高遷移率族蛋白B1與宮頸癌相關(guān)性的研究進(jìn)展

熊焱強(qiáng)，李會(huì)，王玎，李志英

宮頸癌（cervical cancer）是最常見的婦科惡性腫瘤，全球每年共有527 600人被診斷為宮頸癌，其中265 700人死亡，在女性惡性腫瘤中發(fā)病率排第2位，病死率排第4位［1-2］。高遷移率族蛋白B1（highmobility groupbox 1 protein，HMGB1）是一種普遍存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的染色質(zhì)成分，具有多種生物學(xué)功能，在細(xì)胞遷移、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化和腫瘤轉(zhuǎn)移中起著重要作用，它作為信號(hào)調(diào)節(jié)因子有著介導(dǎo)感染、損傷和炎癥反應(yīng)、促進(jìn)細(xì)胞自噬、誘導(dǎo)細(xì)胞死亡及激活天然免疫等多種生物學(xué)功能［3］。隨著研究的深入，越來越多的證據(jù)表明HMGB1能通過參與細(xì)胞自噬、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡、增殖、血管生成及免疫逃逸等過程來促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展［4-6］。

1 HMGB1概述

HMGB1是一種含有215個(gè)氨基酸殘基的高度保守的單鏈多肽，分子質(zhì)量約為25 Kda，由A-box、B-box及C-tail 3個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)域組成。其中A-box位于N-末端，由9～79氨基酸殘基組成，它不具有生物學(xué)效應(yīng)，是受體的結(jié)合位點(diǎn)；B-box由95～163氨基酸殘基組成，B-box前20個(gè)氨基酸主要發(fā)揮細(xì)胞因子活性的作用；C-tail在羧基末端，僅含30個(gè)天冬氨酸和谷氨酸殘基，可參與介導(dǎo)HMGB1與DNA的結(jié)合［7］。HMGB1在腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移、炎癥反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化和缺血灌注再損傷等過程中發(fā)揮重要作用。HMGB1在細(xì)胞內(nèi)可與核小體結(jié)合并維持其穩(wěn)定性，參與DNA重組、復(fù)制和修復(fù)過程，并調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄；在細(xì)胞外其參與組織修復(fù)、炎癥反應(yīng)、促進(jìn)樹突狀細(xì)胞（Dendritic Cells，DC）的成熟遷移及T淋巴細(xì)胞的極化。此外，HMGB1在腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及侵襲轉(zhuǎn)移中都起到重要作用，也可以與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（RAGE）結(jié)合，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及血管的生成［8-9］。HMGB1有主動(dòng)和被動(dòng)兩種分泌方式：干擾素（Interferon，IFN）、白細(xì)胞介素（IL）-1及腫瘤壞死因子（TNF-α）等細(xì)胞因子和細(xì)胞應(yīng)激等因素均可誘導(dǎo)DC和單核巨噬細(xì)胞主動(dòng)分泌HMGB1；此外，壞死的細(xì)胞也可以被動(dòng)釋放出HMGB1。腫瘤細(xì)胞壞死后釋放的HMGB1在腫瘤微環(huán)境中可以引起慢性炎癥，有利于腫瘤存活、生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移，且細(xì)胞凋亡時(shí)釋放的HMGB1與DC表面的Toll樣受體4（TLR4）相互作用可以促進(jìn)DC細(xì)胞向T淋巴細(xì)胞呈遞腫瘤抗原［10-11］。

