SET8又称SETD8、PR-SET7、KMT5a，2002 年从HeLa细胞中提纯并克隆，是现今发现唯一能 够特异性单甲基化组蛋白H4赖氨酸20位（histone H4 lysine20，H4K20）的赖氨酸甲基转移酶^{[1, 2]}， 存在于有丝分裂细胞染色体中^[3]。SET8表达于整 个细胞周期中，具有调节细胞周期、维持基因组 完整性以及调控基因表达的作用。目前研究显示 SET8与人类肿瘤关系密切，参与调控了体内细胞 的细胞周期、细胞增殖及凋亡等过程，涉及到肿 瘤的发生、生长、转移等多个环节，现将相关研 究进展综述如下。 1 SET8的基因定位、分子结构

SET8蛋白编码基因位于染色体12q24.31，人 类SET8基因可表达SET8a和SET8b两种蛋白，其中 SET8a长度为1 059 bp，含352个氨基酸^[3]。SET8b长 度为969 bp，含322个氨基酸，较SET8a少第10~40 位氨基酸。在人体内，SET8主要是以b型存在，并 以同型二聚体的形式发挥作用^[4]。SET8蛋白质序列 从C端至N端依次包含高度保守的SET结构域、PIP 结构域、细胞周期蛋白激酶磷酸化共有序列，在空 间结构上形成C-侧翼、SETI、核心SET结构域和N- 侧翼^[5]。SET8中高度保守的SET结构域中酪氨酸残 基Tyr 334、Tyr245与单甲基化的赖氨酸产物形成的 氢键决定了SET8单甲基化活性^[1]。位于SET结构域 上游的PIP结构域与增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）结合通过诱导CRL4^Cdt2 （Cullin4 E3 泛素连接酶复合物）将SET8泛素化并 降解，维持SET8在细胞内含量的平衡，PIP结构域 中的Thr182、Asp183、Arg188和Arg189 是CRL4^Cdt2介导泛素化降解的关键位点^[4]。在SET8 N端还存在 一个低同源性的非保守区域，是由约50个氨基酸组 成的细胞周期蛋白激酶磷酸化共有序列和一个可被 APC/CCdh1泛素E3复合物识别的破坏框（destruction box，D-box）组成，在调节SET8的表达方面也起 着重要作用^[6]。 2 SET8的生物学功能

在细胞内SET8 调控组蛋白修饰和细胞周 期、调节染色质结构和基因转录，其催化形成的 H4K20me1在染色体固缩、DNA复制及细胞周期检 验点激活中发挥重要调控作用。 2.1 SET8调控组蛋白修饰

组蛋白是染色质中的主要蛋白质，在调控基 因表达方面起着重要作用。组蛋白合成过程中的 主要修饰方式有乙酰化、磷酸化、甲基化等， 其中甲基化仅发现于H3的9和27位、H4的20位的 赖氨酸。组蛋白H4位于DNA与核小体的交界处, H4K20me1修饰可以影响染色体的高级结构,促进 细胞间期中染色体的固缩^[7]，而SET8是现今发现 唯一能够特异性单甲基化H4K20的赖氨酸甲基转 移酶，这为SET8调控H4K20而发挥调节基因表达 的生理作用奠定了理论基础。 2.2 SET8调控细胞周期

研究发现，在哺乳动物细胞周期调控中SET8 发挥着重要作用，SET8缺乏可导致细胞周期障 碍，表现为染色体固缩障碍、G₂期阻滞^[8]。SET8 主要通过翻译后的泛素化和磷酸化来严格调控其 在细胞周期中的含量，在G₁和M期SET8含量较 低，在G2和有丝分裂期SET8含量较高^{[9, 10]}。在G1/S 过渡期，泛素E3连接酶SCF（skp2）能够直接降 解储存库中游离的SET8^[11]；在S期，SET8主要经 PCNA依赖性的CRL4（Cdk2） 途径泛素化降解， 其余游离的SET8 通过SCF（skp2）途径被降解； 在G2期，CRL4（Cdk2）与SCF（skp2）复合体活 性下降,SET8 含量逐渐上升；在M期，Cdk1/cyclinB 复合体磷酸化SET8的S29位点，抑制APC/C （Cdh1）介导的泛素化降解；至有丝分裂中期 时，SET8被Cdc14磷酸酶去磷酸化,进而被APC/C （Cdh1）降解。APC/C（Cdh1）降解活性维持至 G1期结束。此外，SET8还能通过调节有关基因表 达影响DNA复制^[4]。 2.3 SET8调节染色质结构

