LEDGF基因在高危型人乳頭瘤病毒感染的宮頸癌中表達的研究現(xiàn)狀

王中芹(綜述)，尹香花(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院，江蘇 揚州 225001)

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LEDGF基因在高危型人乳頭瘤病毒感染的宮頸癌中表達的研究現(xiàn)狀

王中芹△(綜述)，尹香花※(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院，江蘇 揚州 225001)

摘要：人乳頭瘤病毒(HPV)是一種無包膜的小DNA病毒，其持續(xù)感染可導致人類皮膚和黏膜的異常增生。晶狀體上皮源性生長因子(LEDGF)是一種應激反應蛋白，其在多種癌組織中的表達上調(diào)，HPV-E6/E7和LEDGF蛋白的表達與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，兩者相互作用，最終導致細胞癌變。該文概述了HPV-E6/E7與LEDGF蛋白相互作用的機制及其與宮頸癌的研究進展。

關(guān)鍵詞：宮頸癌；人乳頭瘤病毒；晶狀體上皮源性生長因子

宮頸癌作為婦科常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第2位，每年約有500 000新增宮頸癌病例，有275 000例死于宮頸癌[1-2]。目前研究證實，人乳頭瘤病毒(human papilloma virus，HPV)是宮頸癌最主要的致病因子，持續(xù)的HPV感染可導致宮頸發(fā)生癌前病變，約90%的宮頸癌前病變及癌組織合并有高危型HPV感染，攜帶高危致癌性HPV DNA[3]。德國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的HPV致癌靶基因——晶狀體上皮源性生長因子(lens epithelial-derived growth factor，LEDGF)，免疫組織化學實驗顯示，在HPV陽性的宮頸組織中，LEDGF蛋白的表達水平顯著高于正常宮頸組織，且隨著病變級別的升高，LEDGF的表達也升高[4]。這一研究表明，LEDGF參與了高危型HPV致宮頸癌發(fā)生、發(fā)展的過程，其可能為HPV陽性的宮頸癌患者提供新的治療靶點?，F(xiàn)對LEDGF基因在高危型HPV感染的宮頸癌中表達的研究現(xiàn)狀予以綜述。

1HPV與宮頸癌的關(guān)系

HPV是一種無包膜的小DNA病毒，其有嚴格的嗜組織性，主要侵犯皮膚及黏膜鱗狀上皮，導致皮膚和黏膜異常增生。根據(jù)致癌性，HPV可分為低危型和高危型，其中高危型以16、18型最為常見。研究表明，大約有99.7%的宮頸癌與HPV感染有關(guān)，其中HPV16型的感染率最高，約50%的宮頸癌患者腫瘤組織的DNA為HPV16型[5]。HPV導致宮頸癌發(fā)生的機制與HPV DNA整合到宿主細胞有關(guān)，HPV的基因是由早期基因(E)、晚期基因(L)以及非編碼區(qū)(上游調(diào)控區(qū)和長控制區(qū))組成，早期基因有E1、E2、E4、E5、E6以及E7，其中E6、E7編碼的蛋白可調(diào)控病毒的生長和繁殖，其在細胞轉(zhuǎn)化和永生方面作用最強。

HPV產(chǎn)生的癌蛋白能使抑癌基因失活，其中起關(guān)鍵作用的是病毒的E6、E7蛋白，其分別與抑癌蛋白p53和磷酸化的Rb蛋白結(jié)合，形成復合物誘導后兩者的降解，從而使其失去對細胞生長周期的正常調(diào)控。此外，E6、E7蛋白還有促有絲分裂的作用，直接或間接刺激細胞分裂增殖，使細胞增殖與凋亡失調(diào)，誘發(fā)正常宮頸組織癌變。E6和E7蛋白對HPV陽性宮頸癌的誘導以及宮頸癌細胞惡性表型的維持至關(guān)重要，這種現(xiàn)象被稱為“癌基因成癮”[6]。在HPV陽性的宮頸癌癌細胞中，抑制病毒E6/E7的活動會激活腫瘤的抑制途徑，最終導致有效生長停滯、細胞衰老及死亡。

識別E6、E7蛋白的致癌靶基因?qū)ρ芯縃PV相關(guān)腫瘤發(fā)生的分子機制至關(guān)重要，可能給HPV相關(guān)腫瘤提供新的治療窗口。為了尋找病毒E6、E7致癌基因靶向的細胞基因，Kuner等[7]采用RNA干擾技術(shù)抑制宮頸癌HeLa細胞中HPV18 E6、E7的表達并進行全基因組轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)果表明，腫瘤細胞中E6、E7的表達被抑制后，LEDGF基因的表達也明顯降低，說明HPV相關(guān)腫瘤中E6、E7的致癌機制與LEDGF的表達存在某種聯(lián)系。

