PAX基因在子宮內(nèi)膜癌中的研究進(jìn)展

譚雨桐，王艷

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦科，哈爾濱 150001)

子宮內(nèi)膜癌是指發(fā)生于子宮內(nèi)膜的一組上皮性惡性腫瘤，其中來源于子宮內(nèi)膜腺體的腺癌最常見。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)分為遺傳性及非遺傳性因素兩類，其中非遺傳性因素包括肥胖、高血壓、糖尿病、多囊卵巢綜合征等內(nèi)分泌代謝相關(guān)疾病及子宮內(nèi)膜息肉、子宮內(nèi)膜增生及腸道陰道微生態(tài)失衡等[1]。1983年，Bokhman[2]提出了子宮內(nèi)膜癌分子機(jī)制的二元論，將其分為兩型：Ⅰ型為雌激素依賴型，最常見，多可見雌孕激素受體陽性，子宮內(nèi)膜不典型增生為明確的癌前病變，預(yù)后相對(duì)良好；Ⅱ型為非雌激素依賴型，預(yù)后較差。分子生物學(xué)研究顯示，兩種類型的子宮內(nèi)膜癌均含有不同的基因突變[3]，其中Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌中最常見的基因突變包括人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α、K-ras、β聯(lián)蛋白基因突變及微衛(wèi)星不穩(wěn)定性等；Ⅱ型主要包括p53突變、p16失活、上皮鈣黏素表達(dá)減少及人表皮生長因子受體2擴(kuò)增等[4]。PAX(paired box gene)基因家族包含九大轉(zhuǎn)錄因子，在人類體內(nèi)普遍存在?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，PAX基因在人類多系統(tǒng)來源的惡性腫瘤中均呈異常表達(dá)，多機(jī)制影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程[5-6]。近年來，越來越多的研究開始探索PAX基因在子宮內(nèi)膜癌中的作用機(jī)制?，F(xiàn)就PAX基因在子宮內(nèi)膜癌中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 PAX基因概述

1.1PAX基因分類 PAX基因最早發(fā)現(xiàn)于果蠅，后在線蟲、昆蟲及各種哺乳類動(dòng)物中均發(fā)現(xiàn)了PAX基因或其同源物，且在機(jī)體生長過程中持續(xù)表達(dá)，PAX轉(zhuǎn)錄因子基因家族得名源于其內(nèi)因子均包含一可編碼128個(gè)氨基酸的高度保守的DNA結(jié)構(gòu)域——配對(duì)域[7]。該家族中大多數(shù)基因除含配對(duì)域外，還包括同源結(jié)構(gòu)域和八肽域等。其中，PAX2、PAX5、PAX8基因包含部分同源結(jié)構(gòu)域；PAX3、PAX4、PAX6、PAX7基因包含整個(gè)的同源結(jié)構(gòu)域；除PAX4、PAX6基因外，其他因子均包括八肽域[6]。根據(jù)所編碼的結(jié)構(gòu)域不同，PAX基因可分為4個(gè)亞組：第一組PAX1、PAX9；第二組PAX2、PAX5、PAX8；第三組PAX3、PAX7；第四組PAX4、PAX6[8]。

1.2PAX基因的結(jié)構(gòu)與表達(dá) PAX基因的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其表達(dá)也具有一定的特性。①PAX基因中的配對(duì)域由兩個(gè)亞結(jié)構(gòu)域組成，根據(jù)配對(duì)域N端殘基和C端殘基相互作用所占的主導(dǎo)地位，識(shí)別相應(yīng)的DNA序列。②PAX蛋白中的同源結(jié)構(gòu)域在5′-TAAT(N)2-3ATTA-3′型的回文位點(diǎn)上協(xié)同二聚，使此類同源結(jié)構(gòu)域識(shí)別不受其他同源結(jié)構(gòu)域約束的DNA序列。③配對(duì)域、同源結(jié)構(gòu)域協(xié)同作用影響DNA的識(shí)別。④八肽域的缺失或可代表PAX蛋白具有轉(zhuǎn)錄抑制活性。⑤反式激活結(jié)構(gòu)域是一種位于PAX蛋白C端的脯氨酸，可介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄抑制調(diào)控。⑥PAX蛋白可通過不同的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行轉(zhuǎn)錄激活，主要通過結(jié)合增強(qiáng)子DNA序列及影響下游基因的轉(zhuǎn)錄活性起作用。⑦PAX基因的表達(dá)具有嚴(yán)格的時(shí)間性和空間性[9-10]。

