楊璐 王德輝

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·綜 述·

EB病毒引起的表觀遺傳學(xué)改變在鼻咽癌中的作用

楊璐 王德輝

鼻咽癌是東南亞地區(qū)常見的頭頸部惡性腫瘤之一，EB病毒導(dǎo)致的表觀遺傳學(xué)改變與其發(fā)生、發(fā)展有著密切關(guān)系。我們通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，從DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重構(gòu)和非編碼RNA 4個(gè)方面，綜述EB病毒引起的表觀遺傳學(xué)改變在鼻咽癌中的作用，為臨床易感人群篩查、早期診斷、治療及預(yù)后判斷提供新的思路。

表觀遺傳學(xué)是指DNA序列不發(fā)生改變，但基因的表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的變化，即DNA序列以外的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，并穩(wěn)定傳遞。這種改變是環(huán)境因素和遺傳因素共同作用的結(jié)果，也解釋了遺傳學(xué)中不符合經(jīng)典遺傳學(xué)理論的部分：基因型相同但表型不同。更重要的是，通常DNA序列的改變是永久性的,而許多表觀遺傳改變是可逆的，這為由表觀遺傳改變所引起的疾病(如鼻咽癌、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等)指出了新的治療方向。鼻咽癌作為東南亞常見的頭頸部惡性腫瘤之一，在我國主要分布于廣東、福建、香港等地，據(jù)調(diào)查顯示其每年發(fā)病率可達(dá)到15‰～50‰[1]。其病因主要包括以下幾個(gè)方面：EB病毒感染、遺傳及飲食因素。其中，EB病毒感染尤其是其導(dǎo)致的表觀遺傳學(xué)改變與鼻咽癌發(fā)病有著密切關(guān)系。在鼻咽癌中，EB病毒主要以Ⅱ型潛伏感染狀態(tài)為主，表達(dá)EBNA1、EBER1/2和BARTs、LMP1和LMP2[2]。因此，探究EB病毒所導(dǎo)致的表觀遺傳學(xué)改變,有助于從基因的水平上深入了解鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制。

1 DNA甲基化修飾

DNA甲基化水平紊亂是人類腫瘤最常見的表觀遺傳學(xué)改變，主要包括整個(gè)基因組的低甲基化和啟動(dòng)子區(qū)CpG島高甲基化兩方面。如在多種腫瘤中都能檢測到DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(DMNMTs)和抑制型復(fù)合物(PRCs)表達(dá)的增加，而由二者介導(dǎo)的CpG島甲基化所致的腫瘤抑制基因沉默也已被證實(shí)與多種腫瘤的發(fā)生有關(guān)[3]。

有研究[4]表明,編碼RhoGTP酶激活蛋白的腫瘤抑制基因DLC1在鼻咽癌組織和細(xì)胞中表達(dá)下降，但其基因本身并未發(fā)生突變，進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)DLC1表達(dá)下調(diào)或缺失是由其啟動(dòng)子CpG島甲基化所致。并且這種甲基化只發(fā)生于鼻咽癌細(xì)胞株和瘤組織中，而不存在于正常細(xì)胞株和癌旁組織。同樣多種抑癌基因如PCDH8、PCDH10、PCDH17及GADD45G等都已被證實(shí)表達(dá)下降是由其啟動(dòng)子甲基化所致[5]。

Tsai等[6]發(fā)現(xiàn),LMP1能夠通過誘導(dǎo)DNMT1、DNMT3a、DNMT3b的表達(dá)及活性上升至正常水平的3～8倍，而將CDH1下調(diào)至正常水平的1/5；同時(shí)引起E-鈣黏素基因啟動(dòng)子的高甲基化，E-鈣黏素表達(dá)下調(diào)，腫瘤細(xì)胞侵襲性增加，DNA甲基化酶抑制劑能夠恢復(fù)CDH1表達(dá)，并上調(diào)LMP1陽性鼻咽癌細(xì)胞株中E-鈣黏素基因的表達(dá)量[7]。基于LMP1能夠下調(diào)E-鈣黏素表達(dá)的基礎(chǔ),有學(xué)者嘗試使用砒霜(三氧化二砷)處理LMP1陽性鼻咽癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)處理后E-鈣黏素基因啟動(dòng)子甲基化被逆轉(zhuǎn),E-鈣黏素表達(dá)量增加,同時(shí)腫瘤細(xì)胞侵襲性也有所減弱[8]。

EBNA1存在于所有的潛伏感染類型中,是DNA序列特異性結(jié)合蛋白，能夠連接EB病毒質(zhì)粒復(fù)制起點(diǎn)(Orip)與宿主細(xì)胞染色體。Dresang等[9]發(fā)現(xiàn)，EBNA1能夠使宿主基因結(jié)合位點(diǎn)附近的基因片段與高度甲基化的EB病毒基因組相靠近,但這些鄰近基因是否發(fā)生甲基化還尚不清楚。

