高遷移率族蛋白B1在卵巢癌中的研究進(jìn)展及應(yīng)用

胡冰冰，湯小晗，盧美松

卵巢癌作為女性常見的腫瘤疾病之一，每年新發(fā)病例達(dá)到24萬例，嚴(yán)重威脅女性生命健康[1]。發(fā)病隱匿、早期診斷困難、化療后復(fù)發(fā)及耐藥等問題導(dǎo)致卵巢癌死亡率高，總體生存率低。探索卵巢癌的發(fā)病機(jī)制、尋找新的生物標(biāo)志物和分子靶點(diǎn)，是提高卵巢癌診療效果及患者預(yù)后的主要途徑[2]。高遷移率族蛋白B1(high mobility group box-1 protein，HMGB1)廣泛參與了婦科惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展，與腫瘤的分化、惡性生物學(xué)行為及化療耐藥等密切相關(guān)。深入探究HMGB1在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的分子機(jī)制及其潛在的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)卵巢癌的早期診斷、預(yù)后評(píng)估及靶向治療等方面均具有重要的指導(dǎo)意義。在這篇綜述中，我們重點(diǎn)闡述了HMGB1在卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮的作用和可能機(jī)制及其在卵巢癌臨床診治中的應(yīng)用潛能。

1 高遷移率族蛋白B1概述

HMGB1是HMGB家族中含量最豐富的染色質(zhì)相關(guān)非組蛋白，在幾乎所有人類細(xì)胞中都有表達(dá)，生理?xiàng)l件下主要定位于細(xì)胞核中[3]。HMGB1的結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)堿性DNA結(jié)合域(A-box和B-box)和一個(gè)帶負(fù)電荷的C-末端組成[4]。A-box和B-box構(gòu)成HMGB1的非特異性DNA結(jié)合區(qū)[4]。當(dāng)結(jié)合DNA時(shí)，B-box主要負(fù)責(zé)解開DNA的結(jié)構(gòu)，而A-box負(fù)責(zé)增強(qiáng)結(jié)合DNA的活性[5]。B-box還可以與細(xì)胞核和線粒體中的DNA結(jié)合，并通過調(diào)節(jié)胞質(zhì)內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在細(xì)胞外環(huán)境中充當(dāng)炎性細(xì)胞因子[6]。C-末端包含B-box的拮抗點(diǎn)、晚期糖基化終產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)和Toll樣受體(toll-like receptors，TLRs)是其主要作用的PRPs等受體結(jié)合位點(diǎn)、組蛋白結(jié)合位點(diǎn)，具有降低B-box與DNA的結(jié)合力、參與核小體重塑等功能[3,7]。HMGB1的表達(dá)受翻譯后修飾的影響，包括乙?；⒘姿峄?、甲基化等，這些修飾可以影響蛋白質(zhì)與DNA/染色質(zhì)之間的相互作用，并調(diào)節(jié)HMGB1從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞外的移位[8]。而不同亞細(xì)胞定位的HMGB1其生物學(xué)功能不同。

HMGB1在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有多種生物學(xué)功能。HMGB1參與了腫瘤免疫抑制。腫瘤來源的HMGB1能夠激活調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活性，后者作為一種特殊的T細(xì)胞亞群，抑制自然獲得性CD8T細(xì)胞依賴的抗腫瘤免疫[9]。壞死癌細(xì)胞釋放的HMGB1，通過激活RAGE、抑制免疫激活，從而促進(jìn)化療耐藥腫瘤細(xì)胞的再生和轉(zhuǎn)移[10-11]。HMGB1也是腫瘤細(xì)胞調(diào)控新生血管形成的重要調(diào)節(jié)因子。HMGB1通過調(diào)節(jié)缺氧誘導(dǎo)因子1促進(jìn)乳腺癌、卵巢癌組織血管形成，進(jìn)而上調(diào)VEGF的表達(dá)[12-13]。HMGB1在自噬誘導(dǎo)的腫瘤發(fā)生和耐藥中起重要作用。在阿霉素和依托泊苷等藥物治療后，自噬在卵巢癌、肺癌等癌癥紫杉醇、順鉑等化療耐藥中異常激活[14]。此外，Zhang等[15]研究表明，HMGB1誘導(dǎo)的自噬增強(qiáng)導(dǎo)致多囊卵巢綜合征顆粒細(xì)胞胰島素抵抗。除此之外，HMGB1還通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、侵襲及凋亡生物學(xué)行為參與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。尤其是HMGB1與miRNA、lncRNA等非編碼RNA之間相互作用，已經(jīng)在惡性腫瘤機(jī)制研究中獲得廣泛關(guān)注[16]。

