肿瘤是引起全球人类死亡的重要原因之一，消化道肿瘤因其早诊困难、易复发和转移、预后较差等特点，一直以来都备受研究者关注。因此，开发新的、更特异的消化道肿瘤标志物分子及治疗靶点对于攻克消化道肿瘤具有重要意义。EI24是近年来新发现的肿瘤相关基因，具有潜在的临床应用价值。研究表明，EI24参与调控诸多肿瘤生物学过程， EI24的异常表达与胰腺癌、肝癌、结直肠癌、食管癌等消化道肿瘤的发生和发展密切相关。本文就近年来有关EI24在消化道肿瘤中的研究进展作一综述，以期为消化道肿瘤的基础研究及临床诊治提供新的理论依据。

1、EI24概述

EI24(etoposide-induced gene 24)最初从接受依托泊苷处理的 NIH 3T3成纤维细胞中发现，是p53的下游激活基因[1]。EI24定位于人类染色体11q23-q24上，此区域的突变与多种肿瘤发生密切相关[2]。EI24 基因编码位于内质网膜上的 EI24 蛋白，该蛋白是一种重要的自噬相关蛋白[3]。研究表明，EI24可通过调节内质网钙离子浓度，作用于线粒体相关膜形成和自噬流的完整性，激活自噬并促进自噬体组装[4]。细胞自噬可以清除变性或错误折叠的蛋白质、损伤的细胞器等，有助于维持细胞内稳态。EI24作为激活自噬的重要蛋白因而具有重要的研究意义。

2、EI24的生物学特性

p53基因是一种重要的抑癌基因，被誉为“基因组守护者”。EI24启动子区含有 p53结合位点[2],因此EI24可能是潜在的抑癌基因。GU等人[5]的研究证实EI24是野生型p53基因的下游直接调控基因。目前，EI24已在多种肿瘤研究中表现出抑癌基因特性，但抑制癌症的具体分子机制尚不完全清楚，需进一步探索研究。

2.1 EI24在细胞凋亡中的作用

细胞凋亡是细胞在发育过程或在某些理化因素刺激下发生的一种程序性细胞死亡过程，它受到多基因或产物的调控，机体通过凋亡的形式可清除衰老以及异常的细胞。近年的研究已经证实EI24在细胞凋亡过程中发挥非常重要的作用。例如，GU等人在过表达EI24的NIH 3T3小鼠胚胎成纤维细胞中观察到典型的凋亡形态学特征，包括显著的胞膜空泡化和核固缩等[5]。作者还发现TP53可以通过诱导EI24的表达上调进而促进细胞凋亡以抑制细胞生长。此外， ZHENG等人进一步验证了EI24的促凋亡作用，结果发现，当DNA损伤时，TP53能够被激活，进而促进REEP1、REEP2和 EI24的表达，其中，REEP1和 REEP2可以协助EI24发挥促凋亡作用[6]。同时，EI24表达上调后，通过与电压依赖性阴离子通道2(VDAC2)相互作用，促进内质网与线粒体之间Ca2+离子的转运进而诱导凋亡。ZHAO等人发现EI24可以通过与BCL-2特异性结合进而促进乳腺癌细胞凋亡[3]。YUAN等人在胰腺β细胞中验证，EI24可以通过与肌浆/内质网Ca2+ATP酶2(ATP2A2)结合以调控内质网中的钙水平，敲除EI24可以使AMPK信号失活并诱发细胞凋亡[7],说明自噬在一定条件下可拮抗凋亡过程，而EI24作为自噬蛋白可表现为抗凋亡因子以稳定细胞状态。在内质网应激方面，XU等人进一步证实EI24能帮助细胞抵抗内质网应激[8],在分别敲除和过表达EI24后，内质网应激诱导的凋亡分别被显著增强和抑制。然而，在无内质网应激的情况下，EI24能与肌醇激酶1(inositol-requiring enzyme 1,IRE1)结合以抑制其活化，但在内质网应激时EI24则与 IRE1分离并使未折叠蛋白反应(unfolded protein response, UPR)活化。以上研究说明，EI24通过多种途径决定细胞的“命运”(表1),是体内重要的凋亡敏感元件。

