恶性肿瘤是全球主要的公共卫生问题，肿瘤预防和治疗已经成为人类的难题[1]。化学治疗及放射治疗是目前肿瘤最常用的治疗方法，但在杀死癌症细胞的同时也损伤机体正常细胞，并且容易造成肿瘤细胞耐药，因此人类不断努力寻找癌症的创新疗法。DZNep 作为一种表观遗传靶向染色质修饰药物，其化学结构为 C12H14N4O3,大量研究发现，它广泛参与肿瘤细胞增殖、侵袭、转移、新生血管形成及凋亡等生理过程，并且在肿瘤细胞的化学药物耐药性和免疫调节中都发挥重要作用，它诱导肿瘤细胞凋亡的同时规避了对正常细胞死亡诱导[2],因其在肿瘤治疗中的潜在作用而备受关注。本文进行归纳总结关于DZNep 抗肿瘤作用及机制的相关文献，为DZNep抗肿瘤作用机制深入研究及抗肿瘤新药研发提供相应参考。

1、DZNep概述

DZNep自天然抗腺苷类似物-A衍生而来的3-去氮腺苷环戊醇类似物，可抑制S-甲硫氨酸循环中的SAHH活性，逆转SAH水解为腺苷和高半胱氨酸，引起细胞内SAH升高从而导致S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine, SAM)依赖的赖氨酸甲基转移酶的活化被抑制[3],阻断果蝇zeste基因增强子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)介导的甲基化途径产生抑癌作用，从而导致癌细胞凋亡[4]。

多梳蛋白抑制复合体2(polycomb repressive complex 2,PRC2)是参与染色体基因负性表达调控的酶复合体，通过调控基因表达实现致癌作用[5]。EZH2是PRC2的核心催化亚基，EZH2基因位于染色体7q35-7q36区间，具有甲基转移酶活性，EZH2的经典功能是通过以PRC2依赖性方式催化组蛋白H3赖氨酸27的三甲基化(trimethylation of lysine 27 of histone H3,H3K27me3)诱导基因沉默，促进肿瘤细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭[6]。此外，EZH2也可作为PRC2非依赖性的转录激活剂，包括转录激活、非组蛋白底物修饰和转录后调控[7,8]。已证实EZH2在多种肿瘤中异常高表达，并与人类癌症的侵袭转移和不良预后相关，因此EZH2可作为肿瘤治疗的靶点[9]。DZNep主要通过抑制EZH2蛋白及靶向多种肿瘤作用机制，调节肿瘤抑制基因的释放和癌基因的表达，阻碍肿瘤进展(图1)。

图1 DZNep抗肿瘤生物学活性及作用于EZH2途径   

2、DZNep抑制细胞增殖及促进细胞凋亡

DZNep抗肿瘤主要机制其中之一便是促进凋亡与抑制增殖。研究发现，DZNep的抗肿瘤细胞增殖作用被广泛发现于多种癌症中(如神经胶质瘤、胶质母细胞瘤、乳腺癌、葡萄膜黑色素瘤、急性早幼粒白血病和肺癌[10,11,12,13,14,15])等，DZNep通过干扰人类基因以减少人肿瘤细胞集落形成进而阻碍肿瘤细胞恶性增殖。研究还显示，在人口腔鳞状细胞癌、横纹肌肉瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤和急性髓系白血病[16,17,18,19]中，DZNep通过诱导DNA损伤来使肿瘤细胞周期阻滞，抑制肿瘤细胞活力，促进肿瘤细胞凋亡。因此，DZNep能诱导肿瘤细胞凋亡与抑制异常的细胞增殖，相关机制如下。

