)表達(dá)可激活Hedgehog、Wnt/β-catenin和PI3K/AKT等癌癥相關(guān)信號(hào)通路及下游靶基因，在腫瘤發(fā)生、腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移、腫瘤干細(xì)胞更新中起重要作用；與多種腫瘤患者總生存率、疾病特異性存活率、無(wú)瘤生存期、無(wú)進(jìn)展生存期和臨床病理分期相關(guān)，是腫瘤預(yù)后的潛在標(biāo)志物。目前，ZIC2在惡性腫瘤中的作用和機(jī)制尚不完全清楚，其臨床價(jià)值仍需更多數(shù)據(jù)驗(yàn)證。進(jìn)一步分析ZIC2表達(dá)和惡性腫瘤的關(guān)系，將為腫瘤診斷和預(yù)后提供更多理論依據(jù)。