2 高遷移率族蛋白B1與卵巢癌臨床病理特征的關(guān)系

已有多項(xiàng)研究顯示HMGB1在卵巢癌患者血清及腫瘤組織中顯著高表達(dá)，且與卵巢癌患者腫瘤學(xué)分期、預(yù)后等顯著相關(guān)。Wang等[17]對(duì)12項(xiàng)關(guān)于卵巢癌中HMGB1表達(dá)水平的研究進(jìn)行了薈萃分析，結(jié)果顯示，卵巢癌患者組織和血清中HMGB1的表達(dá)均高于良性腫瘤或正常組織。Li等[18]研究表明，上皮性卵巢癌患者血清HMGB1水平隨腫瘤分期的升高而增加，且完全緩解患者血清HMGB1水平在治療后顯著降低，復(fù)發(fā)卵巢癌患者血清HMGB1水平明顯高于未復(fù)發(fā)卵巢癌患者[18]。HMGB1高表達(dá)的卵巢癌患者無進(jìn)展生存期、中位總體生存期僅為低表達(dá)者的1/2，而合并風(fēng)險(xiǎn)率則增加了1.40倍，提示HMGB1與卵巢癌患者預(yù)后密切相關(guān)[17,19]。因此，探討HMGB1在卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的可能機(jī)制將有效提高卵巢癌診治的及時(shí)性、準(zhǔn)確性及有效性，為卵巢癌的診治提供新的思路。

3 高遷移率族蛋白B1促進(jìn)卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的可能機(jī)制

3.1 高遷移率族蛋白B1通過TLR4/ NF-κB信號(hào)通路促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移

HMGB1作為一種重要的DAMP分子，通過激活卵巢癌細(xì)胞表達(dá)TLRs啟動(dòng)促炎信號(hào)通路，從而介導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞釋放各種細(xì)胞因子和趨化因子，誘導(dǎo)卵巢癌腫瘤相關(guān)炎性微環(huán)境形成。在HMGB1表達(dá)顯著增加的卵巢癌組織中，TLR4高表達(dá)，NF-κB信號(hào)通路被激活，且HMGB1高表達(dá)的卵巢癌患者腫瘤侵襲性強(qiáng)，臨床結(jié)局差[20]。Jiang等[2]對(duì)20例上皮性卵巢癌患者腫瘤組織進(jìn)行RT-qPCR及免疫印跡法，進(jìn)一步證實(shí)了HMGB1、TLR4、NF-κB在上皮性卵巢癌中表達(dá)增加。且將患者根據(jù)腫瘤分期分組，或根據(jù)分化程度分組發(fā)現(xiàn)，晚期組HMGB1、TLR4和NF-κB的表達(dá)水平均顯著高于早期組，低分化組HMGB1、TLR4、NF-κB的表達(dá)均顯著高于中、高分化組。Pearson相關(guān)性分析顯示,NF-κB、TNF-α作為下游因子與HMGB1、TLR4呈高度正相關(guān)[21]。此外，HMGB1對(duì)NF-κB信號(hào)通路的激活還能通過促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，發(fā)揮促卵巢癌侵襲和轉(zhuǎn)移的作用[22]。HMGB1/TLR4/ NF-κB信號(hào)通路與卵巢癌臨床病理特征的關(guān)系提示，HMGB1/TLR4信號(hào)通路可能與卵巢癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移等腫瘤生物學(xué)行為有關(guān)。

