高遷移率族蛋白B1在子宮內(nèi)膜癌中的研究進(jìn)展

江煜焓 肖巍 李亞娟

子宮內(nèi)膜癌是女性生殖道常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。據(jù)美國(guó)癌癥學(xué)會(huì)報(bào)道，自2015年子宮內(nèi)膜癌已成為女性第四大常見癌癥，超過(guò)了乳腺癌、肺癌、支氣管癌發(fā)病率[1]。此外，2016年其發(fā)生人數(shù)呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，新診斷病例達(dá)到60 050人，預(yù)計(jì)死亡10 470人，由此估計(jì)其發(fā)病率呈每年1% ～ 2%的增長(zhǎng)[2]。研究預(yù)測(cè)，未來(lái)15年子宮癌發(fā)病率將繼續(xù)上升[3]。盡管大多數(shù)患者在早期被診斷，并有相對(duì)良好的生存率，但多數(shù)患者由于治療不當(dāng)或腫瘤細(xì)胞的隨機(jī)擴(kuò)散，導(dǎo)致患者病例中經(jīng)常出現(xiàn)復(fù)發(fā)癥狀，因此該病癥的生存率、預(yù)后效果均不理想[4]。

經(jīng)臨床病理研究，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)將子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞分為兩個(gè)亞型。I型腫瘤(約70%～80%)稱為子宮內(nèi)膜樣癌(endometrial cancer，EC)，具有雌激素依賴性，通常伴有子宮內(nèi)膜增生。II型(10%～20%)腫瘤其生物學(xué)行為較差，預(yù)后差，但不常見[5-6]。目前子宮內(nèi)膜癌的病因尚不是十分清楚，進(jìn)一步研究其發(fā)生、發(fā)展的分子基礎(chǔ)，探索其分子水平的發(fā)病機(jī)制將為治療提供新的方向。

一 、高遷移率族蛋白在細(xì)胞內(nèi)外的作用

高遷移率族蛋白(high mobility group protein，HMG)是一組具有高電泳遷移率的非組蛋白核蛋白，在所有的真核細(xì)胞中均有一定數(shù)量的表達(dá)。該蛋白家族包括為HMGB，HMGN和HMGA三個(gè)超家族[7]。HMGB主要存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，其中包括HMGB1，HMGB2和HMGB3三個(gè)亞群[8]。HMGB1作為含量及表達(dá)最多的HMGB蛋白，被認(rèn)為與促進(jìn)腫瘤的發(fā)育和生長(zhǎng)有密切聯(lián)系[9]。HMGB1有兩種構(gòu)成，分為核HMGB1、細(xì)胞外HMGB1兩種。核HMGB1在DNA修復(fù)、重組、轉(zhuǎn)錄和基因組穩(wěn)定性中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用[10]；細(xì)胞外HMGB1由壞死或受損細(xì)胞被動(dòng)釋放，作為與損傷相關(guān)的分子模式分子，參與多種慢性炎癥和自身免疫疾病的發(fā)生[11]。

此外，HMGB1也可由活化的免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞釋放，產(chǎn)生大量促炎因子及趨化因子。HMGB1表達(dá)細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)并維持長(zhǎng)期的炎癥能力，可能有助于腫瘤的發(fā)展和預(yù)后，包括血管生成，炎癥，微環(huán)境，侵襲，轉(zhuǎn)移和腫瘤的預(yù)后[10]。HMGB1在腫瘤發(fā)生和癌癥治療中既可以作為腫瘤抑制因子也是可致癌因子，這取決于環(huán)境和HMGB1的表達(dá)[12]。HMGB1過(guò)表達(dá)對(duì)不同腫瘤生存的預(yù)后價(jià)值仍有爭(zhēng)議，其在癌癥中的確切作用尚不明確。