2.1 组蛋白修饰

DZNep是一种组蛋白甲基转移酶抑制剂(histone methytransferase inhibitor, HMTi)[3],主要通过降低EZH2的活性并诱导H3K27me3降解，从而抑制下游靶基因的转录阻碍肿瘤的进展，这也是DZNep抗肿瘤活性的主要途径。DZNep可有效诱导组蛋白甲基转移酶成员-核受体结合SET结构域蛋白2(nuclear receptor binding SET domain containing 2,NSD2)蛋白(如H3K36me2和H3K36me3)的降解，并抑制参与磷酸戊糖途径(PPP)的NSD2靶基因(HK2、G6PD、GLUT1和TIGAR)的表达，促进乳腺肿瘤细胞凋亡[12]。LIU等[20]发现DZNep抑制EZH2及H3K27me3诱导鼻腔外NK/T细胞淋巴瘤(extranodal NK/T-cell lymphoma, ENKTL)的生长抑制和凋亡。CHEN等[21]发现DZNep还可通过抑制EZH2及组蛋白甲基化途径缓解骨癌引起的疼痛。ZHANG等[22]通过DZNep使基因启动子中H3K27me3的富集降低，抑制了人滋养层细胞HTR-8/SVneo的增殖和侵袭能力以及Ras-MAPK途径的激活。BOUZELFEN等[23]发现在伯基特淋巴瘤中，DZNep联合古抑菌素A(trichostatin A,TSA)增强肿瘤抑制基因HACE1表达，随后其启动子区域组蛋白甲基化(H3K9me2和H3K27me3)随之降低，实验证实，全面组蛋白甲基化抑制剂DZNep靶向EZH2通过组蛋白的表观遗传基因沉默甲基化，使EZH2表达的减少或完全丧失，进而导致肿瘤细胞增殖停止。

组蛋白乙酰化修饰在肿瘤进展过程中发挥重要作用[24]。研究表明，在慢性粒细胞白血病中，DZNep通过抑制EZH2介导的H3K27me3修饰，进而参与调节组蛋白3赖氨酸9的乙酰化(deacetylation of lysine 9 on histone H3,H3K9ac)修饰显著抑制细胞增殖能力、促进细胞凋亡[25]。DZNep通过联合组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor, HDACI)Belinostat与常规治疗剂(视黄酸与伊达柔比星)上调7、10和19号染色体上的组蛋白H4高乙酰化峰，引起肿瘤信号通路的基因启动子/基因体区域的组蛋白H4超乙酰化，阻碍急性早幼粒细胞白血病进展[26]。人口腔鳞状细胞癌中[16],DZNep和TSA联合处理后引起双链DNA断裂增加并增强组蛋白H2AX磷酸化表达，通过促进细胞凋亡和细胞周期阻滞降低癌细胞活力。DZNep主要通过组蛋白甲基化、乙酰化及磷酸化途径进行表观修饰基因的转录调控，进而增强抗肿瘤增殖及诱导肿瘤细胞凋亡的疗效。

2.2 蛋白质磷酸化修饰

蛋白质磷酸化主要发生在丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基上，蛋白质磷酸化修饰在细胞周期、生长、凋亡和信号转导等过程中起着重要的调控作用[27]。DZNep通过磷酸化修饰诱导蛋白构象发生变化导致其被激活或者抑制，从而诱导癌细胞凋亡。在原发性上皮细胞生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)野生型肺癌中，DZNep可抑制丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Akt(又称PKB/蛋白激酶B)和上皮细胞生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)磷酸化水平，显著诱导肺癌细胞凋亡抑制癌细胞增殖[28]。此外，DZNep通过敲除EZH2进一步下调β-catenin蛋白的磷酸化，抑制胃癌细胞的增殖和侵袭[29]。

2.3 调控非编码RNA

微小RNA(microRNA,miRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是与肿瘤发生发展最密切的两类非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),它们可以调节肿瘤中EZH2的水平[30]。大量研究表明，DZNep对EZH2的抑制通过诱导非编码RNA协调信号传导调节机体，促进肿瘤细胞凋亡并阻碍肿瘤干细胞特性的维持[31]。在胰腺癌细胞中，DZNep诱导miR-202减弱转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)信号所诱导的EMT效应，有效增强核苷类似物的化疗效果提高其在胰腺癌的抗肿瘤增殖治疗潜力[32]。在前列腺癌(prostate cancer, PCa)中， DZNep通过诱导miR-26a抑制EZH2引起PCa细胞的生长抑制，同时检测出miR-135b、miR-449b、miR-433和miR-512-3p表达水平上调，其中miR-135b和miR-449b被定性为雄性miRs, 可直接与雄激素受体(androgen receptor, AR)3′-UTR的目标序列结合来抑制雄激素受体AR的表达，DZNep通过调控miRNA信号传导途径降低雄激素受体AR的表达，延缓PCa的进展[33]。此外，lncRNA被认为通过广泛的机制在 多种致癌和抑 癌过程中发挥关键作用[34],CBSLR是一种由HIF-1α转录激活的长链非编码RNA,在胃癌(gastric cancer, GC)中上调与不良预后相关，DZNep能消除CBSLR过表达从而调节胃癌中铁死亡[35]。在胶质瘤和乳腺癌中，DZNep联合AC1Q3QWB分子协同干扰lincRNA HOTAIR-EZH2相互作用，减少PRC2的招募从而导致β-连环蛋白的降解和细胞外因子Wnt/β-catenin信号的抑制，激活肿瘤抑制基因表达最终抑制肿瘤生长[36]。在神经母细胞瘤中，DZNep联合HDACis(SAHA)增强肿瘤抑制基因-长链非编码RNA-母系表达基因3(long non-coding RNA maternally expressed gene 3,lncRNA MEG3)的表达，抑制PI3K/AKT/mTOR/FOXO1信号传导影响神经母细胞瘤的增殖、侵袭和迁移[37]。这些研究表明，DZNep通过与ncRNA相互作用，调控EMT,细胞外基质、抑制血管生成以及肿瘤微环境参与肿瘤发展过程。

