MUC1在宮頸病變和宮頸癌中的研究進展

丁麗娟(綜述)，孔　祥(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院婦產(chǎn)科，江蘇 揚州 225001)

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MUC1在宮頸病變和宮頸癌中的研究進展

丁麗娟△(綜述)，孔祥※(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院婦產(chǎn)科，江蘇 揚州 225001)

摘要：MUC1是最早發(fā)現(xiàn)的一種多功能大分子黏蛋白，正常情況下表達于多種上皮細胞和造血細胞，并參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和預后。在生殖系統(tǒng)中，MUC1的表達可能與月經(jīng)周期中類固醇激素的變化有關(guān)。通過對MUC1在正常宮頸及其相關(guān)病變和宮頸癌中表達的研究，提示MUC1可作為一種非常有價值的腫瘤生物學標志物，單獨或聯(lián)合其他生物學指標，用于宮頸病變和宮頸癌的臨床診斷、治療和預后的判斷。該文就MUC1的生物學功能、在宮頸病變和宮頸癌中的表達及其相互關(guān)系的研究進展予以綜述。

關(guān)鍵詞：宮頸病變；宮頸癌；MUC1

MUC1是一種多功能的Ⅰ型跨膜異質(zhì)二聚體，也是黏蛋白家族中發(fā)現(xiàn)最早、研究最廣的蛋白，其主要分布于各種黏膜上皮細胞和造血細胞的表面，并在多種腫瘤細胞中出現(xiàn)異常表達和高度糖基化。MUC1的表達與宮頸病變和宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和預后密切相關(guān)，但國內(nèi)外可查報道較少。現(xiàn)就MUC1在宮頸病變和宮頸癌中的研究進展予以綜述。

1MUC1的基因結(jié)構(gòu)

MUC1基因又被命名為PEM(polymorphic epithelial mucin)、EMA(epithelial membrane antigen)、DF3、CA15-3等；該基因互補DNA長為1821 bp，定位于人染色體1q21，包含7個外顯子，其中第2個外顯子含有數(shù)目可變的串聯(lián)重復序列(variable number of tandem repeats，VNTR)；不同的個體，甚至同一個體的不同等位基因上VNTR的數(shù)量也可能不同，為20～125個不等，該特點使MUC1基因的表達產(chǎn)物具有多態(tài)性；每個VNTR結(jié)構(gòu)含有60個堿基對，編碼富含脯氨酸的序列PDTRPAPGSTAPPAHGVTSA[1]。

2MUC1的蛋白結(jié)構(gòu)

MUC1是第一個被克隆的黏蛋白，最初從人的乳腺腺體組織中分離得到；它是一種高相對分子質(zhì)量糖蛋白，由核心肽和糖鏈以O(shè)-糖苷鍵相連組成，糖鏈為唾液酸化寡糖，占整個蛋白含量的50%～80%；MUC1蛋白經(jīng)自體溶解產(chǎn)生兩個亞基：①>250×103的N端胞外結(jié)構(gòu)域(又稱MUC1-N或α亞單位)；②25×103左右的C端胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域(又稱MUC-CD或β亞單位)，兩者在質(zhì)膜上形成非共價結(jié)合的異質(zhì)二聚體；MUC-CD由胞內(nèi)區(qū)(含72個氨基酸)、跨膜區(qū)(含28個氨基酸)和胞外區(qū)(含58個氨基酸)3部分組成，前兩者在不同種屬間其結(jié)構(gòu)是高度保守的，且胞內(nèi)區(qū)有7個磷酸化位點，表明其可能在MUC1的生物學功能中起重要作用(例如支持了MUC1作為信號分子的作用)；MUC1-N主要由20個氨基酸組成的數(shù)目可變的VNRT構(gòu)成；VNTR是核心肽的典型結(jié)構(gòu)，富含脯氨酸、蘇氨酸和絲氨酸3種氨基酸，占整個肽鏈氨基酸含量的20%～55%，其中脯氨酸對MUC1空間結(jié)構(gòu)的特異性及免疫原性起重要作用；不同個體間VNTR數(shù)量是由MUC1基因的多態(tài)性決定的，每個VNTR中含有5個潛在的O-糖基化位點[1-2 ]。MUC1基因轉(zhuǎn)錄后發(fā)生選擇性剪切，形成不同的互補DNA，相應編碼產(chǎn)生不同的蛋白產(chǎn)物，即同種型，至少有20種(如MUC1/A、MUC1/B、MUC1/C、MUC1/D、MUC1/X、MUC1/Y、MUC1/Z、MUC1/REP和MUC1/SEC等)，其中MUC1/X、MUC1/Y和MUC1/Z不含VNTR[1,3]，因此不含O-糖鏈，相對分子質(zhì)量也小得多；而MUC1/Y為一種新型的腫瘤標志物[4]，已用于多種上皮性腫瘤的研究。

