HMGB1在宮頸癌治療中的潛在意義

丁瑤瑤，秦天生，魏林珍，朱姣姣，陳凡，馬曉梅

(1.甘肅中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，蘭州 730030； 2.甘肅省人民醫(yī)院婦產(chǎn)科，蘭州 730030)

宮頸癌是婦科常見的惡性腫瘤之一，嚴重威脅女性健康[1]。近年來，隨著宮頸癌細胞學、人乳頭瘤病毒檢測技術的發(fā)展以及疫苗的應用，宮頸癌的發(fā)病率和病死率均顯著降低[2]，但復發(fā)性或轉移性宮頸癌患者仍預后不良，5年生存率約為17%[3]。研究證明，高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1 protein，HMGB1)不僅參與腫瘤微環(huán)境形成，還可促進腫瘤細胞的侵襲和轉移[4]。免疫細胞可分泌大量炎癥因子[HMGB1、白細胞介素(interleukin，IL)-6、IL-8、腫瘤壞死因子-α等]，這些炎癥因子形成了腫瘤干細胞賴以生存的微環(huán)境，保護腫瘤干細胞維持其自我更新的能力，使非腫瘤干細胞向腫瘤干細胞轉化[5]。Xu等[6]通過免疫組織化學法檢測166個早期鱗狀細胞癌、62個宮頸上皮內(nèi)瘤變、50個正常子宮頸組織樣本中的HMGB1和微管相關蛋白1輕鏈3蛋白水平，結果發(fā)現(xiàn)72.9%(121/166)的早期鱗狀細胞癌樣本存在HMGB1高表達、15.7%(26/166)樣本的腫瘤細胞胞質中存在HMGB1低表達，且鱗狀細胞癌樣本中的HMGB1水平顯著高于宮頸上皮內(nèi)瘤變樣本，表明高HMGB1在鱗狀細胞癌進展中起重要作用，細胞核和細胞質中的HMGB1均是早期鱗狀細胞癌獨立的預后不良因素。因此，深入研究HMGB1在宮頸癌中的作用機制，對降低晚期宮頸癌患者的復發(fā)及化療耐藥均具有重要意義?，F(xiàn)就HMGB1在宮頸癌治療中的潛在意義予以綜述。

1 HMGB概述

HMGB家族包含HMGB1、HMGB2和HMGB3等成員，其中HMGB1基因定位于人染色體13q12[7]，HMGB1蛋白是于1973年在小牛胸腺中發(fā)現(xiàn)的DNA結合蛋白[8]，由215個氨基酸組成，包含2個DNA結合位點(方框A和方框B)和1個酸性碳末端尾[9]。HMGB1有2個核定位信號，穿梭于細胞質與細胞核之間，正常情況下位于細胞核中[10]。HMGB1分布廣泛，在肝、心、脾、肺、腎及淋巴組織均有表達，當受到炎癥刺激時HMGB1從細胞核轉移至細胞質，并在組織損傷、病原體感染和炎癥反應過程中分泌至細胞外空間，在細胞外空間誘導無菌性炎癥和細胞轉移[11]。此外，HMGB1作為一種損傷相關分子，還可與模式識別受體結合，如Toll樣受體[12]。HMGB1是第一個被鑒定可與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體結合的非晚期糖基化終末產(chǎn)物配體，可與晚期糖基化終末產(chǎn)物受體高親和力結合，正常組織中晚期糖基化終末產(chǎn)物受體低表達，但當其配體分子表達增加時，晚期糖基化終末產(chǎn)物受體表達也隨之上調(diào)，從而觸發(fā)炎癥級聯(lián)反應釋放促炎因子[13]。研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1過表達或分泌均參與腫瘤的生長、侵襲和遷移，并與腫瘤的發(fā)生及預后相關，可作為疾病潛在診斷和預后的生物標志物[14]。

