宮頸病變中不同基因位點的甲基化修飾

于小雨 劉玉玲

DNA甲基化是影響基因轉(zhuǎn)錄，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，基因組穩(wěn)定性以及印跡基因和X染色體失活的表觀遺傳機制之一[1]，在宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展過程中，表觀遺傳學(xué)的改變與其有很大關(guān)系，DNA甲基化是宮頸癌變過程中，早期發(fā)生的具有階段性及累計性的變化。現(xiàn)階段，已有相當(dāng)多對于宮頸病變中相關(guān)基因甲基化的研究，隨著研究的深入，不同基因啟動子的高甲基化導(dǎo)致的基因沉默已被證明與宮頸癌發(fā)生有關(guān)。而特異性基因的甲基化檢測及分析也逐漸成為宮頸癌及癌前病變篩查、分類的工具之一[2]但尚未有研究能對多種甲基化基因做一詳細研究及總結(jié)。本文旨在針對現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的宮頸癌檢測基因，探究其來源、蛋白表達、作用機理，總結(jié)不同甲基化基因?qū)τ趯m頸病變預(yù)測陽性率的薈萃分析，以達到系統(tǒng)歸納、總結(jié)現(xiàn)階段存在的多種甲基化基因、幫助選擇最佳篩查方式的目的，并且為宮頸病變的早期分流、治療提供思路。

一、PAX1基因甲基化

1.PAX1基因：配對盒(Paired box)PAX基因家族通常包含配對盒域和配對型同源域，在胎兒發(fā)育過程中是必不可少的，并且在脊柱發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用[3]。PAX基因家族在多個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中起調(diào)控作用。而后在干細胞和成熟細胞中持續(xù)表達，特定的PAX表達蛋白能夠維持干細胞特性，從而影響腫瘤的發(fā)生和進展[4]。PAX1(配對盒家族基因1)是PAX家族中的一員，位于染色體20p11.2，目前研究已經(jīng)觀察到，在宮頸癌細胞中PAX1基因的失活，并且這一過程被認為與啟動區(qū)域的甲基化等有關(guān)[5]。

2.PAX1甲基化與宮頸病變：Kan等[3]應(yīng)用甲基化特異性聚合酶連反應(yīng)(MSP)及未修飾的納米金結(jié)合等位特異性擴增(AuNPs)均顯示出在宮頸刮片中PAX1基因甲基化頻率與宮頸病變的嚴重程度有顯著相關(guān)性。多項研究表明，隨著宮頸病變程度增加，宮頸脫落細胞中甲基化程度增加，其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)[6]。在Chen等[6]的薈萃分析中表明，PAX1篩查宮頸癌的匯集靈敏度(pooled sensitivity)、匯集特異度(pooled specificity)、匯集陽性預(yù)測值(pooled PLR )及匯集陰性預(yù)測值(pooled NLR)分別為0.73、0.87、5.80和0.30。

二、SOX1基因甲基化

1.SOX1基因：SOX基因家族是具有80個氨基酸序列的保守序列，目前研究將SOX基因家族分為SOXA--SOXH 9個亞族(SOXB1、SOXB2)。其功能包括參與睪丸發(fā)育，中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)發(fā)生，少突膠質(zhì)細胞發(fā)育，軟骨形成和神經(jīng)嵴細胞發(fā)育等[7]。SOX1((sex determining region Y-box1)——性別決定區(qū)域Y盒蛋白1)，屬于SOXB1亞族，幾個關(guān)鍵實驗證明，SoxB1亞族基因能夠維持祖細胞狀態(tài)，SOX1在祖細胞中定的構(gòu)象表達可以防止它們的分化，所以SOX1基因在抑制腫瘤分化、增殖過程中起到作用[8]。而在腫瘤細胞中發(fā)現(xiàn)SOX1基因的低表達，這一點與其甲基化有關(guān)?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)SOX1基因甲基化與子宮頸癌、前列腺癌、肝癌等的發(fā)生有關(guān)[9]。

2.SOX1甲基化與宮頸病變：SOX1基因為抑癌基因，在正常組織中高表達，從而抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。SOX1基因發(fā)生甲基化則抑制其表達。研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌組織中SOX1表現(xiàn)為低表達[9]。在Chen等[6]的薈萃分析中，SOX1篩查宮頸癌的匯集靈敏度(pooled sensitivity)、匯集特異度(pooled specificity)、匯集陽性預(yù)測值(pooled PLR )及匯集陰性預(yù)測值(pooled NLR)分別為0.71、0.64、2.69和0.36。 而Rogeri等[10]的實驗中，CIN II以上的SOX1甲基化的比例在43.8%，但同時也發(fā)現(xiàn)SOX1基因在預(yù)測宮頸癌中的ROC曲線下方的面積大小(AUC)僅為0.776。

