王妮妮綜述，文芳，曹仁賢審校（南華大學附屬第一醫(yī)院，湖南衡陽421001）

分析PRMT2及其剪接體在乳腺癌中的表達及臨床價值

王妮妮綜述，文芳，曹仁賢審校
（南華大學附屬第一醫(yī)院，湖南衡陽421001）

乳腺腫瘤；雌激素受體α；蛋白精氨酸N-甲基轉移酶；細胞增殖；綜述

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，也是導致女性死亡的主要原因之一，基因、激素、年齡和環(huán)境都是乳腺癌發(fā)病的相關風險因素[1]。乳腺癌現(xiàn)已發(fā)展成為女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤，在西方8例女性中就有1例為乳腺癌患者，在我國患乳腺癌的人數(shù)呈逐年上升趨勢，其發(fā)病率與年齡存在著明顯關系。其年齡段主要集中在41～50歲，比西方提早了約10年，但隨著醫(yī)療技術的不斷發(fā)展進步及對乳腺癌的深入研究，乳腺癌患者的5年生存率不斷提高，但乳腺癌仍是一種嚴重影響婦女身體健康及生存質(zhì)量的惡性腫瘤。目前，我國有60%～70%的乳腺癌患者雌激素受體（ER）或孕激素受體（PR）呈陽性，因而需要對乳腺癌內(nèi)分泌治療做更多的研究[2]。蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉移酶家族（PRMT）在哺乳動物中是一種常見的酶類，催化了精氨酸甲基殘基化，預計在哺乳動物基因組中有超過1%的基因編碼甲基轉移酶，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其家族中共有11個成員，其中8種有生物學活性。這些在不同的細胞內(nèi)起著非常廣泛的作用[3]。其中RNA剪接與轉運，以及轉錄后調(diào)節(jié)與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展有著重要的關系。本文就PRMT2及其剪接體在乳腺癌中的表達及臨床價值作一綜述。

1 乳腺癌的發(fā)生及相關因子

1.1 乳腺癌的流行病學目前，乳腺癌已成為全世界女性中最常見的惡性腫瘤之一，逐漸呈現(xiàn)為低齡化，其發(fā)病率及病死率較以前明顯上升[4]。黃哲宙等[5]通過分析2003～2007年全國32個城市腫瘤登記地區(qū)的女性患乳腺癌的發(fā)病和死亡資料，總結出目前中國女性患乳腺癌的流行特征：（1）乳腺癌已經(jīng)成為中國女性中最常見的癌癥之一，其發(fā)病率在所有女性惡性腫瘤中位居第1位，其病死率位居第6位；（2）女性乳腺癌的發(fā)病率及病死率的差異不僅體現(xiàn)在城鄉(xiāng)之間，在城市之間、農(nóng)村之間差距也很顯著；（3）目前中國婦女的乳腺癌總體發(fā)病率和病死率處于世界較低的水平，但隨著生活環(huán)境及方式的變化，在一些乳腺癌高發(fā)的大城市（如廣州市），其發(fā)病率及病死率達到發(fā)達國家平均水平的60%左右，但低發(fā)地區(qū)的發(fā)病率和病死率仍與世界最低水平相當。

1.2 ER的分型及應用ER在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色?？锞S新等[6]通過對48例乳腺癌組織及癌旁組織中ER進行免疫組化染色測定，結果顯示，癌旁組織中ER的陽性表達率高達87.5%，明顯高于癌組織中的37.5%，這一結果提示，ER在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中至關重要，且ER可以作為診斷乳腺癌的一個早期診斷指標。ER包括ER-α和ER-β和雌激素G蛋白偶聯(lián)受體3種亞型[7]，其中ER-α在乳腺癌的發(fā)病機制中起著非常顯著的作用。ER-α是類固醇激素受體中重要的類別，是激素調(diào)節(jié)轉錄因子的代表性物質(zhì)，在女性生殖系統(tǒng)以及腫瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展以及凋亡中作用非凡[8]。雌激素通過與ER-α的配體結合區(qū)結合，促使其和另一個ER-α分子形成一個新的二聚體，該二聚體直接與靶基因啟動子區(qū)中的雌激素反應元件（ERE）綁定，或與一些特殊的轉錄因子[特異性蛋白1、激活蛋白-1（AP-1）、核因子-кB（NF-кB）]，通過蛋白與蛋白之間的相互作用而激活啟動子。然后在這2種情況下，通過一系列共激活子和共抑制子的作用激活靶向基因轉錄[9]。目前在臨床上，ER-α已成為乳腺癌病理學分型的標志之一，對乳腺癌治療方案的選擇及5年生存率提高具有極其重要的指導意義。目前已證實PRMT2為ER-α的共激活子之一，并可能參與了細胞生長的調(diào)節(jié)、炎性反應、凋亡促進、信號傳導、肺功能活動等多種機制而發(fā)揮不同的轉錄調(diào)節(jié)作用。

