高遷移率族蛋白B1 在婦科惡性腫瘤中的研究進展

陳苗苗 周青峰 朱雪瓊

高遷移率族蛋白B1(high mobility group box -1，HMGB1)是一種與DNA 結合的高度保守的核蛋白，隨著所處位置以及轉譯后修飾的不同而表現出不同的功能［1］。在細胞核內能與染色體結合，從而調控基因的轉錄、DNA 的修復;在細胞質內能參與細胞的自噬作用;也可以在炎性介質的刺激下主動分泌至胞外或在細胞壞死時被動釋放出胞，參與炎性反應和細胞的增殖、分化以及遷移［2］。

近年來，許多研究表明HMGB1 基因的擴增和過表達與多種惡性腫瘤的發生、發展相關，而且HMGB1的高表達與惡性腫瘤的不良預后相關［3］。本文就HMGB1 在婦科惡性腫瘤發生、發展、早期診斷、治療和預后中的研究進展進行綜述。

一、乳腺癌

1.HMGB1 在乳腺癌中的表達及其與臨床病理參數的關系:Chalmers 等［4］采用實時定量PCR 研究7種損傷相關分子模式在乳腺癌細胞系與正常乳腺細胞中的差異表達時，發現HMGB1 和熱休克蛋白60在乳腺癌細胞中的表達均上調，差異表達倍數≥2。魯凱等［5］通過實時熒光定量PCR 檢測到100 例乳腺癌組織中HMGB1 的表達較癌旁正常組織上調79%，該差異表達經熒光原位雜交技術進一步證實。進一步分析HMGB1 的表達與乳腺癌患者臨床病理因素的關系時，魯凱等［5］發現HMGB1 的表達在晚期癌腫、淋巴結轉移陽性的乳腺癌患者中明顯增高，提示HMGB1 基因過表達與乳腺癌的發生、發展相關。

2.HMGB1 對乳腺癌細胞生物學行為的影響:Jiao等［6］發現在乳腺癌細胞中HMGB1 蛋白與視網膜母細胞瘤蛋白之間是相互作用的，HMGB1 能提高視網膜母細胞瘤蛋白抑制乳腺癌細胞的能力。進一步研究發現，不管是體外實驗還是體內實驗都證實在視網膜母細胞瘤蛋白的參與下，外源性增加HMGB1 的表達，能減少處于G1期的細胞、抑制乳腺癌細胞的增殖，增加細胞凋亡。Chalmers 等［4］則采用RNA 干擾技術沉默HMGB1 和熱休克蛋白60 的表達，發現只有同時沉默HMGB1 和熱休克蛋白60 的表達時，乳腺癌細胞的生長才受到抑制。加入抗HMGB1 抗體后乳腺癌細胞的生長速度減慢，流式細胞儀檢測到處于S 期細胞的百分比增大，G1和G2期的下降，但是細胞的壞死數并未明顯增加，推測HMGB1 通過改變細胞周期來影響乳腺癌細胞的生長，而不是通過細胞壞死。

