叉頭框家族與子宮內(nèi)膜癌的相關(guān)性研究進(jìn)展

蓋娜 劉志強(qiáng) 于文靜 楊世慧

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院婦科 256600

子宮內(nèi)膜癌（endometrial carcinoma，EC）是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，近年來其發(fā)病率呈上升趨勢。研究表明，EC早期治療5年無病生存率可達(dá)93%，5年總生存率可達(dá)到98%［1］。但該病的發(fā)病機(jī)制目前尚不明確。Bokhman在1983年首次將EC分為雌激素依賴型（Ⅰ型）和非雌激素依賴型（Ⅱ型），Ⅰ型更為常見，約占EC的80%，其發(fā)病可能由于雌激素對子宮內(nèi)膜的長期作用引起子宮內(nèi)膜增生進(jìn)而導(dǎo)致癌變。Ⅱ型與雌激素?zé)o明確關(guān)系，大部分發(fā)生于萎縮的子宮內(nèi)膜，其發(fā)病可能與癌基因或抑癌基因突變有關(guān)。臨床中EC患者常為絕經(jīng)后患者，其發(fā)病與內(nèi)源或外源性高雌激素并無明顯關(guān)系，且激素治療效果不好，預(yù)后較差，這就需要尋找其他相關(guān)發(fā)病機(jī)制。叉頭框轉(zhuǎn)錄因子（forkhead box，F(xiàn)OX）是一組高度保守的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，F(xiàn)OX家族參與細(xì)胞凋亡、周期調(diào)控、胚胎發(fā)育等，與許多疾病相關(guān)。目前，越來越多證據(jù)顯示FOX在EC的發(fā)生發(fā)展中起作用，有望成為EC早期診斷和治療靶點(diǎn)。本文概述FOX家族的結(jié)構(gòu)功能，總結(jié)其家族不同因子在EC發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展，以期為EC的診斷治療提供新的方向。

FOX家族的結(jié)構(gòu)功能

FOX家族是一類DNA結(jié)合區(qū)具有翼狀螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，最初由Weigel于1989年在果蠅中克隆出來。隨后，Lai等在大鼠中發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子HNF-3A，通過對其進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)合區(qū)相似性高，這就是FOX家族的創(chuàng)始成員。FOX是一組具有高度保守的叉頭區(qū)DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，共110個(gè)氨基酸，其三維結(jié)構(gòu)由兩個(gè)W1和W2環(huán)（或翼）和3個(gè)螺旋組成。由于形似蝴蝶，又被稱為“翼-螺旋”結(jié)構(gòu)域。FOX家族由50個(gè)人類基因組成員（加2個(gè)已知的偽基因，F(xiàn)OXO1B和FOXO3B）以及44個(gè)小鼠基因組成員組成［2］。除最常見的FOXO亞族外，還包括A、C、M、P等19個(gè)亞族。FOX家族蛋白功能涉及胚胎發(fā)育、細(xì)胞周期調(diào)控、糖類和脂類代謝、生物老化、免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)過程，其突變和表達(dá)異常與發(fā)育畸形、代謝性疾病以及腫瘤發(fā)生有關(guān)。研究FOX轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)譜、遺傳改變和表觀遺傳改變，及其結(jié)合蛋白和靶基因，了解FOX轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)模式及與發(fā)育障礙和疾病的關(guān)系，以更好地針對相關(guān)性疾病開發(fā)治療和預(yù)防的新藥物。

FOX家族在子宮內(nèi)膜癌中作用的研究進(jìn)展

1、FOXO亞族

FOXO亞家族參與細(xì)胞周期抑制、細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激防御以及DNA的修復(fù)，是FOX家族中參與細(xì)胞凋亡和周期調(diào)控最重要的一個(gè)亞群。FOXO亞族主要抑制細(xì)胞增殖，具有G1期阻滯、G2期延遲、DNA修復(fù)和凋亡誘導(dǎo)作用，并在調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程和誘導(dǎo)凋亡中起腫瘤抑制作用。

