HAND2甲基化在子宮內膜癌中的研究現狀

石　敏(綜述),尹香花(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院婦產科，江蘇 揚州 225001)

HAND2甲基化在子宮內膜癌中的研究現狀

石敏△(綜述),尹香花※(審校)

(揚州大學臨床醫(yī)學院婦產科，江蘇 揚州 225001)

子宮內膜癌是發(fā)生于子宮內膜的一組上皮性惡性腫瘤，為女性生殖道三大惡性腫瘤之一,每年約有287 000例新增內膜癌患者[1]。近年來，人們生活習慣及飲食結構發(fā)生很大改變，子宮內膜癌發(fā)病率不斷上升，在某些歐美發(fā)達國家其發(fā)病率已位居女性生殖道惡性腫瘤首位[2]，成為最常見的嚴重威脅女性健康的生殖道惡性疾病。傳統(tǒng)的觀點認為，遺傳學改變如癌基因或抑癌基因的突變以及染色體異常導致了癌癥的發(fā)生。自Waddington首次提出“表觀遺傳學(epigenetics)”的概念，人們逐漸認識到表觀遺傳學異常也參與了腫瘤的形成和發(fā)展[3]。近來國外學者通過實驗研究發(fā)現，HAND2的表觀遺傳學改變在子宮內膜癌形成和發(fā)展中起著關鍵作用。在健康的子宮內膜中HAND2基因很活躍，它下調雌激素對子宮內膜的生長誘導作用，而在大多數子宮內膜癌患者中，該基因已經發(fā)生了甲基化[4]。現就該基因在子宮內膜癌中的研究現狀予以綜述。

1HAND2基因

堿性螺旋-環(huán)-螺旋(basic helix-hoop-helix，bHLH)轉錄因子家族是成員最多、最復雜的重要超家族之一，自1989年解析了第一個bHLH蛋白結構，到目前為止，已有一千多條bHLH序列得到鑒定[5]，它們廣泛存在于多種真核生物中，并在細胞的增殖和分化中發(fā)揮著重要作用。bHLH功能域由近60個氨基酸殘基組成，通過一段環(huán)狀結構連接兩個α-螺旋，bHLH通過模體二聚體化，使長螺旋的堿性部分與DNA上E-box 序列CANNTG結合而發(fā)揮調控作用。動物bHLH因其所調控基因功能不同而分成45個家族，每個家族由一至多個成員組成，其功能主要包括參與調控神經發(fā)育、肌肉血管形成等重要生物學過程。同時，根據它們的結構特點和作用的靶基因不同又分成6個組，最大的兩個組為A組和B組。HAND就屬于A組bHLH轉錄因子家族[6]。

1998年，Thomas等[7]首次報道了HAND轉錄因子存在于小鼠的bHLH家族中。HAND能與DNA上的E-box序列包括CACCTG和CAGCTG特異性結合，其氨基酸序列在不同物種間表現出較高的一致性，說明其具有高度保守的生物學功能[8-9]。研究顯示，人類HAND有兩個亞家族分別為HAND1、HAND2。其中HAND2定位于人類的 5q33染色體，在許多組織的發(fā)育過程中表達，Dai和Cserjesi[10]使用哺乳動物單雜交分析，證實了HAND2是通過結合E-box作為異源二聚體而發(fā)揮轉錄激活器作用，Liu等[11]發(fā)現其功能主要是參與腮弓、四肢、心臟及神經脊起源細胞的發(fā)育過程。

2DNA甲基化與子宮內膜癌

表觀遺傳是指在不改變基因的核苷酸序列的情況下，基因表達發(fā)生了變化并且這種變化是可遺傳的，其研究主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質重構、非編碼RNA調控等方面[12]，其中，DNA 甲基化是最早發(fā)現且重要的表觀遺傳修飾途徑之一，是指在DNA 甲基化轉移酶介導下，將甲基轉移到CpG島(CpG島是指基因中富含CpG的序列)的胞嘧啶第5位碳原子上生成 5-甲基胞嘧啶，從而影響基因表達過程。甲基化的 DNA 往往與轉錄活性下降或基因表達沉默相關[13]。在DNA甲基化異常與腫瘤關系研究中，抑癌基因啟動子區(qū)域的CpG島異常甲基化導致的轉錄沉默進而引發(fā)腫瘤備受關注，它成為除基因突變和缺失以外的引起抑癌基因失活的關鍵機制。

