AT丰富结合域1A基因在恶性肿瘤中的作用

夏红蕾 马娟文

兰州市妇幼保健院，甘肃 兰州 730030

AT丰富结合域1A基因（AT-rich interractive-domain IA，ARID1A）在子宫内膜异位症相关的卵巢肿瘤，特别是卵巢透明细胞癌中具有较高频率的突变［1-2］，造成ARID1A蛋白表达降低或丢失，从而导致其抑制肿瘤的作用减弱或丧失，表明ARID1A是一个潜在的抑癌基因。近年来，在多癌种的研究中通过外显子测序发现，ARID1A基因在肿瘤中频繁突变［3-4］。多项研究发现，ARID1A可通过调控细胞周期、DNA损伤修复、调节PI3K/AKT信号通路等多个细胞生命活动发挥抑制肿瘤作用。本文就近年来ARID1A在泛癌种的研究进展及其在肿瘤中的作用机制做一综述。

1 ARID1A的基本特征及功能调节

1.1 ARID1A的结构 ARID1A基因（又名SMARCD或P270）位于1号染色体短臂3区6带11亚带（1P36.11），编码BAF250ɑ蛋白，是染色质重塑体SWI/SNF的亚单位，具有解旋酶和ATP酶活性。在人类癌症中具有较高的突变率，仅次于TP53。染色质重塑复合物参与DNA复制转录、修复等过程。正常情况下，ARID1A主要通过改变染色体结构调控特定基因表达。研究显示，ARID1A在小肠、结肠、胸腺、前列腺组织中高度表达，定位于细胞核［5］。ARID1A至少拥有两个典型结构域，N端ARID结构域及C端3个富含亮氨酸的基序，前者可以与特定DNA序列结合，后者通过结合糖皮质激素受体强化转录激活效应。

1.2 ARID1A的功能调节

1.2.1 ARID1A调控细胞周期/DNA损伤检查点。ARID1A含量在G0期最高，在S和G2/M期下调，在分裂旺盛细胞中几乎完全缺失，而ARID1B表达在所有阶段保持不变。通过对ARID1A下游基因分析显示，ARID1A对肿瘤的抑制作用主要是对细胞周期进程负向调节。体内移植实验表明，ARID1A与长链非编码RNA（lncRNA）DiGeorge综合征临界区基因5（DGCR5）相互作用，促进细胞周期素依赖性激酶抑制因子P21转录，从而发挥抑癌作用［6］。DNA损伤检查点是一种对DNA损伤应答反应，能够延迟或阻止细胞周期的生化通路。ARID1A可以通过与上游DNA链上检查点激酶ATR/ATM相互作用，被招募到DNA双链断裂处，促使双链断裂转变为单链末端，以维持DNA损伤应答信号，停滞细胞周期，防止将受损DNA传递至下一个细胞周期，而ARID1A缺失或突变在此通路中不能启动和维持细胞周期阻滞，从而导致染色体畸变，进一步发生细胞癌变［7］。对癌症基因组图谱数据集的蛋白质组学分析发现，ARID1A突变/缺陷肿瘤，Chk2（一种DNA损伤检查点激酶）表达增强，使增强免疫检查点阻断的抗肿瘤活性成为可能［8］。

1.2.2 ARID1A调控细胞信号通路。多项研究指出，ARID1A在肿瘤中的作用与激活pI3k信号通路相关［9-12］，PI3K酶的主要功能为磷酸化作用，其所参与的通路为PI3K-AKT-MTOR途径，PIK3CA编码的蛋白为PI3K酶的亚基，PIK3CA的致病性突变导致其编码的P110ɑ亚基异常，从而使PI3K酶持续激活增强细胞内信号传导，细胞异常增殖，进而形成肿瘤。PI3K/AKT/MTOR信号通路是维系肿瘤恶性表型的十大经典信号通路中的重要信号通路［13］，调节细胞的增殖、分化、凋亡及迁移。Wilson等［11］在小鼠子宫内膜肿瘤的研究发现，pI3k激活拮抗ARID1A靶基因表达，促进上皮间质细胞转化，进而发生侵袭。在卵巢子宫内膜样癌和卵巢透明细胞癌的研究中发现，ARID1A缺失与PIK3CA突变同时存在，提示二者在肿瘤发生中具有协同作用。国内新近研究表明，在膀胱尿路上皮癌中ARID1A与PIK3CA表达无明确相关性，提示两者可能在不同的肿瘤中通过不同途径致瘤［14］。

