郭小凡綜述，鄧靖宇，梁 寒審校

（天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院胃部腫瘤科，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津300060）

綜述

PCDH10啟動子甲基化與惡性腫瘤關(guān)系的研究進展

郭小凡綜述，鄧靖宇，梁 寒審校

（天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院胃部腫瘤科，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，天津300060）

原鈣粘蛋白細胞粘附分子；甲基化；腫瘤

原鈣粘蛋白細胞粘附分子（PCDH10）是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，既往研究認為其在多種惡性腫瘤中因高甲基化而下調(diào)，并與腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，相信深入了解PCDH10啟動子甲基化與惡性腫瘤的關(guān)系對揭示腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程有重要的意義，能夠幫助準確全面的評價臨床，指導(dǎo)治療策略的制定，提高患者預(yù)后。

1 PCDH10功能介紹

PCDH10基因（也稱為OL-PCDH或者KIAA1400），是原鈣粘蛋白基因亞家族的一員，位于4q28，長約42.26 kb，其編碼的PCDH10蛋白是原鈣粘蛋白亞家族中δ2亞組的成員[1]。早期對PCDH10的研究主要集中在神經(jīng)生理方面，認為其對紋狀體軸突的形成以及腹側(cè)端腦高度有序神經(jīng)回路的建立至關(guān)重要[2]，PCDH10異常表達可以影響神經(jīng)元活性，是自閉癥相關(guān)基因[3-4]；最近有研究表明它參與真核細胞的分類、識別、邊界形成、感應(yīng)以及細胞間黏附。其異常表達可以抑制腫瘤細胞生長、遷移、浸潤和集落形成。在多種惡性腫瘤中，PCDH10表達下調(diào)或沉默，被認為是一種腫瘤抑制基因[5]。

2 PCDH10甲基化與腫瘤

PCDH10在人體各系統(tǒng)中廣泛表達，選擇性的表達于包膜、突觸連接。在胃癌[6-7]、結(jié)直腸癌[8]、宮頸癌[9]、非小細胞肺癌[10]、淋巴瘤[11]、膀胱癌[12]、前列腺癌[13]等多種惡性腫瘤組織和細胞株中PCDH10基因啟動子甲基化而導(dǎo)致表達下調(diào)或沉默，且這種異常與預(yù)后密切相關(guān)，證實PCDH10參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個環(huán)節(jié)。在胃癌研究中發(fā)現(xiàn)，PCDH10廣泛表達于正常的胃腺上皮細胞和基質(zhì)細胞，但在94%的胃癌細胞株中表達下調(diào)或沉默，且出現(xiàn)PCDH10沉默的患者預(yù)后不良[14-15]。在結(jié)直腸癌的研究中，也有相似的發(fā)現(xiàn)，53例結(jié)直腸癌組織樣本中，41例表現(xiàn)出PCDH10基因的沉默或顯著下調(diào)，這種基因的異常與腫瘤的進展和遠處轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[16]。此外，Ma等[17]發(fā)現(xiàn)膀胱癌中PCDH10水平下調(diào)與腫瘤的分期分級進展、腫瘤增大、復(fù)發(fā)率升高及生存期降低顯著相關(guān)。多元分析顯示PCDH10下調(diào)是膀胱癌的獨立預(yù)后因子，與腫瘤惡性行為和生存率降低相關(guān)。據(jù)Fang等[18]報道，PCDH10表達在69.2%的肝癌細胞株中出現(xiàn)下調(diào)，且PCDH10下調(diào)與腫瘤大小、血清AFP水平、有無轉(zhuǎn)移和TNM分期密切相關(guān)。

3 PCDH10甲基化在惡性腫瘤中的作用

既往文獻報道，PCDH10是腫瘤抑制基因，在多種惡性腫瘤中，PCDH10表達沉默或下調(diào)，恢復(fù)PCDH10表達可以抑制腫瘤發(fā)生、生長、浸潤、轉(zhuǎn)移和血管生成，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡，具體情況如下。

