53BP1在婦科惡性腫瘤中的研究進展

諸海燕 趙楚楚 朱雪瓊

?

53BP1在婦科惡性腫瘤中的研究進展

諸海燕 趙楚楚 朱雪瓊

p53結合蛋白1(p53-binding proteins 1，53BP1)由于能快速地聚集在DNA雙鏈斷裂部位，被認為是內源性DNA雙鏈損傷的標記分子之一。近年來的研究認為，53BP1基因參與惡性腫瘤的發生、發展。本文就53BP1在婦科惡性腫瘤的發生、發展、放化療敏感度、預后評估中的作用的進展進行綜述。

p53結合蛋白1 卵巢癌 宮頸癌 輸卵管癌 子宮肉瘤

p53結合蛋白1(p53-binding proteins 1，53BP1)是由Iwabuchi等于1994年通過酵母雙雜交篩選獲得的與p53相互作用的蛋白[1]。其基因定位于人類染色體l5ql5～2l，有11.0kb和6.6kb兩種轉錄本，該基因編碼的蛋白質由1972個氨基酸殘基組成，與p53的DNA結合部分相作用，從而增強p53介導的目的基因的轉錄啟動[2]。

53BP1生理功能廣泛，由于能快速地聚集在DNA雙鏈斷裂部位并形成核聚，53BP1被認為是內源性DNA雙鏈損傷的標志物分子之一。53BP1不僅參與DNA損傷修復反應，而且調控細胞周期， 可致DNA發生損傷的細胞產生周期阻滯并增加細胞凋亡率，從而避免基因組遺傳信息的不穩定而阻斷腫瘤的發生。真核生物中的DNA損傷修復途徑主要包括同源重組(HR)和非同源末端連接路徑(NHEJ)，近年研究表明，在細胞周期的G1期及S/G2期選擇哪條途徑來修復受損傷的DNA時，53BP1扮演了重要角，53BP1缺失將引起細胞周期阻滯在G2/M階段，并引起基因不穩定[3]。近年來有研究認為53BP1基因作為一個潛在的抑癌基因參與惡性腫瘤的發生、發展，從正常細胞、癌前病變到腫瘤的發生、發展過程中，53BP1表達減少甚至失活，細胞凋亡率降低[4]。

一、53BP1與卵巢癌

1.53BP1在卵巢癌發生、發展中的作用：研究發現各級別卵巢腫瘤原代細胞中均存在不同程度的53BP1核聚，且隨著腫瘤細胞惡性程度的增加，53BP1核聚逐漸增多(低分化癌>中分化癌>高分化癌>交界性漿液性囊腺瘤)[5]。體內試驗發現53BP1也可以抑制上皮性卵巢癌細胞的裸鼠致瘤能力，并認為53BP1可能通過抑制pAKt及其通路蛋白的表達，促進上皮性卵巢癌細胞的凋亡及周期阻滯，抑制侵襲，從而抑制上皮性卵巢癌發生、發展[6]。

BRCA1(breast cancer susceptibility gene 1)是一個已發現的與卵巢癌關系極為密切的基因。真核生物中的DNA損傷修復途徑主要包括同源重組(HR)和非同源末端連接路徑(NHEJ),有缺陷的HR是BRCA1基因突變引起腫瘤發生的主要因素，而53BP1可以抑制這種有缺陷的HR，從而減低腫瘤的發生[7]。Rauch等[8]在體內、外實驗均證明53BP1可以正向調控BRCA1。Pennington等[9]發現攜帶野生型以及BRCA1突變卵巢癌組中53BP1的mRNA水平與BRCA1的mRNA明顯相關，攜帶BRCA1突變卵巢癌組織中53BP1蛋白表達明顯增高，53BP1蛋白的高表達可以加強NHEJ，這解釋了攜帶BRCA1突變基因卵巢癌的染色體畸變頻繁發生的原因。

為研究53BP1基因與卵巢癌的易感性是否存在相關性，Rapakko等[10]系統篩查了芬蘭126個乳腺癌和(或)卵巢癌家族的53BP1基因的編碼區的突變情況，共發現11個53BP1基因種系，其中6個變異型出現在外顯子，另外5個出現在內含子，但這些突變均不處于重要功能域，都不影響拼接序列的一致性，因此認為家族型的卵巢癌和乳腺癌中雖然存在大量的53BP1基因的變異型，但與腫瘤易感性并無關聯。

