HDAC1、DNMT1、RECK在宮頸癌中的研究進(jìn)展

付小玲，薛秀珍

宮頸癌是危害婦女生命與健康的惡性癌瘤之一,占女性惡性癌瘤的一半以上，死亡率位居女性惡性癌瘤第一位，且近些年來(lái)有年輕化發(fā)展的趨勢(shì)。隨著分子生物學(xué)的不斷進(jìn)步，有關(guān)腫瘤發(fā)生的基因?qū)W說(shuō)已經(jīng)受到普遍重視,新的癌基因及抑癌基因的發(fā)現(xiàn),為探討宮頸癌的發(fā)病機(jī)制、診斷和治療提供新的靶點(diǎn)，本文對(duì)HDAC1、DNMT1、RECK等基因在宮頸癌的相關(guān)研究做一綜述。

1 HDAC1

1.1 HDAC1基因結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)功能HDACs最初在釀酒酵母中發(fā)現(xiàn)，1996年在美國(guó)哈佛大學(xué)Taunton[1]等純化制備了第一種哺乳動(dòng)物細(xì)胞組蛋白去乙?；?histone deacetylase 1，HDAC1)。HDAC1其蛋白質(zhì)中含有482個(gè)氨基酸，相對(duì)分子量約為5.5萬(wàn)。在1997年有多家實(shí)驗(yàn)室?guī)缀跬瑫r(shí)報(bào)道了HDAC1可介導(dǎo)位點(diǎn)特異DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄抑制子的轉(zhuǎn)錄抑制作用[2]。HDAC1除了具有抑制基因轉(zhuǎn)錄的作用外，還能介導(dǎo)核小體結(jié)構(gòu)改變和調(diào)節(jié)基因表達(dá)，參與細(xì)胞周期進(jìn)程和分化。HDAC1表達(dá)水平的增高可以抑制基因的轉(zhuǎn)錄，促使腫瘤的發(fā)生。

1.2 HDAC1在宮頸癌中的研究進(jìn)展HDAC1與宮頸癌的關(guān)系非常密切，羅曉華等[3]采用組蛋白去乙?；敢种苿?苯丁酸鈉)作用在宮頸癌Hela細(xì)胞上，發(fā)現(xiàn)其在體外抑制人的宮頸癌Hela細(xì)胞發(fā)生增殖，使其阻滯在G0/G1期。Brehm等[4]應(yīng)用基因掃描方法進(jìn)一步證實(shí)了導(dǎo)致宮頸癌的HPV16-E7是主要作用在鋅環(huán)結(jié)構(gòu)域而直接作用在HDAC的Mi-beta部位從而影響 HDAC，而作用在腫瘤抑制因Rb，從而產(chǎn)生促使宮頸細(xì)胞的生長(zhǎng)活性。Lin[5]等研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)抑制組蛋白去乙酰化酶的功能，能使宮頸癌細(xì)胞中的E7蛋白陽(yáng)性信號(hào)中斷，組蛋白去乙?；敢种苿┲频尉谹能使HPV感染陽(yáng)性的宮頸癌患者 Hela 細(xì)胞死亡。Luczak等[6]采用實(shí)時(shí)定量PCR和Western blot方法分析發(fā)現(xiàn)，在子宮頸癌SiHa細(xì)胞中組蛋白去乙?；敢种苿┠軌蚪档虷PV16E7的轉(zhuǎn)錄和蛋白水平，從而抑制宮頸癌的發(fā)生。邢軍等[7]運(yùn)用PCR技術(shù)及免疫組化(SP)方法檢測(cè)110例慢性宮頸炎組織及宮頸上皮內(nèi)瘤樣變組織和宮頸鱗癌組織中陽(yáng)性率，其結(jié)果示：HDAC1在慢性宮頸炎組、CINⅠ組、CINⅡ組、CINⅢ組和宮頸癌組中陽(yáng)性表達(dá)率分別為 0、27.3%、41.7%、54.2%和70.0%，各組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，提示：HDAC1通過(guò)抑制基因轉(zhuǎn)錄，從而在宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展中起作用。Huang等[8]研究也顯示在子宮頸癌及子宮頸上皮內(nèi)瘤變組織中HDACs呈高表達(dá)。因而對(duì)HDAC1基因的研究可能為治療宮頸癌提供了一種新手段。