目前已有研究表明，黃芪皂苷IV通過調(diào)控HMGB1/TLR4信號(hào)通路抑制卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移。黃芪皂苷IV是一種具有抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和提高化療敏感性的中藥提取成分。Wang等[23]發(fā)現(xiàn)，黃芪皂苷IV能夠通過抑制巨噬細(xì)胞M2樣極化，進(jìn)而抑制卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移。HMGB1/TLR4信號(hào)通路參與了黃芪皂苷IV抑制卵巢癌進(jìn)展的分子機(jī)制。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予外源性HMGB1能夠顯著削弱黃芪皂苷IV對(duì)M2巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的抑制作用。這提示HMGB1的表達(dá)增加對(duì)其下游受體TLR4的表達(dá)具有正性調(diào)控作用，繼而發(fā)揮促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞誘發(fā)的卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的作用。因此HMGB1/TLR4信號(hào)通路可能是通過介導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2樣極化促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移，靶向HMGB1能夠有效拮抗M2巨噬細(xì)胞極化誘導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞的惡性進(jìn)展。

3.2 高遷移率族蛋白B1通過FAK/PI3K/Akt信號(hào)通路增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能

研究表明，HMGB1通過誘導(dǎo)FAK、PI3K、Akt和mTOR磷酸化而促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。BTB/POZ蛋白家族是一個(gè)進(jìn)化保守的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域，存在于重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子中，參與多種生物學(xué)過程。Ko YB[24]等發(fā)現(xiàn)BTB能夠誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞OVCAR3中FAK、PI3K和Akt去磷酸化，激活卵巢癌細(xì)胞凋亡，從而削弱其侵襲及轉(zhuǎn)移的潛能。HMGB1能夠以濃度依賴的方式激活FAK、PI3K和Akt的磷酸化，拮抗BTB誘導(dǎo)的去磷酸化過程，進(jìn)而促進(jìn)FAK/PI3K信號(hào)通路相關(guān)蛋白的表達(dá)。免疫共沉淀證實(shí)了HMGB1與BTB存在直接相互作用。且HMGB1能夠顯著促進(jìn)OVCAR3細(xì)胞遷移[24]。這些結(jié)果表明，HMGB1能夠通過拮抗BTB誘導(dǎo)的去磷酸化，激活FAK/PI3K/Akt信號(hào)通路，從而增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能。此外，HMGB1對(duì)PI3K/AKT信號(hào)通路的激活同時(shí)也促進(jìn)了血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞血管形成和侵襲能力[25]。

3.3 高遷移率族蛋白B1通過促進(jìn)血管、淋巴管生成促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移

原發(fā)性腫瘤組織的侵襲依賴于新生血管的形成。HMGB1及VEGF在卵巢癌組織中呈現(xiàn)高表達(dá)[26]。抑制HMGB1的表達(dá)能夠顯著抑制裸鼠人上皮性卵巢癌移植瘤中STAT3、VEGF-A的表達(dá)和微血管的生長(zhǎng)[13]。HMGB1通過抑制STAT3信號(hào)通路降低VEGF-A的表達(dá)和微血管形成,從而抑制腫瘤組織細(xì)胞凋亡，促進(jìn)移植瘤生長(zhǎng)。淋巴轉(zhuǎn)移是卵巢癌常見的轉(zhuǎn)移途徑之一。在腫瘤微環(huán)境中，HMGB1和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages，TAMs)則可通過促進(jìn)腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移而促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生發(fā)展。Zhang等[27]采用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)了108例卵巢組織中HMGB1、TAMs和淋巴管密度的表達(dá)。通過相關(guān)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，惡性卵巢腫瘤中HMGB1的表達(dá)水平和TAMs的浸潤(rùn)程度均高于正常卵巢組織，且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。HMGB1表達(dá)水平、TAMs數(shù)量均與淋巴管密度呈正相關(guān)。體外研究顯示，HMGB1或TAMs都能通過誘導(dǎo)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和毛細(xì)血管形成來促進(jìn)淋巴管生成。更重要的是，HMGB1與TAMs聯(lián)合應(yīng)用能夠顯著增強(qiáng)彼此促淋巴管生成的效果，二者之間協(xié)同促進(jìn)的具體分子機(jī)制還有待闡明[27]。