EB病毒主要通過LMP1激活DNMT，啟動(dòng)基因甲基化。然而在Burkitt淋巴瘤中LMP1并不表達(dá)，但其基因組仍有甲基化改變，這說明尚有其他因素參與了甲基化的發(fā)生，而這些因素是否影響鼻咽癌發(fā)生、發(fā)展還需進(jìn)一步深入探究。

2 組蛋白修飾

組蛋白修飾是另一種常見的表觀遺傳修飾方法，在決定細(xì)胞命運(yùn)、細(xì)胞生長以及致癌作用的過程中發(fā)揮著重要的作用。組蛋白上的多種氨基酸通過翻譯后可逆的共價(jià)鍵修飾，如甲基化、乙?；?、磷酸化等，形成理論上數(shù)目繁多的特定的“組蛋白密碼”，從而調(diào)節(jié)多種DNA功能[10]。

乙酰化轉(zhuǎn)移酶(HATs)和去乙?；?HDACs)通過調(diào)節(jié)核心組蛋白的乙?；?，進(jìn)而調(diào)控轉(zhuǎn)錄的起始與延伸。一般來說，組蛋白的乙酰化促進(jìn)轉(zhuǎn)錄，而去乙酰化則抑制轉(zhuǎn)錄。2003年，幾位日本學(xué)者[11]通過研究WTWO3-EBV中LMP1表達(dá)，發(fā)現(xiàn)TSA(去乙酰化酶抑制劑)處理后的2 h LMP1表達(dá)開始增加，并持續(xù)至24 h；乙酰化組蛋白H3和H4的表達(dá)在處理后2 h就能夠檢測到，并持續(xù)上升至處理后8 h。

發(fā)生于H1和H3的組蛋白磷酸化在有絲分裂、細(xì)胞死亡、DNA損傷修復(fù)、DNA 復(fù)制和重組過程中發(fā)揮重要作用。Li等[12]發(fā)現(xiàn)，低分化鼻咽癌組織中H3S10的磷酸化水平明顯高于正常鼻咽部組織，并且其磷酸化程度與LMP1表達(dá)量呈正相關(guān)；敲除或突變H3S10位氨基酸，能夠抑制LMP1引導(dǎo)的CNE1細(xì)胞增殖。

前文提到LMP1能夠增加PRCs表達(dá)，而EZH2是PRC2中的重要成員，具有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性，能夠使H3K27發(fā)生甲基化，發(fā)揮基因沉默的作用，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[13]。有學(xué)者[14]發(fā)現(xiàn)，EZH2在鼻咽癌患者患部的表達(dá)遠(yuǎn)高于正常鼻咽組織，并且鼻咽癌患者腫瘤和非瘤部位的組織和細(xì)胞都能檢測到甲基化的H3K27。目前組蛋白修飾的研究已取得一定成果，如通過H3K27判斷鼻咽癌患者預(yù)后等。但針對(duì)反轉(zhuǎn)組蛋白修飾的藥物研究方面尚無突破性進(jìn)展。加強(qiáng)對(duì)組蛋白修飾在鼻咽癌作用的研究，有助于從表觀遺傳學(xué)角度更好地了解鼻咽癌發(fā)病機(jī)理，并為尋找早期診斷和治療的分子標(biāo)志奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

3 非編碼RNA

非編碼RNA( non-coding RNAs)在表達(dá)基因調(diào)控方面具有重要意義，尤其是微小RNA(miRNA)，它們通過抑制轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座而保護(hù)基因組的穩(wěn)定性。miRNA異常與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的關(guān)系。

3.1 EB病毒編碼的miRNA 目前鼻咽癌細(xì)胞中已鑒定出44種成熟BART miRNA ，研究認(rèn)為大多數(shù)BART miRNA的作用在于下調(diào)宿主基因表達(dá)，其作用靶點(diǎn)位于類似抑癌基因的部位[15]。

如在EB病毒陽性鼻咽癌細(xì)胞中過表達(dá)的miR-BART5能夠抑制BBC3/PUMA，從而降低宿主鼻咽癌細(xì)胞對(duì)凋亡刺激的敏感度，通過維持細(xì)胞活性達(dá)到持續(xù)潛伏感染的目的，去除miR-BART5能夠恢復(fù)細(xì)胞正常凋亡[16]。另外，BIM，作為一種腫瘤抑制基因，能夠被miR-BARTs下調(diào)。BIM的下降已在多種惡性腫瘤中得到證實(shí)[17]。又如miR-BART16能夠作用于促凋亡蛋白Bax線粒體受體TOMM22，敲除TOMM22，能夠產(chǎn)生抗凋亡作用[18]。

