轉錄因子 p63 起源于 p53 蛋白家族,由 TP63 基因編碼。TP63 基因包含兩個不同的啟動子,編碼 TAp63 和 ΔNp63 兩種蛋白,兩種蛋白可經剪切產生 p63α、p63β 和 p63δ 等亞型。ΔNp63α 是 TP63 基因的啟動子之一,作為核心調控因子在表觀遺傳和轉錄水平調控基因表達。最近的研究表明,ΔNp63α 表達異常可致多種惡性腫瘤發生,同時降低惡性腫瘤對放射、化學治療的敏感性。因此,ΔNp63α 可作為惡性腫瘤診斷標志物和治療靶點。該文就 ΔNp63α 在惡性腫瘤中的作用機制、耐藥性等最新研究進展進行了綜述。
引用本文: 高自平, 梁衛東, 陳虎, 司瑩麗, 楊博. ΔNp63α 在惡性腫瘤中的研究進展. 華西醫學, 2023, 38(2): 304-310. doi: 10.7507/1002-0179.202209028 復制
轉錄因子 p63 是 p53 蛋白家族的一員,由 Tp63 基因編碼。TP63 基因作為 TP53 家族的一種亞型,在多種鱗狀細胞癌(鱗癌)中發生基因組擴增[1]。TP63 基因經選擇性剪接可產生 p63α、p63β 和 p63δ 等亞型,根據異構體不同,TP63 可編碼 TAp63 和 ΔNp63,而 ΔNp63α 是重要的鱗癌譜系決定因子和分子標志物[2],其表達異常可促進惡性腫瘤的發生[3-6],ΔNp63α 的致瘤功能大都通過介導信號通路實現[7-9]。目前,放射治療(放療)、化學治療(化療)仍然是治療惡性腫瘤的有效手段,但不可避免出現腫瘤對放化療敏感性降低,研究顯示 ΔNp63α 可能在惡性腫瘤放化療耐藥機制中扮演重要作用[10-13],未來可能成為新的治療靶點。本文將對 ΔNp63α 在惡性腫瘤發生發展、對放化療耐藥中的作用機制及研究前景進行綜述,總結其能否成為惡性腫瘤早期診斷標志物及治療靶點,為惡性腫瘤診治提供靶標。
1 ΔNp63α 的分子結構及生物學功能
1.1 ΔNp63α 的分子結構
TP53 基因是迄今為止在人體內發現的最重要的一個抑癌基因[14],自 1997 年伊始,研究者們發現了 2 種具有與 TP53 同源的 DNA 結合域及與 TP53 有高度相似序列的基因:TP63 及 TP73[15-17]。近年來,這 2 個較晚發現的基因正逐漸引起腫瘤及生物學家的關注。TP53 家族編碼的轉錄因子分別為 p53、p63 和 p73。作為 p53/p63/p73 轉錄因子家族成員,p63 在鱗狀上皮的發育和穩態中起關鍵作用[18]。TP53 基因在生物體中發揮的生物學功能主要是抑制癌細胞生長,而 TP63 的抑癌作用不如 TP53 顯著,這是其分子結構不同所致。TP63 根據其 N 端(氨基端)轉錄起點的不同衍生出較長的 TA 異構體(TAp63)和較短的 ΔN 異構體(ΔNp63)。TA 或 ΔN 異構體有 2 個蛋白質亞類,TA 亞型包含一個類似 p53 的共有反式激活異構體,可模擬 p53 功能,發揮較強的抑癌作用;而 ΔN 亞型缺乏該異構體,抑癌功能較弱。與 TAp63 不同,因缺乏氨基端片段,ΔNp63 丟失了抑癌功能,反而成為促進癌細胞生長及存活的轉錄因子,從而促進癌癥的發生[19-22]。p63 由多種交替啟動子和 C 端剪接產生的蛋白質亞型組成,在功能異構體顯著保守的同時,能發揮不同的生物學功能,其主要作用是在胚胎發生和成體組織中調節上皮穩態,但 p63 表達異常會逆轉這一功能。在 Tp63 所編碼的 TAp63 和 ΔNp63 蛋白亞型中,迄今為止,多項研究共描述了 10 種由 C 端選擇性剪接產生的 p63 亞型,其中最常見的為 p63α、p63β、p63γ、p63δ 和 p63ε 等[23-24](圖1),其中,ΔNp63α 在多器官部位的鱗癌中過表達[25],其因缺乏氨基端片段,往往喪失調節上皮穩態這一功能,反而促進癌細胞無限量增殖。

1.2 ΔNp63α 的生物學功能
ΔNp63α 被認為是重要的鱗癌譜系因子及診斷標志物,可參與多種生物學活動[26]。ΔNp63α 生物學功能多樣,主要在表皮干細胞和癌細胞中表達[27]。ΔNp63α 具有核定位功能,可調節下游靶基因的表達,從而促進上皮細胞增殖、轉化及修復[23]。ΔNp63α 的乙酰化可能會在與細胞接觸時加強細胞周期阻滯,有助于表皮內穩態,其表達穩定有助于上皮損傷修復[28],但 ΔNp63α 表達異常會逆轉這一現象。近年來,ΔNp63α 在惡性腫瘤中的研究成為熱點,研究者普遍認為其異常調節靶基因或反式激活結構域會降低癌細胞對放化療的敏感性[29-30],因此,研究 ΔNp63α 介導惡性腫瘤耐藥的機制可能成為潛在治療靶標。