3.HMGB1 在乳腺癌治療中的作用:(1)HMGB1在乳腺癌化療中的作用:Buoncervello 等［7］選取了3個不同侵襲能力的乳腺癌細胞系，包括高轉移性的MDA-MB -435 細胞，侵襲性生長的MDA - MB -231 細胞，低侵襲性的MCF -7 細胞，聯合運用中、高劑量的組蛋白去乙酰酶抑制劑和多西他賽處理48h，在共聚焦激光掃描顯微鏡下可以見到MDA -MB -435 的胞質中有明顯的HMGB1 聚集，MDA - MB -231 中相對較少，而MCF-7 未見到HMGB1 的聚集;同時收集細胞上清液，采用Western blot 法發現藥物作用后MDA -MB -435 細胞上清液中也可檢測到HMGB1 的表達，提示組蛋白去乙酰酶抑制劑和多西他賽作用于轉移性乳腺癌細胞后，HMGB1 從胞核到胞質最后釋放到上清中誘導細胞壞死達到抗腫瘤的目的。Stoetzer 等［8］選取51 例行新輔助化療的局部晚期乳腺癌患者作為研究對象，取第1 個化療周期前、第2 個化療周期前以及化療結束時3 個時間點的血液樣本，發現新輔助化療過程中HMGB1 的變化與療效結果相關，完全緩解和部分緩解的患者治療前HMGB1 表達較化療療效為穩定的患者低。Amold等［9］采用表柔比星/多西他賽為基礎方案的新輔助化療處理人乳腺癌細胞HCC1143，發現處理過的細胞上清液中HMGB1 的釋放較未處理組明顯增多;進一步取乳腺癌患者新輔助化療前和第1 個化療周期第1 ～4 天的血樣進行分析，結果顯示:HMGB1 只在化療有反應組(病理完全緩解或部分緩解)升高，在無反應組(穩定或進展)無明顯變化。推測化療后血漿中HMGB1 增加得越多，腫瘤越趨向于退化，療效越好。(2)HMGB1 在乳腺癌放療中的作用:Jiao 等［6］運用HMGB1 重組腺病毒轉染乳腺癌MCF - 7 和BT-549 細胞，并用4Gy 的γ 射線照射24h，采用四甲基偶氮唑藍比色法檢測轉染后細胞活性的變化發現，轉染HMGB1 組細胞的活性降低85%～87%，較轉染空病毒組(細胞活性降低60%～65%)明顯，提示HMGB1 能提高乳腺癌細胞的放療敏感度。

4.HMGB1 在乳腺癌預后評價中的作用:許云寶等［10］對比研究了乳腺癌根治術后5 年內出現復發者(41 例)和未復發仍存活者(40 例)HMGB1 的表達差異，發現復發組HMGB1mRNA 表達水平較未復發組明顯上調，但進一步采用COX 多因素分析，未發現HMGB1mRNA 基因表達水平與乳腺癌術后的復發相關。

二、宮頸癌

1.HMGB1 在宮頸癌中的表達變化及其與臨床病理參數的關系:通過觀察HMGB1 在正常宮頸組織、原位癌、宮頸浸潤癌中的表達變化，趙靈等［11］發現HMGB1 主要表達于細胞核，其陽性表達率隨著宮頸病變嚴重程度的增加而升高。Pang 等［12］采用免疫組化的方法也發現，HMGB1 蛋白在宮頸癌組織中的表達率明顯增高，其表達與淋巴結的轉移及FIGO 分期相關，而與宮頸癌分化程度無關。Sheng 等［13］的研究結果表明，HMGB1 在71.2%(47/66)的復發性宮頸癌中過表達，高于非復發性宮頸癌的41. 7% (33/70)，其表達量還與腫瘤的分期、淋巴結轉移、局部復發和遠處轉移相關，而與年齡、腫瘤直徑和分化程度無關。

2.HMGB1 對宮頸癌細胞生物學行為的影響:邱媛媛等［14］通過RNA 干擾技術阻斷HeLa 細胞中HMGB1 基因的表達，采用四甲基偶氮唑藍比色法、侵襲小室和細胞劃痕實驗觀察到HMGB1 表達抑制后，細胞的增殖、侵襲和轉移能力顯著降低。王冬穎等［15］分析了宮頸癌中淋巴管生成與HMGB1 表達的關系，發現Ⅰb2 和Ⅱb 期宮頸癌的淋巴管內皮細胞體積百分比較慢性宮頸炎、宮頸上皮內瘤變Ⅲ級、宮頸癌Ⅰb1、Ⅱa 組的顯著增高;同時發現HMGB1 在宮頸癌Ⅱa ～Ⅱb 期的表達增強，在慢性宮頸炎，宮頸上皮內瘤變Ⅲ級和宮頸癌Ⅰb 期中的表達相對較弱，但淋巴管生成和HMGB1 的表達之間并沒有相關性，提示抑制炎性因子分泌與抑制淋巴管生成可能是兩種相互獨立又可能有交叉的腫瘤生物學治療基礎。