子宮內膜癌與其他惡性腫瘤一樣，是由多種因素導致的一種復雜的疾病。遺傳變異已經不能完全解釋子宮內膜的癌變機制。近來表觀遺傳學越來越受到關注，特別是異常的DNA甲基化被認為在子宮內膜癌形成過程中扮演一個關鍵的角色[14]。國內外研究已經證實了許多種不同基因的甲基化和表達沉默參與了子宮內膜癌的形成過程。有學者對子宮內膜癌細胞系和病理標本中雌、孕激素受體甲基化情況進行了研究，發(fā)現DNA異常甲基化能使雌孕激素表達沉默，揭示DNA異常甲基化可能參與了子宮內膜癌的形成[15-16]。國內學者岑慧等[17]用甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測PTEN及p27基因甲基化在子宮內膜癌、子宮內膜增生癥及正常子宮內膜組織中的表達情況，發(fā)現子宮內膜癌及子宮內膜增生癥組織中PTEN及p27基因甲基化率明顯高于正常子宮內膜組織，考慮其甲基化可能在子宮內膜癌的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。Chmelarova等[18]發(fā)現，GATA4基因在子宮內膜癌中存在明顯的甲基化。為了更好地服務于臨床，研究者們開始關注表觀遺傳修飾異常標志物在子宮內膜癌中的診斷價值。已有學者對此進行了實驗性研究，提取了初步診斷為子宮內膜癌患者的陰道分泌物，對其中5個基因的甲基化程度進行了分析，與對照組獲得的分析結果比較，存在很大差異[19]。DNA甲基化分析應用于子宮內膜癌的診斷與目前最常用的診斷性刮宮相比，能最大限度降低醫(yī)源性創(chuàng)傷，特別是內膜活檢取材困難時，甲基化分析可作為有效替代方法來早期診斷內膜癌。對于子宮內膜復雜性增生過長、非典型性增生或者早期內膜癌接受孕激素治療的患者，孕激素受體B基因甲基化狀態(tài)能評估孕激素治療效果以及指導醫(yī)師制訂進一步的治療方案。對于接受手術治療的患者，亦可通過分子生物學方法檢測諸如陰道分泌物或者血液中DNA甲基化程度來評估治愈和復發(fā)，并且有研究者發(fā)現這種方法與影像學檢查比較可能具有更高的敏感性[19]。然而，要使DNA甲基化分析成為臨床診斷子宮內膜癌的有效方法，仍然需要更進一步的研究。

3HAND2甲基化與子宮內膜癌

國外關于HAND2與子宮內膜的相關性研究已有一些報道。HAND2是一個基本的螺旋-環(huán)-螺旋轉錄因子，發(fā)揮啟動調節(jié)器作用，同時，它是一個干細胞多梳蛋白家族靶基因(polycomb group target gene，PCGT)[20]。文獻報道，在惡性腫瘤中PCGT啟動子甲基化比非PCGT高出12倍，表明PCGT甲基化是惡性腫瘤的一種表觀遺傳學標志[21]。HAND2在正常子宮內膜基質中表達,其主要生理功能為抑制成纖維細胞生長因子的產生，從而抑制雌激素旁分泌在子宮內膜上皮組織中促有絲分裂的增長誘導效應[22-23]。正常情況下HAND2受孕酮調節(jié)[24-25]，在以孕酮調節(jié)的抑制雌激素的增生誘導作用中是不可或缺的,缺乏HAND2將導致植入受損[22,26]。鑒于對HAND2的這些認識,不難推測,HAND2的表觀遺傳改變可能參與了子宮內膜癌的發(fā)生和發(fā)展。

2013年，英國學者Jones等[4]首次提出HAND2基因可作為子宮內膜癌的差異甲基化熱點。研究者們首先分析了正常子宮內膜組織與癌變的子宮內膜組織中27 000個 CpG島DNA甲基化情況，發(fā)現HAND2基因是排名第一的綜合性表觀基因組-相互作用組網絡分析中的熱點，這一結果也通過對另外的樣本集進行實時聚合酶鏈反應、免疫組織化學等檢測得到了進一步驗證。研究者們檢測樣本集中HAND2 信使RNA的表達，發(fā)現幾乎所有內膜癌樣本中均存在HAND2異常甲基化及明顯的信使RNA表達抑制，與此相反的，所有正常子宮內膜樣本中，DNA甲基化處于低水平而信使RNA高表達。另外，研究者們檢測了子宮內膜癌各個發(fā)展階段的HAND2甲基化和蛋白表達情況，發(fā)現該基因甲基化在子宮內膜癌前病變組織中較正常子宮內膜組織中已有所增長，證實了HAND2甲基化是一個早期事件。

