卵巢癌Hedgehog通路研究進(jìn)展

劉靜波綜述 馬 玲審校

長(zhǎng)期以來(lái)，卵巢癌的治療模式是以手術(shù)為主，輔以化療、放療及中醫(yī)藥等治療，但效果并不顯著。因此卵巢癌的治療是當(dāng)前腫瘤婦科醫(yī)生攻克的重點(diǎn)、難點(diǎn)?，F(xiàn)就近年來(lái)卵巢癌Hedgehog通路做一綜述。

1 Hedgehog通路的研究現(xiàn)狀

目前，在脊柱動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了至少3種Hh的家族成員，包括：Sonic hedgehog(Shh)、Desert hedgehog(Dhh)和Indian hedgehog(Ihh)。現(xiàn)階段的研究表明，Dhh 更接近于果蠅的染色體組的類型，而 Shh 和 Ihh 更接近于人的染色體組。而目前，研究最多且最深入的是Shh信號(hào)通路[1]。

Shh 信號(hào)通路是 Hedgehog 信號(hào)家族的關(guān)鍵組成部分，具有高度的保守性[2]。Ruiz 等的研究表明[3]，Hedgehog信號(hào)通路在胚胎發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，它控制著細(xì)胞的增殖，并決定了細(xì)胞最終的命運(yùn)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，該通路的異常激活與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[4]。因此Shh 信號(hào)通路將有可能成為未來(lái)腫瘤治療的靶向之一[5]，并為惡性腫瘤的靶向治療提供行之有效的靶點(diǎn)。

2 hedgehog通路的構(gòu)成及功能

經(jīng)典的Shh信號(hào)通路由4 個(gè)重要基因，即 Shh、Patched、Smo 和Gli[6]，以及這4種基因分別編碼的Shh 配體、2個(gè)跨膜蛋白受體Patch、Smoothened(Smo)組成的復(fù)合體以及下游的轉(zhuǎn)錄因子Gli蛋白家族組成[7]。

2.1 Ptch蛋白

脊柱動(dòng)物的Shh，dhh，ihh等3個(gè)同源基因均可以編碼本身無(wú)活性但經(jīng)過(guò)加工修飾以后產(chǎn)生活性的Hh配體。Hh 配體活化后可以與細(xì)胞膜上的受體 Ptch(patched)和 Smo(smoothened)發(fā)揮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。PTCH 作為1種抑癌基因，是1種12 次跨膜蛋白，有2個(gè)細(xì)胞外結(jié)合域和1個(gè)細(xì)胞內(nèi)結(jié)合域。在人類的PTCH基因中，包含PTCH1和PTCH2 2個(gè)同源基因，兩者同源性達(dá)56%，分別編碼Ptch1和Ptch2 2種蛋白，這兩者結(jié)構(gòu)區(qū)域的差異主要位于C端。Ptch蛋白的主要功能是在沒(méi)有Shh配體激活的情況下，通過(guò)VitD3抑制它下游的Smo的活性[8]，從而發(fā)揮其生物學(xué)特性。

2.2 Smo蛋白

Smo 蛋白是Smo基因編碼的1個(gè)由1024個(gè)氨基酸組成的、具有7個(gè)疏水跨膜區(qū)、1個(gè)細(xì)胞外氨基端區(qū)和1個(gè)細(xì)胞內(nèi)羧基端區(qū)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，被認(rèn)為是Shh信號(hào)通路的轉(zhuǎn)換器。當(dāng)無(wú)Shh蛋白表達(dá)時(shí)，Ptch通過(guò)下游抑制Smo，但當(dāng)Shh蛋白與其配體Ptch結(jié)合時(shí)，Smo則上調(diào)下游基因表達(dá)。Han等[9]的研究表明Smo突變與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。

2.3 GLI蛋白

Gli基因家族包括 Gli1、Gli2 和 Gli3，其中Glil、Gli2 是轉(zhuǎn)錄促進(jìn)因子，Gli3 是轉(zhuǎn)錄抑制因子[10]，它們?cè)谙嗷プ饔孟乱鸺?xì)胞過(guò)度增殖，并最終將導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在Nybakken的研究中發(fā)現(xiàn)，Ptch與Shh蛋白結(jié)合則失去其對(duì)Smo的抑制作用，Smo促使Gli進(jìn)入細(xì)胞核啟動(dòng)下游基因轉(zhuǎn)錄；相反，如Smo受到抑制，則無(wú)法調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄，Gli在細(xì)胞核中阻止基因轉(zhuǎn)錄。