3. HMGB1 在宮頸癌的篩查和早期診斷中的作用:Yu 等［16］選取157 例宮頸液基細胞樣本，包括36例宮頸上皮內瘤變Ⅰ級，32 例宮頸上皮內瘤變Ⅱ級，39 例宮頸上皮內瘤變Ⅲ級和15 例侵襲性宮頸癌患者，另外選取35 例慢性宮頸炎作為對照組。通過免疫細胞化學染色的方法觀察到HMGB1 在侵襲性宮頸癌中的表達最強，慢性宮頸炎中只有微弱表達，在宮頸上皮內瘤變中其表達量隨著癌前病變級別的增加而增高。p16 是高危型HPV 感染及高級別宮頸上皮內瘤變的標志物，通過相關性分析發現HMGB1 在宮頸上皮內瘤變及侵襲性宮頸癌中的表達模式與p16 一致，然而在一些p16 陰性的低級別的宮頸上皮內瘤變中可見到HMGB1 弱陽性表達，提示HMGB1可能有助于早期篩查p16 陰性的低級別的宮頸上皮內瘤變。Sheng 等［13］采用ROC 曲線分析HMGB1、血清鱗狀細胞癌抗原、細胞角蛋白21 -1 片段、癌胚抗原4 種標志物在宮頸癌早期診斷中的臨床價值，結果顯示血清鱗狀細胞癌抗原診斷的敏感度及陰性似然比最好，而HMGB1 的特異性及陽性似然比最高，將4種標志物中任意兩種標志物聯合檢測時，HMGB1 和血清鱗狀細胞癌抗原組合的診斷敏感度最高。

4.HMGB1 在宮頸癌預后評價中的作用:Pang等［12］對術前有HPV 感染的宮頸癌患者進行隨訪，發現HMGB1 強陽性表達的患者其HPV 感染的復發率明顯高于HMGB1 弱陽性的患者。Sheng 等［13］采用酶聯免疫吸附測定發現復發性宮頸癌患者血清中HMGB1 的量明顯高于非復發性患者和正常人，且HMGB1 高表達患者的5 年總生存時間和5 年無瘤生存時間明顯縮短，進一步采用多因素分析生存時間相關因素，發現HMGB1 是預測宮頸癌患者預后的獨立因素，也是預測復發性宮頸癌患者預后的獨立指標。

三、子宮內膜癌

1.HMGB1 在子宮內膜癌中的表達變化及其與臨床病理參數的關系:馬本紅等［17］采用免疫組化的方法檢測20 例正常子宮內膜、45 例子宮內膜不典型增生和120 例子宮內膜癌組織中HMGB1 的表達情況，發現子宮內膜癌和不典型增生子宮內膜分別有80%(96/120)和66.67%(30/45)的HMGB1 染色結果為陽性，明顯高于正常內膜組織的5% (1/20)，并經Western blot 法進一步驗證，同時發現在不同分化程度的子宮內膜癌細胞系ECC-1、HEC-1 -a、KLE 中HMGB1 也均有表達，但表達水平無明細差異。進一步分析子宮內膜癌組織中HMGB1 的表達與臨床病理特征的關系，發現其陽性表達率與分化程度無關，但與手術病理分期、腫瘤浸潤深度以及轉移密切相關。

2. HMGB1 對子宮內膜癌細胞生物學行為的影響:采用基因芯片技術分析子宮內膜癌與正常子宮內膜組織人子宮內膜血管內皮細胞中與腫瘤血管生成有關的差異表達基因時，杜雪蓮等［18］發現子宮內膜癌中包括HMGB1 在內的97 個與腫瘤血管生成相關的基因表達上調，且通過實時定量PCR 和免疫組化法進一步驗證HMGB1 mRNA 和蛋白的差異表達，提示HMGB1 基因可能參與了子宮內膜癌血管的生成。馮力 元 等［19］用HMGB1 短 發 夾RNA (pshRNA/HMGB1)轉染子宮內膜癌HEC -1 -A 細胞來抑制HMGB1 的表達，同時設置轉染非特異性質粒(HMGB1/p-NC)的陰性對照組和轉染脂質體組(Lipo 組)，然后通過侵襲小室和劃痕實驗來分別檢測轉染后細胞的侵襲和轉移，研究發現，實驗組細胞的侵襲、轉移能力明顯低于陰性對照組和脂質體組。該課題組又通過慢病毒HMGB1shRNA 載體下調子宮內膜癌細胞株HEC - 1 - A 中HMGB1 的表達，發現HEC-1 -A細胞的增殖能力明顯下降，細胞阻滯于G0/G1期同時，細胞的凋亡率明顯增高［20］。推測HMGB1 的表達下調可降低子宮內膜癌細胞的增殖、侵襲和轉移能力，并誘導細胞凋亡。