3.1 PCDH10甲基化與腫瘤發(fā)生 PCDH10甲基化程度在正常組織、癌旁及癌組織依次升高，這一現(xiàn)象提示PCDH10甲基化可能參與腫瘤的發(fā)生過程。Narayan等[19]發(fā)現(xiàn)正常宮頸組織、輕度麟狀上皮內(nèi)瘤變、高度麟狀上皮內(nèi)瘤變、侵襲性宮頸癌組織中PCDH10啟動子甲基化的比率分別為0、13.1%、46%、91%，正常肝組織、癌旁及肝癌組織中PCDH10甲基化檢出率分別為0、40%、76%[18]。Zhao等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，PCDH10可抑制MALAT1啟動子區(qū)與TCF結(jié)合，從而抑制WNT/β-catenin信號通路活化，最終導(dǎo)致長鏈非編碼RNA(lncRNA)MALAT1的水平下調(diào)，已有文獻報道MALAT1的致癌作用。因此，當PCDH10高甲基化而下調(diào)時，可上調(diào)MALAT1表達，進而促進腫瘤的發(fā)生。Zhao等進一步檢測發(fā)現(xiàn)PCDH10過表達的AN3CA和HEC-1-B細胞中Wnt靶點如LEF1、TCF1和c-MYC減少，且Wnt通路報告信號Topflash熒光素酶活性下調(diào)40%。而LiCl處理細胞激活Wnt信號通路后，MALAT1的表達緩慢但顯著地上調(diào)。上述結(jié)果都提示PCDH10的腫瘤抑制作用可能是通過“PCDH10-Wnt/β-catenin-MALAT1”調(diào)節(jié)軸實現(xiàn)的。

3.2 PCDH10甲基化與腫瘤增殖 既往文獻報道，PCDH10啟動子甲基化而表達下調(diào)與腫瘤增殖能力密切相關(guān)，恢復(fù)PCDH10正常表達的腫瘤細胞生長受到抑制，Li等[21]發(fā)現(xiàn)該基因在多發(fā)性骨髓瘤（MM）的組織和細胞株中表達明顯下調(diào)或沉默，克隆形成實驗、細胞周期分析等證實:轉(zhuǎn)染PCDH10基因的RPMI-8226生長和集落形成延遲，細胞周期停滯于G1期。而Zhong等[22]報道去甲基化處理結(jié)直腸癌細胞株后，PCDH10恢復(fù)表達，結(jié)腸癌細胞的增殖受到抑制。Tang等[23]觀察到恢復(fù)PCDH10表達的非小細胞肺癌細胞增殖能力、克隆形成及細胞活性均顯著降低。研究進一步推測了PCDH10抑制腫瘤增殖的機制:PCDH10有兩個典型的保守細胞內(nèi)模序，CM1和CM2，層粘連蛋白型EGF樣結(jié)構(gòu)域和C2HC型鋅指結(jié)構(gòu)域相似，可以調(diào)節(jié)蛋白間相互作用。雖然迄今為止沒有發(fā)現(xiàn)直接與PCDH10結(jié)合的蛋白質(zhì)，但是穩(wěn)定轉(zhuǎn)染PCDH10的細胞微陣列顯示出上調(diào)抗增殖和促凋亡基因，這提示PCDH10可能通過未知的結(jié)構(gòu)域與其他的生物分子相互作用從而引起了細胞增殖抑制。

