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膜联蛋白A2和波形蛋白在子宫腺肌病中的研究进展

2014-03-08综述审校

医学综述 2014年5期
关键词:上皮内膜分子

冯 静(综述),葛 华(审校)

(1.包头医学院,内蒙古 包头 014010; 2.包头医学院第一附属医院妇产科,内蒙古 包头 014010)

子宫腺肌病(adenomyosis,AM)是妇科常见的具有恶性肿瘤行为的良性病,多发生于30~50岁经产妇。据调查,AM主要发生在围绝经期的女性:在绝经前、更年期和绝经后所占的人数比例分别是80%、17%和3%[1]。AM是指子宫内膜腺体及间质侵入子宫肌层,其病理特征为异位内膜在子宫肌层多呈弥漫性生长,少数腺肌病病灶呈局限性生长形成结节或团块,但与周围肌层无明显界限。该病的临床表现主要为经量过多,经期延长和逐渐加重的进行性痛经,严重影响患者的工作和生活,而且保守治疗效果多不满意,最终以子宫切除为结局。目前尚不明确其病因及发病机制。近年来,国内外相继报道膜联蛋白A2及波形蛋白在恶性肿瘤中的异常表达。

1 膜联蛋白A2

1.1膜联蛋白A2的生物学特性 膜联蛋白是一类由Ca2+介导的具有磷脂结合特性的膜蛋白质超家族。1979年Rade和Martin首先发现膜联蛋白A2,之后学者们又陆续发现了许多其他成员,1990年将这类蛋白正式命名为膜联蛋白家族。目前发现的该家族成员约160种以上,包括真菌、原生生物、高等植物及高等脊椎动物等超过65个不同种属,可以分为A~E共5个组。其中,脊椎动物细胞中的膜联蛋白成员为膜联蛋白A家族,一共有13个成员即A1~A13[2]。

膜联蛋白A2又名p36、LIP2、LPC2等,最早是在Rous肉瘤病毒转化成的鸡胚胎成纤维细胞中发现,在人体细胞中以单体、异二聚体和异四聚体三种方式存在。一分子3-磷酸甘油酸激酶和一分子膜联蛋白A2结合成异二聚体,二分子钙结合蛋白S100A10(p11)和其每侧对称连接一分子的膜联蛋白A2组成异四聚体。膜联蛋白A2是由339个氨基酸组成,相对分子质量约36×103,包括一个相对分子质量为3×103的N端结构域和一个相对分子质量为33×103的C端结构域。人类的膜联蛋白A2基因定位于15q21~q22,长约40 kb,而仅1.4 kb是编码基因,其结构基因由13个外显子和12个内含子组成。目前有3个不同的转录异构体和3个有显著转座子特征的膜联蛋白A2假基因被发现,这3个假基因分别定位于第4号染色体的q31、第9号染色体的p13和第10号染色体的q21~22[3]。

膜联蛋白A2主要存在于人内皮细胞、单核巨噬细胞、神经细胞和一些肿瘤细胞,高表达于增生和转化的细胞,低表达于终末分化的细胞。膜联蛋白A2的主要生物学功能有:参与形成生物膜和离子通道、参与胞吞胞吐作用、稳定细胞骨架、参与合成DNA及细胞增殖、作为RNA结合蛋白等,这些均属细胞内的功能;细胞外的功能有:纤溶酶原的激活、促进破骨细胞的形成和骨的重吸收、作为细菌及病毒的识别位点和锚定蛋白等[4]。膜联蛋白A2与多种疾病相关,如心脑血管疾病、炎症性疾病、内分泌疾病、血液病、皮肤病和肿瘤等。近年来研究最多的是其与恶性肿瘤的关系,如膜联蛋白A2的上调与结直肠癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、胰腺癌、急性早幼粒细胞白血病和肾细胞癌等密切相关,而其下调与食管鳞状癌、前列腺癌、鼻咽癌和鼻窦腺癌等有关[5]。