除作用于凋亡基因外，miR-BARTs還作用于多種腫瘤抑制基因，抑制其表達(dá),如WIF1 (miR-BART19-3p) 和APC (miR-BART7, 19-3p, and 17-5p)[19],說明EB病毒編碼的miRNA與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切聯(lián)系。

3.2 宿主編碼的miRNA 在EB病毒陽性鼻咽癌細(xì)胞中miRNA-155表達(dá)增加，與細(xì)胞中LMP1的DNA拷貝數(shù)呈正相關(guān)，并且具有刺激鼻咽癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的能力[20]。Yang等[21]在鼻咽癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)miR-200b的下降，并證實(shí)可通過抑制Notch1增加miR-200b表達(dá)，起到抑制鼻咽癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的作用，提出了miR-200b在鼻咽癌中的治療性應(yīng)用。有日本學(xué)者[22]發(fā)現(xiàn)，在鼻NK/T細(xì)胞淋巴瘤(NNKTL)細(xì)胞中，LPM1能夠下調(diào)miRNA-15a的表達(dá)，進(jìn)而激活MYB和cyclinD1，促進(jìn)NNKYTL細(xì)胞增殖，敲除LMP1或通過質(zhì)粒導(dǎo)入以增加miRNA-15a表達(dá)，能夠阻斷細(xì)胞進(jìn)一步增殖。尚未有試驗(yàn)證明，在EB病毒陽性的鼻咽癌細(xì)胞中是否也存在相同改變。

明確miRNA與腫瘤發(fā)生之間的相關(guān)性，提示可以通過一定手段阻止腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡，甚至人為調(diào)控一些與鼻咽癌放療敏感度相關(guān)蛋白的表達(dá)，以達(dá)到提高治療效果的目的。

4 染色質(zhì)重構(gòu)

染色質(zhì)重構(gòu)指在DNA復(fù)制、修復(fù)、重組及轉(zhuǎn)錄等過程中染色質(zhì)發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化以促使相關(guān)因子與DNA結(jié)合。

SATBl是一種組織特異性表達(dá)的核基質(zhì)結(jié)合蛋白，可與核基質(zhì)結(jié)合區(qū)(MAR)序列相結(jié)合，從而影響DNA的結(jié)構(gòu)。SATB1的異常與多種腫瘤發(fā)生、發(fā)展、遷移及侵襲有著密切的關(guān)系[23]。Endo等[24]在EB病毒陽性鼻咽癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)LMP1能夠上調(diào)SATB1mRNA和蛋白的表達(dá)，而沉默SATB1的表達(dá)能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

染色質(zhì)重構(gòu)在鼻咽癌癌變發(fā)生研究領(lǐng)域中研究較少，其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究，從而為癌癥治療提供新方向。

5 結(jié)語

潛伏蛋白介導(dǎo)的宿主基因甲基化、組蛋白修飾、EB病毒編碼miRNA及其對(duì)宿主miRNA的調(diào)控和染色質(zhì)重構(gòu)所導(dǎo)致的表觀遺傳學(xué)改變在鼻咽癌以及多種惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。深入了解各種因子作用，將有助于臨床高危易感人群篩查和針對(duì)表觀遺傳改變藥物的研制。

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(本文編輯 楊美琴)

·學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)·

2015鼻內(nèi)鏡外科技術(shù)高級(jí)研修班通知

由復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院主辦的2015鼻內(nèi)鏡外科技術(shù)高級(jí)研修班將于2015年4月18～22日在復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院召開。本次研修班由復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院鄭春泉教授主持，會(huì)議特邀首都醫(yī)科大學(xué)附屬同仁醫(yī)院周兵教授、北京宣武醫(yī)院張秋航教授、北京301醫(yī)院陳雷教授等國內(nèi)外著名鼻內(nèi)鏡外科專家，以及我院鼻內(nèi)鏡外科專家王德輝教授、放射科沙炎教授、麻醉科李文獻(xiàn)主任，進(jìn)行鼻內(nèi)鏡外科相關(guān)基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用講座、錄像(包括尸解演示)、手術(shù)示教及學(xué)術(shù)交流等。尸頭解剖訓(xùn)練名額有限，先報(bào)名者優(yōu)先錄取。學(xué)習(xí)期滿合格者，發(fā)給結(jié)業(yè)證書并授予Ⅰ類學(xué)分10分。學(xué)費(fèi)和資料費(fèi)1 000元(附送手術(shù)光盤 1套)；食宿費(fèi)1 200元。參加解剖訓(xùn)練者另收1 000元。報(bào)名回執(zhí)可從復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院網(wǎng)站(http://www.fdeent.org)下載。聯(lián)系人：劉穎老師，電話：021-64377134-156，Email：liuyingdoctor@sina.com。歡迎國內(nèi)外同道積極參加本次研修班。

劉穎

復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院耳鼻喉科 上海 200031

王德輝(Email：wangdehuient@sina.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2015.02.021

2014-03-24)