表1 EI24在细胞凋亡中的作用

2.2 EI24在自噬中的作用

自噬是一种高度保守的生理过程，主要发挥适应性作用，保护生物体免受感染、癌症、神经退行性疾病、衰老和心脏病等病理影响[9]。自噬降解途径对生存、分化、发育和体内平衡至关重要。目前多种证据已证明EI24是激活自噬的重要蛋白。YUAN等人发现EI24与电压依赖性阴离子通道1(VDAC1)、1,4,5三磷酸肌醇受体(IP3R)和线粒体外膜伴侣葡萄糖调节蛋白75(GRP75)共同形成四级复合物，促进线粒体相关膜(MAM)形成并激活自噬[4]。近期，ZHENG等人[10]发现EI24调节内质网表面 Ca2+离子的瞬变/振荡(纳米级钙梯度),内质网膜钙瞬变触发FIP200复合物发液-液相分离形成FIP200凝聚体，后者沿内质网移动融合后成为内质网自噬起始位点，促进ULK1复合物的组装。PENG提出进一步探索其他Ca2+通道(如进入通道)的作用有利于扩展自噬诱导的研究[11],EI24的进一步研究有助于解释Ca2+瞬态产生的潜在机制及信号触发条件。

EI24不仅仅在诱导阶段激活自噬，还可影响自噬小体的形成以及自噬溶酶体的降解来阻断或促进自噬流。TIAN等人[12]在敲低EI24的大鼠肾细胞(NRK)中观察到自噬溶酶体累积，证明EI24缺失能导致自噬溶酶体降解缺陷。而YUAN等人在β-细胞特异性敲除EI24的小鼠中则观察到自噬过程严重受损，随后在HEK293T和U-2 OS细胞中敲低EI24进一步证实其缺失可以抑制自噬小体形成从而减弱了自噬流[7]。此外，ZHAO等人[13]在EI24基因敲除小鼠中发现LC3、p62和泛素阳性包涵体的严重累积。ZHANG等人[14]在肺纤维化小鼠模型中检测到EI24的mRNA和蛋白表达均较低，而且，LC3-I转化为LC3-II和p62的降解均受到抑制。作者通过尾静脉注射过表达EI24质粒后，自噬流明显被促进， LC3-II/LC3-I比值增大，p62水平降低。综上所述，该基因具有重要的调节自噬过程的作用。

2.3 EI24在炎症中的作用

上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)是肿瘤进展中关键的炎症相关机制。CHOI等人报道了 EI24降解TRAF2并负性调节NF-κB信号，而敲低EI24后可以促进EMT发生[15]。同样的，MAO等人发现EI24可以通过降解TRAF2以抑制NF-κB和JNK的磷酸化，从而下调下游炎症相关细胞因子(IL-6、TNF-α和MCP1)的表达和抑制EMT进程[16]。本课题组前期研究亦表明EI24基因沉默后，IL-1信号通路被显著激活，进而调节NF-κB等关键的炎症基因的表达[17]。前文已提到ZHANG等人[14]在肺纤维化小鼠模型观察到EI24表达水平降低，而研究者在过表达EI24后还发现BLM和TGF-β1诱导的EMT受到抑制并减少细胞外基质(ECM)的产生从而延缓肺纤维化。LI等人发现高糖诱导后的HK2细胞中EI24表达降低且有显著的EMT变化，而过表达EI24可激活AMPK途径并改善EMT[18]。因此EI24在重要的炎症相关通路中亦有其行使功能的“一席之地”。

2.4 EI24与肿瘤耐药

肿瘤耐药是化疗失败的主要原因，EI24在肿瘤耐药中发挥重要作用。化疗耐药性的发生是一个复杂和多因素的过程，肿瘤细胞的EI24/PIG8状态值得进一步分析。MORK等人在鼠成纤维细胞和人乳腺癌细胞中敲低EI24,显著抑制依托泊苷诱导的细胞凋亡[19]。CHOI等人在多个数据集中发现， EI24与EGFR-TKI耐药具有相关性。在敏感细胞株中，EI24的表达量明显高于耐药细胞系株，而且在不同浓度的吉非替尼条件下，敲低EI24后，非小细胞肺癌细胞活力明显增强，在非小细胞细胞中过表达EI24,结果则相反[20],说明EI24能够影响非小细胞肺癌细胞对化疗药物吉非替尼的敏感性。作者还发现EI24能够通过IGF-1作用于胰岛素生长因子-1受体(IGF-1R),该研究表明对于EGFR突变且EI24低表达的非小细胞肺癌耐药患者， EGFR和IGF-1R抑制剂的联合治疗可能比EGFR单药治疗更有效。上述研究说明，EI24可以作为化疗反应性的预后标志物，通过筛查患者的EI24的差异性表达可能有助于医生制定个体化的化疗方案，但在今后的科研领域中，需要更多的实验验证EI24对多种化疗药物的作用。

