高遷移率族蛋白B1在子宮內(nèi)膜癌中的研究進展

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。據(jù)美國癌癥學會報道，自2015年子宮內(nèi)膜癌已成為女性第四大常見癌癥，超過了乳腺癌、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，新診斷病例達到60 050人，預計死亡10 470人，由此估計其發(fā)病率呈每年1% ～ 2%的增長[2]。研究預測，未來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，并有相對良好的生存率，但多數(shù)患者由于治療不當或腫瘤細胞的隨機擴散，導致患者病例中經(jīng)常出現(xiàn)復發(fā)癥狀，因此該病癥的生存率、預后效果均不理想[4]。

經(jīng)臨床病理研究，現(xiàn)代醫(yī)學將子宮內(nèi)膜癌細胞分為兩個亞型。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%)腫瘤其生物學行為較差，預后差，但不常見[5-6]。目前子宮內(nèi)膜癌的病因尚不是十分清楚，進一步研究其發(fā)生、發(fā)展的分子基礎，探索其分子水平的發(fā)病機制將為治療提供新的方向。

一 、高遷移率族蛋白在細胞內(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，在所有的真核細胞中均有一定數(shù)量的表達。該蛋白家族包括為HMGB，HMGN和HMGA三個超家族[7]。HMGB主要存在于哺乳動物細胞中，其中包括HMGB1，HMGB2和HMGB3三個亞群[8]。HMGB1作為含量及表達最多的HMGB蛋白，被認為與促進腫瘤的發(fā)育和生長有密切聯(lián)系[9]。HMGB1有兩種構成，分為核HMGB1、細胞外HMGB1兩種。核HMGB1在DNA修復、重組、轉錄和基因組穩(wěn)定性中發(fā)揮著關鍵的作用[10]；細胞外HMGB1由壞死或受損細胞被動釋放，作為與損傷相關的分子模式分子，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胞、內(nèi)皮細胞釋放，產(chǎn)生大量促炎因子及趨化因子。HMGB1表達細胞應激反應并維持長期的炎癥能力，可能有助于腫瘤的發(fā)展和預后，包括血管生成，炎癥，微環(huán)境，侵襲，轉移和腫瘤的預后[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[12]。HMGB1過表達對不同腫瘤生存的預后價值仍有爭議，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)膜癌的浸潤與轉移

腫瘤細胞向周圍組織浸潤及轉移，需要降解細胞外基質及調節(jié)細胞信號來完成，其關鍵環(huán)節(jié)為基底膜和細胞外基質的降解[13]。而HMGB1與腫瘤的侵襲轉移密不可分，一方面HMGB1可以通過促進細胞的遷移、增加細胞的粘附以及改變細胞外基質成分等直接促進腫瘤細胞的遷移[14]。另一方面，其可以通過誘導或增強AKT及NF-KB p56的表達及活性等間接增強腫瘤的浸潤。從這種意義上來看，HMGB1可以在不被腫瘤細胞釋放的情況下即發(fā)揮其促進浸潤轉移的能力[15]。與此同時，HMGB1 通過與RAGE進行結合，可使p38、JNK、ERK12等絲裂原活化蛋白激酶信號通路激活，導致細胞外基質降解，促進腫瘤細胞的浸潤和轉移[16]。

馬本紅等[17]證明浸潤深度≥1/2子宮肌層的EC組織陽性率為95.8%，未肌層浸潤以及浸潤深度<1/2子宮肌層的組織 陽性率為69.4%，兩者差異顯著；且發(fā)生淋巴結轉移的強陽性率為96.9%，未發(fā)生淋巴結轉移為73.6%，差異同樣有統(tǒng)計學意義。這些結果表明HMGB1與子宮內(nèi)膜腺癌的侵襲轉移確實有一定關系。馮力元等[18]證明通過干擾HMGB1的shRNA可以有效抑制HMGB1的表達，轉染后的腫瘤細胞浸潤及遷移能力降低。劉心怡等[19]發(fā)現(xiàn)將HMGB1 shRNA-3轉染HEC-1A細胞抑制HMGB1基因表達后，p38MAPK基因表達也明顯受到抑制，并且HEC-1A細胞的增長同時被明顯抑制，說明HMGB1影響子宮內(nèi)膜癌細胞浸潤可能與調節(jié)p38MAPK信號通路相關。但也有研究[20]表明HMGB1表達與子宮內(nèi)膜癌晚期和淋巴結轉移呈負相關。在細胞遷移和侵襲測定中，HMGB1敲低促進子宮內(nèi)膜癌細胞系(如KLE和HEC-1B)的侵襲和遷移能力。其通過將HMGB1 shRNA感染的Ishikawa細胞和陰性對照shRNA感染的Ishikawa細胞皮下或尾靜脈注射到裸鼠中，發(fā)現(xiàn)陰性對照組無肺轉移，而HMGB1 shRNA感染細胞的肺轉移率為100%，證明HMGB1敲低可以增進體內(nèi)腫瘤增殖和浸潤，其實驗結果證明HMGB1敲低顯著增加了N-鈣粘蛋白，波形蛋白，Twist的表達，但降低了E-鈣粘蛋白的表達。因此，HMGB1基因敲除可以通過促進EMT過程在子宮內(nèi)膜癌的浸潤及轉移發(fā)揮作用。這可能與研究者之間不同的研究方法，實驗條件不同有關。但目前大多數(shù)實驗證明HMGB1在人類子宮內(nèi)膜癌中促進子宮內(nèi)膜癌的浸潤及轉移。