2.53BP1與卵巢癌放、化療的關系:放、化療殺死腫瘤細胞的主要機制是通過產生DNA損傷或者促進細胞周期阻滯及增加細胞凋亡[11]。研究已證實53BP1缺失小鼠的放療敏感度明顯增加，因此53BP1與卵巢癌放、化療敏感度的研究成為研究的熱點[2]。王思等[5]研究發現53BP1參與的ATM通路對于離子射線(X光)誘導的DNA損傷迅速激活，并可有效啟動損失應答機制，促進損傷修復，上皮性卵巢腫瘤強大的細胞周期檢測點激活能力及DNA損傷修復能力可能是其對放射治療不敏感的原因之一，因此認為可以通過放大或者減少DNA損傷應答級聯反應中關鍵蛋白的活性，如53BP1，改善放療的效果。賈月改等[12]在對14例新鮮卵巢組織的研究中發現，透明細胞腺癌中存在大量內源性DNA損傷，誘使53BP1異常激活募集到損傷位點，阻礙了ATM對H2AX的磷酸化，因此不能對射線造成的DNA損失產生有效應答。因此，認為53BP1活性與卵巢癌細胞的放療敏感并有一定的關聯。

對于53BP1是否與卵巢癌的化療敏感度相關，存在不同意見。多數研究者認為53BP1高表達與卵巢癌的化療敏感相關[13～15]。Pan等[13]運用定量蛋白組學和完整的微陣列數據分析了化療敏感的和化療耐藥的卵巢癌組織中差異蛋白，發現53BP1在化療敏感的卵巢癌組織中表達是上調的。而Hong等[6]則存在不同意見，提出53BP1高表達可逆轉上皮性卵巢癌細胞的惡性行為，但卻增加了對順鉑的耐藥性，認為53BP1過表達能夠增加細胞內p-Akt蛋白水平，降低Bax/Bcl-2及p21wafl/cip1的表達量，從而使細胞對于順鉑的耐藥性增加。Pennington等[9]卻發現在原發性卵巢癌中53BP1低表達與順鉑的耐藥無關。因此，卵巢癌中53BP1與化療敏感度的關系尚待進一步研究。

3.53BP1與卵巢癌預后的關系：Pennington等[9]的研究發現，在攜帶野生型BRCA1基因的卵巢癌中，低53BP1mRNA預示較高的生存率，而在攜帶BRCA1突變基因卵巢癌中其53BP1mRNA的表達與預后無關。

二、53BP1與宮頸癌

1.53BP1在宮頸癌發生、發展中的作用：筆者的前期研究發現[16]，53BP1核聚水平在正常宮頸組織，宮頸上皮內瘤變及宮頸癌組織中逐漸遞增，宮頸癌及CIN的53BP1核聚水平明顯高于正常宮頸組織，結果與Matsuda等[17]的研究相似，認為免疫熒光法檢測53BP1表達可以作為一種評估基因組不穩定性水平以及宮頸癌惡性潛能的有效工具。周熹等[18]應用免疫組化法也得到了類似的結果，認為53BP1蛋白彌漫陽性可作為預測宮頸病變進展的一個有效的標志物。在筆者的前期研究中，還發現在60例宮頸癌組織中除了2例53BP1缺失型外，均呈現高DDR型及強DDR型[16]。在人宮頸癌HeLa和Caski細胞株中，53BP1核聚表達分別呈強DDR型和高DDR型，進一步研究發現宮頸癌組織中53BP1mRNA相對表達量明顯低于正常宮頸組織，部分病例甚至存在基因缺失。因此認為，內源性DNA雙鏈損傷較早出現在宮頸癌癌前病變，且隨著宮頸病變進程而逐漸增多，這些損傷將誘導53BP1從核內的彌散分布狀態快速地聚集在DNA雙鏈斷裂部位并形成核聚，而宮頸惡性腫瘤中由于53BP1明顯減少甚至缺失，使這些DNA損傷不能及時被識別并修復，導致染色體不穩定性，從而誘發腫瘤發生。

