黃婉瑩 王書(shū)寶 李兆陽(yáng) 楊向紅

(1 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院病理科，遼寧 沈陽(yáng) 110004; 2 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物部)

乳腺癌是全球女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，也是女性癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一[1]。隨著醫(yī)療水平的提高，乳腺癌診斷的精確性顯著提升，同時(shí)隨著多種抗腫瘤藥物的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，乳腺癌患者的病死率明顯降低。然而，乳腺癌的發(fā)生發(fā)展是涉及多種致癌基因和抑癌基因的多步驟過(guò)程，其病理機(jī)制較為復(fù)雜，深入探究乳腺癌腫瘤相關(guān)基因及蛋白的作用機(jī)制，對(duì)于其診斷及治療至關(guān)重要。

鼠雙微體基因2(Mdm2/Hdm2)由CAHILLY等[2]從一個(gè)含有雙微體的自發(fā)轉(zhuǎn)化的小鼠BALB/3T3DM細(xì)胞中克隆得到，該基因在進(jìn)化過(guò)程中高度保守，在許多的真核生物染色體中均有同源序列。MDM2蛋白可以同P53蛋白結(jié)合，形成MDM2-P53負(fù)反饋環(huán)來(lái)抑制因細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)而大量被激活的P53，維持應(yīng)激反應(yīng)的平衡，使細(xì)胞發(fā)揮正常的生物學(xué)功能。此外，它還參與了調(diào)節(jié)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，通過(guò)P53非依賴途徑影響生理過(guò)程。既往研究發(fā)現(xiàn)，MDM2蛋白在多種惡性腫瘤中表達(dá)異常，其過(guò)表達(dá)會(huì)促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。在乳腺癌中，MDM2蛋白作為致癌因素發(fā)揮重要作用，并與患者的不良預(yù)后相關(guān)。本文就MDM2蛋白在乳腺癌中的作用機(jī)制及近年來(lái)以MDM2蛋白作為潛在治療靶點(diǎn)的相關(guān)研究作以綜述。

1 Mdm2基因及蛋白結(jié)構(gòu)

鼠Mdm2基因位于小鼠10號(hào)染色體C1～C3區(qū)，全長(zhǎng)2 372個(gè)堿基，編碼區(qū)包括1 473個(gè)堿基，編碼含有491個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)。OLINER等[3]于1992年在人染色體12q13-14上鑒定出人Mdm2/Hdm2基因(因Hdm2和Mdm2高度同源且功能相同，兩個(gè)術(shù)語(yǔ)可以互換使用)。Mdm2基因內(nèi)部存在兩個(gè)啟動(dòng)子p1和p2，p1位于編碼基因的上游，p2位于第一個(gè)內(nèi)含子中，P53通過(guò)p2啟動(dòng)子附近的2個(gè)P53結(jié)合位點(diǎn)調(diào)節(jié)Mdm2的轉(zhuǎn)錄[4]。

Mdm2基因有不同的mRNA選擇性剪接方式，可表達(dá)多種蛋白。目前在多種腫瘤細(xì)胞中檢測(cè)到至少72種Mdm2的mRNA可變剪切轉(zhuǎn)錄本，其中多種轉(zhuǎn)錄本具有編碼MDM2同源異構(gòu)體的潛力，這些MDM2蛋白亞型增加了蛋白質(zhì)組的多樣性[5]。MDM2-A、MDM2-B可通過(guò)介導(dǎo)P53依賴的生長(zhǎng)抑制功能促進(jìn)細(xì)胞增殖，MDM2-C可以通過(guò)E2F/RB等P53非依賴途徑促進(jìn)腫瘤發(fā)生[6]；MDMX蛋白是MDM2的重要同源蛋白,兩者結(jié)構(gòu)相似，且均為P53的重要抑制因子。相對(duì)于單體,MDM2/X蛋白可形成異二聚體,其在P53調(diào)控方面更加穩(wěn)定和活躍[7]。MDM2蛋白包含4個(gè)功能區(qū)：N端p53相互作用域、中央酸性域、鋅指域以及C端環(huán)指結(jié)構(gòu)域(RING域)。N端p53相互作用域約含100個(gè)氨基酸殘基，是MDM2與p53基因相互結(jié)合的部位，也可以直接結(jié)合到基因啟動(dòng)子上，激活基因轉(zhuǎn)錄；中央酸性域能與核糖體15蛋白及srRNA結(jié)合，其磷酸化對(duì)于MDM2功能的調(diào)節(jié)很重要；鋅指域具有轉(zhuǎn)錄因子活性，能促進(jìn)細(xì)胞由G1期進(jìn)入S期；RING域具有E3泛素連接酶活性，可泛素化降解P53，介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的相互作用，也能結(jié)合DNA或RNA，參與細(xì)胞周期調(diào)控，促進(jìn)細(xì)胞增殖[8]。