3.4 高遷移率族蛋白B1在SIRT1調(diào)控卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮關(guān)鍵作用

SIRT1是一種依賴煙酰胺腺苷二核苷酸(NAD+)的組蛋白去乙?；?能夠調(diào)節(jié)HMGB1乙?；桶忉尫?。Jiang等[28]通過建立細(xì)胞及裸鼠移植瘤模型證明，SIRT1通過抑制HMGB1的表達(dá)、乙?；⒑速|(zhì)移位，顯著抑制卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移和血管形成能力。HMGB1的乙酰化修飾是其發(fā)揮促癌特性的重要機(jī)制，靶向HMGB1可能是卵巢癌治療的一大潛能靶點(diǎn)。

3.5 高遷移率族蛋白B1通過調(diào)控多種蛋白質(zhì)分子促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞侵襲

梁婉琪等[29]利用RNA-seq技術(shù)檢測(cè)了SKOV3 細(xì)胞在敲除HMGB1前后多種基因的表達(dá)變化，發(fā)現(xiàn)趨化因子5(chemokine 5,CXCL5)、E2F轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子3(E2F transcription factor 3,E2F3)和叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子3(forkhead box protein P3,FOXP3)在HMGB1敲除后下調(diào)最為明顯，通過KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn)三種分子均與腫瘤增殖、侵襲通路相關(guān)。E2F3是E2F轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，作為轉(zhuǎn)錄激活因子調(diào)節(jié)細(xì)胞周期G1/S轉(zhuǎn)變，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、侵襲[30]。HMGB1通過上調(diào)E2F3的表達(dá)，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的侵襲[30]。此外，HMGB1還可以增加CXCL12的表達(dá)，抑制卵巢癌細(xì)胞凋亡[25]。

綜上所述，HMGB1可通過多種途徑促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，迫切需要評(píng)估哪些通路被激活，以及激活它們的因素。此外，了解這些途徑是否協(xié)同作用以增強(qiáng)HMGB1的促癌特性也十分重要。抑制這些通路可能成為抑制卵巢癌發(fā)生、發(fā)展的一種有前景的策略。近年來通過酵母雙雜交法聯(lián)合免疫共沉淀技術(shù)，研究者發(fā)現(xiàn)了大量在卵巢癌中與HMGB1存在直接相互作用的、新的因子，包括與細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、凋亡、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量代謝、免疫逃避等相關(guān)的多種類型[31-32]。對(duì)這些HMGB1-相互作用因子的生物學(xué)效應(yīng)及作用機(jī)制的研究將會(huì)為卵巢癌的臨床診治提供新的思路及靶點(diǎn)。