HMGB1與多種腫瘤的信號轉導通路有關，包括結直腸腺癌、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、宮頸癌、胃癌、肝癌、白血病等。HMGB1主要通過參與炎癥反應、血管生成、細胞的凋亡與自噬、細胞的免疫反應等影響腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉移和放化療耐藥等。侵襲和轉移是惡性腫瘤的重要生物學特性，也是威脅患者生命的重要因素，對放化療等治療方法不敏感可導致患者預后不良。Cheng等[9]發(fā)現(xiàn)，HMGB1可通過蛋白的氧化還原狀態(tài)差異調(diào)節(jié)結直腸癌的過程，HMGB1與各種蛋白伴侶結合可能改變疾病的進展。還有研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1與胰腺DNA損傷、染色體不穩(wěn)定有關，可導致炎癥核小體釋放，進而導致胰腺癌的發(fā)生；細胞外核小體通過浸潤巨噬細胞/中性粒細胞促進IL-6分泌，進而激活胰腺病變中致癌的K-Ras信號通路，且HMGB1的表達與患者總生存率相關，因此HMGB1與胰腺癌的預后和治療均密切相關[15]。Jung等[16]研究發(fā)現(xiàn)，HMGB1表達增加還與侵襲性前列腺癌的發(fā)生風險有關，抑制 HMGB1表達可顯著降低前列腺癌細胞的增殖、侵襲能力，同時抑制核因子κB信號通路；此外，HMGB1還可直接與腫瘤壞死因子受體1結合激活核因子κB信號通路，促進前列腺癌發(fā)展。綜上，HMGB1可通過HMGB1/腫瘤壞死因子受體1/核因子κB軸促進腫瘤的進展和侵襲。

2 HMGB1與宮頸癌

2.1HMGB1與宮頸癌細胞增殖 宮頸癌的發(fā)生發(fā)展涉及多種信號分子的相互作用，宮頸癌細胞增殖與凋亡失衡是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的原因之一[17]。Jiang等[18]將宮頸癌SiHa細胞系和HeLa細胞系分為微RNA(microRNA，miRNA/miR)-142過表達和miR-NC陰性表達，結果發(fā)現(xiàn)，與miR-NC陰性表達的宮頸癌細胞相比，miR-142過表達的宮頸癌細胞生長被顯著抑制，甚至出現(xiàn)凋亡；同時還發(fā)現(xiàn)，HMGB1是miR-142的直接靶標，可通過抑制宮頸癌細胞HMGB1的表達促進宮頸癌細胞凋亡，進而抑制宮頸癌的發(fā)展。Dong和Song[19]發(fā)現(xiàn)，miR-142-3p可負調(diào)控HMGB1的胞質定位，從而抑制人宮頸癌細胞增殖；miR-142-3p還可影響HMGB1的亞細胞分布，因為其可抑制HMGB1從細胞核向細胞質轉移。Sixto-López等[20]研究發(fā)現(xiàn)，2-羥基苯基可抑制組蛋白去乙?；?表達、增加HMGB1的水平易位，而組蛋白去乙?；?抑制劑可抑制HMGB1的脫乙?；?，同時促進HMGB1乙?；笻MGB1從細胞核易位至細胞質，促進SiLa細胞的凋亡，打破鱗狀細胞永生化狀態(tài)，防止腫瘤的發(fā)生。不僅如此，HMGB1易位也是化療誘導的自噬所必需的[21]。由此可見，HMGB1與腫瘤細胞的增殖與自噬均密切相關，可能成為腫瘤治療中調(diào)節(jié)腫瘤細胞增殖和自噬的潛在靶點。

2.2HMGB1與宮頸癌細胞遷移 宮頸癌細胞的侵襲和遷移是晚期宮頸癌患者術后復發(fā)、生存率低的主要原因，減少腫瘤細胞的侵襲與遷移、降低中晚期宮頸癌患者的復發(fā)是目前宮頸癌治療的重要內(nèi)容。Wang等[22]報道，宮頸癌術后全身給予利多卡因有利于減少患者術后并發(fā)癥的發(fā)生和腫瘤的轉移。雖然利多卡因是一種輔助性麻醉用藥，但可降低HMGB1水平，而宮頸癌細胞HMGB1水平降低可抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移，HMGB1可通過與Toll樣受體4結合激活Toll樣受體4/磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號轉導通路，從而促進宮頸癌細胞侵襲和遷移[23]。此外，長鏈非編碼RNA也可作為宮頸癌治療的潛在靶點。楊長群等[24]研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌組織中的長鏈非編碼RNA-TTTY10表達顯著增加，而長鏈非編碼RNA-TTTY10可調(diào)控miR-490-3p的表達并影響HMGB1信號通路的轉導，是導致宮頸癌轉移的機制之一，因此可作為宮頸癌的診斷標志物和潛在的藥物治療靶點。