2 DNMT1

2.1 DNMT1基因結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)功能1964年Gold和Hurwit等在大腸桿菌中提取了第1個(gè)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶。1988年Bestor等[9]克隆了第1個(gè)真核生物C5胞嘧啶特異的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyctransferase 1,DNMT1)。首個(gè)被克隆出來(lái)的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶是DNMT1，人DNMT1編碼是由1 616個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，其蛋白的產(chǎn)物分子量193.5 kD，定位在19p 13.3～p 13.2，其cDNA全長(zhǎng)5 434 bp。目前已研究表明DNMT1含3個(gè)結(jié)構(gòu)域：C端的催化域，N端的某些蛋白識(shí)別的靶區(qū)域，以及未知區(qū)域。DNMT1主要是維持 DNA甲基化持續(xù)狀態(tài)的關(guān)鍵酶，即使半甲基化的雙鏈DNA 變成完全甲基化的雙鏈DNA，且可與多種蛋白作用，并參與了抑癌基因的沉默，其表達(dá)與基因印記、細(xì)胞的分化與發(fā)育、腫瘤形成等密切相關(guān)。

2.2 DNMT1在宮頸癌中的研究進(jìn)展大量研究證實(shí)，DNMTl蛋白在多種腫瘤細(xì)胞中都有異常的高表達(dá)，并認(rèn)為其活性的增高是腫瘤細(xì)胞的一個(gè)早期分子改變的特征。林貞花等[10]采用免疫組化法研究117例宮頸良、惡性病變組織中DNMTl蛋白的表達(dá)，結(jié)果顯示DNMTl蛋白表達(dá)在宮頸癌進(jìn)展過(guò)程中的早期就起著非常重要的作用。趙先蘭等[11]運(yùn)用PCR方法檢測(cè)宮頸癌HeLa細(xì)胞中DNMTl mRNA和蛋白的表達(dá)，提示DNMTl mRNA的高表達(dá)可能為宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中的一個(gè)早期事件。Sawada等[12]的研究也發(fā)現(xiàn)在宮頸癌及其癌前的病變中DNMTl蛋白呈高表達(dá)。還有研究認(rèn)為，DNMT活性的異常增高是抑癌基因呈高甲基化表達(dá)失活的主要因素，而應(yīng)用DNMT的抑制劑5-氮脫氧胞苷(5-Aza-dc)或針對(duì)DNMT進(jìn)行干擾，可降低許多與癌癥有關(guān)的抑癌基因，如Rb、P16 INK4A、RASSFlA等的甲基化，恢復(fù)抑癌基因的表達(dá)，而癌瘤的惡性表型會(huì)產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)。吳鶯等[13]用DNMT抑制劑5-Aza-dc用不同的濃度干預(yù)培養(yǎng)的4株宮頸癌細(xì)胞C233A、HeLa、CaS、SiHa，并利用PCR方法檢測(cè)FHIT基因在干預(yù)的前后表達(dá)變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)5-Aza．dc抑制了DNMT的活性后FHIT基因的mRNA在4株宮頸癌細(xì)胞中的表達(dá)明顯增強(qiáng)，而正常的對(duì)照組中無(wú)明顯的變化。通過(guò)對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)曲線的測(cè)定及細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)也檢測(cè)到去甲基化的FHIT基因，腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)顯著受限，提示甲基化的抑制劑通過(guò)抑制DNMT1的活性，干擾高甲基化抑癌基因FHIT在腫瘤組織，并激活表達(dá)，使宮頸癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)蛋白表達(dá)增高往往先于甲基化的變化。因而對(duì)DNMT1的研究有望應(yīng)用到宮頸癌的分類、早期診斷上，同時(shí)甲基化的可逆性又為去甲基化治療宮頸癌提供了新的治療方法。

3 RECK

3.1 RECK基因結(jié)構(gòu)RECK基因是1998年Takahashi等[14]發(fā)現(xiàn)的一種新型的基質(zhì)金屬蛋白酶抑癌基因(Reversion-inducing-cysteine rich protein with kazal metifs, RECK)，其蛋白定位在細(xì)胞膜的糖蛋白，基因編碼有971個(gè)氨基酸，其編碼的蛋白質(zhì)相對(duì)分子量為110 000，其中的半胱氨酸含量可達(dá)9%。RECK蛋白含有：1個(gè)N端信號(hào)序列，5個(gè)潛在糖基化位點(diǎn)，3個(gè)絲氨酸水解酶抑制區(qū)域，以及2個(gè)和表皮生長(zhǎng)因子(EGF)重復(fù)序列有弱同源的區(qū)域。另外，它的C端還含有疏水的糖蛋白I(GPI)錨定區(qū)域。

