信號轉導和轉錄激活因子3與宮頸癌的關系研究進展

張自輝，葉紅，劉秀娟(三峽大學第一臨床醫學院，湖北宜昌443002)

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信號轉導和轉錄激活因子3與宮頸癌的關系研究進展

張自輝，葉紅，劉秀娟(三峽大學第一臨床醫學院，湖北宜昌443002)

摘要：宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，宮頸癌的早期診斷和治療具有重要的臨床意義，而如何阻止宮頸癌前病變向宮頸癌的惡性進展已成為近年來防治宮頸癌的研究熱點。研究表明，信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)在人乳頭瘤病毒(HR-HPV)感染、宮頸癌前病變及宮頸癌的進展中發揮重要作用，將STAT3作為宮頸癌防治的新靶點具有重要的臨床價值。

關鍵詞：宮頸癌；信號轉導和轉錄激活因子3；人乳頭瘤病毒

隨著宮頸癌早期篩查技術和治療方法的進步，宮頸癌的發病率和病死率均顯著下降，但近年來宮頸癌發病呈年輕化趨勢，如何干預宮頸癌前病變從而阻止宮頸癌的發生與發展已經成為新時期宮頸癌防治的研究熱點。研究表明，信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)在人乳頭瘤病毒(HR-HPV)感染、宮頸癌前病變以及宮頸癌的發展進程中具有重要作用。本文就近年來STAT3與宮頸癌的關系研究進展作一綜述。

1STAT3的生物學特性

STATs是一類調節相關靶基因轉錄，并參與細胞增殖、分化、炎癥和免疫反應的轉錄因子。STAT3是目前研究較多的STATs家族成員之一，STAT3的編碼基因長約4 815 bp，位于人類第17號染色體，其蛋白由750～800個氨基酸組成，分子量為89～92 kDa。STAT3位于細胞質并受細胞因子、生長因子以及激素等信號磷酸化激活，STAT3磷酸化(p-STAT3)激活并以二聚化轉位入核，誘導相關STAT3的靶基因轉錄表達，從而調控細胞的發育、分化、增殖及運動等[1]。研究表明，STAT3可選擇性誘導和維持致癌的炎性微環境，在腫瘤惡性轉化的發生和發展過程中發揮著關鍵作用[2]。STAT3在多種惡性腫瘤中表達增高，參與腫瘤的增殖凋亡、侵襲轉移、血管生成以及免疫逃逸[3]。此外，STAT3基因的多態性與中國女性HR-HPV易感、低分化宮頸癌及宮旁浸潤等顯著相關[4]。

2STAT3與HR-HPV的關系

宮頸癌的發生與宮頸上皮細胞感染人乳頭瘤病毒(HR-HPV)密切相關[5]，特別是HPV16和HPV18。HR-HPV病毒基因組與人類染色體的整合，HPV E6和HPV E7影響宮頸上皮的基因的穩定性，抑制腫瘤抑制基因的功能，從而引起宮頸癌的發生與發展。研究證實，HPV16感染引起宮頸細胞STAT3的異常激活，HPV16陽性的宮頸癌前病變和癌性病變中STAT3表達異常增高[6]。另一項研究表明，HPV16和HPV18的感染與STAT3的過表達顯著相關[7]，說明HR-HPV感染可能引起宮頸細胞內STAT3異常激活，從而引起宮頸惡變。Shukla等[8]研究進一步證實，在原發性宮頸癌組織和HPV16陽性的宮頸癌細胞株(SiHa細胞和CaSki細胞)中STAT3的組成性激活和HPV16 E6/E7的表達正相關，而STAT3與p53和Rb的表達負相關，而采用siRNA-STAT3質粒或酪氨酸激酶抑制劑AG490或姜黃素(curcumin)抑制宮頸癌細胞中STAT3的表達，可增加p53和Rb的表達，從而抑制宮頸癌的進展。Ren等[9]認為，HPV16/18感染可激活IL-6/STAT3信號通路，通過腫瘤微環境中自分泌或旁分泌信號誘導腫瘤相關成纖維細胞的衰老，由此促進宮頸癌的發生與發展，而抑制IL-6的分泌或STAT3的激活，可通過阻止宮頸癌內成纖維細胞的衰老抑制宮頸癌的發生。因此，STAT3在HR-HPV相關的宮頸癌前病變及宮頸癌中的異常激活，表明HR-HPV介導STAT3激活，通過調控多種基因的表達，最終在宮頸癌形成及發展中發揮關鍵作用。