高危型HPV持續感染，是宮頸癌發生的主要危險因素。Matsuda等[17]研究發現53BP1核聚的分布與原位雜交中HPV斑點狀信號，以及與CIN中p16INK4a的過表達相似，表明53BP1核聚水平和HPV感染以及p16INK4a高表達相關，認為其可能與HPV感染以及復制相關。筆者的前期研究發現，53BP1核聚水平與宮頸HPV感染呈正相關，而53BP1基因表達下降與HPV感染呈負相關，考慮可能與53BP1等DNA損傷修復缺失會增加E7驅動的宮頸癌的易感性有關[19，20]。Roossink等研究發現53BP1缺失可導致MDM2和p21(p53的靶基因)表達完全缺失，提示在宮頸癌細胞中p53的殘余活性依賴于53BP1。

Oliveira等運用TaqMan?SNP基因分型回顧性分析了429例宮頸組織中ATM G5557A和53BP1 C1236G多態性與宮頸癌易感性的相關性，結果發現ATM 5557GG 純合子增加了低度鱗狀上皮內病變的風險，而53BP1 1236C>G多態性則與之無關。進一步研究發現53BP1 1236C等位基因增加了低度鱗狀上皮內病變的風險。提示53BP1 C1236G位點可能與宮頸癌的遺傳易感性無關，但攜帶53BP1 1236C等位基因明顯增加低度鱗狀上皮內病變風險。

2.53BP1與宮頸癌放療的相關性:Roossink等研究發現抑制53BP1不能增加宮頸癌細胞放療的敏感度，認為53BP1作為預測宮頸癌放療敏感度的依據不足。

3.53BP1與宮頸癌預后相關性：Roossink等的研究發現53BP1與宮頸癌的臨床病理特征以及預后并無相關。而筆者的前期研究發現，53BP1 mRNA表達水平雖然與宮頸癌的病灶大小和臨床分期無明顯相關，但是在宮頸癌高分化組中53BP1 mRNA相對表達水平明顯高于低分化組，而在無淋巴結轉移組中的相對表達水平明顯高于淋巴結轉移組[16]。

三、53BP1與輸卵管癌

研究表明，53BP1在輸卵管的發生、發展中同樣起重要作用。Chene等通過免疫組化法分別分析了21例良性輸卵管組織，21例漿液性輸卵管上皮內癌，17例高分化漿液性卵巢癌合并漿液性輸卵管上皮內癌，30例高分化漿液性卵巢癌不合并漿液性輸卵管上皮內癌組織中53BP1蛋白表達情況，結果發現從良性輸卵管組織到漿液性輸卵管上皮內癌53BP1的表達逐漸增高，53BP1基因的不穩定較早出現在高分化漿液性卵巢癌的癌前病變中，53BP1參與的DNA損失修復通路的激活在漿液性輸卵管上皮內癌的發生發展中起一定作用。

四、53BP1與子宮肉瘤

沙利霉素近年來被認為可以抑制各種腫瘤干細胞，Kim等通過免疫細胞化學法檢測了人子宮肉瘤細胞MES-SA中53BP1核聚，結果發現加入沙利霉素處理后53BP1核聚增加，進一步研究發現沙利霉素聯合阿霉素和依托泊苷，磷酸化的53BP1水平明顯增高，認為沙利霉素通過增加磷酸化的53BP1等DNA損傷相關蛋白從而增強阿霉素和依托泊苷化療敏感度。研究結果表明53BP1與婦科惡性腫瘤的發生、發展相關，與放、化療的敏感度相關，且對患者的預后評估提供幫助。

1 Guerra B, Iwabuchi K, Issinger OG. Protein kinase CK2 is required for the recruitment of 53BP1 to sites of DNA double-strand break induced by radiomimetic drugs [J]. Cancer Lett, 2014, 345(1):115-123

2 Ward IM, Difilippantonio S, Minn K,etal. 53BPl cooperates with p53 and functions as a haploin sufficient tumor suppressor in mice [J]．Mol Cell Biol, 2005, 25(22)：10079-10086

3 Gupta A, Hunt CR.Role of 53BP1 in the regulation of DNA double-strand break repair pathway choice[J]. Radiat Res, 2014,181(1):1-8

