综述：PRMT5作为三阴性乳腺癌干性与转移潜能的关键驱动因子

《Biomolecules》：PRMT5 as a Key Driver of Stemness and Metastatic Potential in Triple-Negative Breast Cancer

　　

蛋白质精氨酸甲基转移酶5（PRMT5）介导多种蛋白质的精氨酸甲基化修饰，在不同生物学背景下发挥致癌或抑癌的双重作用。在恶性肿瘤中，PRMT5可通过表观遗传抑制机制下调多个关键抑癌基因的表达，包括E?钙黏蛋白（CDH1）、TP53结合蛋白1（TP53BP1）、ST7、磷酸酶及张力蛋白同源物（PTEN）以及视网膜母细胞瘤蛋白（RB）。现有研究已证实PRMT5在多种癌症类型中表达升高，其中在三阴性乳腺癌（TNBC）中的异常高表达尤为显著。在TNBC中，高水平PRMT5与患者肿瘤干细胞自我更新能力增强、肿瘤生长加快、远处转移风险升高以及总体生存期缩短密切相关。机制层面，PRMT5通过稳定转录因子Krüppel样因子4（KLF4）和Krüppel样因子5（KLF5）来维持乳腺癌干细胞的存活与增殖；靶向破坏PRMT5–KLF4信号轴可在TNBC模型中显著降低肿瘤负荷。此外，PRMT5高表达还与TNBC对化疗及免疫治疗的耐药性相关。值得注意的是，PRMT5抑制剂在与表皮生长因子受体（EGFR）、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）及蛋白激酶B（AKT）等关键致癌通路抑制剂联合使用时，可表现出协同抗肿瘤效应。尽管目前已有数种PRMT5抑制剂在其他恶性肿瘤中进入临床试验阶段，但尚未有专门针对TNBC的临床研究启动。

1. 引言

表观遗传改变主要包括染色质重塑、DNA甲基化及组蛋白修饰。组蛋白N端尾部的修饰属于蛋白质翻译后修饰，常见类型包括甲基化、乙酰化和磷酸化。组蛋白甲基化多发生于赖氨酸和精氨酸侧链，其中赖氨酸残基可发生单、双或三甲基化，而精氨酸残基则多为单或双甲基化。组蛋白乙酰化由组蛋白乙酰转移酶（HATs）和组蛋白去乙酰化酶（HDACs）共同调控，主要发生在赖氨酸残基上。

2. 蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMT）

PRMT家族催化蛋白质精氨酸甲基化反应，依据产物差异分为三类：Ⅰ型生成单甲基精氨酸（Rme1）和不对称二甲基精氨酸（Rme2a），包括PRMT1、2、3、4、6、8；Ⅱ型生成Rme1和对称二甲基精氨酸（Rme2s），包括PRMT5和9；Ⅲ型仅生成Rme1，唯一成员为PRMT7。PRMT以S?腺苷甲硫氨酸（SAM）为甲基供体，将甲基转移至肽链精氨酸残基的ω?胍基氮（ω?NG）上。除组蛋白外，PRMT还可修饰非组蛋白底物，通过改变染色质状态影响DNA可及性，并与其他翻译后修饰（如赖氨酸甲基化、乙酰化、磷酸化）及DNA甲基化、RNA聚合酶Ⅱ（Pol II）活性、转录因子功能相互关联。不同PRMT亚型在细胞增殖、凋亡、激素受体转录激活、核糖体成熟等过程中发挥特异性作用。

2.1 PRMT5

PRMT5可对组蛋白H2A、H3、H4及多种细胞受体进行甲基化修饰，其下游效应兼具促癌与抑癌双重属性。PRMT5催化的H4R3me2s和H3R8me2s修饰可诱导染色质紧缩，抑制基因转录，并通过招募DNA甲基转移酶3A（DNMT3A）参与DNA甲基化调控。在肿瘤中，PRMT5通过此类机制沉默CDH1、TP53BP1、ST7、PTEN和RB等抑癌基因；同时，PRMT5介导的H3R2me2s修饰可促进特定癌基因转录激活。PRMT5还能上调DNA损伤修复相关基因（BRCA1/2、RAD51、ATM）的表达。总体上，PRMT5通过增强c?MYC、细胞周期蛋白D1（Cyclin D1）、Notch1等癌基因活性，同时抑制ST7、RBL2、p53等抑癌基因功能，调控细胞生长、分化、信号转导、细胞周期及干细胞干性维持。抑制PRMT5可降低干细胞维持相关基因（PAX3、CDH4、KIF1A、UCN2）及致癌基因（CDH4、MMP14、ARPC1B）的表达。