此外，HMGB1在宮頸癌細胞中的表達水平還可影響腫瘤細胞淋巴結轉移，臨床分期越高，HMGB1表達水平越高，淋巴結轉移越明顯，表明HMGB1的表達水平與宮頸腫瘤的惡變潛質顯著相關，但目前尚未發(fā)現(xiàn)HMGB1水平與腫瘤病理類型(鱗癌和腺癌)和分化程度(高、中、低分化)相關[25]。Pang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與正常的宮頸上皮組織相比，HMGB1在細胞質與細胞核中的表達均顯著增加，且其表達水平與淋巴結轉移呈正相關；HMGB1還可使HeLa細胞之間呈稀疏的細胞-細胞連接，細胞變成紡錘體，極性消失，從上皮形態(tài)轉變?yōu)殚g充質形態(tài)，有更強的穿透性。上皮-間充質轉化在腫瘤細胞的遷移和侵襲中至關重要，敲除HMGB1可減少上皮-間充質轉化[27]。Cheng等[28]研究納入70例確診的宮頸癌患者和20例良性腫瘤患者，結果發(fā)現(xiàn)，宮頸癌組織中的HMGB1陽性表達率為95.7%(67/70)，隨訪5年后發(fā)現(xiàn)，HMGB1強陽性患者、弱陽性患者和中等陽性患者的死亡風險比較差異有統(tǒng)計學意義，且HMGB1的表達只與腫瘤的深度、侵襲和淋巴結轉移有關。以上研究表明，HMGB1過表達可增強體外腫瘤的遷移和侵襲能力，且與疾病預后顯著相關。

2.3HMGB1與宮頸癌化療耐藥性 目前宮頸癌以手術治療為主，輔助放化療[29]。早期宮頸癌患者行手術治療可提高生存率，晚期患者需要輔助化療，以順鉑為基礎的化療是復發(fā)或轉移患者的標準治療方法[30]?；熥鳛閷m頸癌的姑息治療方法不僅可延長晚期患者的壽命，還可與放療相結合提高療效。隨著化療時間的推移，腫瘤細胞對化療藥的敏感性降低，化療耐藥成為宮頸癌治療的一大難題。HMGB1在腫瘤組織中過表達不僅會促進腫瘤細胞遷移和侵襲，還會影響其對順鉑的耐藥性[31]。研究發(fā)現(xiàn)，隨著順鉑的藥物濃度在一定范圍內(nèi)的增加，宮頸癌細胞中微管相關蛋白1輕鏈3和Beclin1的表達均增加，p62表達降低；與單用順鉑的患者相比，應用順鉑聯(lián)合自噬抑制劑的宮頸癌患者腫瘤細胞的存活率顯著降低，表明HMGB1與宮頸癌的化療敏感性密切相關，可通過抑制宮頸癌細胞中HMGB1的表達降低細胞內(nèi)自噬水平，進而提高宮頸癌對順鉑的化療敏感性[32]。Liu等[33]研究發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA NNT-AS1可與miR-186相互競爭調(diào)節(jié)HMGB1的表達，增加子宮頸癌細胞對順鉑的耐藥性；與正常宮頸癌上皮組織相比，宮頸癌細胞中的長鏈非編碼RNA NNT-AS1表達上調(diào)，同時HMGB1水平顯著升高；使用miR-186抑制劑轉染HeLa/DDP和SiHa/DDP細胞發(fā)現(xiàn)，miR-186抑制劑轉染或長鏈非編碼RNA NNT-AS1基因敲除均可下調(diào)HMGB1的表達，減弱腫瘤細胞的增殖、遷移及侵襲能力并促進其凋亡，提高宮頸癌患者的預后。Xia等[34]研究表明，HMGB1在順鉑耐藥的HeLa/DDP細胞中的表達水平顯著高于對順鉑敏感的HeLa/DDP細胞，且細胞核中的HMGB1減少，HMGB1由細胞核移位至細胞質，表明HMGB1移位與宮頸癌化療耐藥有關；進一步用丙酮酸乙酯抑制HMGB1移位發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞的增殖受到抑制，同時經(jīng)丙酮酸乙酯處理的順鉑耐藥HeLa/DDP細胞生長也受到抑制，表明HMGB1移位不僅參與宮頸癌細胞對化療藥物耐藥，還參與腫瘤細胞的增殖。Chen和Li[35]將SiHa細胞和HeLa細胞分別用HMGB1特異性干擾小RNA和對照干擾小RNA轉染，并用CCK-8(cell counting Kit-8)試劑檢測發(fā)現(xiàn)，沉默HMGB1可顯著降低半抑制濃度。以上研究表明，HMGB1可增強宮頸癌細胞侵襲和遷移的能力，同時還可提高細胞對化療的耐藥性。因此HMGB1可能成為宮頸癌患者預后評估及鉑類化療敏感性的分子標志物，沉默或抑制HMGB1的表達可促進腫瘤細胞對化療藥的敏感性。然而，Jiao等[36]研究發(fā)現(xiàn)，胞裂蛋白9可通過與HMGB1相互作用調(diào)節(jié)巨噬細胞極化，增加放療的耐受性；胞裂蛋白9還可調(diào)節(jié)HMGB1的表達，且與HMGB1水平呈負相關，因此下調(diào)HMGB1的表達可減弱腫瘤細胞增殖和侵襲能力，但同時也降低了腫瘤細胞對放療的敏感性。