2 ARID1A在肿瘤中的作用

2.1 妇科肿瘤 2010年日本岛根大学联合约翰霍普金斯大学团队及不列颠哥伦比亚大学研究发现，ARID1A在卵巢子宫内膜样癌和透明细胞癌中突变率明显增高，在透明细胞癌中最高［1-2］。卵巢癌是生殖器官中致死率最高的癌症类型，而透明细胞癌亚型常常发现时已达晚期，致死率更高。ARID1A突变卵巢癌对常规化疗手段效果不佳，治疗手段有限。Wistar研究所张如刚教授研究团队通过代谢组学分析发现，ARID1A缺失肿瘤谷氨酰胺代谢增强，研究指出谷氨酰胺每抑制剂CB-839与抗PD-L1P抗体联合应用具有协同抗肿瘤效应［15］。台湾MAO等［16］联合约翰霍普金斯团队在小鼠的模型中发现，在子宫内膜增生—复杂型增生—不典型增生—子宫内膜癌的病变过程中，ARID1A基因从克隆性丢失到完全性丢失，丢失的程度与疾病进展有一定正向关联性。Guan等［17］在小鼠模型中，同时敲除ARID1A基因和PTEN基因，59.6%的小鼠出现子宫内膜样癌或未分化癌，单独ARID1A失活，不足以引发肿瘤，提示ARID1A和PTEN在小鼠内膜样癌的发生中具有协同作用。Wilson等［11］在子宫内膜肿瘤的研究认为，PI3K的激活能够拮抗ARID1A靶基因的表达，两者的突变能够促进上皮向间充质转化（EMT）和侵袭。国内刘爱军等［18］通过免疫组化染色对75例卵巢浆黏液性肿瘤研究发现，ARID1A在交界性浆黏液性肿瘤中表达缺失率为30%，在浆黏液性癌中表达缺失比例2/11（且均为部分缺失）。同时实验分析也指出浆黏液性肿瘤可能与卵巢子宫内膜异位症有关，且与卵巢内膜样癌和透明细胞癌具有某些共同分子发病机制，预后较好。国外Hollis等［19］在卵巢交界性浆黏液性肿瘤中也检测出ARID1A的表达缺失或突变以及与子宫内膜样癌、透明细胞癌、卵巢内膜异位囊肿的关联性。ZHang等［20］通过对299例宫颈癌的研究发现，ARID1A突变在HPV阳性和HPV阴性肿瘤之间具有显著差异性。

2.2 消化系统肿瘤 ARID1A在胃癌患者中的突变率为8%～27%［21-22］。在EBV感染相关性胃癌中达到62.1%（36/58），且与PIK3CA的表达呈负相关（r＝-0.167）［23］。Yamada等［24］在胃癌的研究中表明，ARID1A低表达，促进局部淋巴结和远处转移。Kim等［25］在胃癌的细胞系中敲除ARID1A基因后，通过westenblot、流式细胞术及qRT-PCR检测，PDL1蛋白表达水平升高，MSI-H肿瘤患者PDL1表达程度更高，研究结果表明，ARID1A缺失与胃癌中PDL1高表达密切相关，同时有助于研究者进一步了解PDL1在胃癌中的致病机理，更有助于寻找最佳免疫治疗方案。王町町等［26］利用CRISPR-CAS9基因编辑技术，成功构建PLC/PRF/5ARID1A敲除细胞系，利用RNA-seq共筛选出978个差异表达基因（480个表达上调差异基因及498个表达下调差异基因）。研究表明，在PLC/PRF/5肝癌细胞中，ARID1A调控大量基因表达，为更深入研究ARID1A在肝癌发生发展中的致病机制提供了新的线索。在食管癌的研究中，国外Schallenberg等［27］，用免疫组化法检测685例食管腺癌患者的ARID1A，BRG1，BRM和INI1蛋白丢失情况，结果显示，10.4%食管腺癌患者ARID1A基因突变，突变率高于其他三种蛋白的丢失。与ARID1A阳性肿瘤相比，ARID1A缺失的患者，总生存期缩短（前者为60.1个月，后者为26.2个月）（P＝0.044），可能提示，ARID1A缺失与肿瘤的侵袭转移等机制有关。

2.3 乳腺癌 最初发现ARID1A在部分乳腺癌和肾细胞癌中表达减低［28］，国内复旦大学张倩等［29］采用RNA干扰技术沉默ARID1A基因，乳腺癌细胞或正常细胞增殖速度显著升高，AKT磷酸化水平升高，过表达ARID1A后，二者均显著下降（P＜0.001），研究结果显示，ARID1A在乳腺癌中起抑制肿瘤生长作用。Xu等［30］研究发现，ARID1A突变在抗内分泌治疗的ER阳性乳腺癌中出现频率很高，ARID1A缺失决定了对雌激素受体（ER）降解剂fulvestrant（氟维司群）的抗性，研究揭示了ARID1A在ER阳性乳腺癌内分泌治疗中起关键作用，ARID1A失活会导致ER阻断剂抗癌药失效，证明ARID1A为耐药基因，此研究的临床证据也说明ARID1A突变患者预后更差。

2.4 其他肿瘤 研究发现在肺癌［31］、胰腺癌［32］、黑色素瘤［33］、胶质细胞瘤［34］、结肠癌［35］等实体瘤中均存在ARID1A的突变或缺失，且在非实体肿瘤淋巴瘤中也检测出ARID1A基因突变，并指出ARID1A突变能够引起肿瘤微环境改变［36］。肺小细胞肺癌的原发灶与脑转移灶相比，ARID1A在脑转移灶中突变频率增加。这也说明ARID1A在原发癌与转移癌之间，突变频率有差异性，可能与不良预后有关［37］。

3 小结

以上研究表明，ARID1A突变或表达缺失与癌症患者的高TNM分期、淋巴管、血管侵犯、EBV感染等相关，同时，与较短的OS、较差的预后显著相关［18］。ARID1A的抑制肿瘤作用可能通过调节细胞周期/DNA损伤检查点、与PIK3信号通路相互作用等有关，为进一步研究ARID1A基因在肿瘤中的作用机制提供了新的思路，为肿瘤的靶向治疗带来希望。