二、HMGB1與子宮內(nèi)膜癌

1.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移

腫瘤細(xì)胞向周圍組織浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移，需要降解細(xì)胞外基質(zhì)及調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)來(lái)完成，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)為基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)的降解[13]。而HMGB1與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移密不可分，一方面HMGB1可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞的遷移、增加細(xì)胞的粘附以及改變細(xì)胞外基質(zhì)成分等直接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移[14]。另一方面，其可以通過(guò)誘導(dǎo)或增強(qiáng)AKT及NF-KB p56的表達(dá)及活性等間接增強(qiáng)腫瘤的浸潤(rùn)。從這種意義上來(lái)看，HMGB1可以在不被腫瘤細(xì)胞釋放的情況下即發(fā)揮其促進(jìn)浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的能力[15]。與此同時(shí)，HMGB1 通過(guò)與RAGE進(jìn)行結(jié)合，可使p38、JNK、ERK12等絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路激活，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)降解，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移[16]。

馬本紅等[17]證明浸潤(rùn)深度≥1/2子宮肌層的EC組織陽(yáng)性率為95.8%，未肌層浸潤(rùn)以及浸潤(rùn)深度<1/2子宮肌層的組織 陽(yáng)性率為69.4%，兩者差異顯著；且發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的強(qiáng)陽(yáng)性率為96.9%，未發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移為73.6%，差異同樣有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些結(jié)果表明HMGB1與子宮內(nèi)膜腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移確實(shí)有一定關(guān)系。馮力元等[18]證明通過(guò)干擾HMGB1的shRNA可以有效抑制HMGB1的表達(dá)，轉(zhuǎn)染后的腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)及遷移能力降低。劉心怡等[19]發(fā)現(xiàn)將HMGB1 shRNA-3轉(zhuǎn)染HEC-1A細(xì)胞抑制HMGB1基因表達(dá)后，p38MAPK基因表達(dá)也明顯受到抑制，并且HEC-1A細(xì)胞的增長(zhǎng)同時(shí)被明顯抑制，說(shuō)明HMGB1影響子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞浸潤(rùn)可能與調(diào)節(jié)p38MAPK信號(hào)通路相關(guān)。但也有研究[20]表明HMGB1表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌晚期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)。在細(xì)胞遷移和侵襲測(cè)定中，HMGB1敲低促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系(如KLE和HEC-1B)的侵襲和遷移能力。其通過(guò)將HMGB1 shRNA感染的Ishikawa細(xì)胞和陰性對(duì)照shRNA感染的Ishikawa細(xì)胞皮下或尾靜脈注射到裸鼠中，發(fā)現(xiàn)陰性對(duì)照組無(wú)肺轉(zhuǎn)移，而HMGB1 shRNA感染細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移率為100%，證明HMGB1敲低可以增進(jìn)體內(nèi)腫瘤增殖和浸潤(rùn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明HMGB1敲低顯著增加了N-鈣粘蛋白，波形蛋白，Twist的表達(dá)，但降低了E-鈣粘蛋白的表達(dá)。因此，HMGB1基因敲除可以通過(guò)促進(jìn)EMT過(guò)程在子宮內(nèi)膜癌的浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移發(fā)揮作用。這可能與研究者之間不同的研究方法，實(shí)驗(yàn)條件不同有關(guān)。但目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)證明HMGB1在人類子宮內(nèi)膜癌中促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移。

2.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖

細(xì)胞外HMGB1通過(guò)MAPK通路激活下游信號(hào)，同時(shí)在癌細(xì)胞增殖中發(fā)揮重要作用[21-22]。HMGB1增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞線粒體復(fù)合物I活性，以增加腫瘤細(xì)胞三磷酸腺苷(ATP)合成的需求和腫瘤細(xì)胞增殖[10-11]。同時(shí)，HMGB1可激活Ras-EPK1/2 信號(hào)通路，使腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)呈持續(xù)活化狀態(tài)。相關(guān)研究證明下調(diào)HMGB1可抑制RL95-2細(xì)胞增殖,說(shuō)明其增殖失控與HMGB1過(guò)表達(dá)相關(guān)[23]。