3STAT3與宮頸癌的關系

3.1STAT3在宮頸癌中的表達研究表明，相比正常宮頸組織，STAT3在宮頸癌中表達顯著增加[6]，而宮頸癌中高表達STAT3者其淋巴結受累幾率亦增加[10]。Shukla等[6]運用免疫組化法檢測120例正常宮頸組織、宮頸癌前病變和癌性病變中STAT3的表達，發現STAT3在宮頸癌前病變和癌性病灶中表達異常增高，但在正常宮頸組織中不表達。因此，STAT3的表達與宮頸病變、癌前病變和癌性病變過程密切相關，在宮頸癌前病變早期即有STAT3異常激活，而干預STAT3的表達有望成為早期預防宮頸癌的一種新途徑。

3.2STAT3參與宮頸癌的發生發展宮頸癌的發生發展是多基因、多信號通路共同作用的結果， STAT3作為一種轉錄因子，是多種信號途徑的共同作用點，STAT3組成性激活通過調控多種基因的表達，從而促進宮頸癌的生長、增殖及侵襲等惡性進程。①STAT3與S-期激酶相關蛋白2(Skp2)：Skp2是一種調控細胞周期的關鍵激酶，主要通過泛素化調節細胞周期、信號轉導過程及免疫反應等，從而促進惡性腫瘤的進展。研究證實，STAT3通過激活Skp2下調p27基因的表達，從而調控細胞周期，因此Skp2是STAT3的靶基因[11]。進一步研究表明，STAT3高表達可激活Skp2/p27/p21信號通路，從而促進胃癌細胞的遷移和侵襲能力[12]。Huang等[13]研究表明，STAT3與癌基因Skp2的啟動子結合，從而增強Skp2在宮頸癌HEK293T細胞和HeLa細胞中的表達，而高水平的Skp2通過泛素化及降解p27促進宮頸癌細胞增殖。②STAT3與Erbin：Erbin是一種基底外側膜相關蛋白，在細胞分化和黏附中發揮著關鍵作用，Erbin負性調節Ras-Raf-ERK(細胞外信號調節激酶)信號通路。Erbin的缺失引起宮頸癌細胞凋亡減少，促進人宮頸癌移植瘤裸鼠的生長和轉移,其可能的機制是Erbin誘導STAT3的磷酸化，從而抑制宮頸癌細胞凋亡[14]。IL-6誘導內源性STAT3的活化，顯著抑制宮頸癌細胞的凋亡，而JAK2/STAT3特異性抑制劑WP1066可有效阻斷Erbin缺失引起的細胞增殖效應[14]，表明Erbin缺失引起的宮頸癌細胞凋亡減少與STAT3的激活密切相關。③STAT3與GRIM-19：GRIM-19參與IFN-β/RA誘導的細胞凋亡，GRIM-19與STAT3相結合，抑制STAT3誘導的相關靶基因表達。在乳腺癌、肝癌等惡性腫瘤中GRIM表達顯著下降，而STAT3的表達異常增高[15,16]。由于STAT3激活可促進腫瘤的生長，抑制其凋亡，從而促進腫瘤的形成，因此GRIM-19水平增高可通過抑制STAT3的活性最終阻止腫瘤的發生發展[17]。Zhou等[18]研究發現，GRIM-19在宮頸癌組織中表達下降，STAT3的表達隨之升高，并促進其下游靶基因的轉錄，促進宮頸癌的發生發展。而在體內增加GRIM-19的水平可有效抑制依賴STAT3相關基因引起的宮頸癌生長，抑制宮頸癌的侵襲。④STAT3與c-Src：Src是非受體胞內酪氨酸激酶家族的成員，Src蛋白是癌基因c-Src的表達產物。最近研究表明，Src與酪氨酸激酶受體作用，如血管內皮生長因子和表皮生長因子受體作用，或通過多個細胞內信號通路參與腫瘤細胞的生長、運動侵襲和血管生成[19]。Hou等[20]研究表明，磷酸化Src在正常宮頸組織，原位癌以及宮頸癌的表達逐漸增加，且與宮頸癌復發密切相關。磷酸化c-Src水平是一個預測宮頸癌復發的腫瘤標志物。Chen等[21]證實敲除宮頸癌HeLa細胞c-Src基因后，阻滯HeLa細胞進入S期，細胞活性顯著下降，其機制與抑制STAT3的磷酸化程度密切相關。因此，c-Src/STAT3是一個促進宮頸癌發展的信號通路，而抑制STAT3磷酸化水平可拮抗c-Src對宮頸癌細胞的促增殖作用。