3.3 PCDH10甲基化與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移 PCDH10甲基化及其下調(diào)與多種腫瘤的分期分級進展及有無轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，揭示PCDH10對腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用。Yu等[13]檢測PCDH10過表達對細胞遷移的作用，對照組單層細胞劃痕損傷在72 h后痊愈而轉(zhuǎn)染PCDH10過表達質(zhì)粒的實驗組的愈合過程明顯被抑制。Jao等[14]在SCID小鼠脾內(nèi)注射結(jié)直腸腫瘤細胞，同時分別注入PCDH10-c6細胞及安慰劑，6周后小鼠肝轉(zhuǎn)移的結(jié)果顯示:安慰劑組小鼠均出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移（CEA免疫組化證實），而注入PCDH10的小鼠肝中沒有發(fā)現(xiàn)腫瘤結(jié)節(jié)。有學(xué)者推測PCDH10和其他粘附分子一樣，是通過加強腫瘤細胞粘附而抑制癌癥細胞轉(zhuǎn)移[21]。

此外，有文獻報道PCDH10甲基化的其他抗腫瘤作用，如誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡、抑制血管生成，并進一步推測其機制。Li等[24]首次報道PCDH10能夠顯著誘導(dǎo)多發(fā)性骨髓瘤（MM）細胞的凋亡，增加活化的caspase-3和聚ADP-核糖聚合酶（PARP）的水平，同時抑制抗凋亡蛋白的表達，且PCDH10誘導(dǎo)凋亡可能是通過抑制NF-kB途徑。另一項多發(fā)性骨髓瘤的研究揭示了PCDH10與血管生成的關(guān)系，轉(zhuǎn)染PCDH10基因的細胞在雞胚絨毛尿囊膜上培養(yǎng)可見雞胚絨毛尿囊膜上血管分支減少，而對照組和空白組均見血管分支增多[19]。

4 PCDH10的應(yīng)用前景

大量研究均顯示，PCDH10可以準確全面的評估臨床與預(yù)后、增加早期診斷的準確性、為治療策略的選擇提供新的證據(jù)。在預(yù)后評估方面，Deng等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，91.92%的胃癌患者中存在PCDH10啟動子甲基化，5個以上的啟動子CPG位點的甲基化與生存期縮短顯著相關(guān)。同時，研究證實了CpG（-115，-108，-13，+3）聯(lián)合甲基化可以導(dǎo)致胃癌患者生存期縮短。多元分析顯示，對N期和T期的患者來說，CpG（-115，-108，-13，+3）聯(lián)合甲基化是判斷胃癌預(yù)后的一個獨立因素。因此，PCDH10啟動子甲基化狀態(tài)可以準確的判斷胃癌預(yù)后。多項研究證實此發(fā)現(xiàn)[26-27]。Wang等[28]最近的研究結(jié)果顯示PCDH10甲基化可以作為前列腺根治性切除術(shù)后無生化復(fù)發(fā)（BCR）生存期的獨立預(yù)后因子，術(shù)后檢測腫瘤樣本PCDH10甲基化可能幫助確定生化復(fù)發(fā)的高危人群，雖然臨床應(yīng)用之前還需要進一步的研究，但PCDH10甲基化可能顯著提高預(yù)測前列腺癌生化復(fù)發(fā)水平。最近的一項研究中報道了PCDH10、SPARC、UCHL1等3種基因啟動子的甲基化狀態(tài)可以作為評估結(jié)直腸癌癥患者的預(yù)后的分子標記物，可助于II期結(jié)直腸癌癥患者的治療策略的制定。在早期診斷方面，Lin等[29]發(fā)現(xiàn)了PCDH10甲基化在宮頸刮物中的腫瘤特異性，與高位人類乳頭狀病毒檢測相比，PCDH10甲基化檢測在浸潤性宮頸癌中具有更高的特異性，可作為宮頸刮片檢查的特異性診斷項目。在大腸癌，Danese等[30]報道了PCDH10啟動子甲基化在早期結(jié)直腸癌患者的血漿甲基化率與腫瘤組織甲基化率正相關(guān)，提供了從生物角度調(diào)節(jié)組織和血漿甲基化譜一致性的新視角。在靶向治療方面，研究發(fā)現(xiàn)PCDH10表達下調(diào)的急性淋巴細胞性白血病細胞株對白血病特異性藥物的敏感性降低[31]，而出現(xiàn)PCDH10甲基化的T細胞和B細胞淋巴瘤細胞表現(xiàn)出阿霉素抵抗[11]，這就表明該基因的甲基化狀態(tài)有助于預(yù)測某些腫瘤對化療藥物的反應(yīng)，為治療方案的選擇提供新的證據(jù)，同時PCDH10可作為腫瘤治療的潛在靶基因。