1.3PAX基因的功能 PAX基因在人體多系統(tǒng)發(fā)育過程中均起重要的調(diào)控作用。①PAX基因在苗勒氏管來源的上皮組織內(nèi)廣泛表達(dá)。同時(shí)，其在人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖道等重要器官組織的正常發(fā)育過程中也起重要的調(diào)控作用。②人體內(nèi)的PAX基因突變可導(dǎo)致重要的發(fā)育缺陷。如PAX6基因外顯子上的雜合突變可導(dǎo)致人類先天性無虹膜[11]；PAX3、PAX9基因突變分別可致人類Waardenburg綜合征[12]及牙缺失和發(fā)育不全[13]；PAX2基因突變可致其編碼產(chǎn)物的功能異常，進(jìn)而導(dǎo)致腎、眼等器官發(fā)育不良，或與部分腎缺損綜合征有關(guān)[14]。③研究發(fā)現(xiàn)，PAX基因的表達(dá)主要發(fā)生在胚胎發(fā)育期間，且在大多數(shù)結(jié)構(gòu)的終末分化期表達(dá)下調(diào)或消失；但在少數(shù)組織中，PAX基因表達(dá)會(huì)持續(xù)至成人階段[15]。④PAX基因在成人組織中表達(dá)的意義通常與干細(xì)胞樣特性、組織修復(fù)及組織穩(wěn)態(tài)有關(guān)，但仍未得到充分的研究[5]。

2 PAX基因在腫瘤中的主要作用機(jī)制

PAX基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖、分化、遷移、凋亡等過程影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。PAX基因家族成員在人類不同腫瘤中發(fā)揮促進(jìn)或抑制腫瘤的功能，作用機(jī)制復(fù)雜。其中主要作用機(jī)制如下。

2.1染色體易位致PAX基因相關(guān)融合蛋白的形成 融合蛋白指兩個(gè)或多個(gè)基因重組后產(chǎn)生的表達(dá)產(chǎn)物，人體內(nèi)融合蛋白的形成被認(rèn)為可能與腫瘤的發(fā)生機(jī)制密切相關(guān)。在甲狀腺濾泡癌中，t(2;3)(q13;p25)染色體易位致PAX8基因與過氧化物酶體增殖物激活受體γ融合產(chǎn)生融合蛋白PPFP，為癌癥發(fā)生的驅(qū)動(dòng)病變[16]；t(2;13)(q35;q14)或t(1;13)(p36，q14)為腺泡型橫紋肌肉瘤特征性的染色體易位，促使了PAX3-叉頭框蛋白O1或PAX7-叉頭框蛋白O1融合基因的形成，進(jìn)而通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、分化、凋亡等途徑導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[17]；在急性B淋巴細(xì)胞白血病中，累及PAX5基因的染色體易位dic(7;9)(p11-13;p13)可產(chǎn)生PAX5-泛素結(jié)合酶E2D4融合蛋白，促使細(xì)胞過度增殖[18]。此類與PAX基因相關(guān)的融合蛋白的形成或可為腫瘤的發(fā)生提供新機(jī)制，特征性的融合基因也為腫瘤的診斷、鑒別以及治療等提供新方向。