2 MDM2在乳腺癌中的作用機(jī)制

2.1 P53依賴途徑

P53是一種可以阻斷促有絲分裂信號(hào)的腫瘤抑制蛋白，在DNA損傷、氧化應(yīng)激等多種細(xì)胞應(yīng)激情況發(fā)生時(shí)，P53水平升高，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯。MDM2是P53的重要調(diào)節(jié)劑，兩者之間存在自動(dòng)調(diào)節(jié)的負(fù)反饋環(huán)。MOMAND等[9]首先提出在細(xì)胞應(yīng)激時(shí)，過(guò)表達(dá)的P53會(huì)激活Mdm2基因的轉(zhuǎn)錄，上調(diào)的MDM2蛋白將反過(guò)來(lái)以疏水作用結(jié)合在P53蛋白N端轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域，通過(guò)與P53形成復(fù)合物來(lái)干擾P53介導(dǎo)的反式激活[10]。同時(shí)，MDM2通過(guò)RING域充當(dāng)E3泛素連接酶，通過(guò)泛素化對(duì)P53進(jìn)行蛋白酶體的降解，或通過(guò)產(chǎn)生替代的P53翻譯產(chǎn)物來(lái)抑制P53的功能[11]。在乳腺癌中，過(guò)表達(dá)的MDM2打破了MDM2-P53之間相互制衡的關(guān)系，P53介導(dǎo)的反式激活作用被封閉并增加了染色體的不穩(wěn)定性，加速細(xì)胞周期進(jìn)程，進(jìn)而促進(jìn)了腫瘤的形成與進(jìn)展。

2.2 P53非依賴途徑

MDM2還能夠以多種P53非依賴途徑發(fā)揮作用，如與蛋白質(zhì)相互作用參與PI3K/AKT及B-Raf信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，或直接充當(dāng)致癌基因，調(diào)控細(xì)胞的增殖和凋亡。

2.2.1與蛋白的相互作用及對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的影響 P21是位于P53下游的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子，在乳腺癌中其可以阻滯細(xì)胞周期進(jìn)展，發(fā)揮抑癌作用；MDM2可以獨(dú)立于P53直接與P21中20S蛋白酶體的C8亞基結(jié)合，促進(jìn)P21降解，進(jìn)一步促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展并降低其對(duì)化療敏感性[12]。雌激素受體α(ERα)是一種核受體及癌蛋白，在約70%的乳腺癌中表達(dá)，MDM2的表達(dá)與人乳腺癌組織及細(xì)胞系中的ERα表達(dá)呈正相關(guān)，ERα通過(guò)P53非依賴的途徑正向調(diào)控MDM2表達(dá)，而MDM2通過(guò)與ERα形成蛋白復(fù)合物的形式來(lái)促進(jìn)ERα的泛素化和降解[13]。另外腫瘤抑制因子PTEN可抑制PI3K/AKT信號(hào)通路，而AKT可以促進(jìn)Mdm2基因的轉(zhuǎn)錄和MDM2蛋白進(jìn)入細(xì)胞核以及磷酸化，因此PTEN將會(huì)導(dǎo)致MDM2在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的聚集，而PTEN缺失則激活MDM2介導(dǎo)的抗凋亡過(guò)程，引起乳腺癌細(xì)胞的異常增殖[14]。研究發(fā)現(xiàn)，PTEN還可以通過(guò)脂質(zhì)磷酸酶調(diào)控Mdm2啟動(dòng)子區(qū)域來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄以及同源異構(gòu)體的選定[15]。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是上皮來(lái)源的惡性腫瘤細(xì)胞在遷移和侵襲過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與其中，MDM2通過(guò)B-Raf信號(hào)通路上調(diào)EMT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，或通過(guò)增強(qiáng)Snail表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)EMT，促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展[16]。