三、ZNF582基因甲基化

1.ZNF582基因：鋅指蛋白 582(zinc fingerprotein 582，ZNF582)位于染色體 19 q13.43。 1991年Bellefroid等首先發(fā)現(xiàn)了KRAB-ZNF 家族(編碼含有KRAB的蛋白質(zhì))[11]。KRAB-ZNF 家族可能參與多項生理過程，其中包括細胞分化，細胞增殖，細胞凋亡和腫瘤轉(zhuǎn)化等。在動物實驗中已發(fā)現(xiàn)，KRAB-ZNF 家族所編碼的KRAB的蛋白質(zhì)在細胞形態(tài)發(fā)生中起到調(diào)節(jié)作用。雖然沒有任何關(guān)于含有KRAB的蛋白質(zhì)在人類疾病中的因果作用的明確證據(jù)，但應(yīng)用基因定位技術(shù)，包括Urrutia[11]提出，KRAB-ZNF 家族基因可能與發(fā)育腫瘤相關(guān)疾病及精神分裂癥有關(guān)。Huang等[12]的研究發(fā)現(xiàn)ZNF582在侵襲性癌組織中高度甲基化，所以ZNF582的高甲基化可能表明了癌癥侵襲的分子傾向。雖然目前沒有明確證據(jù)，但ZNF582在侵襲性癌癥病變中的沉默則表明其可能是腫瘤抑制因子。

2.ZNF582甲基化與宮頸病變：研究發(fā)現(xiàn)[13]，ZNF582蛋白在人類宮頸癌前病變中表達，但在侵襲性癌癥中不表達。即ZNF582蛋白表達從正常鱗狀上皮到CIN顯著增加，然后隨著癌細胞進展為侵襲性和轉(zhuǎn)移性形式而減少。Li等[13]對于中國人群中ZNF582甲基化對于宮頸癌及癌前病變的薈萃分析中表明，對于CINII以上的宮頸病變的預(yù)測中，ZNF582甲基化的匯集靈敏度、匯集特異度分別為0.71 (95%CI: 0.67～0.75),0.81 (95%CI:0.79～0.83)。其匯集診斷優(yōu)勢比(DOR)為12.72 (95%CI:9.93～12.68)，ROC曲線下方的面積大小(AUC)為0.85。

四、DAPK1基因甲基化

1.DAPK1基因：死亡相關(guān)蛋白激酶 1(death-associated protein kinase 1，DAPK1)基因定位于人類染色體 9q34. 1 位點,是一種Ca2+/CaM依賴的編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，作為一種正性細胞凋亡調(diào)節(jié)因子,通過多種途徑廣泛參與細胞凋亡過程，在細胞信號傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮作用。參與調(diào)解細胞的生存、凋亡及自噬等過程。在目前對于鱗狀細胞癌和骨髓增生異常綜合征的研究中，DAPK1基因被認為可能是鱗狀細胞癌的生物標志物[14]。而相關(guān)研究也表明，腫瘤細胞中DAPK 基因啟動子區(qū)域 Cp G 島的異常甲基化是DAPK 基因表達缺失的重要原因[15]。

2.DAPK1甲基化與宮頸病變：DAPK1甲基化及檢測已被證實可作為早期預(yù)測指標，為篩查宮頸病變頻率較低的女性提供額外的安全保障[16]。Cronje等[17]的研究發(fā)現(xiàn)在宮頸腺癌中DKPK1甲基化率為100%。 Xiong等[18]的薈萃分析中，宮頸癌組織中DAPK1啟動子甲基化的頻率范圍為30.0%～78.6%(中位數(shù)為59.3%)，而正常宮頸組織中為0.0%～46.7%(中位數(shù)為7.8%)。說明與正常宮頸組織相比，DAPK1甲基化在宮頸癌組織中明顯增加。Agodi等[19]的薈萃分析表明，DAPK1甲基化對于宮頸癌發(fā)生的OR值為 21.20(95%CI:11.14～40.35)，說明DAPK1甲基化對于宮頸癌的發(fā)生起到明顯作用

五、結(jié)語與展望

毫無疑問，宮頸癌的早期篩查、早期分流管理，對其早期治療有著重要意義。目前，常用HPV聯(lián)合液基細胞學(xué)檢查作為宮頸癌初篩的方法。而宮頸癌相關(guān)基因甲基化的發(fā)現(xiàn)及檢測，為宮頸癌篩查提供了新的思路，其合理方法的應(yīng)用，也能增加宮頸癌篩查的準確性，降低假陽性及假陰性率。目前對于常用的基因位點的篩查效力已有一些研究，但聯(lián)合篩查的效力、甲基化聯(lián)合HPV等還有待進一步研究。另外有無更加有效準確的基因位點，也有待于發(fā)現(xiàn)。相關(guān)研究報道了不同基因甲基化所致疾病預(yù)后有所不同，應(yīng)用甲基化的檢測評估疾病預(yù)后，指導(dǎo)治療，或利用基因修飾改變疾病預(yù)后，或可成為下一步的研究方向。