2LEDGF

LEDGF屬于肝癌衍生因子(hepatoma-derived growth factor, HDGF)相關(guān)蛋白(HDGF related protein, HRP)家族，HRP家族有6個成員：HDGF、HRP1、HRP2、HRP3、LEDGF/p75和LEDGF/p52[8]。LEDGF與已發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄協(xié)同激活因子p75為同一種蛋白，因此稱為LEDGF/p75。LEDGF的N′端有1個PWWP區(qū)域，C′端有1個進化保守序列，可與1型人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)整合酶結(jié)合，稱為整合酶結(jié)合域(integrase-binding domain, IBD)。整個LEDGF蛋白分子由530個氨基酸殘基組成，根據(jù)功能分為2個區(qū)域[9]。雖然LEDGF屬于生長因子家族，但人體是否分泌F以及其是否同經(jīng)典生長因子一樣在體內(nèi)發(fā)揮作用尚未可知。

LEDGF是一種應激反應蛋白，其表達的增加與獲得性免疫缺陷綜合征、癌癥、自身免疫性疾病、炎癥以及眼部疾病等密切相關(guān)[10]。目前研究最廣泛的是LEDGF與HIV-1發(fā)病的關(guān)系，LEDGF是HIV-1整合過程中不可或缺的細胞輔助因子，其與整合酶相互作用，直接參與病毒基因組鏈合到宿主細胞染色體的全過程。研究表明，LEDGF作為一種自身抗原，在多種癌組織中表達上調(diào)，如卵巢癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、甲狀腺癌等[11-13]。LEDGF擁有一個核定位信號，在有絲分裂過程中與染色體結(jié)合，傳到子細胞[14]。LEDGF蛋白最初被認為是與基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄元件相互作用的轉(zhuǎn)錄共活化因子，通過與RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄復合物相互作用發(fā)揮轉(zhuǎn)錄共活化作用。隨后的研究顯示，LEDGF能刺激應激相關(guān)以及保護基因的表達，包括熱激蛋白27(hot shock protien 27，HSP27)、抗氧化蛋白-2基因、乙醇脫氫酶、乙醛脫氫酶和蛋白激酶γ，使細胞免于氧化應激以及化療誘導的細胞死亡。因此，LEDGF在調(diào)節(jié)細胞存活與凋亡中起重要作用[15]。

HSP27是腫瘤細胞生長所必需的一種分子伴侶蛋白，HSP27耗盡會觸發(fā)腫瘤細胞中溶酶體膜通透性的增加以及組織蛋白酶依賴性細胞死亡。在人類腫瘤中，LEDGF通過調(diào)節(jié)HSP27的活性維持溶酶體的穩(wěn)定性，并保護腫瘤細胞對抗具有細胞毒性的抗癌藥物所誘導的細胞死亡，LEDGF耗盡會觸發(fā)腫瘤細胞的溶酶體細胞死亡途徑。Daugaard等[16]研究表明，LEDGF是一種通過控制胱天蛋白酶非依賴性溶酶體細胞死亡途徑的致癌蛋白。

LEDGF具有致癌作用有以下依據(jù)：①與正常組織相比，LEDGF在多種人類腫瘤中存在過度表達[11]；②在白血病中，LEDGF基因是染色體易位的靶基因，可導致LEDGF/NUP98融合蛋白形成，抑制白血病細胞死亡[17]；③LEDGF蛋白有助于混合細胞白血病與癌癥相關(guān)的靶基因融合，促進白血病的發(fā)生；④LEDGF蛋白的異位過表達能增加不同腫瘤細胞系在體內(nèi)的致瘤性[18]；⑤LEDGF可增強血管和淋巴管生成，促進腫瘤轉(zhuǎn)移；⑥LEDGF可保護腫瘤細胞應對不同形式的細胞應激，尤其是在DNA損傷修復過程中起重要作用[19]。

3LEDGF、HPV與宮頸癌的關(guān)系

與正常宮頸組織相比，HPV陽性的宮頸癌前病變組織和癌組織中LEDGF的表達水平顯著增高，其表達水平與病變的嚴重程度呈正相關(guān)[4]。一項關(guān)于前列腺癌的研究顯示，LEDGF蛋白的水平隨腫瘤的進展而升高[13]。HPV陽性的癌細胞內(nèi)，LEDGF mRNA和蛋白水平極其依賴于病毒原癌基因表達的維持，其中E6、E7的持續(xù)聯(lián)合表達在轉(zhuǎn)錄水平上刺激了LEDGF的轉(zhuǎn)錄活化因子，導致其高表達，這種現(xiàn)象不止發(fā)生在HPV16感染的癌細胞中，在高危型HPV18以及低危型HPV6、11中也有發(fā)生。