2.4 其他基因调控

p53是一种肿瘤抑制基因，在激活时促进细胞周期停滞或凋亡，从而防止癌变[38]。有证据表明，DZNep在癌细胞中具有细胞毒性，其方式依赖于野生型TP53。SANDOW等[39]通过DZNep上调野生型TP53和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A(cyclindependent kinase inhibitor 1A,CDKN1A/P21)表达来诱导细胞周期阻滞，促进AML细胞凋亡。ZHOU等[40]通过DZNep靶向B淋巴细胞瘤-2蛋白(B-cell lymphoma-2,BCL-2)可以增强E3泛素连接酶MDM2拮抗剂(如Nutlin-3a)效果，阻断MDM2-p53结合从而释放TP53,使结肠癌细胞发育周期阻滞诱导细胞的凋亡。NAKAYAMA等[41]发现DZNep对间变性甲状腺癌细胞(anaplastic thyroid carcinoma, ATC)的生长均具有抑制作用，但在具有突变TP53 的ATC中DZNep抑制作用会减弱，考虑DZNep对表达突变TP53基因敏感性差。WANG等[18]发现DZNep通过对p16进行上调，从而抑制弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphomas, DLBCLs)增殖。AKPA等人[42]发现DZNep可抑制淋巴瘤细胞增殖并促进其凋亡，但与淋巴瘤的类型，EZH2突变状态以及MYC、BCL2和BCL6基因重排状态无关。由于多梳基团(polycomb group, PcG)蛋白是由EZH2催化的，DZNep可能是通过PcG无关的机制调节肿瘤的进展，而不是仅仅通过沉默几个特定的基因。团队[43]还发现DZNep介导B-细胞淋巴瘤细胞凋亡过程中，诱发自身的获得性耐药与腺苷高半胱氨酸水解酶(S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase, AHCY)的拷贝数增加有关。尽管DZNep可抑制多种类型肿瘤细胞的增殖，但DZNep的获得性耐药性可能会限制它的临床应用。最新研究发现，维生素C通过下调具有促肿瘤活性的D-3-磷酸甘油酸脱氢酶(phosphoglycerate dehydrogenase, PHGDH)可逆转DZNep在AML中耐药，促进AML细胞凋亡、分化，增强DZNep的抗急性髓系白血病增殖的效果[44]。科学与癌症的战斗从未停止-随着基础研究进展，我们对DZNep了解越来越多，这为DZNep治疗癌症提供更多选择和可能。

3、减少血管、抑制肿瘤细胞侵袭及转移

研究显示在原发病灶肿瘤侵袭期间，肿瘤细胞失去了上皮特征，并在上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)过程中获得间充质特征，上皮细胞在EMT过程中改变其表型同时获得了肿瘤侵袭和转移的特征[45]。OZEL等[46]已证明DZNep可以通过逆转EMT来减少癌细胞侵袭和迁移，其主要机制在于上皮表型基因的上调。HONG等[47]发现DZNep靶向EZH2从而抑制在EMT途径中起作用的基因如波形蛋白(vimentin, VIM)和上皮性钙黏附蛋白(E-cadherin, E-cad),同时增加细胞外基质(extracellular matrixc, ECM)的金属蛋白酶组织抑制剂(tissue inhibitor of metalloproteinase 3,TIMP3),最终有效地阻碍肝细胞癌侵袭及转移。ZHENG等[48]发现DZNep通过抑制Anillin肌动蛋白 (anillin actin-binding protein, ANLN)m6A修饰，从而减弱了肝细胞癌骨转移。HE等[49]发现DZNep还可增强抗癌剂AZD3463(ALK/IGF1R inhibitor)效果阻碍乳腺癌的骨骼转移。LI等人[50]发现多西他赛在改善PCa转移患者的预后效果不佳，但加用DZNep可以增强多西他赛对PCa侵袭性和转移性的抑制疗效。KUSER-ABALI等[51]发现DZNep通过诱导E2结合酶UBE2L6表达降低EZH2,但对EZH2甲基转移酶活性没有特异性抑制，最终抑制B16-F10黑色素瘤细胞的致瘤性和侵袭性。