2 ΔNp63α 與惡性腫瘤的發生發展
2.1 ΔNp63α 與頭頸部惡性腫瘤
頭頸癌是指一組發生在口腔、口咽及喉等部位的惡性腫瘤[31-32],其最常見的組織學類型為鱗癌[29-33],目前 ΔNp63α 在頭頸癌方面的研究也主要集中在鱗癌。腫瘤測序顯示,80% 的頭頸鱗癌中 ΔNp63α 表達上調[13, 34],ΔNp63α 表達可能與頭頸鱗癌發生密切相關。目前國內外對于 ΔNp63α 在頭頸鱗癌中的研究著眼于耐藥機制及癌細胞生長方面。ΔNp63α 作為上皮細胞增殖因子,可調控下游基因 DNA 結合位點,拮抗 p63 其他亞型和 p53 的生物學功能,在細胞增殖和凋亡等多個生理病理過程中發揮重要作用。在頭頸癌中,其主要通過介導表皮間質轉化來調控癌細胞活性、促進頭頸癌惡性增殖[28-34]。因解剖特殊性,頭頸癌手術難度較大,且早期癥狀不典型,往往診斷已是中晚期。
2.2 ΔNp63α 與呼吸系統惡性腫瘤
呼吸系統惡性腫瘤主要為肺癌,其發病率及死亡率均居全球癌癥首位[35]。目前 ΔNp63α 在肺癌中報道較少,原因可能在于肺癌常見類型為非小細胞肺癌,而 ΔNp63α 變異常導致鱗癌[36],但部分研究表明 ΔNp63α 可能與肺癌致病機制相關[37]。中藥是治療惡性腫瘤的重要方式,近年來國內關于 ΔNp63α 與中藥在肺癌中的作用機制已有研究。李小婷等[38]通過蛋白質免疫印跡實驗發現,在肺癌組織中 ΔNp63α 呈高表達,而加入中藥萊菔硫烷后,其表達活性降低,表明中藥可能抑制 ΔNp63α 介導的耐藥,但 ΔNp63α 過表達會逆轉這一現象。姜葉[39]在此基礎上進一步發現 ΔNp63α 通過激活 Notch 通路導致支氣管上皮細胞向肺癌干細胞轉化,從而促進肺癌細胞惡性增殖。可見,中藥治療可能成為逆轉 ΔNp63α 致癌作用的潛在方式。
2.3 ΔNp63α 與消化系統惡性腫瘤
結直腸癌、食管癌、肝癌及胃癌是消化系統最常見的惡性腫瘤[35]。ΔNp63α 在消化系統腫瘤中的作用已有新進展。免疫組織化學實驗發現 ΔNp63α 在 96.9%(63/65)的食管鱗癌中高表達[40-41],其主要原因在于,TP63 基因在食管鱗癌中擴增,進一步使 ΔNp63α 高表達;另外,ΔNp63α 還可激活 β-聯蛋白(β-catenin)/c-Myc 信號,促進食管鱗癌細胞遷移和腫瘤轉移[42]。在黏附因子活性增強的條件下,ΔNp63α 表達降低,表明 ΔNp63α 表達與黏附因子活性呈負相關,細胞黏附活性降低可致食管鱗癌發生。結直腸癌是最常見的消化系統腫瘤,其惡性程度取決于癌癥干細胞活性。近期研究發現,ΔNp63α 在結直腸癌中高表達,癌細胞活性顯著升高,其機制在于 ΔNp63α 激活 Nanog、Oct4 及 Sox2 等下游基因使癌細胞轉錄活性增大[43],此研究首次表明,ΔNp63α 激活了 Nanog、Oct4、Sox2 的轉錄,介導結直腸癌干細胞的干預作用,從而提供了一種新的致病機制。ΔNp63α 在胃癌中的作用也有報道,Wang 等[44]在細胞增殖實驗中通過噻唑藍法測出 ΔNp63α 表達促進了細胞增殖,并增加了 GATA 結合蛋白 6(GATA-6)活性;同時誘導小干擾 RNA 下調 ΔNp63α,可促進癌細胞凋亡,抑制 GATA-6 活性,進一步證實 ΔNp63α 在胃癌中存在潛在致病機制。
2.4 ΔNp63α 與泌尿生殖系統和乳腺惡性腫瘤
目前國內外關于 ΔNp63α 在泌尿生殖系統和乳腺腫瘤中的研究主要集中在致病率及死亡率極高的前列腺癌[6, 45]、子宮頸癌[46]及乳腺癌[47]上。
ΔNp63α 在前列腺癌中的研究目前處于初步探索階段,拘于現有研究技術不成熟及對 ΔNp63α 在前列腺癌中的認識不深,仍缺乏系統的研究。Di Giacomo 等[45]首次研究證實,ΔNp63α 在前列腺癌中表達缺失,這與之前所述 ΔNp63α 在大多數癌癥中過表達觀點相反,這可能與前列腺癌常見病理類型為腺癌而 ΔNp63α 常于鱗癌中過表達相關;進一步研究發現,在前列腺癌細胞系 PC3 中存在大量骨轉移性前列腺癌癌癥細胞亞群,由此可知,ΔNp63α 表達缺失有利于這些細胞在骨微環境中的黏附和干樣生長,從而促進前列腺癌發生。
子宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤,其最常見組織學類型為鱗癌[48],在 20~39 歲女性癌癥死亡中排第 2 位[49]。人乳頭瘤病毒是子宮頸癌的主要致病因素,其致病機制可能與 ΔNp63α 有關[50]。隨著子宮頸癌發病率不斷增加,研究者逐漸重視 ΔNp63α 在子宮頸癌中的作用機制。ΔNp63α 可介導細胞周期阻滯和細胞凋亡,其機制多為調控下游靶基因或蛋白從而影響細胞活性。宋偉國等[51]通過基因芯片技術從子宮頸癌細胞(SiHa 細胞)中檢測出 ΔNp63α 顯著調控的微 RNA,進一步研究發現,在差異表達的下游基因中,hsa-let-7b-3p 變化最大,流式細胞儀測出細胞凋亡率增加;研究者在 SiHa 細胞中沉默 ΔNp63α 后發現 hsa-let-7b-3p 顯著下調,而細胞凋亡率明顯下降,由此得出結論:ΔNp63α 與 hsa-let-7b-3p 表達呈正相關,其共同作用可抑制細胞增殖,作用機制可能與誘導細胞周期阻滯和促進細胞凋亡相關。隨后,宋文慶等[52]通過檢測 40 例子宮頸癌組織及癌旁正常組織發現,子宮頸鱗癌組織中 ΔNp63α 表達下降,而 P21 表達升高,進一步證實 ΔNp63α 可能靶向 P21 從而發揮致病作用。
子宮頸鱗癌細胞侵襲性和過度增殖的分子基礎仍有爭議,但目前在其基因表達調控領域有新進展。為研究 ΔNp63α 在子宮頸癌中的分子機制,Zhou 等[46]通過 RNA 測序和染色質免疫沉淀測序顯示 ΔNp63α 在子宮頸鱗癌細胞中表達升高,在此基礎上,研究者在體內外實驗中檢測到 SiHa 和 ME-180 細胞的增殖、侵襲和腫瘤生長等活性均明顯下降;隨后,研究者進一步發現,在 ΔNp63α 過表達的子宮頸鱗癌細胞中,活化 T 細胞核因子活性顯著降低,從而抑制子宮頸癌對化療的敏感性,這表明,ΔNp63α 調控靶基因異常表達可能抑制化療效果。盡管放化療在早期子宮頸癌中療效顯著,但其增殖、表皮間質轉化及淋巴結轉移能力等仍較高,ΔNp63α 表達可能與其機制有關。Zhao 等[53]通過免疫組織化學發現,與正常細胞相比,SiHa 細胞中 ΔNp63α、鈣黏蛋白-E 和 β-catenin 顯著上調,而波形蛋白、E-盒結合鋅指蛋白 1 及表皮間質轉化活性降低,表明過表達 ΔNp63α 可能會抑制表皮間質轉化能力,而下調 ΔNp63α 則可能促進表皮間質轉化能力從而提高腫瘤復發率及增殖活性。
乳腺癌發病率高,由于其早期特征不典型,往往診斷已是晚期,導致治療后復發率高。ΔNp63α 首次在一項三陰性乳腺癌的研究中報道[54]。為進一步驗證 ΔNp63α 在乳腺癌中的作用機制,Nekulova 等[47]構建了 MDA-MB-468 細胞株,通過研究發現癌細胞的黏附能力和增殖能力與 ΔNp63α 呈正相關,Niu 等[55]的進一步研究證實了這一觀點。這表明 ΔNp63α 過表達可能與乳腺癌惡性程度相關。癌細胞惡性程度主要取決于干細胞活性,而 ΔNp63α 表達可促進干細胞轉化[56-57],這可能是乳腺癌易復發的潛在因素。干預 ΔNp63α 活性是否會逆轉這一現象還不明確,因此,為了驗證 ΔNp63α 活性與干細胞轉化的潛在機制,Ying 等[58]通過體內外實驗發現,蛋白質賴氨酸甲基轉移酶-2 過表達可穩定 ΔNp63α 蛋白,同時乳腺癌干細胞處于穩定狀態,無明顯惡性傾向,而敲除蛋白質賴氨酸甲基轉移酶-2 后作用相反。這說明,抑制 ΔNp63α 蛋白表達可能成為治療乳腺癌的一種潛在方式。
2.5 ΔNp63α 與其他惡性腫瘤
ΔNp63α 在其他惡性腫瘤中報道較少,但其作用機制不容忽視,其表達異常多介導上皮細胞轉化,可致上皮瘤變。Alshammari 等[59]在非黑色素瘤皮膚癌細胞中發現,細胞外信號調節激酶-3(extracellularsignal-regulatedkinase-3, ERK3)表達上調,為研究其上調機制,研究者進一步通過基因擴增發現,ERK3 蛋白受 ΔNp63α 調控,且其蛋白活性與 ΔNp63α 含量呈正相關;進一步沉默 ΔNp63α 后 ERK3 蛋白表達穩定,癌細胞遷移能力顯著下降。上皮組織向惡性轉化需經過表皮間質轉化、干細胞向癌細胞轉化及角膜上皮樣細胞等轉化過程[5, 60],研究報道慢病毒基因表達異常可促進這一機制。BARF1 被認為是上皮細胞中的一種病毒癌基因,具有免疫調節特性。研究顯示,ΔNp63α 可以調控 BARF1 從而促進未分化鼻咽癌的發生[61],Fotheringham 等[62]通過免疫印跡實驗也驗證了這一觀點。雖然 ΔNp63α 與骨肉瘤[63]、膀胱癌[7]等關系密切,但 ΔNp63α 是否是通過靶向下游基因從而發揮促癌作用尚不清楚,未來有待進一步研究。