2 PRMT2 及其剪接體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1 PRMT2的發(fā)現(xiàn)及分型PRMT2是在哺乳動物中的一種常見酶類，在哺乳動物基因組中約有超過1%的基因編碼甲基轉移酶[10]，根據(jù)精氨酸殘基甲基化產(chǎn)生的不同種類，PRMTs分為3種主要的類型：Ⅰ型為PRMTs催化精氨酸側鏈的ω-N形成不對稱的二甲基精氨酸和單甲基精氨酸，主要包括PRMT1、PRMT3、PRMT4（CARM1）、PRMT6和PRMT8；Ⅱ型是PRMTs催化精氨酸側鏈的ω-N形成對稱的二甲基精氨酸和單甲基精氨酸，主要包括PRMT5和PRMT9；Ⅲ型為PRMTs催化精氨酸側鏈的ω-N形成單甲基精氨酸[11]。最近論證得出，PRMT7是唯一真正屬于PRMTsⅢ型的甲基轉移酶[12-13]。PRMTs在生物體內(nèi)所表達的酶產(chǎn)物通過剪接方式的改變在不同的組織中特異表達[14]，部分與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。已有研究證實，PRMT1、PRMT4（CARM1）、PRMT6在肺癌、膀胱癌和乳腺癌細胞中的高表達可能與腫瘤細胞的增殖有關[15-16]。而且，PRMT1的差異剪接體在乳腺癌細胞中具有不同的亞細胞定位及功能活性[17]。

2.2 PRMT2的結構及作用PRMT2是PRMTs的成員之一，最初是根據(jù)其與PRMT1的蛋白質(zhì)序列的相似性而從其中分離出來的（相似度約為50%）[18]，此基因定位于人染色體21q22上，編碼一條由433個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，其相對分子質(zhì)量為48×103，其N端還含有一個SH3結構域[19]，此結構域可能與細胞內(nèi)活動有潛在的關系。PRMT2在體內(nèi)分布非常廣泛，主要表達于如甲狀腺、乳腺、卵巢和子宮等雌激素含量較高的組織器官中，而在雄激素含量較高的組織器官中，如肝臟、前列腺、睪丸等中表達常較少。但目前有研究表明，PRMT2也可以提高雄激素受體的轉錄活性，并可能通過如轉錄因子甲基化、組蛋白甲基化和RNA差異剪接等多種機制在細胞內(nèi)發(fā)揮不同的轉錄調(diào)節(jié)作用[20]。

2.3 PRMT2剪接體的發(fā)現(xiàn)及分布選擇性剪接又稱可變剪接或差異剪接，是提高蛋白質(zhì)組多樣性的重要機制，多發(fā)生在參與信號傳導和表達調(diào)節(jié)等復雜過程的基因上，在組織特異性表達、機體發(fā)育、疾病發(fā)生發(fā)展等方面有著重要作用[21-22]。Zhong等[23-24]在乳腺癌細胞中發(fā)現(xiàn)，PRMT2由不同的剪接機制形成了4個新的剪接體，包括（PRMT2L2、PRMT2α、PRMT2β、PRMT2γ）。PRMT2基因含有11個外顯子，這些亞型是因為外顯子7～10的序列改變而形成的。首先發(fā)現(xiàn)的剪接體是PRMT2L2，其是PRMT2基因由于多聚腺苷酸化而產(chǎn)生的。隨后通過PRMT2 Pre-mRNA的3′C末端的外顯子丟失發(fā)現(xiàn)了PRMT2α、PRMT2β、PRMT2γ。目前還未發(fā)現(xiàn)這些剪接體亞型有甲基化活動，且這些剪接體在細胞內(nèi)存在不同的亞細胞定位。用綠色熒光蛋白（GFP）標記亞細胞定位于PRMT2，檢測發(fā)現(xiàn)PRMT2，PRMT2α、PRMT2γ主要存在細胞核核仁中，PRMT2β亞型相對而言分布在整個細胞核中，包括細胞核仁，同樣細胞質(zhì)中也有。PRMT2L2集中存在于圍繞細胞核周圍的細胞質(zhì)中。研究發(fā)現(xiàn)，PRMT2L2在乳腺，甲狀腺、子宮、卵巢與胎腦中表達較高，而在成年人肝與睪丸基本上沒有表達。