3MUC1的生物學功能及其在腫瘤中的作用

在正常情況下，MUC1蛋白主要表達于乳腺、消化道、呼吸道和泌尿生殖道等上皮細胞的頂端及造血細胞的表面，呈極性分布，發(fā)揮潤滑和保護黏膜的作用，同時其在上皮細胞表面形成一層物理屏障，介導細胞黏附，釋放活性分子參與細胞信號轉(zhuǎn)導和免疫調(diào)節(jié)；但當上皮細胞或造血細胞發(fā)生癌變時，MUC1蛋白的結(jié)構(gòu)和功能也隨之發(fā)生變化(如黏附和抗黏附、免疫活化與免疫抑制及逃避免疫監(jiān)視等)，并參與相關(guān)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和預后[4-5]。腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移過程大多比較復雜，而黏附是腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的首要步驟；MUC1參與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的相關(guān)機制可能有：①由于腫瘤細胞中糖基轉(zhuǎn)移酶活性增強，MUC1的VNTR畸形糖基化或糖基化不完全，使得其空間構(gòu)象改變，空間位阻增大，導致腫瘤細胞對正常細胞的黏附能力減弱，而侵襲性增強，從而產(chǎn)生抗黏附作用。②腫瘤細胞膜表面的MUC1分子比較特殊，為細絲狀，呈高密度表達，它可阻礙細胞膜表面固定的配體與受體作用，降低細胞外基質(zhì)內(nèi)整合素介導的細胞間相互作用[1,4]；MUC1上的Sialy Lex表位可作為上皮鈣黏素的配體，與有炎癥或損傷的血管內(nèi)皮細胞上的上皮鈣黏素相互作用，從而有利于腫瘤細胞與血管內(nèi)皮細胞黏附，并易于穿過血管壁，促進其轉(zhuǎn)移[4]；此外，MUC1可通過下調(diào)上皮鈣黏素的表達而促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移；上皮鈣黏素是一種鈣離子依賴的細胞黏附分子，有介導細胞間結(jié)合和抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，其表達下調(diào)是腫瘤細胞侵襲性增強的步驟之一[5]。③MUC1可通過調(diào)節(jié)β聯(lián)蛋白和p53的功能及反饋回路抑制微RNA來促進細胞惡變[6]。

