張瑩，吳迪，王潞，朱益平

（1.皖南醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，安徽 蕪湖 241002；2.皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院腫瘤科）

在真核細(xì)胞中，DNA損傷修復(fù)能力的缺陷可導(dǎo)致基因突變，進(jìn)而誘發(fā)癌變。染色質(zhì)重塑在DNA轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、損傷修復(fù)中發(fā)揮重要作用。SWI/SNF是重要的染色質(zhì)重塑復(fù)合物，ARID1A是SWI/SNF的核心亞基，其在癌細(xì)胞中具有較高的突變率，是一種腫瘤抑制因子［1］。本文對(duì)ARID1A在多種癌癥中的作用機(jī)制進(jìn)行了綜述。

1 ARID1A的基本特征

1.1 SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物 在DNA復(fù)制、重組、修復(fù)及轉(zhuǎn)錄等過程中，染色質(zhì)的包裝及相應(yīng)DNA分子發(fā)生改變，稱為染色質(zhì)重塑。ATP依賴染色質(zhì)重塑復(fù)合物和組蛋白共價(jià)修飾復(fù)合物一起參與染色質(zhì)重塑，共同調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)［2］。ATP依賴染色質(zhì)重塑復(fù)合物有SWI/SNF、ISWI、Mi-2（染色質(zhì)重塑和脫乙酰酶復(fù)合物）等［3］。 SWI/SNF復(fù)合物的成分在19.6%的人類癌癥中突變［4］。SWI/SNF是多亞基染色質(zhì)重塑復(fù)合物，利用ATP水解的能量來重新定位核小體，從而調(diào)節(jié)基因表達(dá)［5］。

1.2 ARID1A ARID1A又名BAF250a（BRG1-associated factor 250a），是SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物的核心亞基［6］。ARID1A基因位于人染色體 1p36.11［7］。ARID1A 的 N 端包括一個(gè) ARID（AT-rich interactive domain）結(jié)構(gòu)域，又名BRIGHT結(jié)構(gòu)域，約包含100個(gè)氨基酸，可與富含 AT的 DNA序列非特異性結(jié)合［8］。ARID1A的C末端LXXLL基序含有幾個(gè)與糖皮質(zhì)激素受體相互作用的結(jié)合位點(diǎn)，但目前尚不清楚ARID1A在調(diào)節(jié)激素信號(hào)傳導(dǎo)中的作用是否有助于抑制腫瘤［9］。ARID1A與ARID1B是ARID1的兩個(gè)亞基，Helming等［10］研究發(fā)現(xiàn)，ARID1B的基因產(chǎn)物與ARID1A互斥，且其是ARID1A突變癌細(xì)胞系存活優(yōu)先需要的基因，ARID1A缺陷時(shí)ARID1B的缺失導(dǎo)致SWI/SNF復(fù)合物不穩(wěn)定并且影響癌細(xì)胞和原代細(xì)胞的增殖；ARID1A和ARID1B常在癌癥中共突變，但ARID1A缺陷的癌癥會(huì)保留至少一個(gè)功能性ARID1B等位基因，這些研究結(jié)果表明，ARID1A和ARID1B等位基因的缺失協(xié)同促進(jìn)癌癥形成。ARID1A主要通過蛋白質(zhì)之間的相互作用介導(dǎo)相關(guān)蛋白發(fā)揮作用［11］。

