Stathmin在宮頸癌中的研究進(jìn)展

洪 帆，胡愛(ài)俠

(1.河南大學(xué)人民醫(yī)院病理科，河南 鄭州 450003；2.河南省人民醫(yī)院病理科，河南 鄭州 450003)

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢測(cè)及治療手段的不斷進(jìn)步、分子生物學(xué)的發(fā)展，惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率有逐漸降低趨勢(shì)，但仍是臨床上最具挑戰(zhàn)性的疾病之一，Stathmin與細(xì)胞分化、增殖和遷移等相關(guān)，有重要的生物學(xué)功能，因此作為一個(gè)腫瘤標(biāo)志物在近些年被研究者不斷探索。本文將從Stathmin分子結(jié)構(gòu)、主要生物學(xué)功能、與宮頸癌的關(guān)系、在臨床診治中的作用等方面進(jìn)行闡述。

1 Stathmin的分子結(jié)構(gòu)

Stathmin蛋白最初由Schubart[1]在哺乳動(dòng)物細(xì)胞和組織中發(fā)現(xiàn),由149個(gè)氨基酸構(gòu)成。Stathmin在具有增殖潛力的細(xì)胞以及神經(jīng)元中表達(dá)，但在其他終末分化細(xì)胞中表達(dá)水平降低，部分Stathmin相關(guān)蛋白也在神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)，包括頸上神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元特異性蛋白、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(retinoblastoma，RB)3及其剪接變體RB39和RB30[2]。Stathmin是磷蛋白家族的原型成員，該家族的所有成員都具有一個(gè)相似結(jié)構(gòu)域，稱為Stathmin樣結(jié)構(gòu)域。該結(jié)構(gòu)域包含4個(gè)磷酸化位點(diǎn)(ser16、ser25、ser38、ser63)，同時(shí)顯示不同的N末端區(qū)域，這可能決定其細(xì)胞定位[3-4]。

具體來(lái)講，Stathmin由3個(gè)部分構(gòu)成：N端的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)域、中心區(qū)和C端蛋白相互作用區(qū)，在有限的蛋白水解后顯示出4個(gè)結(jié)構(gòu)域(Ⅰ～Ⅳ)。結(jié)構(gòu)域Ⅰ從22位氨基酸殘基延伸至81位，該結(jié)構(gòu)域包含Stathmin磷酸化位點(diǎn)中的3個(gè)(ser25、ser38、ser63)；結(jié)構(gòu)域Ⅱ、Ⅲ分別為95～113位氨基酸殘基和113～128位氨基酸殘基；最后，結(jié)構(gòu)域Ⅳ覆蓋了超出氨基酸128位的C末端延伸。為了與微管相互作用，Stathmin片段必須跨越42～126位的最小核心區(qū)域，而Stathmin的N末端被認(rèn)為是不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)域[5]。

2 Stathmin的主要生物學(xué)功能

Stathmin對(duì)于許多真核細(xì)胞的細(xì)胞周期進(jìn)程至關(guān)重要，在細(xì)胞周期的不同階段通過(guò)磷酸化和去磷酸化作用調(diào)節(jié)細(xì)胞微管系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)平衡；在多種惡性腫瘤中呈高表達(dá)，其對(duì)疾病狀態(tài)的影響證實(shí)了Stanthmin在多種細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵作用；在調(diào)節(jié)先天及后天的恐懼中發(fā)揮重要作用，在杏仁核的外側(cè)核及在向杏仁核外側(cè)核發(fā)送有關(guān)條件性和非條件性刺激的信息的丘腦和皮質(zhì)結(jié)構(gòu)中高表達(dá)[6]。

2.1 對(duì)微管解聚活性的調(diào)控微管聚合和解聚的動(dòng)力受2種主要蛋白之間的平衡調(diào)節(jié)：微管穩(wěn)定蛋白和去穩(wěn)定蛋白，Stathmin作為去穩(wěn)定蛋白的代表之一，微管解聚活性受其在細(xì)胞周期進(jìn)程中發(fā)生的磷酸化水平的調(diào)控，在體內(nèi)被不同的蛋白激酶在4個(gè)不同的磷酸化位點(diǎn)(Ser16、Ser25、Ser38和Ser63)上磷酸化[7-8]。去磷酸化的Stathmin可與2個(gè)微管蛋白異二聚體結(jié)合,形成穩(wěn)定的復(fù)合物,而磷酸化可極大改變復(fù)合物的穩(wěn)定性，促進(jìn)微管解聚[9]。

2.2 對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)當(dāng)真核細(xì)胞發(fā)生有絲分裂分成2個(gè)子細(xì)胞時(shí)，染色體會(huì)在細(xì)胞分裂之前先分離，其分裂由紡錘體這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)介導(dǎo)，此結(jié)構(gòu)主要由微管聚合物組成。染色體在紡錘體上的運(yùn)動(dòng)取決于微管的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性，這一特性使得微管可以在伸長(zhǎng)、縮短狀態(tài)之間來(lái)回切換：從伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到收縮稱為災(zāi)難，從收縮轉(zhuǎn)換到伸長(zhǎng)稱為救援[7-8]。