4MUC1在宮頸病變和宮頸癌的表達與診斷

幾乎生殖系統(tǒng)的所有上皮組織都表達MUC1(包括正常的宮頸組織)，因為這種跨膜黏蛋白表達在多種上皮細胞。Baker等[7]報道，MUC1在正常外宮頸和陰道鱗狀上皮基底細胞的細胞質(zhì)低表達；進一步研究顯示，內(nèi)宮頸腺上皮無論是否有病變，都高表達MUC1。也有研究使用流式細胞技術(shù)發(fā)現(xiàn)98.1%的HeLa細胞表達MUC1/TR[1]。宮頸癌是目前人類所有癌癥中病因最明確的癌癥，人乳頭瘤病毒感染是引起宮頸癌及癌前病變的主要因素，尤其是高危型人乳頭瘤病毒(16、18型等) 更是宮頸疾病癌變的重要因素；但人乳頭瘤病毒感染多與宮頸鱗癌有關(guān)，對于宮頸腺癌、腺鱗癌等的早期診斷較為困難[8-9]。另外，宮頸病變的組織類型或惡性程度有時在形態(tài)上難以區(qū)分；有文獻表明，MUC1可以單獨或聯(lián)合其他標志物幫助鑒別宮頸病變的組織學類型及其惡性程度[7,10-11]。最近有研究發(fā)現(xiàn)，MUC1在正常宮頸鱗狀上皮內(nèi)不表達，而在有炎癥的宮頸鱗狀上皮和宮頸鱗狀細胞癌組織中呈不同程度表達，且MUC1的表達與癌組織浸潤深度有關(guān)，即浸潤越深MUC1表達越高[7,10]。Terada[11]通過免疫組織化學的方法，研究多種因子在宮頸上皮內(nèi)瘤變Ⅲ和宮頸鏡下早期浸潤腺癌中的蛋白表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，宮頸上皮內(nèi)瘤變Ⅲ MUC1表達陽性，而宮頸鏡下早期浸潤腺癌MUC1表達陰性，這些結(jié)果提示，MUC1可作為宮頸癌發(fā)生、發(fā)展過程中重要的分子標志物。Khoury等[12]研究發(fā)現(xiàn)，MUC1單克隆抗體(Ma695)可聯(lián)合其他免疫組織化學標記分子(如p16、雌激素受體和孕激素受體等)并根據(jù)染色模式的不同區(qū)分宮頸腺癌和子宮內(nèi)膜腺癌；尤其當形態(tài)學或臨床上懷疑腫瘤的起源時，在術(shù)前明確診斷有利于手術(shù)方式的確定。與其他系統(tǒng)不同的是，生殖系統(tǒng)黏蛋白的表達可能與月經(jīng)周期中類固醇激素的變化有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，MUC1在子宮內(nèi)膜組織分泌期的早期至中期表達最高，孕激素的上調(diào)增加了MUC1的表達；檢測口服包含雌孕激素的避孕藥后宮頸黏液中MUC1的表達，發(fā)現(xiàn)其含量增加，差異有統(tǒng)計學意義[13]。但也有研究顯示，在非腫瘤性的宮頸上皮MUC1的表達不受卵巢激素的影響[12]，由于樣本數(shù)所限，其結(jié)果有待大量實驗進一步確認。

5MUC1在宮頸病變和宮頸癌治療及預后中的作用

MUC1蛋白不僅用于宮頸病變組織的診斷，也可作為一種新型血液生物學標志物用于預測宮頸病變的預后。由于血液中的循環(huán)腫瘤細胞和骨髓中轉(zhuǎn)移腫瘤細胞的檢測已用于識別微轉(zhuǎn)移灶，因此也可用于在宮頸癌患者中提示預后。Samouelian等[14]通過對11個生物標志物的研究，發(fā)現(xiàn)MUC1可作為宮頸癌淋巴結(jié)微轉(zhuǎn)移的一種指標。另外，研究表明，MUC1和CK20(cytokeratin)可作為檢測早期宮頸癌外周血微轉(zhuǎn)移的生物學指標，為判斷早期宮頸癌的復發(fā)、轉(zhuǎn)移、預后及防治提供了理論依據(jù)[15]。也有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌和宮頸上皮內(nèi)瘤變患者CD44V6和MUC1表達顯著增加，且病變程度越高，表達異常越顯著[16]?？梢姡珻D44V6和MUC1在宮頸癌的發(fā)展過程中發(fā)揮作用，有可能成為評估宮頸癌預后的生物學指標。MUC1在上皮細胞和腫瘤細胞中有獨特作用；另外,其也被證明在激活的T細胞、樹突狀細胞和單核細胞表達；而在非腫瘤性B細胞低表達，在自然殺傷細胞不表達[17]。如前所述，在惡性腫瘤組織中，MUC1表達發(fā)生質(zhì)或量的改變，主要由于其糖基轉(zhuǎn)移酶活性增強而導致糖基化不完全或畸形糖基化，暴露出正常情況下隱蔽的表位被免疫系統(tǒng)識別，成為腫瘤特異性抗原[4-5]。MUC1可通過多種途徑調(diào)節(jié)人T細胞的活化和凋亡[17-18]，如MUC1可通過體內(nèi)外核因子κB通路的調(diào)整來調(diào)節(jié)炎性反應[19]。另外，不同的MUC1剪接異構(gòu)體對炎癥的反應不同。在一項關(guān)于干眼病的研究中發(fā)現(xiàn)，MUC1/B抑制了腫瘤壞死因子α誘導的白細胞介素1β和白細胞介素8的增加，而MUC1/A增加了這兩種促炎因子的表達[2]。MUC1參與的這些免疫調(diào)節(jié)也體現(xiàn)在女性下生殖道的多個方面。①妊娠相關(guān)：MUC1在胚胎著床和阻止細菌感染過程中起著關(guān)鍵作用，在胚胎著床期MUC1的表達下調(diào)，換句話說，MUC1在子宮的高表達可能會抑制胚胎著床，從某種程度上可能增加流產(chǎn)率，而在動物實驗方面促炎因子的升高在鼠流產(chǎn)方面起到?jīng)Q定性作用[20]。②炎癥方面：許多研究檢查了下生殖道系統(tǒng)的體液免疫和細胞免疫，在陰道黏液層發(fā)現(xiàn)分泌型免疫球蛋白A與細菌結(jié)合，加強了白細胞的吞噬作用，而MUC1是否作為免疫球蛋白的吸收劑或者增強了細菌的調(diào)理作用還不確定；進一步研究表明，MUC1可能吸收了炎癥誘導的細菌產(chǎn)物并把抗細菌分泌物提呈給宿主，或者MUC1與細菌結(jié)合后可能引起宿主細胞的防御反應[21]；Domino等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠陰道內(nèi)灌注重組的MUC1多糖聚合物，部分減少了實驗性酵母菌陰道炎的發(fā)生，表明這種由不同糖鏈抗原表位的大分子多糖聚合物可能會影響真菌的感染；有流行病學資料顯示，全子宮切除患者比保留宮頸的非全子宮切除患者更有可能感染白色念珠菌，進一步的研究可評估兩種手術(shù)方式影響酵母菌性陰道炎復發(fā)的風險[23]。③宮頸癌方面：有研究發(fā)現(xiàn)， MUC1的多種剪接異構(gòu)體(即同種型)在多種宮頸癌細胞珠表達，且MUC1/X、MUC1/Y和MUC1/Z幾乎同時表達[3]；如前所述，這3種同種型缺乏VNTR，提示這些同種型可考慮作為檢測宮頸癌細胞的合適抗原，可進一步研究這些剪接異構(gòu)體在人宮頸癌組織中的表達，并闡述其與臨床之間的關(guān)系。