2.2.2MDM2直接充當(dāng)致癌因子 MDM2蛋白在其高表達(dá)時(shí)可直接充當(dāng)致癌因子，或者通過(guò)不同的MDM2剪接變體及翻譯后修飾來(lái)影響疾病的進(jìn)展。有研究表明，在5.9%的乳腺癌患者中，腫瘤細(xì)胞的Mdm2基因擴(kuò)增約17倍，并且存在翻譯后修飾的MDM2剪接變體；在具有選擇性剪接MDM2轉(zhuǎn)錄本的人乳腺癌患者中，這些變異體往往更具生物學(xué)侵襲性，患者腋窩淋巴結(jié)受累程度更高，壞死更嚴(yán)重[6]。MDM2的剪接變體MDM2-B和MDM2-C經(jīng)過(guò)化療后其半衰期均長(zhǎng)于MDM2全長(zhǎng)蛋白，且MDM2-C可以充當(dāng)E3泛素連接酶作用于P53影響乳腺癌細(xì)胞的凋亡[11]。剪接變體P2-MDM2-10和MDM2-Δ5在應(yīng)激細(xì)胞中均顯著上調(diào)，說(shuō)明可變剪接可能影響Mdm2基因的致癌作用[17]。

2.3 Mdm2單核苷酸多態(tài)性(SNP)與乳腺癌致病性的相關(guān)研究

遺傳多態(tài)性在乳腺癌的病因中具有重要作用，SNP是遺傳多態(tài)性的表現(xiàn)形式之一。位于Mdm2基因啟動(dòng)子p2中的SNP309及SNP285兩種SNP具有生物學(xué)功能。Mdm2 SNP309 T>G可以促進(jìn)Mdm2轉(zhuǎn)錄并與乳腺癌進(jìn)展相關(guān)，而SNP285 G>C與Mdm2轉(zhuǎn)錄減少以及乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)，兩者對(duì)轉(zhuǎn)錄因子SP1的結(jié)合也具有相反的作用[18]。激素受體陽(yáng)性的乳腺癌的發(fā)生發(fā)展則會(huì)受到Mdm2 SNP的影響，在雌激素受體(ER)陽(yáng)性的患者中，與T/G+G/G-型相比，SNP309的T/T-基因型與患者更早的平均診斷年齡和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率顯著相關(guān)[19]。同時(shí)，評(píng)估Mdm2 SNP對(duì)乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，需考慮種族分布差異。亞洲和非洲人群SNP309 GT和GG基因型與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)增高相關(guān)，而在歐洲人群中SNP309狀態(tài)與乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)間沒(méi)有顯著相關(guān)性[20]。

3 MDM2治療乳腺癌的策略及相關(guān)藥物研究進(jìn)展

3.1 調(diào)控MDM2-P53的上游通路

3.1.1非編碼RNA調(diào)控MDM2-P53 非編碼RNA的失調(diào)與乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。lncRNA RHPN1-AS1在人乳腺癌組織和細(xì)胞系(MCF-7和MDA-MB-231)中高表達(dá)，敲減RHPN1-AS1能夠抑制細(xì)胞增殖并增強(qiáng)P53蛋白的表達(dá)。熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)證實(shí)RHPN1-AS1是miR-4261的分子海綿，是c-Myc的直接轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，RHPN1-AS1通過(guò)MDM2調(diào)控P53的表達(dá)來(lái)發(fā)揮促腫瘤發(fā)生的作用[21]。LXR-623(WAY-252623)是一種肝臟X受體激動(dòng)劑，可延緩動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的進(jìn)展并顯著抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖。在乳腺癌細(xì)胞中，lncRNA介導(dǎo)的LXR-623胞吐作用可通過(guò)PTEN/AKT/MDM2/P53通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤的增殖[22]。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中，miR-5003-3p通過(guò)作用于MDM2來(lái)調(diào)控Snail和E-cadherin的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響EMT的過(guò)程及腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[23]。