4 Carr SM, Munro S, Zalmas LP,etal. Lysine methylation-dependent binding of 53BP1 to the pRb tumor suppressor [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2014, 111(31): 11341-1146

5 王思, 郭蓮娣, 賈月改. 上皮性卵巢癌細胞原代培養及放化療相關的dna損傷應答機制的研究 [J]. 四川大學學報:醫學版, 2014, 45(2):185-191

6 Hong S, Li X, Zhao Y,etal. 53BP1 suppresses tumor growth and promotes susceptibility to apoptosis of ovarian cancer cells through modulation of the Akt pathway [J]. Oncology Reports, 2012, 27(4)：1251-1257

7 Chapman JR, Barral P, Vannier JB,etal. RIF1 is essential for 53BP1-dependent nonhomologous end joining and suppression of DNA double-strand break resection [J]. Mol Cell, 2013, 49(5):858-871

8 Rauch T, Zhong X, Pfeifer GP,etal. 53BP1 is a positive regulator of the BRCA1 promoter [J]. Cell Cycle, 2005, 4(8):1078-1083

9 Pennington KP, Wickramanayake A, Norquist BM,etal. 53BP1 expression in sporadic and inherited ovarian carcinoma: relationship to genetic status and clinical outcomes [J]. Gynecol Oncol, 2013, 128(3):493-499

10 Rapakko K, Heikkinen K, Karppinen SM，etal. Germline alterations in the 53BP1 gene in breast and ovarian cancer families [J]. Cancer Lett, 2007, 245(1-2):337-340

11 Ahmed N, Abubaker K, Findlay J. Epithelial mesenchymal transition and cancer stem cell-like phenotypes facilitate chemoresistance in recurrent ovarian cancer [J]. Current cancer drug targets, 2010, l0(3):268-278

12 賈月改， 楊月明， 左斌,等. 卵巢透明細胞腺癌的dna損傷應答反應 [J]. 四川大學學報:醫學版, 2012, 43(3)：331-334

13 Pan S, Cheng L, White JT,etal. Quantitative proteomics analysis integrated with microarray data reveals that extracellular matrix proteins, catenins, and p53 binding protein 1 are important for chemotherapy response in ovarian cancers [J]. OMICS, 2009, 13(4):345-354

14 Johnson N, Johnson SF, Yao W,etal. Stabilization of mutant BRCA1 protein confers PARP inhibitor and platinum resistance [J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013, 110 (42): 17041-17046

15 Andrew JW, Anum SL, Erika W,etal. Romidepsin (FK228) combined with cisplatin stimulates DNA damage-induced cell death in ovarian cancer [J]. Gynecol Oncol, 2013, 128(3):493-499

16 Zhu H, Yan H, Jin W,etal. The staining patterns of 53BP1 nuclear foci and 53BP1 mRNA level are associated with cervical cancer progression and metastasis [J].Int J Gynecol Pathol, 2014, 33(3):241-247

17 Matsuda K, Miura S, Kurashige T,etal. Significance of p53-binding protein 1 nuclear foci in uterine cervical lesions: endogenous DNA double strand breaks and genomic instability during carcinogenesis [J]. Histopathology, 2011, 59 (3):441-451

18 周熹, 何家玉. 53BP1在宮頸鱗狀細胞癌及其癌前病變中的表達[J]. 臨床與實驗病理學雜志, 2012, 28(7):772-774

19 諸海燕， 金緯緯， 胡燕,等. 53BP1在宮頸癌組織中的表達及其與p53和HPV感染的關系[J].醫學研究雜志, 2013, 42(2):124-127

20 Park JW, Shin MK, Lambert PF. High incidence of female reproductive tract cancers in FA-deficient HPV16-transgenic mice correlates with E7′s induction of DNA damage response, an activity mediated by E7′s inactivation of pocket proteins [J]. Oncogene, 2014, 33(26):3383-3391

(修回日期：2015-01-07)

浙江省高層次創新人才基金資助項目；溫州市科技計劃項目(Y20140345)

325027 溫州醫科大學附屬第二醫院婦產科

朱雪瓊，電子信箱zjwzzxq@163.com

R737

A DOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2015.10.055

2014-12-27)