已有大量研究證實，雌激素促進子宮內膜增殖，而孕激素抑制子宮內膜增殖并引起細胞分化，當體內的雌激素過多在功能上主導了孕酮，將增加子宮內膜癌的風險[27]。HAND2作為一個孕酮調節(jié)的干細胞PCGT，它在子宮內膜基質中編碼一個轉錄因子，抑制一種生長因子的產生，這種生長因子能夠介導雌激素促子宮內膜增生誘導作用。Jones等[4]還發(fā)現，HAND2甲基化在癌變前的子宮內膜病變中高表達，將導致女性對孕酮的治療反應差。臨床上，絕經后子宮出血的婦女一般都通過內膜活檢來明確診斷。然而，研究者們通過檢測具有上述癥狀婦女的子宮內膜分泌物中HAND2甲基化水平，以較高的敏感性和特異性發(fā)現了早期癌癥患者[4]。最后，研究者們通過一個特定敲除了HAND2基因的小鼠模型，研究了HAND2表觀遺傳沉默與子宮內膜癌的功能相關性[4]。

4展望

子宮內膜基質細胞中HAND2表達沉默的作用仍需要分子水平和細胞水平的驗證，HAND2甲基化用于臨床檢測，在預測早期癌癥及預防治療中的作用尚需大量的前瞻性研究及臨床試驗，其在不太常見的子宮內膜癌亞型中的作用需要進一步的研究。隨著該基因表觀遺傳學改變在子宮內膜癌中研究的不斷深入，必將有助于證實，HAND2甲基化可以用于分診臨床上出現了絕經后子宮異常出血的女性，甚至作為一項檢測標志物，來早期發(fā)現腫瘤乃至預測子宮內膜癌的風險并對預防治療做出反應。

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兼癥醫(yī)學

兼癥醫(yī)學是研究疾病的個體在空間里時間內是怎樣發(fā)生、發(fā)展和轉歸的；是臨床醫(yī)學在診斷、治療、預防的應用的一種方法學。該方法學強調了“統(tǒng)一同一時體論”在臨床、教學、科研實踐上的重要性。統(tǒng)一性強調了共性(整體性)，同一時性明確了個性(差異性)。人是由系統(tǒng)、器官、組織、細胞、分子組成的自身整體的個體，也是宇宙間的獨立體，但是必須統(tǒng)一于宇宙。

疾病一旦發(fā)生在人類群體或個體時，同種疾病盡管有共同臨床表現，但也可有千奇百怪現象發(fā)生。“統(tǒng)一同一時體論”可以完美解釋。

兼癥醫(yī)學在臨床上應用最多的是對發(fā)病機制、診斷、治療進行探討，其中又重點講述原發(fā)病、合并病、繼發(fā)病、并發(fā)癥、同源病、后遺癥和綜合征等在臨床實踐中的應用。

———劉桂蕊

摘要：隨著當前人口老齡化和肥胖的流行，子宮內膜癌的發(fā)病率一直在上升?，F代科學研究越來越多地關注表觀遺傳學異常與腫瘤發(fā)生、發(fā)展及其預后的關系，其中，DNA甲基化已成為腫瘤相關研究的熱點之一。最新研究發(fā)現，心臟神經脊衍生物表達蛋白基因2(HAND2)甲基化是子宮內膜癌中一種常見的、重要的分子改變，其可能作為一項檢測標志物用來早期發(fā)現腫瘤，甚至可以預測子宮內膜癌的風險，并對預防和治療做出反應。

關鍵詞：子宮內膜癌；心臟神經脊衍生物表達蛋白基因2；DNA甲基化

Research Status of HAND2 Methylation in Endometrial CarcinomaSHIMin,YINXiang-hua. (DepartmentofGynecologyandObstetrics,ClinicalMedicalCollege,YangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Endometrial cancer incidence is continuing to rise in the wake of the current ageing and obesity epidemics.Modern scientific research has paid more and more attention to the relationship between epigenetic abnormalities and tumor occurrence,development and prognosis,of which,DNA methylation has become one of the hot topics in cancer research.Most recent studies have found that heart and neural crest derivatives-expressed transcript 2 methylation is a common and crucial molecular alteration in endometrial cancer that could potentially be employed as a biomarker for early detection of endometrial cancer and as a predictor of prevention and treatment response.

Key words:Endometrial carcinoma; Heart and neural crest derivatives-expressed transcript 2; DNA methylation

收稿日期：2014-10-21修回日期：2014-12-28編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.15.020

中圖分類號：R711.74

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)15-2744-03