2.5 EI24参与核蛋白输入

尽管观察到EI24在多种生物学过程中发挥重要作用，但对于EI24如何在其中进行参与或介导，目前还知之甚少。LIEU等人发现核转运蛋白输入家族分子(IMP)可以与EI24发生相互作用。 EI24含有一个“IBBL”结构域，其可以与 IMPβ1和 IMPα2特异性结合，阻碍它们在核输入中的正常功能[21]。而IMPβ1和IMPα2可显著影响关键蛋白核运输效率，进而调节自噬、应激反应和凋亡。因此，IMP 核蛋白和 EI24之间的动态平衡，为进一步探索 EI24的生物学功能及其抑制肿瘤发生发展的作用提供了新的线索。

3、EI24在消化道肿瘤中的作用

3.1 EI24在食管鳞癌中的作用

本课题组前期研究发现，miR-483-3p可通过靶向抑制EI24的表达促进食管鳞癌进展[17],提示EI24是食管鳞癌中潜在的抑癌基因。随后，我们首次探究并报道了EI24在食管鳞癌中的作用。我们的研究发现过表达EI24可以抑制食管鳞癌细胞增殖并增强化疗药物敏感性。反之，利用CRISPR-Cas9敲除EI24则结果相反。通过基因芯片及IPA(Ingenuity Pathway Analysis)通路分析探索EI24可能的抑癌机制，我们发现EI24可能通过抑制急性期反应信号通路或IL-1信号通路进而抑制食管鳞癌。

3.2 EI24在胰腺癌中的作用

文献报道EI24在胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)中表达降低且与癌细胞分化有关，过表达EI24可抑制肿瘤细胞增殖。EI24过表达可导致 PDAC 中的癌基因 c-Myc 表达降低，LC3B-II、Beclin-1表达增加和 p62表达减少。该研究证实了 EI24在PDAC 中发挥抑癌作用，并认为可能涉及EI24/Beclin-1/p62/c-Myc 信号通路[22]。但HWANG等人的研究发现，在胰腺肿瘤细胞中敲低EI24可抑制胰腺肿瘤细胞增殖，认为EI24可能在胰腺癌中发挥促癌作用[23]。因此，EI24在胰腺癌中的作用和机制有待进一步阐明。

3.3 EI24在肝癌中的作用

张勤等人的研究[24]发现，过表达EI24可以抑制肝癌细胞增殖和克隆形成能力，而沉默EI24表达则可促进细胞增殖和克隆形成能力。此外，裸鼠成瘤实验也表明EI24 过表达组的成瘤能力明显减弱，而EI24沉默组的成瘤能力明显增强。他们还发现含有WW结构域的泛素蛋白连接酶1(WWP1)可以与EI24相互作用，并能够将 EI24 泛素化降解。以上实验证实WWP1可以靶向底物EI24进行泛素化降解，并促进肝癌细胞的增殖。

3.4 EI24在结直肠癌中的作用

本课题组前期研究发现miR-483过表达可促进结直肠癌的恶性表型，进一步发现EI24是其上游靶基因，我们还发现EI24在结直肠癌中表达较低，且EI24低表达患者的生存期更短[25]。NAM等人通过用 EI24转基因小鼠(transgenic, Tg)与ApcMin/+小鼠杂交验证的EI24是否在Apc替代突变引起的小鼠结直肠癌中发挥抑癌作用[26]。结果发现ApcMin/+小鼠与ApcMin/+Ei24 Tg小鼠的息肉数量、体重、肠长、脾长、存活率之间均没有显著差异。虽然该实验表明结直肠癌中EI24的表达与ApcMin/+突变并无联系，但建立基因突变小鼠模型进而评估EI24的体内作用为我们提供了一种具体可行的实验方法和思路。EI24在肠癌中的作用和机制仍需进一步研究。

4、EI24在消化道肿瘤中的诊断价值

尽管近年来我们对消化道肿瘤的发生发展取得了重要的研究进展，然而特异性、敏感性的消化道肿瘤诊断标志物仍然是匮乏的。鉴于EI24的表达变化与消化道肿瘤的发生和进展密切相关(表2),因此深入探究其临床诊断价值具有重要意义。

表2 EI24在消化道肿瘤中的作用

本课题组前期通过免疫组化实验探索了EI24在食管鳞癌患者中的表达水平[17]。我们发现EI24在食管鳞癌组织中的表达水平明显低于癌旁组织，提示其可能是潜在的食管鳞癌诊断标志物。同时，我们还发现EI24的mRNA及蛋白表达水平在结直肠肿瘤组织中均低于邻近正常组织。这也提示EI24可能对结直肠癌的诊断具有重要意义[25]。此外，研究证实EI24在胰腺癌组织中表达低于正常组织，提示了EI24在胰腺癌中具有重要的诊断价值。