4 高遷移率族蛋白B1在卵巢癌臨床診治中的應(yīng)用潛能

鑒于HMGB1在促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移能力中具有顯著作用，其在卵巢癌臨床診療中具有較大的應(yīng)用潛能。首先，HMGB1可用于卵巢癌患者疾病診斷、進(jìn)展及預(yù)后的判斷。HMGB1高表達(dá)的卵巢癌患者，其總體平均生存期為56個(gè)月，而低/無表達(dá)患者則為104個(gè)月[33]。卵巢惡性腫瘤風(fēng)險(xiǎn)判定規(guī)則(ROMA)是一種新的卵巢癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過聯(lián)合計(jì)算CA125和HE4，對(duì)存在盆腔腫塊的婦女進(jìn)行更準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。饒歡歡[34]分析了HMGB1及ROMA單獨(dú)應(yīng)用時(shí)對(duì)卵巢癌診斷的特異性及敏感性，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用HMGB1作為卵巢癌診斷指標(biāo)時(shí)，其特異性較低；單獨(dú)以ROMA為診斷指標(biāo)時(shí)特異性雖然明顯高于HMGB1，但敏感性較低。HMGB1與ROMA聯(lián)合應(yīng)用能夠?qū)⒃\斷的敏感性及特異性分別提高到93.2%、92.3%[34]。而較高水平的血清HMGB1與較高的上皮性卵巢癌腫瘤分期、較低的生存期也密切相關(guān)[19]。因此，HMGB1有望成為上皮性卵巢疾病診斷、進(jìn)展及預(yù)后判斷的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。其次，血漿HMGB1是復(fù)發(fā)性卵巢癌多肽疫苗治療的潛在生物標(biāo)志物。Waki等[35]監(jiān)測(cè)了復(fù)發(fā)性卵巢癌患者在個(gè)體化多肽疫苗接種過程中血漿HMGB1水平的變化。研究結(jié)果顯示，HMGB1水平在第一輪免疫后有所下降，且與免疫后髓系細(xì)胞抑制頻率顯著相關(guān)，表明血漿HMGB1水平可以作為多肽疫苗接種反應(yīng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)[35]。探究HMGB1與疫苗接種者總體生存期的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中[35]。研究還表明，HMGB1還可作為卵巢癌化療敏感性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。順鉑是卵巢癌治療的一線化療藥物，順鉑耐藥是影響卵巢癌患者化療療效的主要原因。Li等[36]研究表明，順鉑耐藥的卵巢癌患者腫瘤組織中HMGB1蛋白表達(dá)陽性率為84.21%，而順鉑敏感者則為22.73%。劉曉霞等[37]以人卵巢透明細(xì)胞癌細(xì)胞系ES-2及人卵巢腺癌細(xì)胞系SKOV3位研究對(duì)象，也得到了相同的結(jié)論。 在卡鉑耐藥的卵巢癌組織中同樣也觀察到了HMGB1的高陽性率[38]。但在貝伐單抗處理后的HMGB1表達(dá)水平未見明顯變化[32]。因此，HMGB1在卵巢癌臨床診治中具有良好的應(yīng)用潛能，監(jiān)測(cè)卵巢癌患者血清、血漿及病理組織中HMGB1的水平能用以指導(dǎo)卵巢癌治療策略，改善預(yù)后，避免耐藥。

5 小結(jié)與展望

卵巢癌居高不下的發(fā)病率和病死率與其早期診斷困難、化療耐藥率高等密切相關(guān)。HMGB1在卵巢癌侵襲、轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要作用，可以作為卵巢癌腫瘤分期、預(yù)后評(píng)估、藥物敏感性判斷的潛在生物標(biāo)志物，并有望成為卵巢癌新的治療靶標(biāo)。卵巢癌作為分型最多的腫瘤，現(xiàn)有研究在上皮性卵巢中較為深入。在未來的研究中我們可以關(guān)注HMGB1在其他類型卵巢癌中的作用機(jī)制，以明確HMGB1對(duì)不同類型卵巢癌發(fā)病機(jī)制的作用是否相同。通過相關(guān)靶向治療策略的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床前試驗(yàn)、大樣本臨床數(shù)據(jù)的驗(yàn)證來全面挖掘HMGB1在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用。相信隨著研究的逐漸深入，HMGB1定會(huì)在卵巢癌的診斷、個(gè)體化治療和預(yù)后評(píng)估等方面擁有廣闊的應(yīng)用前景。