5 總結(jié)

目前的研究證實PCDH10啟動子甲基化下調(diào)與多種惡性腫瘤臨床病理參數(shù)及預(yù)后密切相關(guān)，因此PCDH10甲基化狀態(tài)可作為惡性腫瘤早期診斷及預(yù)后評估的依據(jù)。脫甲基化上調(diào)PCDH10表達的腫瘤細胞生長、浸潤、侵襲及轉(zhuǎn)移均受到抑制，因此PCDH10可作為腫瘤治療的潛在靶點。相信深入了解PCDH10在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的分子作用機制和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，可為惡性腫瘤的早期診斷、靶向治療及預(yù)后評估提供新的思路。

參考文獻：

[1] Kim S Y,Yasuda S,Tanaka H,et al.Non-clustered protocadherin [J].Cell Adh Migr,2011,5（2）:97

[2] Hirano S.Pioneers in the ventral telencephalon:The role of OL-protocadherin-dependent striatal axon growth in neural circuit formation[J].Cell Adh Migr,2009,1（4）:176

[3]Morrow E M,Yoo S Y,Flavell S W,et al.Identifying autism loci and genesbytracingrecentsharedancestry[J].Science,2008,321（5886）: 218

[4] Redies C,Hertel N,Huebner C A.Cadherins and neuropsychiatric disorders[J].Brain Res,2012,1470:130

[5] Ying J,Li H,Seng T J,et al.Functional epigenetics identifies a protocadherin PCDH10 as a candidate tumor suppressor for nasopharyngeal,esophageal and multiple other carcinomas with frequent methylation[J].Oncogene,2006,25（7）:1070

[6] Yu B,Yang H,Zhang C,et al.High-resolution melting analysis of PCDH10 methylation levels in gastric,colorectal and pancreatic cancers[J].Neoplasma,2010,57（3）:247

[7] Li Z,Chim J C,Yang M,et al.Role of PCDH10 and its hypermethylation in human gastric cancer[J].Biochim Biophys Acta, 2012,1823（2）:298

[8] Heitzer E,Artl M,Filipits M,et al.Differential survival trends of stage II colorectal cancer patients relate to promoter methylation status of PCDH10,SPARC,and UCHL1[J].Mod Pathol,2014,27（6）:906

[9] Ying J M,Gao Z F,Li H Y,et al.Frequent epigenetic silencing of protocadherin 10 by methylation in multiple haematologic malignancies[J].Br J Haematol,2007,136（6）:829

[10]Harada H,Miyamoto K,Yamashita Y,et al.Prognostic signature of protocadherin 10 methylation in curatively resected pathological stageInon-small-celllungcancer[J].CancerMed,2015,4（10）:1536

[11]Narayan G,Xie D,Freddy A J,et al.PCDH10 promoter hypermethylation is frequent in most histologic subtypes of mature lymphoid malignancies and occurs early in lymphomagenesis[J]. Genes Chromosomes Cancer,2013,52（11）:1030

[12]Lin Y L,Li Z G,He Z K,et al.Clinical and prognostic significance of protocadherin-10 (PCDH10)promoter methylation in bladder cancer[J].J Int Med Res,2012,40（6）:2117

[13]Li Z S,Li W J,Xie J,et al.Epigenetic inactivation of PCDH10 in human prostate cancer cell lines[J].Cell Biol Int,2011,35（7）:671

[14]Yu J,Cheng Y Y,Tao Q,et al.Methylation of protocadherin 10,a novel tumor suppressor,is associated with poor prognosis in patients with gastric cancer[J].Gastroenterology,2009,136（2）:640