3.2 RECK生物學(xué)功能RECK可以負(fù)性調(diào)控MMPs的活性，通過(guò)抑制MMPs在降解細(xì)胞外基質(zhì)及腫瘤的血管形成中的作用從而抑制腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，它的表達(dá)下調(diào)或缺失和多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。RECK的生物學(xué)效應(yīng)主要體現(xiàn)在對(duì)MMP2、MMP9的負(fù)性調(diào)控。Masui等[15]研究顯示，胰腺癌患者中RECK基因的表達(dá)同MMP2的激活程度成反比，認(rèn)為RECK基因是通過(guò)抑制MMP2的活性從而抑制胰腺癌的侵襲力。Zhang等[16]指出胃癌細(xì)胞株及癌組織中RECK的表達(dá)與MMP9呈負(fù)相關(guān)，RECK是通過(guò)調(diào)節(jié)MMP9轉(zhuǎn)錄后的水平而作用于腫瘤的侵襲、增殖與轉(zhuǎn)移的。

3.3 RECK在宮頸癌中的研究進(jìn)展研究表明，RECK與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)。據(jù)2009年國(guó)內(nèi)的相關(guān)報(bào)道[17]，通過(guò)S-P法檢測(cè)宮頸癌和宮頸正常組織中的RECK表達(dá)，其在正常宮頸組顯著高于宮頸癌組織中的表達(dá)，宮頸癌組織中RECK的表達(dá)和浸潤(rùn)的深度與盆腔內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，說(shuō)明RECK影響宮頸癌的轉(zhuǎn)移及侵襲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也提示RECK低表達(dá)的腫瘤具有更強(qiáng)的侵襲和淋巴轉(zhuǎn)移能力，表明了RECK的表達(dá)與宮頸癌的預(yù)后有密切關(guān)系。王永欣等[18]采用免疫組化法檢測(cè)RECK蛋白在45例CIN、55例SCC及20例正常子宮頸組織標(biāo)本中的表達(dá)，結(jié)果顯示：其在宮頸鱗癌組織的表達(dá)顯著低于正常宮頸、上皮組織及不典型增生組織中的表達(dá)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明伴隨著子宮頸鱗狀細(xì)胞癌癌變過(guò)程，RECK基因蛋白表達(dá)水平逐漸下調(diào)。這也說(shuō)明了RECK 低表達(dá)的腫瘤具有更強(qiáng)的侵襲能力，提示 RECK的表達(dá)下調(diào)可能與宮頸鱗癌的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。而國(guó)外有關(guān)的臨床研究還顯示RECK可能是一個(gè)和腫瘤患者預(yù)后有關(guān)的重要因素[16,19]，腫瘤組織中RECK陽(yáng)性表達(dá)的患者預(yù)后明顯優(yōu)于陰性表達(dá)者，尤其是在一部分浸潤(rùn)性的腫瘤中，如食管鱗癌、胰腺癌和膀胱癌。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)許多藥物( 如非甾體類抗炎藥、曲古抑菌素A等) 能上調(diào)體外培養(yǎng)的人類腫瘤細(xì)胞系的RECK的表達(dá), 并且能抑制MMP的活性。未來(lái)可通過(guò)對(duì)RECK 不表達(dá)或表達(dá)減弱的腫瘤，誘導(dǎo)其表達(dá)以阻止ECM降解、抑制腫瘤轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)。因此，對(duì)RECK基因的研究,可能為判斷宮頸癌患者預(yù)后的指標(biāo)及腫瘤治療靶點(diǎn)提供了新思路。

4 問(wèn)題與展望

宮頸癌的治療傳統(tǒng)方法以手術(shù)為主、放化療為輔，但存在治療效果不理想、毒副作用大等問(wèn)題。高效治療與高毒副作用之間的矛盾成為宮頸癌治療的重要瓶頸。功能基因組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué)研究的發(fā)展將為腫瘤治療提供新的分子靶點(diǎn)。因而，對(duì)HDAC1、DNMT1、RECK等基因在宮頸癌中的研究，提高了宮頸癌的早期診斷水平，并推動(dòng)了宮頸癌病因、發(fā)病機(jī)理、轉(zhuǎn)歸、治療及預(yù)后的研究。今后有必要進(jìn)一步研究上述因子在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中的作用及相互關(guān)系，提高宮頸癌患者早期的診斷率，對(duì)宮頸癌的轉(zhuǎn)移前后進(jìn)行有效干預(yù)，逆轉(zhuǎn)或遏制腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的惡性行為，提高患者的生存率及生活質(zhì)量。

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