2 HMGB1在宮頸癌中的表達(dá)及意義

高晗等［12］應(yīng)用免疫組化技術(shù)分析了在116例宮頸鱗癌首診病人的宮頸癌組織和30例正常宮頸組織中HMGB1蛋白的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)HMGB1在宮頸癌組織中呈高表達(dá)，且HMGB1的表達(dá)水平與病人年齡、臨床分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等因素密切相關(guān)。Pang等［13］研究發(fā)現(xiàn)HMGB1在正常宮頸組織、宮頸上皮內(nèi)瘤變（CIN）和宮頸癌中的表達(dá)水平呈逐漸升高的趨勢(shì)，且HMGB1表達(dá)水平與FIGO分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及分化程度均密切相關(guān)，且HMGB1的表達(dá)與核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）的表達(dá)水平呈正相關(guān)，與E-鈣黏蛋白（E-cadherin）呈負(fù)相關(guān)。該課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)HMGB1與叉頭框轉(zhuǎn)錄蛋白3（Foxp3、IL-10）的表達(dá)水平呈顯著正相關(guān)，與IL-2呈負(fù)相關(guān)，且宮頸癌中HMGB1的表達(dá)水平與血清中鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原（SCC）呈正相關(guān)（r＝0.517，P＜0.05），單因素分析顯示宮頸癌組織HMGB1蛋白升高則HPV感染復(fù)發(fā)率也升高［14］。該研究者認(rèn)為是HMGB1的高表達(dá)激活了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和促進(jìn)Th2細(xì)胞的極化從而導(dǎo)致宮頸癌的免疫逃逸。郝權(quán)等［15］也證實(shí)了HMGB1在宮頸癌組織中呈高表達(dá)，且其高表達(dá)與腫瘤分期、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，而與腫瘤大小和分化無關(guān)。分析發(fā)現(xiàn)HMGB1及其結(jié)合受體RAGE在轉(zhuǎn)移性宮頸癌中的表達(dá)水平均顯著高于原發(fā)癌，且兩者的表達(dá)具有相關(guān)性（r＝0.66，P＜0.05）。因此該研究者認(rèn)為HMGB1參與組織侵襲和轉(zhuǎn)移，且HMGB1/RAGE信號(hào)通路在宮頸癌的轉(zhuǎn)移中起重要作用。以上研究均證實(shí)了HMGB1在宮頸癌中呈高表達(dá)，且這種高表達(dá)可以促進(jìn)宮頸癌發(fā)生發(fā)展以及其免疫逃逸，有利于宮頸癌細(xì)胞的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移。因此，HMGB1可以作為宮頸癌生物靶向治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)，為宮頸癌的生物治療提供一個(gè)新的途徑。

3 HMGB1在宮頸癌診斷中的意義

眾多研究均已證實(shí)HMGB1在宮頸癌中呈異常表達(dá)，那么這種異常表達(dá)能否使得HMGB1成為宮頸癌診斷的新的標(biāo)志物呢？Yu等［16］應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法來檢測(cè)宮頸細(xì)胞中HMGB1的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)隨著宮頸癌的進(jìn)展，HMGB1的表達(dá)水平逐漸升高：CIN-1、CIN-2、CIN-3及宮頸癌中HMGB1陽性染色率分別為69.4%、96.9%、100%和100%，不同級(jí)別的CIN的HMGB1的陽性率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.005）。因此，該研究者認(rèn)為通過免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)宮頸細(xì)胞學(xué)標(biāo)本中HMGB1的表達(dá)水平在宮頸病變的篩查中具有潛在價(jià)值，有望成為一種新的宮頸癌篩查手段。Sheng等［17］研究發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)性宮頸鱗癌組織中HMGB1的表達(dá)水平明顯高于原發(fā)灶，用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測(cè)了112例復(fù)發(fā)性宮頸癌、174例原發(fā)性宮頸癌病人和128例健康受試者血清中HMGB1、SCC、角蛋白19片段（CYFRA21-1）及癌胚抗原（CEA）的含量，發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)性宮頸癌病人血清HMGB1水平顯著高于原發(fā)病人和健康對(duì)照組，統(tǒng)計(jì)分析得出HMGB1、SCCA、CYFRA21-1及CEA診斷宮頸癌的受試者工作特征曲線下面積（AUC）分別為 0.816、0.768、0.703和 0.625。其中HMGB1的特異度和陽性似然比最高，分別為78%和3.25；且四者聯(lián)合檢測(cè)可以進(jìn)一步提高診斷靈敏度和特異度。因此，該研究者認(rèn)為血清中的HMGB1可作為評(píng)價(jià)宮頸鱗狀細(xì)胞癌病人診斷的特異性標(biāo)志物。趙雪春［18］發(fā)現(xiàn)較子宮肌瘤病人及健康人群，宮頸癌病人外周血HMGB1 mRNA表達(dá)水平明顯升高（P＜0.05），宮頸癌組織中HMGB1 mRNA表達(dá)水平高于對(duì)照組，且發(fā)生轉(zhuǎn)移宮頸癌病人的淋巴組織中HMGB1表達(dá)水平明顯高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移者（P＜0.05）。因此該研究者認(rèn)為，宮頸癌根治術(shù)前外周血中HMGB1 mRNA表達(dá)水平可作為診斷早期宮頸癌循環(huán)腫瘤細(xì)胞的標(biāo)志物。綜上可知，宮頸癌組織、宮頸脫落細(xì)胞及血清中的HMGB1在蛋白水平和mRNA水平的檢測(cè)都是宮頸癌診斷潛在的新方法，為宮頸癌的早期診斷和篩查提供了新的生物標(biāo)志物。