2 ARID1A在不同腫瘤中的突變及其作用機(jī)制

2.1 胃癌 胃癌是最常見的惡性腫瘤之一，在世界上所有癌癥中的死亡率排名第三［12］。Zhu等［13］對(duì)98例原發(fā)性胃癌和40例胃良性病變患者的術(shù)后切片進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)19.39%的胃癌組織、4.08%的癌旁組織和2.5%的正常胃黏膜均存在ARID1A缺失；ARID1A在胃癌組織中的表達(dá)水平著顯低于癌旁組織和正常胃黏膜；ARID1A缺失與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤分化程度顯著相關(guān)；90例Ⅱ-Ⅲ期胃癌組織中，ARID1A陰性患者的臨床轉(zhuǎn)歸明顯低于ARID1A陽性患者，ARID1A在胃癌患者中的表達(dá)缺失與生存率差顯著相關(guān)。Wiegand等［14］研究發(fā)現(xiàn)，ARID1A表達(dá)在胃癌中的缺失率為14%。Zang等［15］研究發(fā)現(xiàn)，8%的胃癌中檢測(cè)到ARID1A突變（9/110），其與PIK3CA突變和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性相關(guān)，在功能測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AT4（一種鈣黏蛋白家族基因）和ARID1A均發(fā)揮腫瘤抑制活性，因此，F(xiàn)AT4和ARID1A的體細(xì)胞失活可能是胃癌的關(guān)鍵致瘤事件。Wang等［16］檢測(cè)了ARID1A在癌癥組織和非癌組織中的表達(dá)，結(jié)果顯示，在大多數(shù)荷瘤組織中，ARID1A mRNA（P＝0.0029）和蛋白（P＝0.0015）表達(dá)降低；為了進(jìn)一步研究ARID1A表達(dá)的臨床病理和預(yù)后作用，對(duì)224例石蠟包埋的胃癌組織塊進(jìn)行了免疫組化分析，數(shù)據(jù)顯示ARID1A表達(dá)缺失與T分期（P＝0.001）和分級(jí)（P＝0.006）顯著相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)ARID1A表達(dá)缺失與胃癌患者的不良生存率顯著相關(guān)（P＝0.003）。Yan 等［17］研究發(fā)現(xiàn)，ARID1A沉默促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲，且粘附蛋白E-cadherin在ARID1A缺失時(shí)顯著下調(diào)，而在ARID1A過表達(dá)時(shí)上調(diào)；E-cadherin過表達(dá)可顯著抑制胃癌細(xì)胞遷移和侵襲，而CDH1（編碼E-cadherin）基因沉默則促進(jìn)遷移；在ARID1A沉默的細(xì)胞系中恢復(fù)CDH1的表達(dá)，可恢復(fù)對(duì)細(xì)胞遷移的抑制；還發(fā)現(xiàn)ARID1A相關(guān)的SWI/SNF復(fù)合物與CDH1啟動(dòng)子結(jié)合并調(diào)節(jié)CDH1轉(zhuǎn)錄，表明ARID1A在調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞遷移和侵襲過程中可靶向E-cadherin。

幽門螺桿菌（H.pylori，Hp）感染引起慢性胃炎和消化性潰瘍，被認(rèn)為是胃癌發(fā)生發(fā)展的危險(xiǎn)因素。研究發(fā)現(xiàn)，Hp陽性胃癌組織中miR-223-3p的表達(dá)水平顯著高于Hp陰性組織；胃癌組織中miR-223-3p與ARID1A表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-223-3p通過直接靶向ARID1A并降低其表達(dá)來促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移［18］。

Yang等［19］用PI3K抑制劑BKM120和PARP抑制劑奧拉帕利對(duì)ARID1A缺失的胃癌細(xì)胞進(jìn)行聯(lián)合治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合治療能有效抑制胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，表明ARID1A可使腫瘤細(xì)胞對(duì)PI3K和PARP抑制劑敏感，并且ARID1A缺失可作為潛在的預(yù)測(cè)治療生物標(biāo)志物。

2.2 婦科腫瘤 ARID1A在卵巢透明細(xì)胞癌中基因組測(cè)序中有高達(dá)57%的突變［20］。在其他婦科腫瘤，如子宮透明細(xì)胞癌和子宮內(nèi)膜樣癌［21］、宮頸癌［10］和子宮癌肉瘤中也有不同程度的ARID1A突變。