1.1、FOXO1 PTEN基因通過阻斷G1期、負(fù)調(diào)節(jié)PI3K/AKT細(xì)胞生存途徑等調(diào)控細(xì)胞周期及凋亡，其突變是EC最常見的發(fā)病機(jī)制。FOXO1是PI3K/AKT通路的直接下游靶點(diǎn)［3］，該通路與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。FOXO1參與調(diào)節(jié)正常子宮內(nèi)膜的蛻膜化，并和孕酮受體一起在子宮內(nèi)膜蛻膜化及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面起重要作用，抑制AKT和使用孕激素治療能夠增加FOXO1蛋白的表達(dá)，抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)分化和凋亡。EC中FOXO1和GADD45a mRNA的蛋白表達(dá)相較于正常子宮內(nèi)膜明顯減少，F(xiàn)OXO1的丟失破壞了正常的子宮內(nèi)膜，導(dǎo)致不可控的細(xì)胞增殖，增加了對基因毒性損傷的易感性［4］。FOXO1的低表達(dá)與子宮內(nèi)膜樣腺癌組織分化程度、臨床病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)［5］，且與HOXA10表達(dá)下調(diào)呈高度正相關(guān)［6］，說明FOXO1可能與HOXA10相互作用共同參與EC的發(fā)展。相較于非侵襲性EC，侵襲性EC中FOXO1下調(diào)和凋亡減少，具有PIK3CA突變的侵襲性EC可能通過miR-27過度表達(dá)降低FOXO1表達(dá)，并通過PI3K/AKT途徑下調(diào)FOXO1，表明miR27-FOXO1串聯(lián)體可以抑制細(xì)胞凋亡［7］。FOXO1能夠介導(dǎo)二甲雙胍抑制EC細(xì)胞生長，其作用途徑AMPK-FOXO1通路可作為新的抗腫瘤治療靶點(diǎn)［8］。而對于有生育要求的放置IUD行保守治療的早期EC患者，F(xiàn)OXO1 mRNA水平可能作為檢測反應(yīng)的生物標(biāo)志物［9］。

1.2、FOXO3a 不同于FOXO1在子宮內(nèi)膜分泌期表達(dá)增加，F(xiàn)OXO3a在分化子宮內(nèi)膜時(shí)受抑制。FOXO3a在EC中表達(dá)較正常子宮內(nèi)膜顯著降低，其表達(dá)水平隨著TNM分期增加，組織分化程度降低、浸潤深度增加、淋巴轉(zhuǎn)移、腫瘤最大徑增加而相應(yīng)降低［10］，且其低表達(dá)與MMP-14高表達(dá)可能具有負(fù)向協(xié)同作用。

2、FOXC亞族

FOXC在許多器官形成過程中起重要作用，參與眼、心、腎、腦膜等的發(fā)育，其突變會(huì)引起器官系統(tǒng)的缺陷。

2.1、FOXC1 FOXC1是位于6p25的單外顯子基因，編碼533aa蛋白，定位于細(xì)胞核，在細(xì)胞核中結(jié)合DNA并調(diào)節(jié)基因的表達(dá)［11］。FOXC1在腫瘤發(fā)生過程中起重要作用，包括參與基底樣型乳腺癌的發(fā)生、影響鼻咽癌細(xì)胞系5-8F的細(xì)胞凋亡和周期、參與肝細(xì)胞癌相關(guān)的IL-8炎癥途徑，通過miR-204、miR-495參與EC的進(jìn)展等。過表達(dá)miR-204能夠抑制HEC1AEC細(xì)胞的遷移、侵襲和細(xì)胞外基質(zhì)黏附。FOXC1為miR-204的靶基因參與HEC1A細(xì)胞的遷移和侵襲。EC中FOXC1陽性率顯著高于正常子宮內(nèi)膜，且其分化程度越低、病理分期越高，F(xiàn)OXC1陽性率越高。其發(fā)生途徑可能是通過FOXC1過表達(dá)逆轉(zhuǎn)miRNA-495介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)［12］，對EC細(xì)胞生長、遷移起抑制及促細(xì)胞凋亡作用。miR-495可以直接抑制FOXC1的表達(dá)、減少細(xì)胞生長并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而抑制EC的轉(zhuǎn)移。沉默F(xiàn)OXC1可以促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，影響細(xì)胞周期分布。

2.2、FOXC2 FOXC2基因定位于16q33-16q24，包含1個(gè)單獨(dú)編碼的外顯子，不包含內(nèi)含子，全長1 506 bp，其氨基酸序列在進(jìn)化上高度保守。FOXC2參與多種畸形的發(fā)生，抑制脂肪細(xì)胞分化，參與胚胎發(fā)育，在活躍增殖組織中表達(dá)。各種婦科惡性腫瘤中FOXC2均呈高表達(dá)狀態(tài)，EC在上皮和間質(zhì)中的FOXC2表達(dá)顯著增加，并與是否累及盆腔及淋巴結(jié)密切相關(guān)［13］。FOXC2參與中胚層發(fā)育的組織的發(fā)生塑型，參與淋巴管的生成和發(fā)育，正常子宮內(nèi)膜淋巴管中FOXC2不表達(dá)，而在EC組織中高表達(dá)，表明EC細(xì)胞可以通過淋巴管遷移至遠(yuǎn)處組織或器官［13］。