3 PRMT2 及其剪接體在乳腺癌中表達的臨床意義

3.1 乳腺癌的診斷標準乳腺癌的早期診斷對于乳腺癌的治療及預后具有重要的意義，目前乳腺癌的診斷方法包括放射影像學、超聲、核素顯像、穿刺活檢以及腫瘤標記物的測定，其中穿刺活檢成為診斷乳腺癌的“金標準”，但影像學及穿刺活檢對乳腺癌的診斷都存在一定的不足。針對腫瘤標記物的檢查成為當今診斷腫瘤的新方向，目前癌胚抗原（CEA）對腺癌的診斷價值較大，可作為乳房腫瘤惡變的有用指標[25]。

3.2 ER-α與乳腺癌的關系近年來，大量研究已證實，ER-α在雌激素介導的乳腺癌發(fā)生發(fā)展中具有直接的作用?？偨Y出ER-α在乳腺癌中的表達有以下特點：（1）乳腺癌的惡性程度越高，ER-α在癌組織中的表達就越與年齡無關聯(lián)，反映了其在乳腺組織癌變過程中的自主性和失控性；（2）ER-α在癌組織中的表達明顯高于臨近的癌旁組織；（3）一般情況下，婦女絕經(jīng)后雌激素的水平是下降的，但是這些乳腺癌患者的ER-α轉錄活性卻仍然很高。ER-α轉錄活性的增強，其中一個重要的因素是ER-α共調(diào)節(jié)因子的變化，主要包括表達水平的改變和基因突變。目前，主要還是以通過降低ER-α的轉錄活性為基礎來實現(xiàn)對乳腺癌內(nèi)分泌治療的研究。因此，ER-α轉錄活性的共調(diào)節(jié)因子的發(fā)現(xiàn)和相關功能的研究是乳腺癌基礎研究的一個重點，對于今后開展乳腺癌內(nèi)分泌治療具有極其重要的意義[26]。

3.3 PRMT2及其剪接體在乳腺癌中的作用PRMT2是一種ER-α的新共激活子，PRMT2可能通過對雄性激素的作用間接地作用于ER-α，以雌激素依賴的方式調(diào)節(jié)ER-α轉錄活性，進而達到治療乳腺癌的作用。研究發(fā)現(xiàn)，PRMT2在乳腺癌組織中的表達是明顯升高的，且在ER-α陽性的乳腺癌組織中的表達顯著高于ER-α陰性的乳腺癌組織。而且，PRMT2在ER-α陽性的乳腺癌組織中的表達與乳腺癌組織學分級有關。PRMT2亞型的mRNA及蛋白的表達在ER、PR細胞系（MCF7、T47D、BT474和ZR-75-1）中是明顯高于雙重否定細胞系（MDAMB-231、MDA-MB-453和SK-BR-3）的。此外，所有PRMT2亞型的mRNA表達相對臨近的正常乳腺組織而言，在乳腺癌組織中是明顯增多的。同PRMT2一樣，其剪接體亞型在ER-α陽性的乳腺癌組織中的表達是顯著高于ER-α陰性的乳腺癌組織。PRMT2的剪接體也是ER-α的共激活子，且能直接調(diào)節(jié)snail、E-cadherin的啟動子活性[13，23-24]。增加snail的轉錄活性能明顯增強腫瘤細胞的侵襲力。所有這些剪接體的轉錄活性較低于PRMT2。此外，PRMT2β具有最低的雌激素刺激轉錄活性和與ER-α有最低的相互作用關系。這些可論證出PRMT2剪接體在細胞內(nèi)可能起著不同的生物學作用。PRMT2的剪接體無論在體內(nèi)還是體外均能與ER-α相互作用。

綜上所述，可以推測出PRMT2通過其差異性剪接體對乳腺癌中ER-α進行影響，調(diào)節(jié)ER-α轉錄活性并導致乳腺癌的生成及發(fā)展，但具體機制仍需臨床試驗去證明，這為乳腺癌的臨床早期診斷及預后提供一個新的研究方向。

[1]沈麗，段衛(wèi)明，陶敏.乳腺癌與糖尿病關聯(lián)研究的新進展[J].現(xiàn)代儀器與醫(yī)療，2014，20（1）：17-21.

[2]蒙彥軍.乳腺癌發(fā)病現(xiàn)況的研究進展[J].中國藥物經(jīng)濟學，2013（3）：440-441.

[3]羅舉，張國剛.蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉移酶與相關疾病[J].國際病理科學與臨床雜志，2011，31（5）：404-409.

[4]鄭瑩，吳春曉，張敏璐.乳腺癌在中國的流行狀況和疾病特征[J].中國癌癥雜志，2013，23（8）：561-569.

[5]黃哲宙，陳萬青，吳春曉，等.中國女性乳腺癌的發(fā)病和死亡現(xiàn)況—全國32個腫瘤登記點2003—2007年資料分析報告[J].腫瘤，2012，32（6）：435-439.