新生血管形成也是肿瘤转移的关键步骤，抗血管生成药物通过抑制细胞外分子或信号转导途径靶向血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)或碱性成纤维细胞生长因子(recombinant human fibroblast growth factor 2,FGF2),这些途径阻滞可诱发下游效应子EZH2过表达，EZH2是肿瘤新生血管形成所必需的[52],因此DZNep抑制EZH2在肿瘤转移中发挥着重要作用。有研究显示，RIQUELME等[53]通过DZNep靶向EZH2抑制VEGF/VEGFR-2途径降低肿瘤血管通透性，最终抑制肺腺癌细胞的增殖和迁移能力。还有研究发现[29],在肿瘤缺氧生长环境下，缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1,HIF-1α)可促进肿瘤细胞增殖和血管生成，DZNep通过抑制EZH2调节HIF-1α及Wnt/β-catenin信号传导减弱胃癌BGC-823细胞增殖、侵袭及迁移能力。研究表示[54],早幼粒细胞白血病蛋白(promyelocytic leukemia protein, PML)诱导肿瘤血管生成且保持胶质母细胞瘤细胞的侵袭能力，DZNep抑制PML-EZH2通路，脑肿瘤细胞侵袭力就会大大降低。DZNep还可以通过靶向VEGFR2/ERK1/2/HIF-1α依赖性信号通路抑制腹膜血管生成防止腹膜纤维化[55]。这些研究均表明，DZNep在肿瘤的侵袭、转移和血管生成方面发挥着重要作用。

4、化疗增敏及逆转肿瘤细胞放化疗耐受性

长期的放射疗法和化学治疗可导致癌细胞产生耐受性，而DZNep与放化疗联合应用增强化疗敏感性或逆转癌细胞对放化疗的耐受性，为癌症提供有效的策略治疗。有研究表明，DZNep可再次激活耐药癌细胞对化学药物的敏感性。一方面，DZNep可逆转肿瘤细胞对化疗药物耐药性，DZNep通过减少乳腺肿瘤细胞中还原型辅酶Ⅱ(nicotinamide adenosine dinucleotide hydro-phosphoric acid, NADPH)和谷胱甘肽(L-glutathione, GSH)的产生并调用升高的氧化应激活性氧(reactive oxygen species, ROS),重新逆转他莫昔芬耐药乳腺癌细胞的化学耐药性，强烈抑制乳腺肿瘤生长和促进癌细胞凋亡[12]。DZNep通过抑制缺氧肿瘤微环境下诱导的H3K27me3来逆转黑色素瘤细胞对SN-38化疗药物的获得性化学耐药性[56]。另一方面，DZNep可增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。YANG等[57]发现DZNep通过抑制AML中的PI3K和c-KIT信号传导来增加抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤2抑制剂Ven在AML中的敏感性。LEE等[58]发现DZNep联合多西他赛增强癌症治疗剂TRAIL治疗PCa的疗效，促进PCa细胞凋亡。

长期放疗容易诱发机体的癌细胞产生免疫耐受，从而放疗敏感性逐渐下降。研究者发现，DZNep通过下调肿瘤抑制性乳腺癌基因1(breast cancer 1,BRCA1)和EZH2的表达，并对体内耐放射性PCa细胞的致瘤特性有抑制作用[59]。研究还发现，在小细胞肺癌中，DZNep通过介导损伤特异性DNA结合蛋白(damage-specific DNA binding protein 2,DDB2)的泛素化并加速其消耗，抑制DDB2定位到环丁烷嘧啶二聚体交联处阻碍核苷酸切除修复，显著增强小细胞肺癌细胞对顺铂和紫外线照射放化疗敏感性[60]。