3 ΔNp63α 與惡性腫瘤放化療
放化療是目前治療惡性腫瘤的重要方式,隨著放化療的普及,多數患者可從中獲益。但基因突變、癌細胞逃逸等機制不可避免地會降低腫瘤對放化療的敏感性。隨著研究的深入,研究者越來越重視 ΔNp63α 在放化療中的作用。Moergel 等[64]在上呼吸道惡性腫瘤放療中發現,ΔNp63α 在所有癌細胞有無放療射線照射的條件下均過表達,而通過轉染小干擾 RNA 敲除 ΔNp63α 后發現,癌細胞對放療射線敏感性增強,同時細胞凋亡率增加,活細胞數減少,由此可知 ΔNp63α 過表達可能保護癌細胞免受輻射作用。順鉑耐藥是導致各種人類上皮性癌癥治療失敗的臨床問題。Huang 等[65]研究發現,細胞對暴露濃度不同的順鉑的敏感性與磷酸化的 ΔNp63α 密切相關,磷酸化的 ΔNp63α 可與剪接復合物結合,抑制 mRNA 剪接和凋亡染色質濃縮引導因子 1 介導的細胞死亡途徑的激活;而非磷酸化 ΔNp63α 不能結合剪接復合物的關鍵基因,導致 RNA 剪接的激活和細胞死亡途徑的減少,從而抑制癌細胞對順鉑的敏感性。隨后,Huang 等[66]進一步研究發現,磷酸化的 ΔNp63α 在順鉑處理下的癌細胞中調控下游靶基因激活微 RNA 啟動子和發揮抑癌功能,再次證實維持磷酸化的 ΔNp63α 穩態對于化療療效至關重要。為研究 ΔNp63α 對肺鱗癌耐藥的作用機制,Chen 等[67]等通過研究首次發現,ΔNp63α 幾乎在所有肺鱗癌患者中高表達,伴隨順鉑化療敏感性降低,由此推斷:ΔNp63α 高表達可能是肺鱗癌對化療耐藥的首要原因;隨后,另一項針對口腔癌對順鉑化療耐藥的實驗發現,ΔNp63α 可增強 10 號染色體上缺失的磷酸酶和緊張素同系物(phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten, PTEN)的活性,與此同時也增強了 PTEN 的核易位,從而導致口腔癌細胞對順鉑的耐藥[68],驗證了之前 ΔNP63α 通過調控下游基因發揮作用的觀點。Mendoza-Rodríguez 等[69]研究發現,ΔNP63α 上調可導致細胞表皮生長因子受體和磷酸酶 1D 表達增加,從而促進乳腺癌細胞對順鉑耐藥。另外,ΔNp63α 在其他領域放化療研究中已有報道。Zhou 等[29]證實,ΔNp63α 過表達可使頭頸癌對其一線化療藥硼替佐米耐藥,但敲低 ΔNp63α 表達可恢復硼替佐米對頭頸癌的敏感性,進一步說明 ΔNp63α 可能介導頭頸癌細胞耐藥。
4 結語
作為 p53 家族成員,轉錄因子 ΔNp63α 主要存在于皮膚基底層,其功能是促進上皮形態發生、細胞增殖和細胞存活[70]。ΔNp63α 涉及的生理作用廣泛,目前的研究主要集中在惡性腫瘤細胞周期阻滯和凋亡等方面[19]。沉默或過表達 ΔNp63α 具有抑制或促進腫瘤細胞增殖[71]、凋亡[72]、侵襲轉移等作用,在腫瘤細胞的發生發展中扮演著重要角色。ΔNp63α 作為一種以致癌作用為主的蛋白,目前較為統一的研究結論是:ΔNp63α 往往在多數惡性腫瘤中高表達,主要通過調控下游基因及其蛋白、信號通路等發揮致癌作用(表1),因此,研究 ΔNp63α 致病機制及潛在生物學功能迫在眉睫。

惡性腫瘤是目前威脅人類健康的首要原因,雖然放化療仍是治療惡性腫瘤的最有效方式之一,可最大程度降低腫瘤復發率及致死率,但隨著腫瘤發病機制多樣化,患者不可避免出現對放化療敏感性降低[73-75],其潛在機制可能與 ΔNp63α 過表達相關。前述多項研究顯示 ΔNp63α 高表達往往伴隨惡性腫瘤對放化療敏感性降低(表1),作用機制大都通過調控下游基因或蛋白實現。