2.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌細胞的增殖

細胞外HMGB1通過MAPK通路激活下游信號，同時在癌細胞增殖中發(fā)揮重要作用[21-22]。HMGB1增強腫瘤細胞線粒體復合物I活性，以增加腫瘤細胞三磷酸腺苷(ATP)合成的需求和腫瘤細胞增殖[10-11]。同時，HMGB1可激活Ras-EPK1/2 信號通路，使腫瘤細胞的生長呈持續(xù)活化狀態(tài)。相關研究證明下調HMGB1可抑制RL95-2細胞增殖,說明其增殖失控與HMGB1過表達相關[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細胞中的表達，顯著抑制HEC-1A細胞的增殖能力，誘導細胞凋亡并能阻滯細胞于G0/G1期，導致轉染HMGB1 shRNA后細胞cyclin D1、pAKT蛋白表達水平均下調。這表明HMGB1影響腫瘤增殖過程可能是通過影響PI3K/Akt信號通路。董毅飛[25]等研究表明化療藥物甲基化轉移酶抑制劑可顯著降低HMGB1 mRNA在ECC-1中的表達，從而抑制ECC-1細胞的增殖和遷移。然而在軟瓊脂集落形成實驗中，HMGB1 shRNA感染的集落形成能力有所增加。通過將HMGB1 shRNA感染的Ishikawa細胞和陰性對照shRNA感染的Ishikawa細胞皮下或通過尾靜脈注射到裸鼠中，陰性對照細胞的腫瘤形成率僅為60%，腫瘤生長非常緩慢。然而在HMGB1 shRNA感染的細胞中觀察到腫瘤形成率為100%，腫瘤生長相對較快[20]。此外，陰性對照的平均腫瘤體積遠小于HMGB1 shRNA感染細胞的平均腫瘤體積。這些結果表明HMGB1在子宮內(nèi)膜癌中呈低表達，與腫瘤生長呈負相關[26]?？梢娫诓煌瑮l件下HMGB1可能會表現(xiàn)出不同的狀態(tài)和作用機制，因此對于HMGB1在子宮內(nèi)膜癌腫瘤細胞的增殖作用有待進一步研究。

3.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌血管生成

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

4.HMGB1與子宮內(nèi)膜癌的預后

近期有關子宮內(nèi)膜癌癌癥信號傳導通路和開發(fā)新的治療等方面均取得一定進展，但未改變子宮內(nèi)膜癌預后差、發(fā)病率高的威脅。耐藥性是通過限制常規(guī)化學療法和新型生物制劑的療效來治療子宮內(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記物(CEA、CA-199)有相關性，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)表達數(shù)量明顯升高，且與化療效果呈負相關[36]。HMGB1可促進黏附細胞遷移及金屬蛋白酶的活化從而促進腫瘤細胞的浸潤與轉移，但藥物無法阻止該過程的發(fā)生[37]。由此來看，HMGB1的表達與子宮內(nèi)膜癌患者的治療及預后呈負相關[20]。

越來越多的研究已經(jīng)表明，在癌癥發(fā)展和治療中自噬具有十分重要的作用。腫瘤細胞利用這種保護性自噬作為防御細胞凋亡的屏障，從而促進抗藥性的發(fā)展。HMGB1作為常見的自噬調節(jié)因子能夠在許多正常細胞中表達，在促進細胞毒性損傷后的自噬中發(fā)揮作用[10,38]。細胞自噬利用溶酶體降解細胞器、細胞內(nèi)蛋白等細胞成分，能夠影響抗癌治療中腫瘤的反應性，從而促進腫瘤細胞的死亡[11]。而HMGB1通過與自噬調節(jié)因子Beclin1結合，調控自噬進展Beclin1-PI3KC3復合物的形成，可以誘導HMGB1的自噬，這對于抑制腫瘤發(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細胞中表達上調，并介導自噬，可以在體外對EC的化療抗藥性起作用[41]。從以上分析中可以看出，通過對HMGB1的表達進行干預可影響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、結語

HMBG1作為促炎癥細胞因子已被廣泛研究，在多種癌細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、結直腸癌等多種類型的腫瘤中表達水平增高。在子宮內(nèi)膜癌中HMGB1的表達情況及其作用是顯而易見的，然而具體的作用機制還未完全闡明，這對了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有重要的意義并為其靶向治療提供新的思路。筆者希望通過以上總結，能為相關研究提供思路，進而找到子宮內(nèi)膜癌的病因，并為了解其發(fā)病機制的分子基礎及預后治療提供幫助。