Wiegand等［22］對(duì)卵巢透明細(xì)胞癌和子宮內(nèi)膜樣癌進(jìn)行了完整的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，結(jié)果表明119例卵巢透明細(xì)胞癌中有55例發(fā)生ARID1A突變（46%），33例子宮內(nèi)膜樣癌中有10例發(fā)生ARID1A突變（30%），76例高級(jí)別漿液性卵巢癌中未見突變；BAF250a蛋白的缺失與卵巢透明細(xì)胞癌和子宮內(nèi)膜樣癌亞型以及ARID1A突變的存在密切相關(guān)；在2例患者中，ARID1A突變和BAF250a蛋白表達(dá)缺失存在于腫瘤和鄰近非典型子宮內(nèi)膜異位癥中，但不存在于遠(yuǎn)端子宮內(nèi)膜異位病灶中；這些數(shù)據(jù)表明，ARID1A作為腫瘤抑制基因經(jīng)常在卵巢透明細(xì)胞癌和子宮內(nèi)膜樣癌中存在突變，由于ARID1A突變和BAF250a的缺失可見于癌前病變，因此推測(cè)這是子宮內(nèi)膜異位癥轉(zhuǎn)化為癌癥的早期事件。Yen等［23］對(duì)比研究了非典型增生和子宮內(nèi)膜癌的ARID1A的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌ARID1A表達(dá)的缺失（可能是由于體細(xì)胞失活突變）與從非典型增生到子宮內(nèi)膜癌的進(jìn)展相關(guān)。ARID1A缺失本身不足以導(dǎo)致小鼠卵巢腫瘤的發(fā)生，只有ARID1A和PTEN同時(shí)缺失的小鼠才會(huì)促進(jìn)卵巢腫瘤的發(fā)生［24］。Guan等［25］使用條件性敲除小鼠模型，ARID1A和PTEN在小鼠卵巢表面上皮中單獨(dú)或組合缺失，發(fā)現(xiàn)6個(gè)月后，59.1%的ARID1A和PTEN雙敲除小鼠發(fā)育出卵巢子宮內(nèi)膜樣癌或未分化癌，而其余小鼠則僅表現(xiàn)出卵巢表面上皮增生；相反，在ARID1A或PTEN純合或雜合缺失的52只小鼠中未發(fā)生卵巢病變；這些結(jié)果表明ARID1A單獨(dú)失活不足以引發(fā)腫瘤，還需要其它的遺傳改變，如PTEN缺失以驅(qū)動(dòng)腫瘤發(fā)生。Guan等［1］另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)野生型ARID1A在具有ARID1A突變的卵巢癌中的表達(dá)，可抑制小鼠中腫瘤異種移植物的細(xì)胞增殖和腫瘤生長，而RNAi介導(dǎo)的非轉(zhuǎn)化上皮細(xì)胞中ARID1A的沉默可增強(qiáng)細(xì)胞增殖和致瘤性，表明ARID1A起腫瘤抑制劑的作用；基因表達(dá)分析還發(fā)現(xiàn)了ARID1A的下游靶標(biāo)，包括CDKN1A和SMAD3，它們是p53的靶基因，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ARID1A/BRG1復(fù)合物與p53直接相互作用，表明ARID1A與p53協(xié)同調(diào)節(jié)CDKN1A和SMAD3的轉(zhuǎn)錄和婦科癌癥腫瘤的生長。Sato等［26］研究發(fā)現(xiàn)，在ARID1A突變的卵巢透明細(xì)胞癌細(xì)胞系中siRNA介導(dǎo)的ARID1B敲低顯著降低了細(xì)胞生長；在免疫組織化學(xué)分析中，ARID1A缺失的卵巢透明細(xì)胞癌樣本中的ARID1B水平也較低，并且與無進(jìn)展生存期較短有關(guān)，這證明ARID1A突變以及ARID1B低表達(dá)水平可能是卵巢透明細(xì)胞癌預(yù)后不良的標(biāo)志，ARID1B也可能是抗癌治療的有力靶標(biāo)。Guo等［27］研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌中，ARID1A沉默可顯著增加細(xì)胞增殖和遷移，其主要作為轉(zhuǎn)錄抑制因子起作用，ARID1A通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子CEBPα的染色質(zhì)進(jìn)入來抑制長的非編碼RNA UCA1的表達(dá)，ARID1A的功能缺失可激活UCA1，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞增殖和遷移。

2.3 肝癌 ARID1A基因突變?cè)诟渭?xì)胞癌中達(dá)12.17%～35.9%［28］。Huang 等［29］通過對(duì)乙型肝炎病毒陽性的肝細(xì)胞癌患者的外顯子組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，100例肝細(xì)胞癌病例的13例（13%）中鑒定了ARID1A存在21個(gè)突變；在110個(gè)配對(duì)肝細(xì)胞癌樣本中有14個(gè)（12.7%）存在ARID1A突變。Sun等［30］研究發(fā)現(xiàn)，在一些肝細(xì)胞癌患者中，ARID1A在原發(fā)性腫瘤中高表達(dá)，但在轉(zhuǎn)移性病變中未表達(dá)，表明ARID1A在起始后可能丟失；具有肝特異性純合或雜合ARID1A缺失的小鼠對(duì)腫瘤起始具有抗性，ARID1A過表達(dá)則加速起始；而已建立的腫瘤中純合或雜合ARID1A缺失加速了腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移；ARID1A通過增加CYP450介導(dǎo)的氧化應(yīng)激促進(jìn)腫瘤起始，而腫瘤內(nèi)ARID1A的缺失降低了腫瘤遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；這表明ARID1A具有依賴于背景的腫瘤抑制和致癌作用。