可見,ΔNP63α 不光能促進腫瘤的發生,而且與腫瘤對放化療療效息息相關,其機制多樣,目前研究多與調控信號通路相關,但其發揮生物學功能是否與其他機制相關有待進一步探索;同理,前期研究大都證實 ΔNP63α 在各系統腫瘤中高表達,但是否在其余腫瘤或其腫瘤亞型中沉默尚未可知,有待大量臨床實踐及完備數據庫分析證實,如 ΔNp63α 在食管鱗癌領域研究較少,未來可能成為研究熱點。不斷完善 ΔNp63α 在腫瘤中的致病機制,可使腫瘤診療、預防及預后獲益。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。
轉錄因子 p63 是 p53 蛋白家族的一員,由 Tp63 基因編碼。TP63 基因作為 TP53 家族的一種亞型,在多種鱗狀細胞癌(鱗癌)中發生基因組擴增[1]。TP63 基因經選擇性剪接可產生 p63α、p63β 和 p63δ 等亞型,根據異構體不同,TP63 可編碼 TAp63 和 ΔNp63,而 ΔNp63α 是重要的鱗癌譜系決定因子和分子標志物[2],其表達異常可促進惡性腫瘤的發生[3-6],ΔNp63α 的致瘤功能大都通過介導信號通路實現[7-9]。目前,放射治療(放療)、化學治療(化療)仍然是治療惡性腫瘤的有效手段,但不可避免出現腫瘤對放化療敏感性降低,研究顯示 ΔNp63α 可能在惡性腫瘤放化療耐藥機制中扮演重要作用[10-13],未來可能成為新的治療靶點。本文將對 ΔNp63α 在惡性腫瘤發生發展、對放化療耐藥中的作用機制及研究前景進行綜述,總結其能否成為惡性腫瘤早期診斷標志物及治療靶點,為惡性腫瘤診治提供靶標。
1 ΔNp63α 的分子結構及生物學功能
1.1 ΔNp63α 的分子結構
TP53 基因是迄今為止在人體內發現的最重要的一個抑癌基因[14],自 1997 年伊始,研究者們發現了 2 種具有與 TP53 同源的 DNA 結合域及與 TP53 有高度相似序列的基因:TP63 及 TP73[15-17]。近年來,這 2 個較晚發現的基因正逐漸引起腫瘤及生物學家的關注。TP53 家族編碼的轉錄因子分別為 p53、p63 和 p73。作為 p53/p63/p73 轉錄因子家族成員,p63 在鱗狀上皮的發育和穩態中起關鍵作用[18]。TP53 基因在生物體中發揮的生物學功能主要是抑制癌細胞生長,而 TP63 的抑癌作用不如 TP53 顯著,這是其分子結構不同所致。TP63 根據其 N 端(氨基端)轉錄起點的不同衍生出較長的 TA 異構體(TAp63)和較短的 ΔN 異構體(ΔNp63)。TA 或 ΔN 異構體有 2 個蛋白質亞類,TA 亞型包含一個類似 p53 的共有反式激活異構體,可模擬 p53 功能,發揮較強的抑癌作用;而 ΔN 亞型缺乏該異構體,抑癌功能較弱。與 TAp63 不同,因缺乏氨基端片段,ΔNp63 丟失了抑癌功能,反而成為促進癌細胞生長及存活的轉錄因子,從而促進癌癥的發生[19-22]。p63 由多種交替啟動子和 C 端剪接產生的蛋白質亞型組成,在功能異構體顯著保守的同時,能發揮不同的生物學功能,其主要作用是在胚胎發生和成體組織中調節上皮穩態,但 p63 表達異常會逆轉這一功能。在 Tp63 所編碼的 TAp63 和 ΔNp63 蛋白亞型中,迄今為止,多項研究共描述了 10 種由 C 端選擇性剪接產生的 p63 亞型,其中最常見的為 p63α、p63β、p63γ、p63δ 和 p63ε 等[23-24](圖1),其中,ΔNp63α 在多器官部位的鱗癌中過表達[25],其因缺乏氨基端片段,往往喪失調節上皮穩態這一功能,反而促進癌細胞無限量增殖。

1.2 ΔNp63α 的生物學功能
ΔNp63α 被認為是重要的鱗癌譜系因子及診斷標志物,可參與多種生物學活動[26]。ΔNp63α 生物學功能多樣,主要在表皮干細胞和癌細胞中表達[27]。ΔNp63α 具有核定位功能,可調節下游靶基因的表達,從而促進上皮細胞增殖、轉化及修復[23]。ΔNp63α 的乙酰化可能會在與細胞接觸時加強細胞周期阻滯,有助于表皮內穩態,其表達穩定有助于上皮損傷修復[28],但 ΔNp63α 表達異常會逆轉這一現象。近年來,ΔNp63α 在惡性腫瘤中的研究成為熱點,研究者普遍認為其異常調節靶基因或反式激活結構域會降低癌細胞對放化療的敏感性[29-30],因此,研究 ΔNp63α 介導惡性腫瘤耐藥的機制可能成為潛在治療靶標。
2 ΔNp63α 與惡性腫瘤的發生發展
2.1 ΔNp63α 與頭頸部惡性腫瘤