四、卵巢癌

1.HMGB1 在卵巢癌中的表達變化及其與臨床病理參數的關系:劉曉燕等［21］采用免疫組化的方法對20 例正常卵巢組織，24 例良性卵巢腫瘤以及56 例惡性卵巢腫瘤中HMGB1 的表達進行研究。在惡性卵巢腫瘤中HMGB1 的陽性表達率為75%，顯著高于良性卵巢腫瘤(33. 3%)和正常卵巢組織(10%)。同時，其陽性表達率隨著病理分期的進展、淋巴結的轉移而增高。另外，通過基因芯片檢測到HMGB1 在高轉移單克隆細胞亞系S1中高表達，在低轉移單克隆細胞亞系S21中低表達，兩者的表達差異經免疫細胞化學染色、實時定量PCR、Western blot 法進一步驗證，提示HMGB1 的表達與惡性卵巢腫瘤的轉移相關。Zhang 等［22］研究發現，HMGB1 在正常卵巢組織中微量表達，但在卵巢癌中過表達，其過表達與腫瘤晚期、淋巴結轉移陽性相關。與陳曉燕等［23］的研究結果一致，提示HMGB1 的過表達與卵巢癌的發生、發展有關。

2. HMGB1 對卵巢癌細胞生物學行為的影響:Chen 等［24］將攜帶HMGB1shRNA 的慢病毒導入高轉移單克隆細胞亞系S1細胞從而下調HMGB1 的表達，發現HMGB1 表達抑制后細胞的增殖速度減慢、侵襲及轉移能力降低、而細胞凋亡增加。同時，通過流式細胞儀觀察到處于G1/G0期的細胞增多，提示下調HMGB1 可能通過抑制細胞由G1～S 期的轉變來抑制增殖。Ko 等［25］發現外源性增加人卵巢癌OVCAR -3 細胞系HMGB1 的表達后，可調節凋亡相關蛋白的表達，如下調Bax 和p53 的表達，同時上調Bcl -xL、Bcl-2 和cyclin D1 等的表達，來促進卵巢癌細胞的增殖，抑制癌細胞的凋亡。Zhang 等［22］的實驗結果表明，HMGB1 的表達與卵巢癌的淋巴管密度相關:在49 例淋巴管密度高的卵巢癌組織中有39 例HMGB1過表達，而在39 例淋巴管低密度組中只有12 例表達。同時向淋巴內皮細胞的培養基加入重組HMGB1，發現加入重組HMGB1 后淋巴內皮細胞的增殖、遷移和管道形成能力增強，從而促進淋巴管的生成。

3.HMGB1 在卵巢癌治療中的作用:Zhang 等［26］在研究NAC-1 基因對卵巢癌耐藥性的影響時，發現NAC-1 由失活態轉變為激活態時，HMGB1 蛋白的表達上調，通過RNA 干擾技術沉默NAC -1 作用過的卵巢癌細胞中HMGB1 的表達后加入順鉑，發現HMGB1 沉默后，由順鉑誘導的卵巢癌細胞自噬作用減弱，凋亡增加，推測HMGB1 在介導NAC -1 激活的細胞自噬中發揮著重要的作用。

4.HMGB1 在卵巢癌預后評價中的作用:Parker等［27］研究了雌二醇作用于卵巢癌細胞后基因的差異表達時，發現包括HMGB1 在內的14 個基因表達上調。有研究表明，HMGB1 高表達與不良預后相關，通過多因素COX 比例風險回歸分析發現HMGB1 過表達的患者生存率降低［23］。與Chen 等［28］的研究結果一致，認為HMGB1 高表達患者的總生存時間縮短，提示HMGB1 可以輔助預測卵巢癌的不良預后。

綜上所述，HMGB1 能改變腫瘤組織局部的微環境，促進血管和淋巴管的生成，為腫瘤細胞的生長、侵襲和轉移提供有利的條件，另外，可以通過改變細胞的自噬作用，從而影響其對藥物的反應。通過深入探討HMGB1 在婦科惡性腫瘤中的作用，將為婦科惡性腫瘤的篩查、早期診斷、治療和預后的評價提供新的理論依據和思路。

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