放化疗治疗恶性肿瘤，同时对机体正常的组织或者细胞都有一定的杀伤作用。最特异地是，DZNep与放化疗联合运用细胞毒性的协同作用促进肿瘤细胞凋亡，但又不影响正常细胞的死亡[2]。NI等[61]发现在非小细胞肺癌中，DZNep成功恢复E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达防止顺铂诱导的肾小管上皮细胞凋亡和急性肾损伤，增强了顺铂的抗肿瘤作用并降低其肾毒性。ALEXANIAN等[62]发现DZNep联合组蛋白甲基转移酶G9a的抑制剂BIX01294和组蛋白去乙酰酶抑制剂曲霉菌素A(TSA)协同抑制胶质母细胞瘤细胞活力，同时对正常干细胞生长影响较小。DZNep通过表观遗传学-化疗药物的联合治疗可克服化疗药物的耐药[63]。然而，相反地研究表明，DZNep却有增强癌细胞的化学耐药性的作用，随着DZNep抑制EZH2的浓度和时间升高增加叉头盒C1(forkhead box C1,FOXC1)蛋白表达，同时增强三阴性乳腺癌细胞对多柔比星的耐药性[64],这提示DZNep并不是对所有肿瘤俱佳的治疗策略。综上所述，越来越多的研究表明，通过DZNep和传统抗肿瘤药物的结合加强疗效将成为未来癌症治疗的新方向，这会迅速推进研究将DZNep与现有的抗肿瘤药物相结合。DZNep与药物联合应用是一种新型的化疗策略，DZNep有望成为临床恶性肿瘤新兴治疗手段，比单独使用每种药物更有效地降低肿瘤的生存能力并诱导更多的肿瘤细胞凋亡，同时实现放化疗过程中减毒作用，具有良好并且及其广阔的发展前景。

5、免疫调节

HONG等[47]发 现DZNep可重新激活免疫趋化因子 CXCL9和CXCL10表达，因此DZNep增强肝细胞癌的免疫治疗效果，促进肝肿瘤细胞凋亡，随后肝肿瘤有效的消退。YIN等[65]发现在多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme, GBM)中，DZNep通过降低促癌小胶质细胞/巨噬细胞表型的M2型，而激活抑癌小胶质细胞/巨噬细胞表型的M1型，刺激促炎细胞因子如干扰素-γ(IFN-γ),IL1β释放，诱导一氧化氮合成酶(iNOS)、肿瘤坏死因子(TNFα)等抗肿瘤免疫反应，实验证明DZNep处理后重塑小胶质细胞免疫功能从而抑制细胞增殖导致肿瘤侵袭力下降。LI等[66]发现DZNep联合地西他滨和抗PD-L1药物治疗后上调趋化因子CXCL9和CXCL10以及癌症睾丸抗原NY-ESO-1,LAGE和SSX-4的基因表达，从而使细胞毒性T淋巴细胞浸润相应增加，最终加速胰腺导管腺癌细胞凋亡(图2及表1)。

图2 DZNep抗肿瘤活性涉及的分子机制  

表1 DZNep抗肿瘤活性涉及的分子机制

6、总结与展望

科学证实，DZNep具有丰富抗肿瘤作用，通过多种分子机制抑制癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡、抑制肿瘤转移、逆转耐药和免疫调节等生物学过程。首先，DZNep抑癌作用广泛，DZNep抑癌的研究将不仅仅局限于单基因或某几个基因，因此更应该从整体角度出发，利用生物学信息技术研究DZNep抑癌作用。其次，DZNep与药物联合应用将是一种新型的化疗策略，它可再次激活耐药癌细胞对化学药物的敏感性，同时不影响正常细胞死亡，实现放化疗过程的减毒作用，降低放化疗对机体的伤害。另外，DZNep用途广泛但是缺乏选择性，限制临床应用，这提示如何明确DZNep的药理学功能，提高其抑癌特异性，需要进一步进行更深层次的研究。最后，由于目前DZNep作为甲基转移酶抑制剂参与肿瘤细胞发生机制还不清楚，提示未来需要进行更多科研研究进一步探讨DZNep治疗对肿瘤细胞作用及癌症治疗中的具体作用机制，克服其局限性，确定DZNep在不同肿瘤中的分子靶标，有益于选择个体化的治疗方案，最终成为癌症诊断、治疗和预后的标准化检测因子，实现由基础研究向临床诊疗进程的转化。

基金资助:国家自然科学基金资助项目(编号:81302269);湖北省教育厅科学技术研究计划指导性项目(编号:B2021033);湖北省宜昌市科技创新基金(编号:A23-1-062);

文章来源:周雨,操媛,余红波,等.DZNep抗肿瘤作用机制的研究进展[J].现代肿瘤医学,2024,32(11):2092-2099.