2.2 PRMT5在多种癌症中的表达特征

PRMT5高表达广泛存在于肝细胞癌、胶质母细胞瘤（GBM）、肺癌、卵巢癌及乳腺癌等多种恶性肿瘤中，并与不良预后密切相关。在非小细胞肺癌（NSCLC）中，PRMT5在细胞质和细胞核均呈高表达，其介导STAT3第609位精氨酸甲基化，促进癌症干细胞维持与肿瘤生长。PRMT5还可通过调控HIF?1α/VEGFR/Akt/eNOS信号轴诱导血管生成与上皮?间质转化（EMT）。在结直肠癌与肝癌中，PRMT5高表达通过上调基质金属蛋白酶2（MMP?2）促进细胞迁移。在GBM中，PRMT5高表达与患者总生存期缩短显著相关，且对维持肿瘤干细胞自我更新至关重要；特异性PRMT5抑制剂CMP5可在GBM中诱导分化细胞凋亡，同时促进患者来源神经球样结构的自我更新。

3. PRMT5在乳腺癌中的表达与功能

PRMT5在雌激素受体阳性（ER⁺）和TNBC细胞系中的蛋白水平均显著高于正常乳腺上皮细胞，且在乳腺癌组织中的表达高于癌旁正常组织。高PRMT5水平与肿瘤体积增大、转移潜能升高、预后不良及增殖标志物Ki?67表达增加密切相关。机制上，PRMT5通过降低WNT拮抗剂DKK1和DKK3的表达，增强WNT/β?连环蛋白（WNT/β?CATENIN）通路活性，从而促进乳腺癌细胞增殖。PRMT5还通过甲基化修饰KLF4，减少其泛素化降解，稳定其蛋白表达，进而提升乳腺癌细胞干性（表现为CD24^?/CD44⁺表型及c?MYC、OCT4/A、KLF4高表达），并介导阿霉素耐药。此外，PRMT5可调节糖酵解通路，影响葡萄糖转运蛋白1（Glut1）、己糖激酶2（HK2）、乳酸脱氢酶A（LDH?A）及核因子κB p65（NF?κBp65）的表达，并通过肝X受体α（LXRα）/NF?κBp65轴促进肿瘤形成与转移。PRMT5还可通过赖氨酸特异性去甲基酶1（LSD1）上调Slug表达，驱动EMT进程。

3.1 PRMT5与乳腺癌化疗耐药

PRMT5高表达与乳腺癌干细胞持续自我更新、肿瘤生长加速及生存缩短相关。PRMT5介导的高效DNA损伤修复是乳腺癌干细胞产生放化疗耐药的重要机制，因此联合DNA损伤类化疗药物与PRMT5抑制剂有望清除肿瘤干细胞并逆转耐药。在ER⁺乳腺癌中，PRMT5抑制剂pemrametostat与ER拮抗剂fulvestrant联用，可协同阻断G1?S期转换，有效抑制RB缺陷型肿瘤生长。

3.2 PRMT5与三阴性乳腺癌（TNBC）

TNBC具有高度侵袭性、高转移率、治疗选择有限及生存期短的特点，且易快速产生化疗耐药。相较于其他乳腺癌亚型，TNBC中PRMT5的mRNA表达水平相似，但亚细胞定位存在差异，其核内表达水平较低。组织芯片分析显示，TNBC中PRMT5蛋白表达显著高于其他亚型。在白蛋白结合型紫杉醇（Nab?PTX）耐药细胞中，总PRMT5水平不变，但胞质分布增加、核内减少。高PRMT5表达与TNBC患者低生存率显著相关。此外，PRMT5可甲基化糖皮质激素受体（GR），并通过招募磷酸化HP1γ（phospho?HP1γ）和RNA Pol II调控糖皮质激素靶基因转录，促进肿瘤转移；化疗暴露可进一步增强GR–PRMT5相互作用，增加转移风险。