HPV E6、E7蛋白參與了LEDGF轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)節(jié)，增強了LEDGF轉(zhuǎn)錄啟動子的活性，顯著提高LEDGF mRNA和LEDGF蛋白的表達水平。E6或E7的單獨表達對LEDGF轉(zhuǎn)錄啟動子的刺激作用較E6、E7聯(lián)合表達弱，提示E6、E7在LEDGF轉(zhuǎn)錄過程中存在一定程度的協(xié)同作用，且在HPV陽性癌細胞中LEDGF的表達不會因細胞周期的停滯而改變。這種E6、E7蛋白依賴的LEDGF高表達可通過保護HPV陽性腫瘤細胞對抗細胞應激，促進腫瘤形成，這種應激包括DNA損傷等。在基因毒性物質(zhì)存在的環(huán)境中，LEDGF的低表達會減弱腫瘤細胞的集落形成能力。LEDGF也可直接促進腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移，例如增強血管和淋巴管的形成。據(jù)報道，在膠質(zhì)瘤、肺癌以及卵巢癌模型中，LEDGF可介導血管內(nèi)皮生長因子C的激活[20-21]。在癌組織中，LEDGF和血管內(nèi)皮生長因子C的共激活讓人們對疾病的病理生理學基礎(chǔ)有了更深的了解，但腫瘤細胞中LEDGF表達上調(diào)的具體機制尚不清楚，還有待于進一步的研究。

關(guān)于LEDGF/p75啟動子，基因分析顯示，在LEDGF基因的5′端存在一個大小為782 bp的片段(2723/+59)[4]，其包含了Desfarges等[21]和Singh等[22]報道的兩個假定的啟動子，并且發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄因子SP1，LEDGF啟動子內(nèi)有公認的SP1識別位點，使LEDGF啟動子可被靶向抑制[23]。關(guān)于LEDGF蛋白在細胞內(nèi)的具體定位還存在爭議，一些學者認為其主要存在于細胞核[24]，也有報道在細胞質(zhì)中也有不同程度的分布[16]。Leitz等[4]發(fā)現(xiàn)，在正常宮頸上皮組織及不典型增生組織的基底細胞層中均存在LEDGF的表達，而這個細胞層中隱藏著干細胞，由此不難推測LEDGF有保護干細胞的作用。一項關(guān)于腦組織的研究也得出類似的結(jié)論，LEDGF在神經(jīng)上皮干細胞中高表達[25]。

在臨床方面，對LEDGF的研究可能有助于對HPV陽性腫瘤的進一步治療，通過聯(lián)合放化療來對抗LEDGF的基因毒性作用。LEDGF抑制劑輔助聯(lián)合放化療可增加宮頸癌細胞和其他腫瘤細胞治療的敏感性。

4小結(jié)

人們已揭示了LEDGF的多種生物學功能，如轉(zhuǎn)錄共活化作用，刺激腫瘤細胞應激相關(guān)蛋白的表達以及直接促進腫瘤的進展與轉(zhuǎn)移等。然而LEDGF與高危型HPV E6、E7蛋白相互作用促進宮頸癌發(fā)生、發(fā)展的具體機制尚不明確，繼續(xù)深入研究有助于加深對宮頸癌發(fā)生機制的認識，從而對宮頸癌的防治及現(xiàn)階段腫瘤分子靶向治療提供新方向。

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6147.

Research Status of LEDGF Gene Expression in Cervical Cancer Infected with High Risk-Human Papilloma VirusWANGZhong-qin,YINXiang-hua.(ClinicalMedicalCollegeofYangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Human papilloma virus(HPV) is a small non-enveloped DNA virus,the persistent infection of which can cause abnormal proliferation of human skin and mucous membranes.Lens epithelial-derived growth factor (LEDGF) is a stress response protein,and the recent researches indicate that LEDGF is up-regulated in several cancers.The expression of HPV-E6/E7 and LEDGF protein are closely related to the occurrence and development of cervical cancer,interactions of HPV-E6/E7 and LEDGF protein ultimately lead to cancerous cells.Here is to make a review of the research progress in the interaction mechanism of HPV-E6/E7 and LEDGF protein,and its role in the progress of cervical cancer.

Key words:Cervical cancer; Human papilloma virus; Lens epithelial-derived growth factor

收稿日期：2014-11-17修回日期：2015-03-04編輯：辛欣

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.022

中圖分類號：R711.74

文獻標志碼：A

文章編號：1006-2084(2015)18-3323-03