3、FOXA亞族

FOXA首次在大鼠肝細(xì)胞核提取物中鑒定，是雌激素活性調(diào)節(jié)的重要因子。FOXA家族由A1、A2、A3組成，其結(jié)構(gòu)相似，在早期發(fā)育中表達(dá)，并在各種細(xì)胞組織的發(fā)育和穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。小鼠肝臟中FOXA結(jié)合位點(diǎn)和核小體結(jié)構(gòu)的全基因組圖譜顯示FOXA結(jié)合核小體結(jié)合和核小體游離DNA靶點(diǎn)具有相同的識(shí)別位點(diǎn)。FOXA家族因此被稱為“先驅(qū)”轉(zhuǎn)錄因子，參與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展。

3.1、FOXA1 FOXA1位于人類14q21.1染色體上，全長5 300 bp，與非轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的染色體結(jié)合并改變其結(jié)構(gòu)，募集其他轉(zhuǎn)錄因子起始基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，從而對下游基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。FOXA1高表達(dá)與ERa和孕酮受體呈正相關(guān)，但與組織學(xué)分級(jí)和增殖標(biāo)志物呈負(fù)相關(guān)。FOXA1免疫反應(yīng)與淋巴結(jié)狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)。敲除FOXA1能夠促進(jìn)EC細(xì)胞的增殖和遷移［14］。EC組織中FOXA1陽性表達(dá)率低于正常子宮內(nèi)膜組織，與分期、浸潤程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。FOXA1可能抑制細(xì)胞的增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移，但與預(yù)后無明顯關(guān)系。FOXA1在衰老的EC細(xì)胞中上調(diào)，并介導(dǎo)p16INK4a激活以促進(jìn)細(xì)胞衰老［15］。

3.2、FOXA2 FOXA2位于人20號(hào)染色體，全長45 kb，在能量代謝、腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用。FOXA2早期表達(dá)反映在缺乏其因子的小鼠表型的嚴(yán)重程度上。FOXA2在EC中起抑癌作用，且其表達(dá)與年齡、臨床分期、病理分級(jí)相關(guān)，與預(yù)后無明顯關(guān)聯(lián)［16］。遺傳學(xué)證據(jù)表明FOXA2是原發(fā)性子宮癌（包括子宮肉瘤）病因中的致病驅(qū)動(dòng)基因［17］。上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中至關(guān)重要，F(xiàn)OXA2可能作為腫瘤的抑制因子，抑制EC的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化［18］。

3.3、FOXA3 FOXA3位于人19號(hào)染色體，F(xiàn)OXA1和FOXA2廣泛存在于脊椎動(dòng)物，F(xiàn)OXA3只存在于高等生物中。研究推斷FOXA3可能是EC預(yù)后的獨(dú)立影響因素［19］，但目前關(guān)于相關(guān)的研究內(nèi)容較少，缺乏更有利的證據(jù)證實(shí)上述論點(diǎn)，需進(jìn)一步行研究分析。

4、其他FOX亞族

4.1、FOXP亞族 FOXP有P1～4共4個(gè)基因，在心肌細(xì)胞、神經(jīng)元、肺上皮細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞等中起作用。FOXP具有激活因子和抑制因子的雙重功能，主要起抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)配修復(fù)缺陷型EC和表達(dá)PD-L1的EC中FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表達(dá)增加［20］，說明表達(dá)特異性FOXP3的CD4+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞參與維持免疫自身耐受，并阻礙有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答，且FOXP3+腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞增多與預(yù)后不良相關(guān)。

4.2、FOXM1 FOXM1是一種細(xì)胞周期控制因子，其表達(dá)主要局限于活躍的復(fù)制細(xì)胞。人類的FOXM1包括FOXM1A、FOXM1B和FOXM1C 3種。FOXM1只表達(dá)于增殖細(xì)胞中，進(jìn)入S期后活性增高，在調(diào)節(jié)G2期基因表達(dá)和維持染色體穩(wěn)定性方面起作用。FOXM1與抗沉默功能1B蛋白（ASF1B）在EC中表達(dá)顯著相關(guān)，下調(diào)FOXM1可降低腫瘤細(xì)胞的活性［21］。EC中FOXM1的表達(dá)水平較于正常子宮內(nèi)膜組織顯著上調(diào)，與臨床分級(jí)和病理分期相關(guān)。干擾FOXM1后癌細(xì)胞增殖能力明顯受抑制，可能通過SLC27A2基因影響其代謝活動(dòng)，并推測FOXM1在EC上主要通過細(xì)胞周期和代謝這兩條信號(hào)通路發(fā)揮促癌細(xì)胞增殖和遷移作用［22］。

小 結(jié)

FOX蛋白家族參與細(xì)胞凋亡、周期調(diào)控、免疫調(diào)節(jié)、胚胎發(fā)育等過程，在多種腫瘤生物學(xué)功能中起重要作用。FOX家族在EC中的作用不盡相同，大部分FOX蛋白起促進(jìn)作用，抑制其表達(dá)可促腫瘤細(xì)胞凋亡，但其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步研究分析。FOX家族有望成為EC診治和預(yù)后發(fā)展的新靶點(diǎn)。