3.3 PRMT5增强TNBC干性与肿瘤生长

特异性PRMT5抑制剂EPZ015666可显著降低H3R8me2和H4R3me2s修饰水平，抑制TNBC细胞系增殖、削弱肿瘤干性，并在患者来源异种移植（PDX）模型中减少肿瘤生长，且无明显毒性。TNBC常伴随甲基巯基腺嘌呤核苷磷酸化酶（MTAP）缺失，第二代PRMT5抑制剂（肟醚衍生物）对MTAP缺失细胞具有纳摩尔级杀伤活性，并在MTAP缺失的MDA?MB?231移植模型中展现抗肿瘤效果。机制上，PRMT5通过其谷氨酸残基E483和E489与KLF4的精氨酸位点（R374、R376、R377）结合，介导KLF4甲基化，减少其泛素化降解，稳定蛋白表达；同样，PRMT5对KLF5的甲基化也具有类似稳定作用，二者共同维持TNBC干细胞的自我更新、EMT及转移能力。miR?770?5p可通过抑制PRMT5表达降低KLF4稳定性，阻断PRMT5/KLF4轴，进而抑制EGFR信号通路。靶向降解PRMT5/KLF4轴的候选药物WX2?43和PJ?68已在TNBC模型中显示出显著肿瘤生长抑制作用。

3.4 PRMT5抑制剂诱导TNBC细胞凋亡

在紫杉醇耐药TNBC细胞系中，PRMT5抑制剂（GSK595/LLY283）通过降低 Aurora激酶B（AURKB）表达、引发染色体不稳定性，有效诱导细胞凋亡。在Nab?PTX耐药细胞中，胞质PRMT5高表达通过增强UNC?51样激酶1（ULK1）的二甲基化修饰提高自噬活性，抑制PRMT5可减少自噬空泡形成，恢复化疗敏感性。铁死亡是一种受调控的细胞死亡形式，PRMT5可通过抑制NRF2/HMOX1通路减少TNBC细胞铁死亡，导致免疫治疗耐药；联合使用PRMT5抑制剂与抗PD?1抗体可显著增强TNBC模型中的抗肿瘤免疫反应。利用蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）技术开发的PRMT5降解剂YZ?836P可有效降低PRMT5及KLF5表达，抑制TNBC细胞系及患者来源类器官的生长，并在移植瘤模型中发挥抗肿瘤作用。

4. PRMT5抑制剂与抗癌药物的联合治疗策略

PRMT5抑制剂与PARP抑制剂在不同BRCA1/2状态的TNBC细胞系中均可产生协同抗肿瘤效应，且在BRCA突变PDX模型中显著延长动物生存期。联合PRMT5抑制剂、PARP抑制剂与抗PD?1抗体的三联方案在PDX和类器官模型中疗效优于单一或两药联合。PRMT5抑制剂EPZ015938与顺铂、阿霉素或喜树碱联用可协同抑制TNBC细胞增殖，且与EGFR抑制剂厄洛替尼联用在EGFR高表达的TNBC细胞系中具有协同作用。PRMT5与LSD1共同表观激活Slug表达以促进EMT，因此EPZ015666与LSD1抑制剂SP2509联用可显著减少TNBC肿瘤体积与肺转移。FDA已批准的药物他达拉非（tadalafil）被鉴定为PRMT5抑制剂，可增强野生型BRCA1 TNBC细胞对阿霉素的敏感性，并在移植瘤及PDX模型中展现协同抗肿瘤效果。PRMT5介导AKT第391位精氨酸二甲基化以增强其活性，因此PRMT5抑制剂GSK3326595与AKT抑制剂MK2206联用可在多种TNBC细胞系中协同诱导凋亡，并与卡铂等化疗药物联用显著抑制肿瘤生长。

5. 未来展望

PRMT5高表达在多种癌症中与不良预后及化疗耐药相关，尤其在TNBC中，其通过抑制NRF2/HMOX1介导的铁死亡、促进干细胞干性及转移、介导免疫逃逸等多重机制驱动疾病进展。靶向PRMT5可逆转TNBC的化疗耐药与免疫耐药，增强现有治疗效果。临床前研究显示，PRMT5抑制剂单药或联合用药在TNBC模型中均具有显著抗肿瘤活性，提示其临床应用潜力。然而，目前已进入临床试验的PRMT5抑制剂在其他肿瘤类型中疗效有限，且单药治疗反应率不高，血液学毒性是主要不良反应。因此，未来应重点推进PRMT5抑制剂与化疗、靶向治疗或免疫治疗联合方案的TNBC临床试验，以验证其安全性与有效性。

6. 结论

PRMT5在包括乳腺癌在内的多种恶性肿瘤中过表达，在三阴性乳腺癌中尤其具有关键治疗靶点价值。抑制PRMT5可降低肿瘤干性、增强化疗敏感性，并与多种治疗药物产生协同抗肿瘤效应。推进PRMT5抑制剂单药或联合方案在TNBC中的临床转化研究，有望为该难治性乳腺癌亚型提供新的精准治疗策略。