在哺乳动物胚胎干细胞和果蝇细胞中，SET8缺 乏将导致染色体固缩障碍以及DNA复制缺陷^{[7, 12]}。 SET8及高水平H4K20me1如何影响染色质结构的机 制尚不明确。一方面，Davey等对核小体结构研究 发现H4K20能够与邻近核小体H2A发生联系直接 影响染色质高级结构^{[13, 14]}。另一方面，H4K20me1 能够结合染色质固缩相关蛋白。体外实验发现， H4K20me1结合蛋白L3MBTL1能够通过两个相邻核 小体甲基化的赖氨酸间相互作用从而诱发局部染色 质固缩^[15]。此外，在体外果蝇（Drosophila）染色质 聚集实验中，L3MBTL1与H4K20me1 结合可招募特 定的组蛋白去乙酰化酶，使组蛋白发生去乙酰化从 而调控染色质结构^[16]。 2.4 SET8调节基因表达

SET8通过调控H4K20的甲基化状态来调控相关 基因的表达，其机制可能是H4K20me1直接促进染色 质固缩抑制转录^{[7, 17]}，或H4K20me1被进一步甲基化为 H4K20me2/3间接抑制基因转录。SET8调控Wnt靶基 因表达并参与Wnt3a介导的胚胎发育^[18]。SET8还参 与 Twist 调控上皮间质的转化^[19]。SET8可特异性 单甲基化p53的第382赖氨酸位点（p53K382me1） 并抑制p53的活性^[20]。SET8通过上述途径来调控相 关基因的表达。 3 SET8在肿瘤发生中的作用

Takawa等^[21]研究发现SET8在膀胱癌、非小 细胞肺癌、小细胞肺癌、慢性骨髓源性白血病、 肝细胞癌、前列腺癌等多种肿瘤组织中均表达上 调，影响着肿瘤的发生、发展。SET8参与调节细 胞周期、染色质稳定性以及基因的转录，在基因 水平和蛋白水平调控多种肿瘤相关因子表达，基 于其对组蛋白、非组蛋白的修饰作用，SET8可 能直接或间接影响肿瘤的发生及进展。近年来对 SET8基因miR-502结合区单核苷酸多态性和肿瘤关 系的研究进一步证实SET8在肿瘤发生发展中发挥 重要作用。 3.1 SET8与乳腺癌

对1 110例乳腺癌患者发病年龄分析发现， SET8启动子区域的miR-502结合位点rs16917496 的单核苷酸多态性与绝经前妇女乳腺癌发病年龄 相关，携带rs16917496 CC等位基因的乳腺癌患者 发病年龄提前。且与TP53 GG基因型存在协同作 用。同时研究发现SET8 CC基因型绝经前妇女乳 腺癌发病风险高于SET8TT基因型，且与C等位基 因数量相关^[22]。SET8能够特异性单甲基化p53第 382赖氨酸位点，抑制p53介导的靶基因活化，致 使p53通路失活，最终导致肿瘤的发生、发展。 通过基因敲除技术进一步证实了SET8对p53具有 负性调控作用^[20]。研究发现在乳腺癌细胞中缺乏 Numb表达，Notch活性增强。在哺乳动物中Numb 以多种亚型存在，通过与p53结合维持p53稳定性 发挥肿瘤抑制作用^[23]，而SET8能够甲基化Numb第 158和163位赖氨酸残基，使Numb与p53分离，导致 p53泛素化降解。敲除癌细胞中SET8能增强Numb 与p53相互作用促进凋亡或用多柔比星处理细胞 能降低SET8 mRNA及蛋白水平，诱导凋亡^[24]。此 外，SET8还与乳腺癌的转移有关。Twist作为上皮 间质转化（EMT）过程中的关键调控因子,对肿 瘤的侵袭和转移有重要影响。SET8可作为表观修 饰因子作用于Twist靶向基因E-钙黏蛋白和N-钙黏 蛋白的基因启动子上,使启动子发生H4K20单甲基 化。SET8和Twist可共同促进EMT间质标志基因 N-cadherin的转录，同时又共同转录抑制上皮标志 基因E-cadherin的表达，促进了乳腺癌细胞的EMT 及其转移^[19]。SET8在乳腺癌的发生、发展中起 着重要作用，其可能是通过调控p53、Numb以及 Twist等相关基因来实现的。 3.2 SET8与肝癌

