KPNA2與上皮性卵巢癌關系的研究進展

周贏，韓旭

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院生殖醫(yī)學科，哈爾濱150001)

在女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中，卵巢癌的發(fā)病率、病死率較高，是女性婦科惡性腫瘤死亡的主要原因。近年來卵巢癌的發(fā)病率呈逐年上升趨勢，發(fā)病年齡趨于年輕化，其中上皮性卵巢癌占確診卵巢癌的80%[1]。因卵巢癌早期臨床癥狀不典型，故確診時大部分已為晚期，診斷不及時往往造成臨床病理分級高和轉移率高。因此，了解上皮性卵巢癌的分子發(fā)病機制，發(fā)現(xiàn)新的分子生物標志物有助于早期發(fā)現(xiàn)疾病，對于提高患者的生存率至關重要。核轉運蛋白α2(karyopherin α2，KPNA2)參與多種致瘤蛋白的轉運，調節(jié)多種細胞活動，目前已在多種惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)了KPNA2的高表達，其在上皮性卵巢癌細胞系和組織中也存在過表達[2]。KPNA2的異常表達與上皮性卵巢癌的增殖和遷移關系密切，故了解KPNA2在上皮性卵巢癌細胞中增殖、轉移、進展的作用機制及其對順鉑類化療藥的耐藥性作用，明確其與上皮性卵巢癌預后的關系，對于判斷KPNA2能否作為卵巢癌診療的分子標志物、評估患者病情進展及預后、指導個體化治療有重要意義。通過敲減KPNA2基因，可以提高患者對順鉑等化療藥物的敏感性，減少卵巢癌細胞的增殖和遷移，延長患者的生存期，改善患者預后情況[3]?，F(xiàn)就KPNA2與上皮性卵巢癌關系的研究進展予以綜述。

1 KPNA2的生物學特性

1.1KPNA2的結構與核漿運輸過程 分子量大于40 000的蛋白質通過核孔復合體需核轉運蛋白的協(xié)助，KPNA2位于染色體17q23-q24，編碼含529個氨基酸的蛋白質，其N端為輸入蛋白β結合域，中心區(qū)域由10個重復穿膜結構的中心疏水區(qū)組成，內含2個核內定位信號結合位點，能與具有核內定位信號的貨物蛋白結合，其中第10個重復穿膜結構的中心疏水區(qū)能與轉運蛋白CAS結合；C端的功能尚缺乏報道[2]。輸入蛋白β結合域具有自我抑制功能，確保KPNA2只能在同時結合輸入蛋白β和貨物分子的情況下才能轉位至核內，入核后與小G蛋白GTP結合，釋放貨物蛋白，輸入蛋白β直接返回細胞質，KPNA2在轉運蛋白CAS的幫助下回到細胞質，完成一次核漿循環(huán)[4]。