4 HMGB1在宮頸癌治療中的價(jià)值

4.1 HMGB1對(duì)宮頸癌細(xì)胞的作用Pang等［13］用不同濃度的HMGB1處理宮頸癌HeLa細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)HMGB1刺激后可以使HeLa細(xì)胞失去細(xì)胞極性，由上皮細(xì)胞向梭形細(xì)胞過渡，細(xì)胞間連接稀疏。蛋白質(zhì)印跡法（Western Blot）和實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRTPCR）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)HMGB1處理后的HeLa細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中E-cadherin和核因子κB抑制蛋白（IκB）表達(dá)水平降低，而NF-κB和E-鈣黏蛋白（N-cadherin）的表達(dá)上調(diào)。而NF-κB抑制劑（BAY11-7082）和RAGE拮抗劑均能顯著抑制宮頸癌細(xì)胞中HMGB1介導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。這提示了HMGB1與宮頸癌的發(fā)生有關(guān)，并可通過激活NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Xia等［19］用10 g/mL的順鉑處理宮頸癌HeLa細(xì)胞24 h和48 h后發(fā)現(xiàn)HMGB1的表達(dá)水平呈現(xiàn)出顯著的時(shí)間依賴性，且在順鉑耐藥的HeLa/DDP細(xì)胞株中的表達(dá)水平顯著高于順鉑敏感的HeLa細(xì)胞（P＜0.01）。此外，順鉑對(duì)HeLa/DDP細(xì)胞株的半數(shù)抑制濃度（IC50）為HeLa細(xì)胞5.3倍（P＜0.01）。細(xì)胞成分分布的分析表明HMGB1從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移促進(jìn)了順鉑耐藥，并進(jìn)一步證實(shí)其機(jī)制是丙酮酸乙酯抑制HMGB1的細(xì)胞質(zhì)移位，從而抑制了HeLa細(xì)胞的增殖。此外，通過轉(zhuǎn)染短發(fā)夾RNA（shRNA）特異性抑制內(nèi)源性HMGB1表達(dá)后，能夠降低宮頸癌細(xì)胞的活性和潛在的逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。重組HMGB1蛋白可以促進(jìn)HeLa細(xì)胞的自噬，其過程由細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2的磷酸化介導(dǎo)的。由上該研究者認(rèn)為，細(xì)胞質(zhì)HMGB1移位和HMGB1誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬都能通過抑制細(xì)胞凋亡而促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥性。而邱媛媛等［20］通過RNA干擾技術(shù)抑制宮頸癌HeLa細(xì)胞中HMGB1基因的表達(dá)后，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞生長(zhǎng)受到明顯抑制，且細(xì)胞遷移率降低。因此該研究者認(rèn)為抑制HMGB1基因表達(dá)能抑制HeLa細(xì)胞增殖、侵襲和遷移。此外，有研究報(bào)道宮頸癌細(xì)胞分泌的可溶性HMGB1可以調(diào)控漿細(xì)胞樣樹突細(xì)胞（pDCs）的功能：抑制pDC的成熟，減少Toll樣受體（TLR9）刺激識(shí)別后IFN-α的分泌，并促進(jìn)這些pDC形成耐受性，而抑制HMGB1的表達(dá)可以恢復(fù)pDC的表型［21］。該研究者認(rèn)為抑制HMGB1在宮頸癌中的表達(dá)可以抑制其腫瘤免疫耐受，為宮頸癌的治療提供了新的思路。以上研究都表明，HMGB1在宮頸癌細(xì)胞增殖、侵襲、遷移、腫瘤免疫耐受以及對(duì)化療藥物敏感性等方面都有著一定的意義，可以作為宮頸癌生物治療的新靶點(diǎn)。