2.2PAX基因直接或間接調(diào)控原癌基因/抑癌基因的表達(dá) c-Met基因?yàn)樵┗?，在許多腫瘤中過表達(dá)。PAX5、PAX6基因分別在淋巴瘤、小細(xì)胞肺癌和胰腺癌中陽性表達(dá)[19-20]，通過激活原癌基因c-Met，并與其協(xié)同作用促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、遷移等。p53基因是目前在臨床被廣泛研究的腫瘤抑制基因之一，具有直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、抑制細(xì)胞生長、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的抑癌作用。Stuart等[21]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在人類原發(fā)性彌漫性星形細(xì)胞瘤中，PAX5基因與p53基因的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)；并提出PAX蛋白與p53基因中位于第一個(gè)外顯子上的結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平上抑制p53蛋白的產(chǎn)生，對(duì)其表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控，進(jìn)而起到抗細(xì)胞凋亡作用，促進(jìn)腫瘤發(fā)生。Shahbari等[22]發(fā)現(xiàn)在卵巢高級(jí)別漿液性癌中，p53基因幾乎全部發(fā)生錯(cuò)義突變，PAX8基因積極調(diào)節(jié)其表達(dá)產(chǎn)生突變型p53蛋白，后者擁有潛在的致癌活性。同時(shí)，部分PAX基因具有抑制癌癥進(jìn)展功能。在乳腺癌中，局部黏著斑激酶是一種非受體蛋白酪氨酸激酶，其定位于細(xì)胞黏附或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的接觸，調(diào)節(jié)癌癥的侵襲性和進(jìn)展；Benzina等[23-24]研究發(fā)現(xiàn)，PAX5基因通過調(diào)節(jié)局部黏著斑激酶阻遏物[p53/微RNA(microRNA，miRNA/miR)-135b]，抑制局部黏著斑激酶介導(dǎo)的信號(hào)通路，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞的遷移、侵襲和腫瘤球體的形成；Leblanc等[25]也提出，PAX5基因通過上調(diào)腫瘤抑制因子miR-215抑制乳腺癌的增殖和遷移。

2.3PAX基因表達(dá)下調(diào)或缺失影響腫瘤進(jìn)展 在人類多系統(tǒng)來源的惡性腫瘤中，PAX基因表達(dá)下調(diào)或缺失情況普遍存在，提示這一現(xiàn)象或?yàn)橛绊懩[瘤進(jìn)展的重要機(jī)制之一。DNA甲基化指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5號(hào)碳位共價(jià)鍵結(jié)合一甲基基團(tuán)。楊文艷等[26]的研究顯示，PAX1蛋白在宮頸癌中的陽性表達(dá)率明顯降低，PAX1基因高甲基化，從而致使所調(diào)控Notch1基因功能喪失，下游基因表達(dá)沉默，影響細(xì)胞正常分化[27]；且低表達(dá)的PAX1蛋白起到促進(jìn)癌癥進(jìn)展的作用。趙志華和陳可欣[28]研究也發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中PAX1蛋白的表達(dá)減少，低表達(dá)PAX1基因的乳癌MDA-MB-231細(xì)胞的侵襲和遷移能力增強(qiáng)。此外，PAX基因的表達(dá)下調(diào)也有抗癌作用，在非小細(xì)胞肺癌中，PAX5基因啟動(dòng)子區(qū)域呈高甲基化，基因表達(dá)下調(diào)或缺失，對(duì)腫瘤的生物學(xué)行為有明顯抑制作用[29]。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，PAX6基因的表達(dá)水平隨膠質(zhì)瘤惡性程度增加而顯著降低，且作為miR-335的新型靶標(biāo)，起到抗癌作用[30]?？梢?，PAX基因在癌癥中表達(dá)下調(diào)或缺失的特性可為腫瘤的治療提供新靶點(diǎn)。

3 PAX基因在子宮內(nèi)膜癌中的作用

目前，關(guān)于PAX基因家族成員與子宮內(nèi)膜癌之間的作用研究尚不全面。PAX基因家族的不同成員或可在子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程中起到促進(jìn)或抑制的作用。