在有絲分裂開(kāi)始時(shí)，前期時(shí)Stathmin活性被CDK1對(duì)S25和S38的磷酸化抑制，從而使微管聚合并組裝有絲分裂紡錘體。當(dāng)細(xì)胞后期和末期時(shí)，染色體分離完成，紡錘體必須被拆解，去磷酸化啟動(dòng)Stathmin活性，進(jìn)入新的間期。因此，在不同的狀態(tài)下，Stathmin過(guò)表達(dá)和抑制均可導(dǎo)致M期進(jìn)展異常，致使細(xì)胞在細(xì)胞周期的G2/M期積累[10]。因此，Stathmin對(duì)于有絲分裂的形成、紡錘體進(jìn)入有絲分裂的過(guò)程以及有絲分裂后期紡錘體功能的調(diào)節(jié)都具有極其重要的意義。

3 Stathmin與宮頸癌的關(guān)系

Stathmin可稱為一種新型腫瘤標(biāo)志物，其與各個(gè)系統(tǒng)的腫瘤都有一定關(guān)聯(lián)。Stathmin在肺腺癌、食管癌、卵巢癌、前列腺癌、腎上腺皮質(zhì)癌、骨肉瘤等惡性腫瘤中均可呈現(xiàn)高表達(dá)的狀態(tài)[11-16]，而其與宮頸癌的關(guān)系國(guó)內(nèi)外也有相關(guān)報(bào)道。

3.1 Stathmin在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中的作用Wang等[17]第1次證實(shí)了Stathmin在宮頸癌細(xì)胞中的表達(dá)水平在轉(zhuǎn)錄和翻譯上都明顯高于正常的宮頸上皮細(xì)胞，并通過(guò)免疫組化研究證明Stathmin的表達(dá)與宮頸癌患者臨床特征相關(guān)，包括臨床分期、組織分級(jí)、區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及血行轉(zhuǎn)移，Stathmin陽(yáng)性腫瘤患者的生存時(shí)間遠(yuǎn)低于Stathmin陰性腫瘤患者。因此Stathmin的表達(dá)不僅與宮頸癌的發(fā)生和腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)，還影響了淋巴結(jié)及血行轉(zhuǎn)移的發(fā)生，表達(dá)水平越高，宮頸癌的預(yù)后越差，但Stathmin是否可像其他病理因素一樣作為一個(gè)獨(dú)立預(yù)后因素，還需大量臨床數(shù)據(jù)證實(shí)。Stathmin不僅與宮頸癌預(yù)后有關(guān)，還與其術(shù)后殘留、復(fù)發(fā)有關(guān)。孔守芳等[18-19]通過(guò)免疫組化及免疫熒光研究發(fā)現(xiàn)，Stathmin在宮頸高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變中的高表達(dá)與其復(fù)發(fā)關(guān)系密切，聯(lián)合P27或P53檢測(cè)可更有效預(yù)測(cè)。

Howitt等[20]通過(guò)在宮頸良性和腫瘤性標(biāo)本中進(jìn)行免疫組化染色評(píng)估發(fā)現(xiàn)，Stathmin對(duì)高級(jí)別宮頸上皮內(nèi)瘤變的敏感性稍低，但比P16更具特異性，有助于區(qū)分宮頸上皮內(nèi)瘤變的分級(jí)，因此也認(rèn)為進(jìn)一步研究Stathmin和P16表達(dá)與病變持續(xù)狀態(tài)或形態(tài)學(xué)進(jìn)展的相關(guān)性是很必要的。吳倩等[21]通過(guò)對(duì)宮頸脫落細(xì)胞標(biāo)本進(jìn)行細(xì)胞塊處理發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合P16、胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA結(jié)合蛋白3和Stathmin表達(dá)檢測(cè)可能提高宮頸癌篩查的準(zhǔn)確性，而宮頸癌篩查階段準(zhǔn)確性的提高能有效減少患者誤診、過(guò)診、漏診所帶來(lái)的不良后果，為指導(dǎo)治療及評(píng)估預(yù)后奠定了基礎(chǔ)。但由于樣本量局限、細(xì)胞與組織層面的差異性等因素影響，結(jié)果需要更深入的研究證實(shí)。