3.3STAT3與宮頸癌的預后Choi等[10]研究表明，在29例新輔助化療的宮頸癌患者中，p-STAT3陽性者無病生存期更長，其可能與p-STAT3陽性宮頸癌對新輔助化療更敏感有關。因此，治療前檢測宮頸癌組織中STAT3的表達水平有助于評估宮頸癌在行新輔助化療后的預后。Takemoto等[22]采用免疫組化法檢測125例接受子宮切除加盆腔淋巴結清掃術患者的鱗狀細胞宮頸癌組織中p-STAT3的表達水平，研究發現p-STAT3陽性率高達56.8%，并與淋巴結轉移、巨塊型宮頸癌(>4 cm)顯著相關，而5年總生存率在p-STAT3陽性和陰性患者中分別為79.2%和95.3%，p-STAT3陰性患者5年總生存率更高。由此說明，p-STAT3的表達水平與宮頸癌的預后顯著相關。因此，早期檢查宮頸癌p-STAT3水平在選擇治療方式和評估患者預后方面具有重要意義。

4靶向STAT3治療宮頸癌

STAT3的激活通過調控靶基因的表達促進宮頸癌的進展，因此通過阻斷STAT3信號通路抑制宮頸癌細胞的增殖并誘導其凋亡已經成為宮頸癌治療的一種新策略。吳維光等[23]通過構建STAT3基因的shRNA真核表達質粒轉染宮頸癌SiHa細胞，結果顯示SiHa細胞中STAT3表達下降，顯著抑制SiHa細胞的定植和侵襲能力。孫紅等[24]通過siRNA沉默宮頸癌HeLa細胞STAT3的表達后，HeLa細胞增殖能力明顯受抑制，早期凋亡率明顯增加，同時可增加HeLa細胞對化療藥物順鉑、長春瑞濱和吉西他濱的敏感性。靳亞妮等[25]采用酪氨酸激酶(JAK)抑制劑AG490作用于HeLa細胞，p-STAT3、survivin以及CyclinD1表達顯著下降，從而抑制HeLa細胞增殖和凋亡。因此，STAT3激活可能通過調控下游基因蛋白survivin和CyclinD1的表達，從而調控HeLa細胞的增殖和凋亡。溫郁金提取物(CWE)在體內外可誘導宮頸癌細胞凋亡，抑制癌細胞的增殖，誘導宮頸癌細胞的凋亡，從而發揮抗宮頸癌效應，其可能的機制與CWE抑制STAT3的磷酸化，降低NF-κB、Bcl-xL和Mcl-1表達，阻滯HeLa細胞于G1期有關[26]。此外，抑制STAT3在HeLa細胞的表達，可增強HeLa細胞對放療的敏感性。總之，靶向抑制宮頸癌中STAT3的表達，可顯著抑制宮頸癌細胞的增殖，誘導其凋亡，并對放化療具有增敏效應，因此，將STAT3作為一個潛在靶點對于臨床上聯合治療宮頸癌具有重要意義。

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(收稿日期：2014-08-22)

中圖分類號：R737.33

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)04-0105-03

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.04.043

通信作者：葉紅，E-mail: yehong998@hotmail.com

基金項目：湖北省自然科學基金資助項目(2014CFB687)；湖北省教育廳科學技術研究項目(B2013176)。