2.4 其他腫瘤 研究發(fā)現(xiàn)，ARID1A基因的異常表達(dá)和突變?cè)诜伟?1］、腎癌［32］、膀胱癌［33-34］等中均存在。

Wei等［35］回顧性收集209例患者的臨床病理資料和石蠟包埋的原發(fā)性結(jié)直腸癌標(biāo)本，其中111例結(jié)腸癌患者和98例直腸癌患者；在TNM（tumor-node metastasis）分期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期患者分別出現(xiàn) 7.4%、24.1%、22.2%和 46.3%的 ARID1A缺失，在ARID1A缺失患者中，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率為46.3%，而ARID1A未缺失患者只有29.7%有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；在病理分化方面，在ARID1A缺失患者中分別有25.9%、66.7%和7.4%為低、中和高分化的腫瘤；ARID1A缺失與晚期TNM分期（P＝0.020）、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（P＝0.026）、不良病理分級(jí)（P＝0.035）有關(guān)；然而，與Ⅳ期結(jié)直腸癌的ARID1A陰性患者相比，ARID1A陽性的患者總體生存率更差，由此表明，ARID1A缺失與結(jié)直腸癌患者的臨床病理特征以及Ⅳ期患者的生存率相關(guān)。Wu等［36］研究發(fā)現(xiàn)，極光激酶A（aurora kinase A，AURKA）可選擇性地抑制ARID1A缺陷的結(jié)腸直腸癌（CRC）細(xì)胞的生長；而ARID1A可負(fù)調(diào)節(jié)AURKA基因啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄；ARID1A缺失的細(xì)胞可以增強(qiáng)AURKA轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白CDC25C的持續(xù)激活，CDC25C是G2/M轉(zhuǎn)換和進(jìn)入有絲分裂的關(guān)鍵蛋白，抑制ARID1A缺失細(xì)胞中的AURKA活性可顯著增加G2/M阻滯并誘導(dǎo)細(xì)胞多核和細(xì)胞凋亡；結(jié)果表明，藥理學(xué)抑制AURKA-CDC25C軸可作為治療ARID1A功能缺失突變的CRC的新策略。

Zhang等［31］研 究 發(fā)現(xiàn)，通 過 siRNA 沉默ARID1A可促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖和集落形成能力，并抑制紫杉醇誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，在非小細(xì)胞肺癌中ARID1A表達(dá)降低，并與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期顯著相關(guān)。

Lichner等［37］發(fā)現(xiàn)，與正常腎皮質(zhì)樣本相比，67%的腎透明細(xì)胞癌樣本中ARID1A蛋白表達(dá)較低，68%的ARID1A mRNA水平表達(dá)降低；ARID1A蛋白和mRNA表達(dá)降低與腫瘤分級(jí)和分期有關(guān)。

在膀胱癌中也存在ARID1A突變，產(chǎn)生的缺陷蛋白缺失DNA結(jié)合域或LXXLL基序的缺陷［33］。Lena等［38］研究發(fā)現(xiàn)，與正常尿路上皮對(duì)照組相比，所有膀胱癌中ARID1A蛋白缺失的病例百分比與增加的分期和分級(jí)呈正相關(guān)。

Geulah等［39］研究發(fā)現(xiàn)，大約25%的胰腺癌含有產(chǎn)生SWI/SNF復(fù)合物蛋白質(zhì)的基因突變，結(jié)腸中缺失ARID1A的小鼠會(huì)發(fā)展成胰腺導(dǎo)管腺癌，在含有致癌Kras突變的成人腺泡細(xì)胞中抑制ARID1A可加速腺泡至導(dǎo)管的轉(zhuǎn)變并導(dǎo)致胰腺導(dǎo)管腺癌前體病變，這些病變不能通過恢復(fù)內(nèi)源性ARID1A的表達(dá)來逆轉(zhuǎn)。