[15]Ho u Y C,Deng J Y,Zhang R P,et al.Evaluating the clinical feasibility:The direct bisulfite genomic sequencing for examination of methylated status of protocadherin10（PCDH10）promoter to predict the prognosis of gastric cancer[J].Cancer Biomark,2015,15（5）:567

[16]Jao T M,Tsai M H,Lio H Y,et al.Protocadherin 10 suppresses tumorigenesis and metastasis in colorectal cancer and its genetic loss predicts adverse prognosis[J].Int J Cancer,2014,135（11）:2593

[17]Ma J G,He Z K,Ma J H,et al.Downregulation of protocadherin-10 expression correlates with malignant behaviour and poor prognosis in human bladder cancer[J].J Int Med Res,2013,41（1）:38

[18]Fang S,Huang S F,Cao J,et al.Silencing of PCDH10 in hepa tocellular carcinoma via de novo DNA methylation Independent of HBVinfectionorHBXexpression[J].ClinExpMed,2013,13（2）:127

[19]Narayan G,Scotto L,Neelakantan V,et al.Protocadherin PCDH10, involved in tumor progression,is a frequent and early target of promoterhypermethylationincervicalcancer[J].Genes Chromosomes Cancer,2009,48（11）:983

[20]Zhao Y,Yang Y,Trovik J,et al.A novel wnt regulatory axis in endometrioid endometrial cancer[J].Cancer Res,2014,74(18):5103

[21]Li Y,Yang Z S,Song J J,et al.Protocadherin-10 is involved in angiogenesis and methylation correlated with multiple myeloma[J]. Int J Mol Med,2012,29（4）:704

[22]Zhong X,Zhu Y,Mao J,et al.Frequent epigenetic silencing of PCDH10 by methylation in human colorectal cancer[J].J Cancer Res Clin Oncol,2013,139（3）:485

[23]Tang X K,Yin X E,Xiang T X,et al.Protocadherin 10 is frequently downregulated by promoter methylation and functions as a tumor suppressor gene in non-small cell lung cancer[J].Cancer Biomark, 2012,12（1）:11

[24]Li Z,Yang Z,Peng X,et al.Nuclear factor-κB is involved in the protocadherin-10-mediated pro-apoptotic effect in multiple myeloma[J].Mol Med Rep,2014,10（2）:832

[25]Deng J,Liang H,Ying G,et al.Clinical significance of the methylated cytosine-phosphate-guanine sites of protocadherin-10 promoter for evaluating the prognosis of gastric cancer[J].J Am Coll Surg,2014,219（5）:904

[26]Schneider B G,Mera R,Piazuelo M B,et al.DNA methylation predicts progression of human gastric lesions[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev,2015,24（10）:1607

[27]Wang L,Xie P G,Lin Y L,et al.Aberrant methylation of PCDH10 predicts worse biochemical recurrence-free survival in patients with prostate cancer after radical prostatectomy[J].Med Sci Monit,2014, 20:1363

[28]Lin C J,Lai H C,Wang K H,et al.Testing for methylated PCDH10 or WT1 is superior to the HPV test in detecting severe neoplasms（CIN3 or greater）in the triage of ASC-US smear results[J].Am J Obstet Gynecol,2011,204（1）:21

[29]Danese E,Minicozzi A M,Benati M,et al.Epigenetic alteration:new insights moving from tissue to plasma-the example of PCDH10 promoter methylation in colorectal cancer[J].Br J Cancer,2013,109（3）:807

[30]Narayan G,Freddy A J,Xie D X,et al.Promoter methylationmediated inactivation of PCDH10 in acute lymphoblastic leukemia contributestochemotherapyresistance[J].GenesChromosomesCancer, 2011,50（12）:1043

（2015-10-22收稿）

R73

A

1006－8147（2016）02-0182-03

郭小凡（1988-），女，碩士在讀，研究方向：胃癌的綜合治療；通信作者：梁寒，E-mail：tjlianghan@126.com。