2.4 Shh信號(hào)通路的作用形式

Shh作為Hedgehog通路的啟動(dòng)因子，通過(guò)其受體Ptch、Smo向鄰近細(xì)胞傳遞信號(hào)，激活下游轉(zhuǎn)錄因子Gli進(jìn)而激活目的基因發(fā)揮作用[11]。該信號(hào)通路具有2種作用形式，其中當(dāng)缺少 Shh蛋白時(shí)，細(xì)胞膜上的 Ptc 受體與 Smo 蛋白結(jié)合而抑制 Smo 的活性，這種抑制最終使 Gli 蛋白被蛋白酶水解使 Gli 受抑制，并釋放出轉(zhuǎn)錄抑制蛋白，該蛋白進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)抑制目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄作用。而當(dāng) Shh 信號(hào)存在時(shí)，Shh 蛋白作為配體的形式與 Ptc 蛋白結(jié)合，Ptc 受體就會(huì)與 Smo 蛋白分離，從而解除對(duì) Smo 的抑制，進(jìn)而激活下游的 Gli，誘導(dǎo)細(xì)胞核內(nèi)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。結(jié)合以上可見(jiàn)，在 Shh 信號(hào)通路中，Shh 蛋白以配體的形式作為Hedgehog信號(hào)通路的起點(diǎn)，而 Gli 蛋白則以轉(zhuǎn)錄因子的形式成為該信號(hào)通路的終點(diǎn)。Shh 蛋白與 Smo蛋白對(duì)該信號(hào)通路均有激動(dòng)作用，而 Ptc 蛋白以受體的形式抑制并調(diào)控著信號(hào)通路的活性。目前發(fā)現(xiàn)Shh通路激活的方式有2種，第一，配體非依賴性激活方式：Shh信號(hào)通路的成員基因Ptch、Som等發(fā)生功能性缺失或者突變，導(dǎo)致下游基因激活、轉(zhuǎn)錄，表達(dá)，該激活方式見(jiàn)于部分腦、皮膚和肌肉的惡性腫瘤；第二，配體依賴性激活方式：即Shh配體過(guò)度表達(dá)，導(dǎo)致下游基因轉(zhuǎn)錄、高表達(dá)，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展，此激活方式在肺癌[12]、消化道腫瘤[13]及前列腺癌[14]中被發(fā)現(xiàn)。

3 Hedgehog通路在卵巢癌中的作用

3.1 卵巢癌Hedgehog通路的研究現(xiàn)狀

Shh信號(hào)通路在婦科腫瘤如宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌等中的作用已有較為成熟的研究，卵巢癌組織中也明顯存在 Hedgehog 信號(hào)通路的異?；罨痆15]，Shh 的過(guò)表達(dá)與 HPV16 型感染密切相關(guān)。在2000年以前，國(guó)內(nèi)外均無(wú)關(guān)于Shh通路在卵巢上皮性癌中作用的報(bào)道，2000年復(fù)旦大學(xué)婦產(chǎn)科醫(yī)院通過(guò)免疫組化法發(fā)現(xiàn)Shh信號(hào)通路Shh，Dhh，Ptch、Smo和Gli-1在正常卵巢上皮組織中不表達(dá)或者低表達(dá)，在卵巢上皮性癌中的表達(dá)高于卵巢良性上皮腫瘤。環(huán)靶明cyclopamuine是Shh信號(hào)通路阻斷劑，有實(shí)驗(yàn)利用cyclopamuine干擾Gli-1的表達(dá)，抑制癌細(xì)胞增生能力[16-17]。此項(xiàng)研究首次揭示了Shh信號(hào)通路與卵巢癌發(fā)生的關(guān)系，即：Shh信號(hào)通路在卵巢上皮癌中過(guò)度表達(dá)，提示該通路的激活可能與卵巢上皮性腫瘤的過(guò)度增殖有關(guān)。大量研究證實(shí)了卵巢癌的發(fā)生發(fā)展與該通路密切相關(guān)。2007年日本學(xué)者Horiuchi等[18]通過(guò)研究證實(shí)了hedgehog信號(hào)通路的激活與卵巢癌的發(fā)生有關(guān)，2011年南阿拉巴馬大學(xué)米歇爾癌癥研究所Ray等通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Hedgehog通路在調(diào)節(jié)卵巢癌球體形成細(xì)胞中起重要作用[19]。

3.2 關(guān)于Hedgehog信號(hào)通路抑制劑的相關(guān)研究

Hedgehog信號(hào)通路的抑制劑cyclopamine是藜蘆派生的甾族生物堿，其對(duì)hedgehog通路的作用是：作用于Smo，使Smo的空間構(gòu)象發(fā)生改變，從而通過(guò)抑制Smo的活性而抑制hedgehog信號(hào)通路及下游基因的表達(dá)，通過(guò)下調(diào)cyclinA、cyclinD1和上調(diào)p21、p27阻斷卵巢癌細(xì)胞于G1-s期，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。研究結(jié)果表明，cyclopamine對(duì)哺乳動(dòng)物的正常組織無(wú)副作用，用cyclopamine處理卵巢癌、胃癌、胰腺癌、乳腺癌、口腔鱗癌、小細(xì)胞肺癌、前列腺癌和肝癌等腫瘤細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)Gli-1和Ptch-1的表達(dá)減少，細(xì)胞生長(zhǎng)受到抑制，并且細(xì)胞凋亡加速[20-21]。

總而言之，腫瘤的發(fā)生發(fā)展是復(fù)雜、貫續(xù)、多因素調(diào)節(jié)作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程，在婦科腫瘤的臨床工作中，卵巢癌的診斷、治療是最為困難且難以解決的問(wèn)題。卵巢癌化療的耐藥性及高復(fù)發(fā)率，尋找卵巢癌的早期診斷策略及有效的治療方法變得更為意義重大。腫瘤相關(guān)基因例如Her-2、p21、p53等對(duì)卵巢癌作用的研究日趨重要，研究Hedgehog信號(hào)通路在卵巢癌發(fā)展中的作用，為卵巢癌的早期診斷及靶向治療提供了新的幫助。

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