頭頸癌是指一組發生在口腔、口咽及喉等部位的惡性腫瘤[31-32],其最常見的組織學類型為鱗癌[29-33],目前 ΔNp63α 在頭頸癌方面的研究也主要集中在鱗癌。腫瘤測序顯示,80% 的頭頸鱗癌中 ΔNp63α 表達上調[13, 34],ΔNp63α 表達可能與頭頸鱗癌發生密切相關。目前國內外對于 ΔNp63α 在頭頸鱗癌中的研究著眼于耐藥機制及癌細胞生長方面。ΔNp63α 作為上皮細胞增殖因子,可調控下游基因 DNA 結合位點,拮抗 p63 其他亞型和 p53 的生物學功能,在細胞增殖和凋亡等多個生理病理過程中發揮重要作用。在頭頸癌中,其主要通過介導表皮間質轉化來調控癌細胞活性、促進頭頸癌惡性增殖[28-34]。因解剖特殊性,頭頸癌手術難度較大,且早期癥狀不典型,往往診斷已是中晚期。
2.2 ΔNp63α 與呼吸系統惡性腫瘤
呼吸系統惡性腫瘤主要為肺癌,其發病率及死亡率均居全球癌癥首位[35]。目前 ΔNp63α 在肺癌中報道較少,原因可能在于肺癌常見類型為非小細胞肺癌,而 ΔNp63α 變異常導致鱗癌[36],但部分研究表明 ΔNp63α 可能與肺癌致病機制相關[37]。中藥是治療惡性腫瘤的重要方式,近年來國內關于 ΔNp63α 與中藥在肺癌中的作用機制已有研究。李小婷等[38]通過蛋白質免疫印跡實驗發現,在肺癌組織中 ΔNp63α 呈高表達,而加入中藥萊菔硫烷后,其表達活性降低,表明中藥可能抑制 ΔNp63α 介導的耐藥,但 ΔNp63α 過表達會逆轉這一現象。姜葉[39]在此基礎上進一步發現 ΔNp63α 通過激活 Notch 通路導致支氣管上皮細胞向肺癌干細胞轉化,從而促進肺癌細胞惡性增殖。可見,中藥治療可能成為逆轉 ΔNp63α 致癌作用的潛在方式。
2.3 ΔNp63α 與消化系統惡性腫瘤
結直腸癌、食管癌、肝癌及胃癌是消化系統最常見的惡性腫瘤[35]。ΔNp63α 在消化系統腫瘤中的作用已有新進展。免疫組織化學實驗發現 ΔNp63α 在 96.9%(63/65)的食管鱗癌中高表達[40-41],其主要原因在于,TP63 基因在食管鱗癌中擴增,進一步使 ΔNp63α 高表達;另外,ΔNp63α 還可激活 β-聯蛋白(β-catenin)/c-Myc 信號,促進食管鱗癌細胞遷移和腫瘤轉移[42]。在黏附因子活性增強的條件下,ΔNp63α 表達降低,表明 ΔNp63α 表達與黏附因子活性呈負相關,細胞黏附活性降低可致食管鱗癌發生。結直腸癌是最常見的消化系統腫瘤,其惡性程度取決于癌癥干細胞活性。近期研究發現,ΔNp63α 在結直腸癌中高表達,癌細胞活性顯著升高,其機制在于 ΔNp63α 激活 Nanog、Oct4 及 Sox2 等下游基因使癌細胞轉錄活性增大[43],此研究首次表明,ΔNp63α 激活了 Nanog、Oct4、Sox2 的轉錄,介導結直腸癌干細胞的干預作用,從而提供了一種新的致病機制。ΔNp63α 在胃癌中的作用也有報道,Wang 等[44]在細胞增殖實驗中通過噻唑藍法測出 ΔNp63α 表達促進了細胞增殖,并增加了 GATA 結合蛋白 6(GATA-6)活性;同時誘導小干擾 RNA 下調 ΔNp63α,可促進癌細胞凋亡,抑制 GATA-6 活性,進一步證實 ΔNp63α 在胃癌中存在潛在致病機制。
2.4 ΔNp63α 與泌尿生殖系統和乳腺惡性腫瘤
目前國內外關于 ΔNp63α 在泌尿生殖系統和乳腺腫瘤中的研究主要集中在致病率及死亡率極高的前列腺癌[6, 45]、子宮頸癌[46]及乳腺癌[47]上。
ΔNp63α 在前列腺癌中的研究目前處于初步探索階段,拘于現有研究技術不成熟及對 ΔNp63α 在前列腺癌中的認識不深,仍缺乏系統的研究。Di Giacomo 等[45]首次研究證實,ΔNp63α 在前列腺癌中表達缺失,這與之前所述 ΔNp63α 在大多數癌癥中過表達觀點相反,這可能與前列腺癌常見病理類型為腺癌而 ΔNp63α 常于鱗癌中過表達相關;進一步研究發現,在前列腺癌細胞系 PC3 中存在大量骨轉移性前列腺癌癌癥細胞亞群,由此可知,ΔNp63α 表達缺失有利于這些細胞在骨微環境中的黏附和干樣生長,從而促進前列腺癌發生。
子宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤,其最常見組織學類型為鱗癌[48],在 20~39 歲女性癌癥死亡中排第 2 位[49]。人乳頭瘤病毒是子宮頸癌的主要致病因素,其致病機制可能與 ΔNp63α 有關[50]。隨著子宮頸癌發病率不斷增加,研究者逐漸重視 ΔNp63α 在子宮頸癌中的作用機制。ΔNp63α 可介導細胞周期阻滯和細胞凋亡,其機制多為調控下游靶基因或蛋白從而影響細胞活性。宋偉國等[51]通過基因芯片技術從子宮頸癌細胞(SiHa 細胞)中檢測出 ΔNp63α 顯著調控的微 RNA,進一步研究發現,在差異表達的下游基因中,hsa-let-7b-3p 變化最大,流式細胞儀測出細胞凋亡率增加;研究者在 SiHa 細胞中沉默 ΔNp63α 后發現 hsa-let-7b-3p 顯著下調,而細胞凋亡率明顯下降,由此得出結論:ΔNp63α 與 hsa-let-7b-3p 表達呈正相關,其共同作用可抑制細胞增殖,作用機制可能與誘導細胞周期阻滯和促進細胞凋亡相關。隨后,宋文慶等[52]通過檢測 40 例子宮頸癌組織及癌旁正常組織發現,子宮頸鱗癌組織中 ΔNp63α 表達下降,而 P21 表達升高,進一步證實 ΔNp63α 可能靶向 P21 從而發揮致病作用。
子宮頸鱗癌細胞侵襲性和過度增殖的分子基礎仍有爭議,但目前在其基因表達調控領域有新進展。為研究 ΔNp63α 在子宮頸癌中的分子機制,Zhou 等[46]通過 RNA 測序和染色質免疫沉淀測序顯示 ΔNp63α 在子宮頸鱗癌細胞中表達升高,在此基礎上,研究者在體內外實驗中檢測到 SiHa 和 ME-180 細胞的增殖、侵襲和腫瘤生長等活性均明顯下降;隨后,研究者進一步發現,在 ΔNp63α 過表達的子宮頸鱗癌細胞中,活化 T 細胞核因子活性顯著降低,從而抑制子宮頸癌對化療的敏感性,這表明,ΔNp63α 調控靶基因異常表達可能抑制化療效果。盡管放化療在早期子宮頸癌中療效顯著,但其增殖、表皮間質轉化及淋巴結轉移能力等仍較高,ΔNp63α 表達可能與其機制有關。Zhao 等[53]通過免疫組織化學發現,與正常細胞相比,SiHa 細胞中 ΔNp63α、鈣黏蛋白-E 和 β-catenin 顯著上調,而波形蛋白、E-盒結合鋅指蛋白 1 及表皮間質轉化活性降低,表明過表達 ΔNp63α 可能會抑制表皮間質轉化能力,而下調 ΔNp63α 則可能促進表皮間質轉化能力從而提高腫瘤復發率及增殖活性。
乳腺癌發病率高,由于其早期特征不典型,往往診斷已是晚期,導致治療后復發率高。ΔNp63α 首次在一項三陰性乳腺癌的研究中報道[54]。為進一步驗證 ΔNp63α 在乳腺癌中的作用機制,Nekulova 等[47]構建了 MDA-MB-468 細胞株,通過研究發現癌細胞的黏附能力和增殖能力與 ΔNp63α 呈正相關,Niu 等[55]的進一步研究證實了這一觀點。這表明 ΔNp63α 過表達可能與乳腺癌惡性程度相關。癌細胞惡性程度主要取決于干細胞活性,而 ΔNp63α 表達可促進干細胞轉化[56-57],這可能是乳腺癌易復發的潛在因素。干預 ΔNp63α 活性是否會逆轉這一現象還不明確,因此,為了驗證 ΔNp63α 活性與干細胞轉化的潛在機制,Ying 等[58]通過體內外實驗發現,蛋白質賴氨酸甲基轉移酶-2 過表達可穩定 ΔNp63α 蛋白,同時乳腺癌干細胞處于穩定狀態,無明顯惡性傾向,而敲除蛋白質賴氨酸甲基轉移酶-2 后作用相反。這說明,抑制 ΔNp63α 蛋白表達可能成為治療乳腺癌的一種潛在方式。
2.5 ΔNp63α 與其他惡性腫瘤
ΔNp63α 在其他惡性腫瘤中報道較少,但其作用機制不容忽視,其表達異常多介導上皮細胞轉化,可致上皮瘤變。Alshammari 等[59]在非黑色素瘤皮膚癌細胞中發現,細胞外信號調節激酶-3(extracellularsignal-regulatedkinase-3, ERK3)表達上調,為研究其上調機制,研究者進一步通過基因擴增發現,ERK3 蛋白受 ΔNp63α 調控,且其蛋白活性與 ΔNp63α 含量呈正相關;進一步沉默 ΔNp63α 后 ERK3 蛋白表達穩定,癌細胞遷移能力顯著下降。上皮組織向惡性轉化需經過表皮間質轉化、干細胞向癌細胞轉化及角膜上皮樣細胞等轉化過程[5, 60],研究報道慢病毒基因表達異常可促進這一機制。BARF1 被認為是上皮細胞中的一種病毒癌基因,具有免疫調節特性。研究顯示,ΔNp63α 可以調控 BARF1 從而促進未分化鼻咽癌的發生[61],Fotheringham 等[62]通過免疫印跡實驗也驗證了這一觀點。雖然 ΔNp63α 與骨肉瘤[63]、膀胱癌[7]等關系密切,但 ΔNp63α 是否是通過靶向下游基因從而發揮促癌作用尚不清楚,未來有待進一步研究。