6小結(jié)

MUC1與宮頸病變和宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和預后等密切相關(guān)。隨著研究的不斷深入，MUC1獨特的結(jié)構(gòu)和功能特點，使其成為一種新的腫瘤分子標志物和腫瘤生物學治療的理想靶分子。MUC1單克隆抗體已在臨床上應用于多種腫瘤的治療，如乳腺癌(曲妥珠單抗，即赫賽汀)[7]和胰腺癌(馬妥珠單抗/425和西妥昔單抗/225)[24]都取得了較好的效果。目前，多種基于MUC1的疫苗開始用于腫瘤防治的研究，有些已經(jīng)進入臨床試驗階段[25]。這些可以用來指導宮頸癌的綜合治療，尤其為那些不宜手術(shù)、放化療不良反應較大或術(shù)后復發(fā)的患者帶來新的治療途徑。

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MUC1 in Cervical Lesions and Cervical Cancers

DINGLi-juan，KONGXiang.

(DepartmentofGynecologyandObstetrics,ClinicalCollegeofMedicine，YangzhouUniversity，Yangzhou225001，China)

Abstract：MUC1 is a kind of early-discovered multi-functional macromolecules mucins.Under normal circumstance,it is expressed in a variety of epithelial cells and hematopoietic cells,and participates in the process of tumor genesis,development,invasion,metastasis and prognosis.In the reproductive system,the expression of MUC1 may be related to the changes of steroids in the menstrual cycle.The expression of MUC1 in normal cervix,cervical lesions and cervical cancers,suggests that MUC1 can serve as a very valuable tumor biomarker,alone or in combination with other biological indicators,for the diagnosis,treatment and prognosis of cervical lesions and cervical cancers.Here reviews the MUC1 biological function，expression in cervical lesions and cervical cancers,and the relationship between MUC1 and them.

Key words：Cervical lesions; Cervical cancer; MUC1

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.03.017

中圖分類號:R711.74； R737.33

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)03-0428-03

收稿日期：2014-02-20修回日期：2014-08-08編輯：辛欣