吳然然等[24]在子宮內(nèi)膜癌的研究中發(fā)現(xiàn)切斷該通路可以抑制HMGB1蛋白和HMGB1 mRNA在HEC-1A細(xì)胞中的表達(dá)，顯著抑制HEC-1A細(xì)胞的增殖能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并能阻滯細(xì)胞于G0/G1期，導(dǎo)致轉(zhuǎn)染HMGB1 shRNA后細(xì)胞cyclin D1、pAKT蛋白表達(dá)水平均下調(diào)。這表明HMGB1影響腫瘤增殖過(guò)程可能是通過(guò)影響PI3K/Akt信號(hào)通路。董毅飛[25]等研究表明化療藥物甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑可顯著降低HMGB1 mRNA在ECC-1中的表達(dá)，從而抑制ECC-1細(xì)胞的增殖和遷移。然而在軟瓊脂集落形成實(shí)驗(yàn)中，HMGB1 shRNA感染的集落形成能力有所增加。通過(guò)將HMGB1 shRNA感染的Ishikawa細(xì)胞和陰性對(duì)照shRNA感染的Ishikawa細(xì)胞皮下或通過(guò)尾靜脈注射到裸鼠中，陰性對(duì)照細(xì)胞的腫瘤形成率僅為60%，腫瘤生長(zhǎng)非常緩慢。然而在HMGB1 shRNA感染的細(xì)胞中觀察到腫瘤形成率為100%，腫瘤生長(zhǎng)相對(duì)較快[20]。此外，陰性對(duì)照的平均腫瘤體積遠(yuǎn)小于HMGB1 shRNA感染細(xì)胞的平均腫瘤體積。這些結(jié)果表明HMGB1在子宮內(nèi)膜癌中呈低表達(dá)，與腫瘤生長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)[26]?？梢娫诓煌瑮l件下HMGB1可能會(huì)表現(xiàn)出不同的狀態(tài)和作用機(jī)制，因此對(duì)于HMGB1在子宮內(nèi)膜癌腫瘤細(xì)胞的增殖作用有待進(jìn)一步研究。

3.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌血管生成

腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散與腫瘤血管的形成有顯著關(guān)系，為腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移提供了保障。然而相對(duì)于快速增長(zhǎng)的腫瘤組織，微血管的密度會(huì)出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，從而引起慢性缺氧和腫瘤壞死，這又會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)和新血管形成[27]，從而誘發(fā)腫瘤細(xì)胞呈指數(shù)增長(zhǎng)，而存在的血管無(wú)法供給足夠的營(yíng)養(yǎng)，導(dǎo)致腫瘤壞死并釋放 HMGB1[28]。缺氧和腫瘤細(xì)胞的繼發(fā)死亡是實(shí)體腫瘤中觸發(fā)血管生成最有力的信號(hào)。HMGB1作為細(xì)胞因子，不僅能夠激活炎癥細(xì)胞，而且能夠活化血管內(nèi)皮細(xì)胞[29]。HMGB1 通過(guò)與 RAGE 受體結(jié)合，激活CDC42/Rac和 MAPK-NF-kB 信號(hào)通路，可增進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、發(fā)芽及遷移，從而影響血管的生成速度[30]。而體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，阻斷HMGB1與RAGE結(jié)合，可顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移[31-32]。但RAGE基因敲除并不能完全抑制HMGB1誘導(dǎo)的血管新生，推測(cè)HMGB1和CXCL12/CXCR4也可能與導(dǎo)致腫瘤血管生成有關(guān)[33]。杜雪蓮等[34]的研究表明HMGB1 在子宮內(nèi)膜癌組織高表達(dá)，并應(yīng)用實(shí)時(shí)定量PCR 技術(shù)檢測(cè)顯示，子宮內(nèi)膜癌組HEEC中HMGB1 mRNA的表達(dá)水平為1.8，與對(duì)照組(0.4)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。免疫組化法檢測(cè)顯示，內(nèi)膜癌組HEEC中HMGB1蛋白均呈陽(yáng)性表達(dá)，而對(duì)照組中HMGB1蛋白均呈陰性表達(dá)，證明HMGB1與子宮內(nèi)膜癌促進(jìn)血管形成有關(guān)，但其具體機(jī)制尚不明確，需大量實(shí)驗(yàn)研究。