3.1.2調(diào)控PI3K/AKT/MDM2通路 以拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱα(topoⅡα)作為蒽環(huán)類藥物的治療靶點(diǎn)引發(fā)DNA損傷是治療乳腺癌的策略之一。XWL-1-48是一種設(shè)計(jì)合成的新型口服鬼臼毒素衍生物，誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞中的γ-H2AX上調(diào)并激活A(yù)TM/P53/P21通路，導(dǎo)致活性氧自由基(ROS)生成繼而引發(fā)DNA損傷；同時(shí)，XWL-1-48可以顯著阻斷PI3K/AKT/MDM2通路并增強(qiáng)MDM2降解，發(fā)揮強(qiáng)大的抗腫瘤活性[24]。卡維地洛(CAR)通過(guò)ROS介導(dǎo)的PI3K/AKT/MDM2通路發(fā)揮抗氧化及抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用，針對(duì)正常乳腺上皮細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn)，CAR可以消除BaP誘導(dǎo)后ROS的產(chǎn)生和DNA的損傷[25]。2-甲氧基-5[(3,4,5-三甲磺基苯基)硒基]苯酚(SQ0814061)對(duì)乳腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)具有抑制作用，其可以誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯在G2/M期，通過(guò)下調(diào)PI3K/AKT/MDM2通路可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。同時(shí)，SQ0814061解離MDM2-P53復(fù)合物，并通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑直接誘導(dǎo)MDM2降解，繼而發(fā)揮其抗乳腺癌的作用[26]。

3.1.3調(diào)控MDM2-P53的肽類化合物 研究表明，多種肽類化合物可以作用于MDM2-P53上游而影響乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。Numb是一種與細(xì)胞不對(duì)稱分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)，是MDM2的已知調(diào)節(jié)因子之一，在多達(dá)50%的乳腺癌患者的癌組織中其表達(dá)缺失[27]。Numb作為抑癌因子，可以通過(guò)遷移進(jìn)入細(xì)胞核，同P53及MDM2形成三元復(fù)合物，防止P53的泛素化和降解；其在三陰性乳腺癌中的下調(diào)可以增強(qiáng)細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[28]。乙型肝炎X相互作用蛋白(HBXIP)作為一種癌蛋白，在乳腺癌中可以通過(guò)共激活P53增強(qiáng)Mdm2啟動(dòng)子的活性，促進(jìn)Mdm2的轉(zhuǎn)錄，還可以通過(guò)誘導(dǎo)miR-18b的DNA甲基化上調(diào)MDM2，并通過(guò)增加pAKT的水平促進(jìn)MDM2的磷酸化并與pMDM2結(jié)合，增強(qiáng)MDM2和P53之間的相互作用，從而下調(diào)乳腺癌細(xì)胞中的P53水平，促進(jìn)乳腺癌生長(zhǎng)[29]。Inulanolide A(InuA)是一種同時(shí)抑制乳腺癌細(xì)胞中的活化T細(xì)胞核因子-1(NFAT1)和MDM2的雙重靶向小分子化合物，通過(guò)P53依賴性和非依賴性方式發(fā)揮其抗癌活性[30]。Lineariifolianoid A(LinA)同樣屬于NFAT1-MDM2通路新型抑制劑，在乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞系中可以通過(guò)劑量依賴性和P53非依賴性方式抑制腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲[31]。

3.1.4調(diào)控MDM2-P53的非肽小分子化合物 除了上述肽類化合物外，研究還發(fā)現(xiàn)一些小分子化合物能夠結(jié)合于MDM2表面的P53結(jié)合域，競(jìng)爭(zhēng)性抑制MDM2-P53復(fù)合物形成，使P53游離并被激活，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抑癌作用。Nutlin-3a是一種低分子量順式咪唑啉的類似物，在乳腺癌細(xì)胞中它可以與MDM2表面的P53結(jié)合域結(jié)合，激活P53通路，使聚ADP-核糖聚合酶(PARP1)蛋白酶體降解并抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[32]?？癸L(fēng)濕藥物金諾芬(Auranofin)也可以用于乳腺腫瘤的治療，且其與Nutlin-3a之間有明顯的協(xié)同作用[33]。Nutlin的新一代產(chǎn)品依達(dá)奴林(RG7388)是羅氏公司研發(fā)的、全球首個(gè)口服靶向MDM2蛋白抑制劑，它能夠作用于MDM2-P53，從而造成乳腺癌細(xì)胞周期停滯、增強(qiáng)細(xì)胞毒性，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。思瑞德林(NVP-HDM201)是由諾華公司研制開(kāi)發(fā)的一種對(duì)MDM2具有高度選擇性及親和性的MDM2-P53相互作用抑制劑，可與MDM2表面P53結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，通過(guò)破壞兩種蛋白之間相互作用而發(fā)揮抗腫瘤作用。目前關(guān)于其對(duì)乳腺癌的抑制作用及與其他藥物的聯(lián)合應(yīng)用研究正處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段[34]。