1.2KPNA2的功能

1.2.1調節(jié)腫瘤相關蛋白的核轉運 KPNA2與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關。作為細胞核質轉運的重要蛋白，KPNA2參與了多種蛋白的轉運過程，而這些蛋白參與多種細胞進程。KPNA2運輸?shù)淖钪匾霓D運蛋白為細胞周期檢測點激酶2，細胞周期檢測點激酶2在有絲分裂過程中過表達和定位不當會增加染色體的不穩(wěn)定性，導致肝細胞癌進展[5]。KPNA2與核定位蛋白的相互作用是細胞周期檢測點激酶2轉入不可缺少的條件[6]。KPNA2還參與了轉錄因子的核漿轉運，包括轉錄因子E2F1、鋅指結構轉錄因子(多形性腺瘤基因1和LOT1)以及BTB/POZ轉錄因子[7],這些轉錄因子參與了很多重要基因的轉錄進程，在腫瘤形成中起重要作用。此外，KPNA2可以抑制p21基因的激活，從而使其處于較低的表達水平，p21的激活具有腫瘤抑制和腫瘤促進雙重作用[8]。p21的功能在很大程度上依賴于p21與蛋白的直接作用及p21的亞細胞定位。p21在細胞周期調控、轉錄調控和細胞凋亡中發(fā)揮重要作用,其機制包括磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路和p53R2[9]。KPNA2與多種腫瘤相關蛋白相互作用，包括抑癌和致癌特性蛋白，乳腺癌抑制蛋白1是一種抑癌基因，在DNA的復制及損傷修復、細胞生長周期調節(jié)等方面發(fā)揮重要作用，乳腺癌抑制蛋白1的亞細胞定位受KPNA2的調控[10]。KPNA2除參與上述腫瘤相關蛋白的轉運外，還轉運另一種具有致瘤作用的蛋白 NBS1，NBS1是一種DNA修復蛋白。Tseng等[11]利用免疫熒光技術研究核內定位信號在體內的作用發(fā)現(xiàn)，NBS1突變導致其在胞質重新分布，減少了放射線誘導的NBS1核聚集形成，抑制NSB1介導的DNA修復，突出了KPNA2與NBS1核內定位信號結合的價值，NBS1耗竭導致對放射性、光線和內源性基因毒性物質(包括乙醛)高度敏感，NBS1功能障礙導致多種惡性腫瘤的發(fā)展[12]。Chen等[13]報道，NSB1的致癌潛能是由磷脂酰肌醇-3-激酶活性和蛋白激酶B的相關激活介導，KPNA2通過影響NBS1的細胞定位，控制其作為DNA修復蛋白或磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路激活物的功能。

1.2.2參與多種細胞進程 KPNA2調節(jié)多種腫瘤相關蛋白的入核轉運，同時其也在細胞分化、免疫應答[14]、細胞修復[15]、病毒感染、轉錄調控[16]等細胞進程中發(fā)揮至關重要的作用。已有研究顯示，KPNA2能調節(jié)病毒(人類免疫缺陷病毒、多瘤病毒、皰疹病毒和人乳頭瘤病毒等)的亞細胞定位[17]。KPNA2介導的干擾素調節(jié)因子等物質的轉運與免疫系統(tǒng)有關聯(lián)。骨關節(jié)炎是最常見的關節(jié)炎類型，一些炎癥因子(如白細胞介素、腫瘤壞死因子)參與了骨關節(jié)炎的進展。研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2在骨關節(jié)炎軟骨中高表達，特別是在嚴重軟骨損傷區(qū)域，抑制KPNA2的表達可導致核因子κB p65核輸入減少，分解代謝基因表達減少，最終可能減輕軟骨的降解，減緩骨關節(jié)炎的進程[14]。此外，KPNA2在糖代謝中也有重要作用，如增加糖異生等[4]。

2 KPNA2與上皮性卵巢癌

2.1KPNA2在上皮性卵巢癌診斷中的作用 在我國，卵巢癌尤其是上皮性卵巢癌早期病情隱匿，不易發(fā)現(xiàn)，導致確診時常具有轉移率高、臨床分期較晚等特征，因此探究上皮性卵巢癌發(fā)病機制，發(fā)現(xiàn)早期分子標志物有助于早期診斷。近年來針對卵巢癌的腫瘤標志物被相繼發(fā)現(xiàn)，包括糖類抗原(carbohydrate antigen，CA)125、CA153、異常脂內代謝物脂蛋白與脂蛋白酯酶、絲氨酸蛋白酶、血清微RNA(microRNA,miR)、白細胞蛋白酶抑制因子、生存素、細胞周期蛋白D1等，以上標志物因缺乏特異性，對卵巢癌的早期診斷價值有限[18]。其中，CA125是目前應用最廣泛的血清腫瘤標志物，是用于評估卵巢癌診療效果和術后復發(fā)的腫瘤標志物之一[19]，但CA125的特異性和敏感性低，尤其是對于早期卵巢癌，CA125僅是治療效果或疾病進展的可靠標記，而不是診斷或預后指標。