4.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌的預(yù)后

近期有關(guān)子宮內(nèi)膜癌癌癥信號(hào)傳導(dǎo)通路和開發(fā)新的治療等方面均取得一定進(jìn)展，但未改變子宮內(nèi)膜癌預(yù)后差、發(fā)病率高的威脅。耐藥性是通過(guò)限制常規(guī)化學(xué)療法和新型生物制劑的療效來(lái)治療子宮內(nèi)膜癌的主要障礙[35]。Yamadaza發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜癌化療患者中HMGB1和一些已知的腫瘤標(biāo)記物(CEA、CA-199)有相關(guān)性，此外HMGB1在有惡心、嘔吐及其他抗腫瘤藥物副作用癥狀的患者體內(nèi)表達(dá)數(shù)量明顯升高，且與化療效果呈負(fù)相關(guān)[36]。HMGB1可促進(jìn)黏附細(xì)胞遷移及金屬蛋白酶的活化從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移，但藥物無(wú)法阻止該過(guò)程的發(fā)生[37]。由此來(lái)看，HMGB1的表達(dá)與子宮內(nèi)膜癌患者的治療及預(yù)后呈負(fù)相關(guān)[20]。

越來(lái)越多的研究已經(jīng)表明，在癌癥發(fā)展和治療中自噬具有十分重要的作用。腫瘤細(xì)胞利用這種保護(hù)性自噬作為防御細(xì)胞凋亡的屏障，從而促進(jìn)抗藥性的發(fā)展。HMGB1作為常見的自噬調(diào)節(jié)因子能夠在許多正常細(xì)胞中表達(dá)，在促進(jìn)細(xì)胞毒性損傷后的自噬中發(fā)揮作用[10,38]。細(xì)胞自噬利用溶酶體降解細(xì)胞器、細(xì)胞內(nèi)蛋白等細(xì)胞成分，能夠影響抗癌治療中腫瘤的反應(yīng)性，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的死亡[11]。而HMGB1通過(guò)與自噬調(diào)節(jié)因子Beclin1結(jié)合，調(diào)控自噬進(jìn)展Beclin1-PI3KC3復(fù)合物的形成，可以誘導(dǎo)HMGB1的自噬，這對(duì)于抑制腫瘤發(fā)展和癌癥治療具有非常大的研究意義[39-40]。目前的研究還發(fā)現(xiàn)，HMGB1在紫杉醇耐藥的EC細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，并介導(dǎo)自噬，可以在體外對(duì)EC的化療抗藥性起作用[41]。從以上分析中可以看出，通過(guò)對(duì)HMGB1的表達(dá)進(jìn)行干預(yù)可影響EC的化療效果，為藥物治療子宮內(nèi)膜癌提供新的臨床方向。

三、結(jié)語(yǔ)

HMBG1作為促炎癥細(xì)胞因子已被廣泛研究，在多種癌細(xì)胞的輔助治療中均發(fā)揮出一定作用。HMGB1在腎癌、肺癌、卵巢癌、結(jié)直腸癌等多種類型的腫瘤中表達(dá)水平增高。在子宮內(nèi)膜癌中HMGB1的表達(dá)情況及其作用是顯而易見的，然而具體的作用機(jī)制還未完全闡明，這對(duì)了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有重要的意義并為其靶向治療提供新的思路。筆者希望通過(guò)以上總結(jié)，能為相關(guān)研究提供思路，進(jìn)而找到子宮內(nèi)膜癌的病因，并為了解其發(fā)病機(jī)制的分子基礎(chǔ)及預(yù)后治療提供幫助。