4.2miRNA靶向HMGB1對(duì)宮頸癌細(xì)胞的抑制作用miRNA是一類內(nèi)源性表達(dá)的小分子的非編碼單鏈RNA，可以通過不完全堿基互補(bǔ)配對(duì)與靶基因的3’非編碼區(qū)（3’UTR）相結(jié)合，從而下調(diào)靶基因的表達(dá)水平［22］。最近一些研究表明某些特異性的miRNA可以靶向下調(diào)HMGB1的表達(dá)，從而影響宮頸癌細(xì)胞的生物學(xué)特性。Chandrasekaran等［23］研究發(fā)現(xiàn)在宮頸癌組織及細(xì)胞系中HMGB1均呈高表達(dá)，且miR-34a呈低表達(dá)，通過熒光素酶報(bào)告基因發(fā)現(xiàn)miR-34a可以與HMGB1的3’UTR結(jié)合。將miR-34a轉(zhuǎn)染入宮頸癌和結(jié)腸癌細(xì)胞后，HMGB1的表達(dá)水平顯著降低，且腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和入侵能力減弱。同樣，Jiang等［24］研究發(fā)現(xiàn)在宮頸癌組織中miR-142的表達(dá)明顯下調(diào)，且miR-142的表達(dá)水平與的FIGO分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)（P＜0.001）。通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)在宮頸癌細(xì)胞中過表達(dá)miR-142后，SiHa和HeLa細(xì)胞凋亡增強(qiáng)，細(xì)胞的侵襲性減弱，且HMGB1表達(dá)下調(diào)，熒光素酶報(bào)告基因證實(shí)了HMGB1是miR-142的直接靶基因。該研究者認(rèn)為宮頸癌中miR-142表達(dá)的下調(diào)提高了HMGB1表達(dá)，從而抑制了腫瘤細(xì)胞的凋亡，并增強(qiáng)了其侵襲轉(zhuǎn)移能力。

5 HMGB1在宮頸癌預(yù)后評(píng)估中的作用

HMGB1的高表達(dá)與包括宮頸癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤病人的預(yù)后密切相關(guān)，提示它是腫瘤預(yù)后的獨(dú)立因素和潛在的生物標(biāo)志物。Wu等［25］薈萃分析包括宮頸癌在內(nèi)的11種惡性腫瘤的18項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)HMGB1的高表達(dá)與惡性腫瘤病人的總生存期和病人無瘤存活率均密切相關(guān)。且無論是通過免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)組織中HMGB1還是ELISA法測(cè)定血清HMGB1的表達(dá)，高水平的HMGB1與病人較差預(yù)后的相關(guān)性都是一致的。Xu等［26］發(fā)現(xiàn)在宮頸癌細(xì)胞核中HMGB1的強(qiáng)陽性率顯著高于CIN和正常宮頸組織，而自噬相關(guān)蛋白（LC3）在宮頸癌組織中呈低表達(dá)（P＜0.001），且兩者的表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)。細(xì)胞核中HMGB1的高表達(dá)與腫瘤細(xì)胞血管轉(zhuǎn)移有關(guān)，而細(xì)胞質(zhì)中HMGB1的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中HMGB1的高表達(dá)均意味著低的總生存率（OS）和無瘤生存率（DFS），而LC3的高表達(dá)與預(yù)后良好相關(guān)。多因素分析顯示，無論細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的HMGB1都是宮頸癌OS和DFS獨(dú)立預(yù)后因素。同樣Sheng等［17］的研究中同樣證實(shí)了高血清HMGB1水平與無病生存率（P＝0.009）和總生存率（P＝0.018）呈負(fù)相關(guān)。Pang等［14］也發(fā)現(xiàn)HMGB1高表達(dá)病人的平均生存期為12.13個(gè)月，明顯低于低表達(dá)者的29.75個(gè)月（P＜0.01），也證明了HMGB1可以作為宮頸癌一個(gè)潛在的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)。由以上可知，HMGB1的高表達(dá)往往意味著宮頸癌病人的不良預(yù)后，表明其可以作為宮頸癌預(yù)后評(píng)估和治療療效評(píng)價(jià)的一個(gè)標(biāo)志物。

6 小結(jié)與展望

宮頸癌在全球范圍內(nèi)發(fā)病率和病死率居高不下，尤其是在發(fā)展中國(guó)家，其中大多數(shù)病人的死亡與診斷過晚及治療失敗有關(guān)。HMGB1在宮頸癌的細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及腫瘤免疫逃逸等過程中發(fā)揮著重要作用，可以作為宮頸癌早期診斷及預(yù)后評(píng)估潛在的生物標(biāo)志物，并可作為其新的治療靶標(biāo)。HMGB1在宮頸癌發(fā)病機(jī)制中具體作用的探究、對(duì)宮頸癌診斷準(zhǔn)確性和敏感性的提高、大樣本臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證是當(dāng)前的研究要點(diǎn)。盡管基于HMGB1的宮頸癌靶向治療報(bào)道較多：包括HMGB1抗體、小分子拮抗劑、RNA干擾及miRNA靶向等不同方法，但相關(guān)的靶向治療的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床前試驗(yàn)等仍未見報(bào)道。總之，雖然HMGB1在宮頸癌中的研究尚處于起步階段，相信隨著研究手段的多樣化和臨床樣本量的增加，HMGB1未來會(huì)在宮頸癌的診斷、個(gè)體化治療和預(yù)后評(píng)估等方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。