[6]匡維新，何濤，段承剛.E-鈣粘素和雌激素受體在乳腺癌中表達及其意義[J].大家健康：學術版，2014（3）：41.

[7]周春，羅浩軍，李維東，等.不同雌激素受體亞型在乳腺浸潤性導管癌中的分布及意義[J].激光雜志，2013，34（1）：103-104.

[8]Le Romancer M，Poulard C，Cohen P，et al.Cracking the estrogen receptor′s posttranslational code in breast tumors[J].Endocr Rev，2011，32（5）：597-622.

[9]J Zhong J，Cao RX，Liu JH，et al.Nuclear loss of protein arginine N-methyltransferase 2 in breast carcinoma is associated with tumor grade and overexpression of cyclin D1 protein[J].Oncogene，2014，33（48）：5546-5558.

[10]Kate JE，Dlakic M，Clarke S.Automated identification of putrative methytransfernases from genomic open reading frames[J].Mol Cell Proteomics，2003，2（8）：525-540.

[11]Baldwin RM，Morettin A1，C?té J.Role of PRMTs in cancer：Could minor isoforms be leaving a mark?[J].World J Biol Chem，2014，5（2）：115-129. [12]Zurita-Lopez CI，Sandberg T，Kelly R，et al.Human protein arginine methyltransferase 7（PRMT7）is a typeⅢenzyme forming ω-NG-monomethylated arginine residues[J].J Biol Chem，2012，287（11）：7859-7870.

[13]Feng Y，Maity R，Whitelegge JP，et al.Mammalian protein arginine methyltransferase 7（PRMT7）specifically targets RXR sites in lysine-and arginine-rich regions[J].J Biol Chem，2013，288（52）：37010-37025.

[14]Bedford MT，Richard S.Arginine methylation an emerging regulator of protein function[J].Mol Cell，2005，18（3）：263-272.

[15]Mathioudaki K，Scorilas A，Ardavanis A，et al.Clinical evaluation of PRMT1 gene expression in breast cancer[J].Tumour Biol，2011，32（3）：575-582. [16]Yoshimatsu M，Toyokawa G，Hayami S，et al.Dysregulation of PRMT1 and PRMT6，TypeⅠarginine methyltransferases，is involved in various types of human cancers[J].Int J Cancer，2011，128（3）：562-573.

[17]Lehmann U，Hasemeier B，Romermann D，et al.Epigenetic inactivation of microRNA genes in mammary carcinoma[J].Verh Dtsch Ges Pathol，2007，91：214-220.

[18]Scott HS，Antonarakis SE，Lalioti MD，et al.Identification and characterization of two putative human arginine methyl transferases（HRMT1L1 and HRMT1L2）[J].Genomics，1998，48（3）：330-340.

[19]鐘警，陳亞軍，湯帥，等.蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉移酶2在乳腺癌細胞中的表達及其對SKBR-3細胞生長特性的影響[J].腫瘤，2010，30（12）：991-997.

[20]Iwasaki H，Kovacic JC，Olive M，et al.Disruption of protein arginine N-methyltransferase 2 regulates leptin signaling and produces leanness in vivo through loss of STAT3 methylation[J].Circ Res，2010，107（8）：992-1001.

[21]Kanadia RN，Cepko CL.Alternative splicing produces high levels of noncoding isoforms of bHLH transcription factors during development[J]. Genes& Dev，2010，24（3）：229-234.

[22]Ohe K，Watanabe T，Harada S，et al.Regulation of alternative splicing of the receptor for advanced glycation endproducts（RAGE）through G-rich cis-elements and heterogenous nuclear ribonucleoprotein H[J].J Biochem，2010，147（5）：651-659.

[23]Zhong J，Cao RX，Zu XY，et al.Identification and characterization of novel spliced variants of PRMT2 in breast carcinoma[J].FEBS J，2012，279（2）：316-335.

[24]Zhong J，Cao RX，Hong T，Yang J，et al.Identification and expression analysis of a novel transcript of the human PRMT2 gene resulted from alternative polyadenylation in breast cancer[J].Gene，2011，487（1）：1-9.

[25]王希龍，邱文秀，賈中明，等.乳腺癌的診斷現(xiàn)狀及最新進展[J].中國綜合臨床，2012，28（8）：787-788.

[26]鐘警.PRMT2及其剪接體在乳腺癌中的表達及相關作用研究[D].衡陽：南華大學，2011.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.03.021

A

1009-5519（2015）03-0374-03

2014-09-27）

王妮妮（1988-），女，湖南邵陽人，碩士研究生，主要從事乳腺癌細胞增殖的研究；E-mail：465791168@qq.com。