宮頸病變中不同基因位點(diǎn)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(jī)制之一[1]，在宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)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(guò)程中，早期發(fā)生的具有階段性及累計(jì)性的變化?，F(xiàn)階段，已有相當(dāng)多對(duì)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(dòng)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(cè)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(duì)多種甲基化基因做一詳細(xì)研究及總結(jié)。本文旨在針對(duì)現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的宮頸癌檢測(cè)基因，探究其來(lái)源、蛋白表達(dá)、作用機(jī)理，總結(jié)不同甲基化基因?qū)τ趯m頸病變預(yù)測(cè)陽(yáng)性率的薈萃分析，以達(dá)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(duì)盒(Paired box)PAX基因家族通常包含配對(duì)盒域和配對(duì)型同源域，在胎兒發(fā)育過(guò)程中是必不可少的，并且在脊柱發(fā)育過(guò)程中起著關(guān)鍵作用[3]。PAX基因家族在多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中起調(diào)控作用。而后在干細(xì)胞和成熟細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，特定的PAX表達(dá)蛋白能夠維持干細(xì)胞特性，從而影響腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展[4]。PAX1(配對(duì)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(xì)胞中PAX1基因的失活，并且這一過(guò)程被認(rèn)為與啟動(dòng)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(kuò)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(yán)重程度有顯著相關(guān)性。多項(xiàng)研究表明，隨著宮頸病變程度增加，宮頸脫落細(xì)胞中甲基化程度增加，其差異有統(tǒng)計(jì)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(yáng)性預(yù)測(cè)值(pooled PLR )及匯集陰性預(yù)測(cè)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(gè)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(gè)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(xì)胞發(fā)育，軟骨形成和神經(jīng)嵴細(xì)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(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)證明，SoxB1亞族基因能夠維持祖細(xì)胞狀態(tài)，SOX1在祖細(xì)胞中定的構(gòu)象表達(dá)可以防止它們的分化，所以SOX1基因在抑制腫瘤分化、增殖過(guò)程中起到作用[8]。而在腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)SOX1基因的低表達(dá)，這一點(diǎn)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?yàn)橐职┗颍谡＝M織中高表達(dá)，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(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌組織中SOX1表現(xiàn)為低表達(dá)[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(yáng)性預(yù)測(cè)值(pooled PLR )及匯集陰性預(yù)測(cè)值(pooled NLR)分別為0.71、0.64、2.69和0.36。 而Rogeri等[10]的實(shí)驗(yàn)中，CIN II以上的SOX1甲基化的比例在43.8%，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)SOX1基因在預(yù)測(cè)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(xiàng)生理過(guò)程，其中包括細(xì)胞分化，細(xì)胞增殖，細(xì)胞凋亡和腫瘤轉(zhuǎn)化等。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)，KRAB-ZNF 家族所編碼的KRAB的蛋白質(zhì)在細(xì)胞形態(tài)發(fā)生中起到調(diào)節(jié)作用。雖然沒(méi)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(méi)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(dá)，但在侵襲性癌癥中不表達(dá)。即ZNF582蛋白表達(dá)從正常鱗狀上皮到CIN顯著增加，然后隨著癌細(xì)胞進(jìn)展為侵襲性和轉(zhuǎn)移性形式而減少。Li等[13]對(duì)于中國(guó)人群中ZNF582甲基化對(duì)于宮頸癌及癌前病變的薈萃分析中表明，對(duì)于CINII以上的宮頸病變的預(yù)測(cè)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(shì)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(diǎn),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(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)因子,通過(guò)多種途徑廣泛參與細(xì)胞凋亡過(guò)程，在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮作用。參與調(diào)解細(xì)胞的生存、凋亡及自噬等過(guò)程。在目前對(duì)于鱗狀細(xì)胞癌和骨髓增生異常綜合征的研究中，DAPK1基因被認(rèn)為可能是鱗狀細(xì)胞癌的生物標(biāo)志物[14]。而相關(guān)研究也表明，腫瘤細(xì)胞中DAPK 基因啟動(dòng)子區(qū)域 Cp G 島的異常甲基化是DAPK 基因表達(dá)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(cè)已被證實(shí)可作為早期預(yù)測(cè)指標(biāo)，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(dòng)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(shuō)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(duì)于宮頸癌發(fā)生的OR值為 21.20(95%CI:11.14～40.35)，說(shuō)明DAPK1甲基化對(duì)于宮頸癌的發(fā)生起到明顯作用

五、結(jié)語(yǔ)與展望

毫無(wú)疑問(wèn)，宮頸癌的早期篩查、早期分流管理，對(duì)其早期治療有著重要意義。目前，常用HPV聯(lián)合液基細(xì)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(cè)，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(zhǔn)確性，降低假陽(yáng)性及假陰性率。目前對(duì)于常用的基因位點(diǎn)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(jìn)一步研究。另外有無(wú)更加有效準(zhǔn)確的基因位點(diǎn)，也有待于發(fā)現(xiàn)。相關(guān)研究報(bào)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(cè)評(píng)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。