对142例肝癌患者SET8基因型和其蛋白表达 情况与肝癌患者术后3年生存率的关系进行分析发 现^[25]，SET8基因3’端非翻译区种子区域miR-502 结合部位多态位点rs16917496 CC基因型患者术 后3年生存率明显高于CT、TT基因型，并可作为 肝癌患者预后的独立预测因素，该研究提示SET8 rs16917496位点的多态性有望成为预测肝癌患者 生存预后的标志物，这也为以后研究SET8在肿 瘤发生、发展中的作用及其在治疗中的作用提供 了可参考的方向。Guo等^[25]在分析了SET8基因3’ 端非翻译区种子区域miR-502结合部位多态位点 rs16917496的多态性与肝癌患者发病风险和生存 预后的关系基础上，又进一步对上述142例的肝癌 标本进行了SET8的免疫组织化学染色，发现携带 SET8 CC基因型患者SET8表达水平明显低于携带 SET8 CT、TT基因型患者的，且前者的生存时间 明显延长，这一方面说明miR-502对SET8基因的 表达具有调控作用，另一方面也说明了SET8在肝 癌的发生、发展可能起着重要作用。但miR-502 是如何调控SET8基因表达的，以及SET8在肝癌 发生、发展中的具体作用机制目前研究甚少。目 前研究的相关机制显示，作为小分子非编码RNA 的microRNA可与靶基因mRNA 3’端非翻译区碱基 配对结合调控基因表达，降解mRNA或抑制蛋白 翻译^[26]。SET8 CC基因型与miR-502结合亲密性更 好，从而调节SET8蛋白表达，以一种隐性方式影 响肝癌预后。其作用机制可能是通过TP53通路来 实现的。但有关miR-502对SET8基因表达的具体 调控机制有待于进一步深入研究。 3.3 SET8与非小细胞肺癌

对164例非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者SET8 3’非编码区rs16917496 位点单核苷酸多态性分析的结果显示[2 7]： 与 rs16917496 CC基因型相比，携带rs16917496 TT 基因型NSCLC发病风险高且与TP53 GG基因型存 在协同作用。在此之前，Xu等^[28]对576例NSCLC 患者进行生存分析发现，携带rs16917496 CC基因 型的NSCLC患者生存时间较长，死亡风险低。进 一步证实SET8参与了肿瘤的发生发展。此外，Xu 等^[28]还通过瞬时转染技术在体外细胞实验中发现 携带C等位基因的报告基因表达水平低于携带T等 位基因的报告基因，在细胞水平证实miR-502是 通过与SET8 rs16917496不同基因型结合亲密性不 同，调控SET8表达。对肺癌组织标本免疫组织化 学染色进一步证实了rs16917496 CC基因型SET8蛋 白表达水平明显低于CT、TT基因型的SET8蛋白表 达，并且与NSCLC患者生存时间相关。但SET8在 肿瘤发生发展中的作用机制目前尚不明确。之前 也有研究报道SET8基因miR-502结合区域单核苷酸 多态性影响小细胞肺癌预后^[29]并与卵巢癌发病风 险有关^[30]。综合上面有关SET8在多种肿瘤中的研 究提示，SET8 rs16917496位点单核苷酸多态性有 可能成为独立判断肿瘤发病风险和预后的理想指 标之一，但SET8在肿瘤发生、发展中的具体作用 机制仍需进一步研究。 4 展望

除了在有关SET8晶体学结构、作用机制和 生理功能的研究取得了较大的进展，其在临床方 面的研究也有了长足的进步，目前对SET8基因 miR-502结合区单核苷酸多态性和肿瘤关系的研 究开始出现。但还存在许多关键问题有待进一步 解决，如SET8在肿瘤的发生和转移中的作用机制 仍需进一步探讨和研究。SET8在肿瘤的预测、早 期诊断、病情发展与预后方面具有很大的潜在价 值，随着研究的深入，对SET8的认识会更加全 面，SET8有望成为下一个肿瘤治疗的靶向蛋白， 为肿瘤治疗提供新的方向。