3.1抑制子宮內(nèi)膜癌發(fā)生發(fā)展 目前，DNA甲基化被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)癌變及促進(jìn)轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制之一。據(jù)癌癥與腫瘤基因圖譜中的數(shù)據(jù)顯示，PAX1基因在子宮內(nèi)膜癌組織(尤其是在啟動(dòng)子部分)中的甲基化水平明顯高于正常內(nèi)膜組織[31]；另有研究發(fā)現(xiàn)，PAX1基因在正常子宮內(nèi)膜、子宮內(nèi)膜增生不伴不典型增生、子宮內(nèi)膜不典型增生組織中的免疫反應(yīng)性明顯高于子宮內(nèi)膜癌組織[32]；以上結(jié)果似可支持PAX1基因作為抑癌基因，在癌組織中的表達(dá)減弱是影響癌癥形成的重要因素這一推論。彭繼英等[33]的研究顯示，PAX2基因在子宮內(nèi)膜樣腺癌、子宮內(nèi)膜增生不伴不典型增生、子宮內(nèi)膜化生性病變及增生期子宮內(nèi)膜中的陽性表達(dá)率分別為5.9%(2/34)、7.1%(2/28)、100%(25/25)、100%(16/16)，即隨著內(nèi)膜增生程度的加重，PAX2基因的表達(dá)逐漸缺失；與孟軼婷等[34]研究結(jié)果相似?？梢?，PAX2基因表達(dá)缺失作為一早期事件，提示其參與了子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展，并可作為臨床診斷子宮內(nèi)膜癌及內(nèi)膜不典型增生的輔助指標(biāo)[35]。近年來，PAX8基因被認(rèn)為與子宮內(nèi)膜癌關(guān)系較為密切。Brunner 等[36]的研究發(fā)現(xiàn)，PAX8基因在Ⅰ型及Ⅱ型大部分子宮內(nèi)膜癌中的陽性表達(dá)率均>70%，且其表達(dá)與p53基因呈正相關(guān)；通過p53基因外顯子上的結(jié)合位點(diǎn)，直接或間接影響p53基因轉(zhuǎn)錄，在內(nèi)膜癌進(jìn)展中發(fā)揮抗腫瘤作用。此外，PAX8基因在83%的未分化子宮內(nèi)膜癌中表達(dá)呈陰性，但在癌旁正常子宮內(nèi)膜中呈彌漫性強(qiáng)陽性[37-38]，這一特性可使PAX8基因成為鑒別未分化內(nèi)膜癌和其他類型內(nèi)膜癌的重要指標(biāo)。

3.2促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌發(fā)展轉(zhuǎn)移 PAX2基因被發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜癌中具有雙重作用，除抑癌作用外，還具有原癌基因促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的功能。在Kahraman等[39]的研究中，PAX2蛋白的陽性表達(dá)率隨子宮內(nèi)膜增生程度加重呈明顯升高趨勢，故認(rèn)為PAX2基因在癌癥進(jìn)展過程中有原癌基因作用。Stuart等[21]研究發(fā)現(xiàn)，PAX2蛋白可與p53基因5′端的結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平上抑制p53蛋白的產(chǎn)生，起到抗細(xì)胞凋亡作用。雌激素-雌激素受體信號(hào)途徑在子宮內(nèi)膜癌癌變過程中起重要作用，Zeng等[40]的研究提示，PAX2基因作為雌激素受體的下游靶點(diǎn)，其轉(zhuǎn)錄水平的上調(diào)可促進(jìn)Ⅰ型(雌激素依賴型)子宮內(nèi)膜癌形成。Wang等[41]的研究提出，PAX2基因可調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶1的表達(dá)，影響細(xì)胞周期，起到促細(xì)胞增殖、增強(qiáng)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞遷移性的作用，進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展。以上研究結(jié)果均支持PAX2基因在內(nèi)膜癌進(jìn)程中的原癌基因功能。