Huang等[20]采用酶聯(lián)免疫吸附法檢測162例上皮性卵巢癌患者和48例健康對照者血清KPNA2水平，探討血清KPNA2水平是否可以作為診斷上皮性卵巢癌的生物標志物。結果顯示，上皮性卵巢癌患者血清中KPNA2的水平高于健康對照者，以血清中KPNA2水平為2.52 mg/L為界限，其診斷上皮性卵巢癌的靈敏度和特異度分別為71.4%、81.2%，且聯(lián)合KPNA2與CA125較單用CA125具有更高的診斷能力?？梢?，KPNA2是一種潛在的診斷上皮性卵巢癌的生物標志物，且其與CA125聯(lián)合診斷的效能更佳。

2.2KPNA2在上皮性卵巢癌中高表達的機制 核質轉運對很多細胞過程都很重要，如基因表達、細胞周期過程、信號轉導等，這些機制有助于惡性腫瘤的轉化，可為卵巢癌的治療提供靶點。KPNA2可增強癌細胞的遷移能力和活力，敲減KPNA2基因可以抑制卵巢癌細胞的遷移。研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2可促進上皮性卵巢癌細胞的增殖和形成腫瘤，而敲減KPNA2基因在體內外均能有效抑制上皮性卵巢癌細胞的增殖和致瘤性，其機制可能為KPNA2上調c-Myc的表達，促進G1/S細胞周期轉變，增強c-Myc的轉錄活性，激活蛋白激酶B，抑制叉頭框蛋白O3a的活性，下調周期蛋白依賴性激酶抑制劑p21Cip1和p27Kip1的表達，上調周期蛋白依賴性激酶調節(jié)因子細胞周期蛋白D1的表達[21]。上皮性卵巢癌常見的轉移途徑包括直接擴散、淋巴轉移等。研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2過表達和敲減對上皮性卵巢癌細胞的遷移、侵襲和上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)有影響[22]。KPNA2通過活化蛋白激酶B/糖原合成酶激酶3β/Snail誘導EMT，促進上皮性卵巢癌細胞的遷移和侵襲，KPNA2的過表達增強了間質標志物(如波形蛋白、纖維連接蛋白、神經(jīng)鈣黏素)的表達，抑制上皮標志物(如α聯(lián)蛋白)的表達，提示KPNA2可能參與卵巢癌的EMT過程[22]。miR-26b與KPNA2表達呈負相關，KPNA2被證實是miR-26b的直接靶點。KPNA2下調或miR-26b異位表達可下調八聚體結合轉錄因子4、波形蛋白的表達，上調上皮鈣黏素的表達[23]，miR-26b/KPNA2軸通過減少八聚體結合轉錄因子4的表達抑制腫瘤的增殖和轉移，說明miR-26b/KPNA2/八聚體結合轉錄因子4軸在上皮性卵巢癌癌變和進展中發(fā)揮重要作用[23]。高級別漿液性卵巢癌攜帶有p53突變基因，KPNA2參與p53的入核轉運，從而調節(jié)p53的生物學以及病理學功能，但其具體作用機制仍有待進一步研究。

2.3KPNA2與上皮性卵巢癌預后的相關性 卵巢癌發(fā)病率居婦科腫瘤第三位，病死率極高，其中絕大部分為上皮性卵巢癌[24]。據(jù)統(tǒng)計，美國每年新發(fā)卵巢癌病例約22 530例，死亡13 980例[24]。中國每年新發(fā)約52 100例，死亡22 500例[25]。一些癌基因與卵巢癌的發(fā)生相關，包括人表皮生長因子受體2[26]、抑制素A、 前列腺蛋白[27]和抑癌基因p53、乳腺癌抑制蛋白1、人胰島素生長因子結合蛋白[28]、長鏈非編碼RNA[29]。在卵巢癌中，KPNA2的表達與特定組織學類型、臨床分期、組織學分級及腫瘤復發(fā)相關。KPNA2的高表達與國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期、淋巴轉移、總生存率、無病進展相關[1]。KPNA2在上皮性卵巢癌的發(fā)生、分化和癌變過程中發(fā)揮重要作用，可能是判斷上皮性卵巢癌患者預后不良的指標。