3 ARID1A的生物學(xué)作用

3.1 干細(xì)胞全能性 ARID1A在早期胚胎和胚胎干細(xì)胞中均有高水平表達(dá)，而ARID1A缺失可導(dǎo)致早期胚胎發(fā)育過程缺失中胚層，還可導(dǎo)致胚胎干細(xì)胞不能維持正常干細(xì)胞表型，易于分化，并導(dǎo)致Sox2、Utf1和Oct4等自我更新基因表達(dá)下降，而Gata4、Gata6、Tnt2和Myl3等與發(fā)育有關(guān)的基因表達(dá)增加［40］。Yan等［41］研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠胚胎干細(xì)胞分化過程中ARID1A和ARID1B的水平降低，而BRM的水平升高，暗示這些復(fù)合物可在胚胎干細(xì)胞維持或分化中起作用；構(gòu)建具有ARID1B雙等位基因失活的胚胎干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞顯示出降低的增殖速率和異常的細(xì)胞周期，且這些細(xì)胞缺乏未分化的胚胎干細(xì)胞的自我更新能力，并表現(xiàn)出分化細(xì)胞的某些表型，這表明ARID1相關(guān)的SWI/SNF對(duì)于小鼠胚胎干細(xì)胞維持其正常增殖和多能性是必需的。ARID1A蛋白調(diào)節(jié)核小體占位和組蛋白修飾引發(fā)胚胎干細(xì)胞分化，研究發(fā)現(xiàn)ARID1A使胚胎干細(xì)胞建立平衡的染色質(zhì)構(gòu)型，這對(duì)于胚胎干細(xì)胞的正確分化是必需的［42］。

3.2 ARID1A對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控 研究表明，ARID1A在細(xì)胞周期的G0期積聚，但在細(xì)胞周期各階段表達(dá)下調(diào)，至有絲分裂期ARID1A含量完全消除［43］。ARID1A基因缺失會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯的延遲，再次加入血清，細(xì)胞就可以迅速進(jìn)入細(xì)胞周期，發(fā)生完全相反的結(jié)果［44］。ARID1A可在DNA損傷后促進(jìn)細(xì)胞周期檢查點(diǎn)激活，因此當(dāng)產(chǎn)生DNA損傷時(shí)，ARID1A缺失的細(xì)胞不能促進(jìn)細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的激活，從而表現(xiàn)出啟動(dòng)和維持細(xì)胞周期停滯的能力受損［45］。為了保持基因組完整性，細(xì)胞周期以連續(xù)和不可逆的方式被嚴(yán)格和精確地調(diào)節(jié)，ARID1A控制細(xì)胞周期/DNA損傷檢查點(diǎn)，調(diào)節(jié)P53靶標(biāo)和端粒酶活化［46］。

Zhang等［31］檢測(cè)了幾種凋亡和增殖相關(guān)蛋白，發(fā)現(xiàn)ARID1A缺失可顯著上調(diào)細(xì)胞周期素D1和Bcl-2表達(dá)，這提示ARID1A可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期素D1和Bcl-2調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和凋亡。

3.3 對(duì)信號(hào)通路的調(diào)控 ARID1A與PI3K途徑激活有關(guān)［11，47］。Chandler等［48］在卵巢透明細(xì)胞癌研究中發(fā)現(xiàn)了ARID1A與PI3K途徑之間的相互作用關(guān)系。Samartzis等［49］研究發(fā)現(xiàn)，卵巢癌ARID1A突變導(dǎo)致PI3K/Akt通路的激活，常合并編碼PI3K的催化亞基P110α的PI3KCA的突變。因此，ARID1A的生物學(xué)作用可能依賴于它與PI3K/Akt通路的相互作用。

Yang等［18］研究發(fā)現(xiàn)Hp感染誘導(dǎo)miR-223-3p表達(dá)，NF-κB可通過直接結(jié)合miR-223-3P啟動(dòng)子促進(jìn)miR-223-3P表達(dá)，且其是Hp介導(dǎo)的miR-223-3P上調(diào)所必需的，而miR-223-3p可通過直接靶向ARID1A促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移，結(jié)果表明，NF-κB/miR-223-3p/ARID1A軸可將Hp誘導(dǎo)的慢性炎癥過程與胃癌聯(lián)系起來。如上所述，Yan等［17］研究發(fā)現(xiàn)ARID1A在調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞遷移和侵襲過程中靶向E-cadherin。

綜上所述，ARID1A作為SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物的一個(gè)重要組成亞基，是腫瘤抑制因子，在多種腫瘤中發(fā)生突變或缺失。目前對(duì)于ARID1A的具體抑癌機(jī)制仍不十分清楚，對(duì)于ARID1A在不同腫瘤中的突變差異性；ARID1A是否通過影響激素水平來發(fā)揮抑制腫瘤的作用；ARID1A基因突變對(duì)于腫瘤預(yù)后的影響等問題仍需深入研究。對(duì)ARID1A基因的功能及其具體的分子作用機(jī)制的深入研究，將增加對(duì)染色質(zhì)重塑生物學(xué)作用的認(rèn)識(shí)，并為癌癥診斷和治療提供新的思路，從而研究出診斷、治療癌癥的新靶標(biāo)。