2.4HMGB1與宮頸癌的免疫治療 腫瘤的發(fā)生與炎癥相關，亦與人的免疫系統(tǒng)有關，當人體免疫力降低時，患腫瘤的風險會顯著增加。HMGB1對人體免疫細胞和免疫因子均具有重要影響，其介導的細胞免疫對宮頸癌患者的治療和預后均具有重要意義。Pang等[37]使用免疫組織化學法檢測宮頸癌、宮頸上皮內(nèi)瘤變、健康宮頸中的HMGB1、IL-2、IL-10等的表達水平，結果發(fā)現(xiàn)HMGB1與IL-10的表達呈正相關，且可通過激活調(diào)節(jié)性T細胞或促進輔助性T細胞2極化促進宮頸癌細胞免疫逃逸。李晶等[38]研究發(fā)現(xiàn)，可將腫瘤內(nèi)的HMGB1和高遷移率族核小體結合域蛋白1分泌的T細胞向腫瘤組織聚集，也可在抗腫瘤的疫苗中加入HMGB1和高遷移率族核小體結合域蛋白1增加機體對腫瘤組織的免疫反應。此外，Jin等[39]研究發(fā)現(xiàn)，氨基酮戊酸-光動力療法可通過miR-34a調(diào)節(jié)HMGB1外體分泌，促進人乳頭瘤病毒陽性的宮頸癌細胞凋亡和樹突狀細胞成熟；經(jīng)丙氨酸轉氨酶處理后，宮頸癌細胞中的miR-34a與HMGB1呈負相關，丙氨酸轉氨酶可能通過調(diào)節(jié)樹突狀細胞成熟和腫瘤免疫發(fā)揮治療作用。Hubert等[40]從腫瘤中分離14個免疫細胞群以及抗原呈遞細胞，并研究幾種HMGB1抑制劑單獨或聯(lián)合免疫檢查點阻斷抗體的療效，結果發(fā)現(xiàn)HMGB1與惡性細胞分泌譜、患者預后以及腫瘤微環(huán)境中浸潤免疫細胞均有關。因此，通過HMGB1調(diào)節(jié)機體對腫瘤的免疫反應也可能成為治療宮頸癌的潛在策略。

3 小 結

HMGB1與宮頸癌密切相關，可促進宮頸癌的發(fā)生發(fā)展，提高宮頸癌細胞對化療藥物耐藥性，但具體機制目前尚不明確。HMGB1是宮頸癌治療的潛在靶點，臨床可通過①沉默或抑制HMGB1的表達，阻斷相關的信號通路；②明確HMGB1上游或下游的信號通路蛋白，阻斷其發(fā)揮作用；③使用長鏈非編碼RNA(miR-142-3p、miR-490-3p、miR-34a等)調(diào)節(jié)HMGB1在宮頸癌細胞中的表達，抑制其對宮頸癌細胞的影響；④利用HMGB1對免疫細胞(調(diào)節(jié)性T細胞、樹突狀細胞等)的調(diào)控作用，促進人體對腫瘤的免疫效應等途徑，降低宮頸癌的發(fā)生率，減少宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲，提高其對放化療藥物的敏感性，改善宮頸癌患者的預后和生活質量。