3.2 Stathmin參與宮頸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移由于Stathmin在許多宮頸癌細(xì)胞中的高表達(dá)以及參與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)[22]，阻斷其基因的表達(dá)受到很多學(xué)者的關(guān)注。高萍等[23]以宮頸癌Hela細(xì)胞為靶細(xì)胞，通過(guò)轉(zhuǎn)染siRNA表達(dá)載體可有效封閉Stathmin基因表達(dá)，明顯抑制了Hela細(xì)胞的增殖，使其阻滯在分裂中期，并誘導(dǎo)發(fā)生凋亡。而后多位學(xué)者的進(jìn)一步研究[24-26]證明了宮頸癌不同細(xì)胞株(Hela細(xì)胞、Siha細(xì)胞、C33a細(xì)胞)中Stathmin基因的沉默均可抑制其增殖，并可導(dǎo)致突變型P53蛋白及Chk1蛋白的減少，進(jìn)而協(xié)同降低細(xì)胞的致瘤性。因此封閉Stathmin基因的表達(dá)不僅可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，還可一定程度控制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，在腫瘤的基因治療中提供了好的思路，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和治療方向。

3.3 Stathmin與化療藥物的敏感性Stathmin作為近幾年被高度關(guān)注的腫瘤治療靶點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度研究了其作為新腫瘤標(biāo)志物的應(yīng)用價(jià)值。Stathmin作為一種微管不穩(wěn)定蛋白，與一些化療藥物的作用靶點(diǎn)相同，都在微管系統(tǒng)，與化療藥物敏感性有關(guān)。井曉榮等[27]通過(guò)不同腫瘤細(xì)胞對(duì)長(zhǎng)春新堿和泰索帝的敏感性及Stathmin基因表達(dá)之間的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中Stathmin的表達(dá)強(qiáng)度與藥物的敏感程度有關(guān)。有學(xué)者進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)沉默Stathmin的表達(dá)能增加化療藥物順鉑的敏感性[22]。抑制腫瘤生長(zhǎng)，加快腫瘤細(xì)胞凋亡也是惡性腫瘤治療的一個(gè)方面，Stathmin參與細(xì)胞有絲分裂，Wang等[28]首次證明其可能是三氧化二砷誘導(dǎo)的宮頸癌細(xì)胞系凋亡的分子靶點(diǎn)之一，可聯(lián)合三氧化二砷和Stathmin抑制的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)未來(lái)宮頸癌的治療提供廣泛的應(yīng)用可能。Long等[29]開(kāi)發(fā)了一種由Stathmin啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的腺病毒介導(dǎo)的抗星形細(xì)胞上調(diào)基因-1單抗表達(dá)系統(tǒng)，認(rèn)為由Stathmin啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的腺病毒介導(dǎo)的星形細(xì)胞上調(diào)基因-1單抗表達(dá)可抑制宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，成為治療人類宮頸癌的輔助特異性治療方法，作為轉(zhuǎn)譯醫(yī)學(xué)治療人類宮頸癌可能具有潛在的價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

宮頸癌作為女性較常見(jiàn)并且致死率較高的惡性腫瘤，威脅著廣大女性的健康。宮頸癌篩查已被各個(gè)國(guó)家各個(gè)年齡階段的人群重視，而降低其死亡率、改善預(yù)后的有效方法就是早發(fā)現(xiàn)、早治療。我們現(xiàn)階段使用標(biāo)志物診斷宮頸上皮內(nèi)瘤變的一個(gè)共同難題是，大多數(shù)標(biāo)志物對(duì)高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變?nèi)狈μ禺愋?，以往認(rèn)為P16的彌漫染色是高危人乳頭瘤病毒感染的替代標(biāo)志物，但其也可以染色低級(jí)別鱗狀上皮內(nèi)瘤變[30-31]。而Stathmin對(duì)宮頸高級(jí)別上皮內(nèi)瘤變特異性較高，更有利于分級(jí)診療，在臨床工作中降低誤診率和漏診率?？偠灾?，Stathmin與惡性腫瘤密不可分，不僅僅是宮頸癌，其既與腫瘤細(xì)胞發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，又與患者臨床分期預(yù)后治療息息相關(guān)，過(guò)去多年的關(guān)于Stathmin的研究為我們提供了堅(jiān)實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)，這些研究結(jié)果告訴我們只有繼續(xù)從各個(gè)方面去探索Stathmin的作用、Stathmin的表達(dá)在宮頸上皮病變發(fā)展過(guò)程中的發(fā)展、與其他腫瘤蛋白的協(xié)同作用、Stathmin的表達(dá)與人乳頭瘤病毒感染是否有關(guān)系、Stathmin對(duì)化療藥物的影響、沉默Stathmin基因表達(dá)的多種結(jié)果等，對(duì)其有進(jìn)一步的了解，才能有效將其利用到惡性腫瘤的診治當(dāng)中去。現(xiàn)階段對(duì)腫瘤的傳統(tǒng)化療藥物的進(jìn)展及耐藥性研究已成為很具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新藥就需要更多類似于Stathmin等的新腫瘤標(biāo)志物出現(xiàn)，為抑制腫瘤進(jìn)展、腫瘤的靶向治療、提高化療敏感性、改善預(yù)后研究提供新的思路。