Zheng等[1]研究發(fā)現(xiàn)，102例(49.0%)上皮性卵巢癌標本中有50例KPNA2呈陽性表達(++或+++)，而在正常人卵巢表面的上皮組織中KPNA2呈陰性表達(-/+)，KPNA2在卵巢癌組織中的表達率是正常卵巢組織中的8倍。按照國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟標準分期，KPNA2在Ⅰ期和Ⅱ期患者中適當表達，在Ⅲ期和Ⅳ期患者中普遍表達，隨著病理分級的升高，KPNA2的表達率顯著上升[1]。KPNA2的表達也與組織學類型有關，KPNA2在卵巢生殖細胞惡性腫瘤中也呈高表達，與不良預后有關[30]。與腫瘤未復發(fā)患者相比，KPNA2在復發(fā)患者中的表達率顯著升高，Kaplan-Meier生存曲線顯示，KPNA2陽性上皮性卵巢癌患者的生存率明顯低于KPNA2陰性患者；Log-Rank檢驗發(fā)現(xiàn)，KPNA2陰性患者的5年總生存率高于KPNA2陽性患者,且KPNA2的陽性表達與患者年齡或最佳的腫瘤細胞減滅治療無關[1]。研究表明，KPNA2參與多種腫瘤細胞的發(fā)生發(fā)展進程，其表達增加與患者的預后相關，這一觀點已經(jīng)在細胞學水平證實[1]。KPNA2參與了細胞的惡性轉變過程，而沉默KPNA2的表達可以降低腫瘤細胞的遷移及侵襲能力[3]，這為KPNA2作為腫瘤治療的靶基因奠定基礎。

2.4KPNA2在上皮性卵巢癌治療中的作用 卵巢癌早期癥狀隱匿，不易發(fā)現(xiàn)，70%的患者發(fā)現(xiàn)時已為Ⅲ期或Ⅳ期，5年存活率僅為30%[31]。雖然近年來，新的治療方法延長了患者的生存時間，但是總體預后并未改善。卵巢癌患者病死率高的原因主要有兩個方面，一方面為自身原因，如腫瘤發(fā)現(xiàn)時已處于晚期并伴有區(qū)域轉移等，另一方面為機體對化療藥物的耐藥，因此應當明確治療靶點及機體的耐藥機制[32]。卵巢癌一線化療藥物以鉑類和紫杉烷類為主，療效較好，但是隨著化療周期的延長，大部分患者會出現(xiàn)耐藥反應，嚴重者會導致腫瘤復發(fā)[33]。化療初期卵巢癌細胞對化療藥物敏感，因此治療前的基因檢測尤為重要，明確具體靶向基因，可有效減少耐藥的發(fā)生。沉默KPNA2基因后，順鉑對人卵巢癌細胞的抑制率明顯上升、半抑制率值明顯降低、細胞凋亡率明顯升高、細胞遷移率明顯降低，說明沉默KPNA2基因能夠提高人卵巢癌細胞對順鉑化療的敏感性，從而有效抑制腫瘤細胞增殖、促進其凋亡[34]。核質轉運系統(tǒng)的失調會導致特定貨物蛋白的定位改變，從而導致不正確的空間排列，進而發(fā)生病理改變。因此，抑制核轉運機制以及靶向定位錯誤的蛋白質是一種很有前途的治療干預策略。迄今為止，已經(jīng)開發(fā)了幾種核輸入/輸出抑制劑，并在臨床試驗中測試了它們的抗癌或抗病毒潛力。KPNA2通過影響細胞增殖、分化、DNA修復和腫瘤相關物質的核輸入等過程致癌。故推測KPNA2可能成為治療腫瘤耐藥性的一個靶點。

3 結 語

KPNA2在上皮性卵巢癌中高表達，對卵巢癌細胞增殖、遷移及判斷預后有重要意義，并與特定組織學類型、臨床分期、病理分級、腫瘤復發(fā)及生存率有相關性。KPNA2低表達時，可以提高卵巢癌細胞對順鉑化療的敏感性，從而有效抑制腫瘤細胞增殖、促進其凋亡，改善患者的預后，延長生存期。因此，深入研究KPNA2在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用及具體機制可為卵巢癌的早期診斷、早期治療提供新方向，并以此為契機研究針對KPNA2的靶向治療藥物，以改善患者預后。