5、预后意义

准确评估肿瘤患者预后情况不仅可评估疾病的疗效和进展程度，还可指导医生选择合适的治疗手段。本课题组[17]前期研究了93例食管鳞癌病例中EI24的表达与食管鳞癌患者临床病理参数之间的关系，结果显示 EI24高表达的患者表现出更长的总生存期，而EI24低表达的患者预后较差，而且我们证实EI24低表达是预后不良的独立危险因素。在结直肠癌患者中，本课题组也有类似的发现[25]。由于存在个体差异，目前的TNM预后评价系统尚不完善。鉴于EI24基因在消化道肿瘤预后中的作用，因此EI24有望成为完善和补充TNM预后评价系统的重要预后标志物。

6、治疗靶点

消化道肿瘤的增殖性和耐药性一直是临床治疗的难点。EI24在消化道肿瘤细胞中可发挥促进细胞周期阻滞、抑制细胞增殖、增强化疗敏感性等作用。这提示EI24可能是消化道肿瘤治疗的新靶点。例如，在食管鳞癌中[17],EI24过表达后可显著抑制细胞增殖。过表达EI24还可抑制食管鳞癌细胞G1/S转变，并降低细胞周期蛋白CDK2、CDK4和cyclin D1的表达。胰腺癌中同样观察到过表达EI24可抑制肿瘤细胞生长并诱导细胞周期 S 期阻滞[22]。在食管鳞癌和胰腺癌的裸鼠成瘤实验中，EI24敲低组的肿瘤体积和重量均高于对照组[17,22]。而过表达EI24可抑制肝癌细胞增殖及体内成瘤[24]。本课题组还发现敲低EI24可使食管鳞癌细胞对多种化疗药物(5-FU、ADR、VCR和CDDP)的敏感性降低[17]。

7、进展与展望

EI24在消化道肿瘤中具备一定的诊断、预后及治疗靶点价值。尽管多数研究证实EI24在消化道肿瘤中发挥抑癌作用，但HWANG等人发现EI24过表达可促进胰腺癌细胞增殖，提示EI24可能在胰腺癌中发挥促癌作 用。而且DEVKOTA等人的研究也发现EI24可通过促进 PKCα-EGFR 结合，激活 EGFR 信号通路促进皮肤癌发生[27]。EI24在不同肿瘤的发生发展中发挥不同作用，这可能与肿瘤的异质性及肿瘤微环境有关，尚需更深入的研究来揭示 EI24在不同肿瘤中的作用及机制。

研究表明EI24不仅可调节内质网钙浓度[7],还可调节内质网与线粒体的Ca转运以及线粒体膜通透性过渡孔(mPTP)的开放[28],间接调节线粒体功能。EI24与 VDAC、IP3R1和肌浆网钙泵(SERCA)和ATP泵都有相互作用[4,6,7,8],以上提示EI24可能在多种代谢通路中处于核心调控地位。同时EI24是自噬和泛素-蛋白酶体系统(UPS)间的桥梁分子[29],提示该分子在蛋白质降解机制中发挥重要作用。以上证据为进一步研究该分子在肿瘤代谢中的作用和机制提供了思路。此外， EI24基因在一定情况下可独立于p53的发挥抑癌作用[30],这可能为p53基因等经典抑癌基因缺陷患者提供新的诊疗思路。EI24参与了p53、AMPK、BCL-2、mTOR、c-Myc、PKC等分子参与通路的调控，但具体分子机制和调控网络尚需进一步挖掘才能真正了解该分子的生物学功能(表3)。

表3 EI24的作用及下游通路总结

本课题组从多个数据集中收集数据，发现EI24在多数癌症类型中均有差异表达且与预后显著相关，并能与多种免疫细胞相互作用，EI24可能作为癌症治疗的有希望的生物标志物或治疗靶点[31]。值得一提的是，EI24 在消化道肿瘤中的作用和机制研究相对较少，特别是胃癌中鲜有EI24的相关研究，值得进一步探索。

参考文献:

[24]张勤,黄安中,沈冯佳,等.含有WW结构域的泛素蛋白连接酶1降解依托泊苷诱导蛋白24并促进肝癌细胞增殖[J].中华肿瘤杂志,2020,42(3):203-209.

基金资助:国家自然科学基金(编号:82073210);肿瘤生物学国家重点实验室(第四军医大学)课题(编号:CBSKL2022ZZ37);

文章来源:魏思宇,洪流,杨万里等.EI24在消化道肿瘤中的研究进展[J].现代肿瘤医学,2024,32(06):1132-1136.