3 ΔNp63α 與惡性腫瘤放化療
放化療是目前治療惡性腫瘤的重要方式,隨著放化療的普及,多數患者可從中獲益。但基因突變、癌細胞逃逸等機制不可避免地會降低腫瘤對放化療的敏感性。隨著研究的深入,研究者越來越重視 ΔNp63α 在放化療中的作用。Moergel 等[64]在上呼吸道惡性腫瘤放療中發現,ΔNp63α 在所有癌細胞有無放療射線照射的條件下均過表達,而通過轉染小干擾 RNA 敲除 ΔNp63α 后發現,癌細胞對放療射線敏感性增強,同時細胞凋亡率增加,活細胞數減少,由此可知 ΔNp63α 過表達可能保護癌細胞免受輻射作用。順鉑耐藥是導致各種人類上皮性癌癥治療失敗的臨床問題。Huang 等[65]研究發現,細胞對暴露濃度不同的順鉑的敏感性與磷酸化的 ΔNp63α 密切相關,磷酸化的 ΔNp63α 可與剪接復合物結合,抑制 mRNA 剪接和凋亡染色質濃縮引導因子 1 介導的細胞死亡途徑的激活;而非磷酸化 ΔNp63α 不能結合剪接復合物的關鍵基因,導致 RNA 剪接的激活和細胞死亡途徑的減少,從而抑制癌細胞對順鉑的敏感性。隨后,Huang 等[66]進一步研究發現,磷酸化的 ΔNp63α 在順鉑處理下的癌細胞中調控下游靶基因激活微 RNA 啟動子和發揮抑癌功能,再次證實維持磷酸化的 ΔNp63α 穩態對于化療療效至關重要。為研究 ΔNp63α 對肺鱗癌耐藥的作用機制,Chen 等[67]等通過研究首次發現,ΔNp63α 幾乎在所有肺鱗癌患者中高表達,伴隨順鉑化療敏感性降低,由此推斷:ΔNp63α 高表達可能是肺鱗癌對化療耐藥的首要原因;隨后,另一項針對口腔癌對順鉑化療耐藥的實驗發現,ΔNp63α 可增強 10 號染色體上缺失的磷酸酶和緊張素同系物(phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten, PTEN)的活性,與此同時也增強了 PTEN 的核易位,從而導致口腔癌細胞對順鉑的耐藥[68],驗證了之前 ΔNP63α 通過調控下游基因發揮作用的觀點。Mendoza-Rodríguez 等[69]研究發現,ΔNP63α 上調可導致細胞表皮生長因子受體和磷酸酶 1D 表達增加,從而促進乳腺癌細胞對順鉑耐藥。另外,ΔNp63α 在其他領域放化療研究中已有報道。Zhou 等[29]證實,ΔNp63α 過表達可使頭頸癌對其一線化療藥硼替佐米耐藥,但敲低 ΔNp63α 表達可恢復硼替佐米對頭頸癌的敏感性,進一步說明 ΔNp63α 可能介導頭頸癌細胞耐藥。
4 結語
作為 p53 家族成員,轉錄因子 ΔNp63α 主要存在于皮膚基底層,其功能是促進上皮形態發生、細胞增殖和細胞存活[70]。ΔNp63α 涉及的生理作用廣泛,目前的研究主要集中在惡性腫瘤細胞周期阻滯和凋亡等方面[19]。沉默或過表達 ΔNp63α 具有抑制或促進腫瘤細胞增殖[71]、凋亡[72]、侵襲轉移等作用,在腫瘤細胞的發生發展中扮演著重要角色。ΔNp63α 作為一種以致癌作用為主的蛋白,目前較為統一的研究結論是:ΔNp63α 往往在多數惡性腫瘤中高表達,主要通過調控下游基因及其蛋白、信號通路等發揮致癌作用(表1),因此,研究 ΔNp63α 致病機制及潛在生物學功能迫在眉睫。

惡性腫瘤是目前威脅人類健康的首要原因,雖然放化療仍是治療惡性腫瘤的最有效方式之一,可最大程度降低腫瘤復發率及致死率,但隨著腫瘤發病機制多樣化,患者不可避免出現對放化療敏感性降低[73-75],其潛在機制可能與 ΔNp63α 過表達相關。前述多項研究顯示 ΔNp63α 高表達往往伴隨惡性腫瘤對放化療敏感性降低(表1),作用機制大都通過調控下游基因或蛋白實現。
可見,ΔNP63α 不光能促進腫瘤的發生,而且與腫瘤對放化療療效息息相關,其機制多樣,目前研究多與調控信號通路相關,但其發揮生物學功能是否與其他機制相關有待進一步探索;同理,前期研究大都證實 ΔNP63α 在各系統腫瘤中高表達,但是否在其余腫瘤或其腫瘤亞型中沉默尚未可知,有待大量臨床實踐及完備數據庫分析證實,如 ΔNp63α 在食管鱗癌領域研究較少,未來可能成為研究熱點。不斷完善 ΔNp63α 在腫瘤中的致病機制,可使腫瘤診療、預防及預后獲益。
利益沖突:所有作者聲明不存在利益沖突。