3.2 抑制MDM2的E3泛素連接酶活性

MDM2除了可以同P53特異性結(jié)合并且抑制P53轉(zhuǎn)錄外，還可以通過(guò)RING域充當(dāng)E3泛素連接酶，通過(guò)泛素化途徑對(duì)指定的P53進(jìn)行蛋白酶體的降解，因此抑制MDM2的E3泛素連接酶活性也是乳腺癌治療的研究方向之一。在管腔型乳腺癌細(xì)胞MCF-7中，過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄延伸因子ELL3通過(guò)抑制MDM2介導(dǎo)的泛素依賴性降解途徑穩(wěn)定P53，并促進(jìn)P53與NADH醌氧化還原酶1(NDH1)的結(jié)合，使恢復(fù)對(duì)化療劑順式二氨二氯鉑Ⅱ(CDDP)的敏感性[35]。此外，在HER-2過(guò)表達(dá)型乳腺癌細(xì)胞中，MDM2可以通過(guò)泛素化促進(jìn)另一種E3泛素連接酶HUWE1的降解，這一機(jī)制使該型乳腺癌細(xì)胞產(chǎn)生對(duì)HER-2抑制劑拉帕替尼抗性[36]。以上研究表明，抑制MDM2的泛素化活性可以作為誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞化學(xué)增敏的靶向治療的新策略。

3.3 通過(guò)P53非依賴途徑靶向下調(diào)MDM2表達(dá)

乳腺癌中，MDM2過(guò)表達(dá)時(shí)腫瘤細(xì)胞會(huì)加速生長(zhǎng)，并降低對(duì)治療藥物的敏感性，因此直接靶向下調(diào)MDM2表達(dá)的藥物成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。目前這些藥物主要分為以下幾類：①已有藥物或已知化合物的新作用，如二甲雙胍可以降低AKT、Bcl-2以及MDM2的表達(dá)水平并且增加P53、Bax的表達(dá)水平[37]；棉酚可以雙靶向MDM2和VEGF，通過(guò)破壞MDM2蛋白與VEGFmRNA的結(jié)合，同時(shí)誘導(dǎo)MDM2自身泛素化并減少VEGF翻譯，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和抗血管生成[38]。②合成新化合物及其衍生物，如在乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-435中，12-氯乙?；?PPD誘導(dǎo)G2/M細(xì)胞周期停滯，下調(diào)MDM2表達(dá)，上調(diào)P53表達(dá)，觸發(fā)細(xì)胞凋亡[39]。③微生物代謝物及提取物，如紫色桿菌素(Violacein)通過(guò)上調(diào)Bax、P53和下調(diào)MDM2誘導(dǎo)人乳腺癌細(xì)胞凋亡[40]，無(wú)羈萜(Friedelin)可有效抑制乳腺癌MCF-7細(xì)胞的生長(zhǎng)并降低MDM2表達(dá)。

4 展望

乳腺癌中，高表達(dá)的MDM2可以通過(guò)P53依賴途徑抑制P53活性從而加速細(xì)胞周期進(jìn)程并發(fā)揮惡性作用，也可以通過(guò)P53非依賴途徑作為獨(dú)立的癌基因促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。既往研究證實(shí)了乳腺癌中MDM2作為致癌因子有著潛在的臨床價(jià)值，通過(guò)針對(duì)MDM2-P53調(diào)節(jié)環(huán)的靶向治療或直接靶向阻斷MDM2的調(diào)控作用，開(kāi)發(fā)有應(yīng)用價(jià)值的藥物并探索聯(lián)合用藥的可能性，有望成為乳腺癌治療的新手段。目前對(duì)MDM2在乳腺癌中作用的研究大多處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段，如何將這些早期的研究成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，進(jìn)而定制個(gè)性化的治療策略，是未來(lái)亟待解決的問(wèn)題。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。

ConflictsofInterest：All authors disclose no relevant conflicts of interest.

作者貢獻(xiàn)：所有作者共同參與了文獻(xiàn)的收集、整理以及文章的寫(xiě)作和修改。所有作者均閱讀并同意發(fā)表該論文。

Contributions：All the authors have participated in the collection and arrangement of related literature, and the writing and editing of the manuscript.All the authors have read the last version of the paper and consented submission.