p27基因是一種抑癌基因，其編碼的蛋白為細(xì)胞周期素和依賴性蛋白激酶抑制因子，在細(xì)胞周期中有重要的調(diào)控作用。而PAX6基因在高胰島素血癥激發(fā)的多囊卵巢綜合征患者的子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞中過表達(dá)，PAX6基因與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1B基因的啟動(dòng)子(編碼p27蛋白的基因)結(jié)合，并抑制其轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而通過負(fù)調(diào)控p27信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)致子宮內(nèi)膜不可控的增殖[42]。提示PAX6基因過表達(dá)或可成為促進(jìn)子宮內(nèi)膜增生及不典型增生的機(jī)制之一。Wu等[43]研究指出，PAX6基因在原發(fā)性子宮內(nèi)膜癌中呈高甲基化，且在轉(zhuǎn)移性的內(nèi)膜癌組織中進(jìn)一步甲基化，擁有高甲基化的CpG島，提示PAX6基因參與了內(nèi)膜癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。此外，徐傲等[44]研究發(fā)現(xiàn)，PAX9基因在正常子宮內(nèi)膜、子宮內(nèi)膜單純性增生、內(nèi)膜復(fù)雜伴不典型增生及子宮內(nèi)膜樣腺癌中的陽性表達(dá)率逐漸升高，且其陽性表達(dá)與腫瘤組織學(xué)分級(jí)、臨床分期、腫瘤浸潤程度均有較高的相關(guān)性，其機(jī)制可能為PAX9基因通過上調(diào)癌基因Bcl-2的表達(dá)，或減少Bcl-2相關(guān)X蛋白基因表達(dá)，促使凋亡相關(guān)蛋白下調(diào)等途徑間接致使胱天蛋白酶3失活，抑制細(xì)胞凋亡。

可見，PAX基因家族成員在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生進(jìn)展過程中的作用各不相同，機(jī)制復(fù)雜，主要包括基因甲基化對(duì)癌癥進(jìn)程的影響、直接或間接影響原癌基因或抑癌基因發(fā)揮作用、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期酶進(jìn)而影響細(xì)胞周期等。其中，PAX2基因在子宮內(nèi)膜癌進(jìn)展中被認(rèn)為有抑癌基因及原癌基因的雙重作用，但具體作用及機(jī)制仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。

3.3作為子宮內(nèi)膜癌的腫瘤標(biāo)志物 隨著研究的深入，分子生物學(xué)對(duì)腫瘤的意義日益增長，尋找有效的腫瘤標(biāo)志物對(duì)于癌癥的診斷及鑒別具有重要意義。Raffone等[45]采用系統(tǒng)回顧性方法研究了PAX2基因免疫組織化學(xué)診斷子宮內(nèi)膜非典型增生的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示，PAX2基因表達(dá)下調(diào)及缺失在良性子宮內(nèi)膜增生和不典型子宮內(nèi)膜增生鑒別診斷中具有中等診斷準(zhǔn)確性，且PAX2基因表達(dá)缺失有更高的特異性，證明其可能對(duì)內(nèi)膜不典型增生具有重要的診斷價(jià)值。PAX8基因在未分化子宮內(nèi)膜癌中大部表達(dá)陰性，是區(qū)分未分化子宮內(nèi)膜癌、子宮內(nèi)膜樣腺癌及子宮內(nèi)膜漿液性癌固體成分的一種有效免疫標(biāo)志物。Ozcan等[46]研究指出，PAX2、PAX8基因在苗勒氏管起源的正?；蚍悄[瘤組織中持續(xù)表達(dá)；且在原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤(黏液性腫瘤除外)中，PAX8基因在大多組織學(xué)亞型中呈強(qiáng)彌散性染色，明顯強(qiáng)于PAX2基因。以上研究表明，PAX2、PAX8基因可作為子宮內(nèi)膜癌的腫瘤標(biāo)志物，起到輔助診斷、鑒別診斷等作用，且PAX8基因在苗勒氏管起源的腫瘤中的表達(dá)優(yōu)于PAX2基因，在未來的臨床應(yīng)用中或可替代PAX2基因，成為新型的有效標(biāo)志物。

4 小 結(jié)

PAX基因在人體內(nèi)廣泛存在，且近年來被發(fā)現(xiàn)與人類多系統(tǒng)來源的惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系。目前已知PAX家族不同基因在子宮內(nèi)膜癌中，通過調(diào)節(jié)信號(hào)通路或作用于抑癌基因等機(jī)制參與子宮內(nèi)膜癌的生物學(xué)調(diào)控。此種機(jī)制的研究或可為進(jìn)一步探究子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生機(jī)制、早期預(yù)防及治療提供新方向。PAX基因家族可在上皮組織中廣泛表達(dá)，并具有在子宮內(nèi)膜癌中差異性表達(dá)的特性。因此，未來PAX基因可作為子宮內(nèi)膜癌早期診斷、預(yù)后判斷及疾病治療過程中的有效分子標(biāo)志物。