许多不同类型的肿瘤细胞表面存在膜联蛋白A2和S100A10组成的异四聚体,其在肿瘤转移方面可能产生如下作用:①在Src激酶等因子诱导下,启动Rho/ROCK/LIMK/Co filin通路或直接调节F肌动蛋白应力纤维的解聚。与黏附分子相互作用,在细胞表面形成黏附分子-膜联蛋白A2/p11-F肌动蛋复合体,调节不同时期肿瘤细胞的黏附和去黏附,从而调控其浸润及转移等细胞骨架方面的行为[6]。②通过和抗黏附分子相互作用,减弱肿瘤细胞对细胞外基质成分的黏附,并刺激肿瘤细胞释放更多蛋白酶水解细胞外基质[7]。③通过与血管形成因子,如血管内皮生长因子及S100A4相互作用促进血管形成,在肿瘤细胞侵犯周围组织中发挥作用[8]。④与内皮细胞分泌的组织型纤溶酶原激活物及其他各因素共同作用,加速纤溶酶原生成纤溶酶,进一步激活酶原(pro-MMPs)为活化的基质金属蛋白酶,诱导胞外基质重构,促进血管生成及肿瘤浸润转移[9]。

1.2膜联蛋白A2与AM 2012年Zhou等[10]研究发现,在AM异位内膜中,膜联蛋白A2呈高表达并与上皮-间质细胞转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的标记紧密相关。接着在体外AM的模型中,试验分析显示雌激素可显著上调膜联蛋白A2并诱导EMT。进一步的实验表明,通过β联蛋白/Tcf信号相关方式,膜联蛋白A2发挥入侵和转移的潜能;通过激活缺氧诱导因子1a/血管内皮生长因子A信号通路,膜联蛋白A2在局部病变促进血管生成的能力加强。另外,膜联蛋白A2在异位内膜中的表达还与患者的痛经程度相关,小鼠模型实验中抑制膜联蛋白A2可有效地减弱因AM引起的痛经[10]。

2 波形蛋白

2.1波形蛋白的生物学特性 波形蛋白主要存在于中胚层起源的细胞中,如成纤维细胞、内皮细胞和白细胞等,是间质细胞中最重要的中间纤维,并与微管、微丝一同构成细胞骨架,从而维持细胞的完整性[11]。波形蛋白由464个氨基酸残基组成,相对分子质量约为57×103。编码人的波形蛋白基因位于染色体10p13,其DNA全长约10 kb,cDNA全长约1848 bp,包含9个外显子,开放读码框架为1401 bp。其序列有很高的一致性,说明进化上是保守的[12]。

波形蛋白的生物学功能主要有:①维持细胞形态完整性;②影响细胞黏附和迁移;③参与细胞信号转导;④调节细胞凋亡;⑤调节基因组DNA的表达;⑥参与病毒感染;⑦甲基化水平可作为癌症的诊断指标等[12-14]。组织病理学诊断中常将波形蛋白抗体作为间叶性标志,与其他蛋白联合使用,达到鉴别肿瘤细胞分化起源的目的。例如常与结蛋白、细胞角蛋白及白细胞共同抗原等联用,以鉴别肌源性肿瘤、上皮性肿瘤及淋巴瘤等[15-16]。

近年来,越来越多的实验表明,波形蛋白不仅在间叶细胞中表达,而且在上皮细胞中亦有表达,如肺癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌及鼻咽癌[17-21]等,研究发现其侵袭和转移的过程中均有EMT发生。EMT是指上皮细胞在一定条件下向间质细胞表型转化的过程。在此过程中,上皮标志物上皮钙黏素等表达下调,而间质标志物波形蛋白等表达上调。波形蛋白表达上调的可能机制:①有学者证实,GC盒能与转录因子Sp1、Sp3和c-Jun等结合,从而提高波形蛋白的表达。之后,又发现转化生长因子β及其相关信号分子通过GC盒可以对波形蛋白的表达起调节作用[22]。②Zheng等[23]研究发现,核因子κB与GGGGCTTTCC序列结合能力增强时,波形蛋白表达增高,反之,其表达降低[23]。③有实验表明,JAK激酶-信号转导及转录激活因子3通路可被表皮生长因子或白细胞介素6激活,从而使卵巢癌细胞中波形蛋白上调[24]。

2.2波形蛋白与AM 1998年Song等[25]发现,随着月经周期的变化,波形蛋白在AM的在位内膜和异位内膜出现周期性表达。2010年有学者对81例AM标本和19例正常子宫内膜标本进行免疫组织化学发现,波形蛋白在AM异位内膜的表达显著高于在位内膜(85.2% vs 71.6%,P=0.036),与此同时上皮钙黏素的表达则相反,表明EMT发生在AM[26]。2012年Zhou等[10]用免疫印迹法在研究AM的试验中亦得出相同结论。

3 展 望

近年来,AM的发病率有上升趋势且发病年龄呈年轻化,而目前关于AM的病因及发病机制尚不十分清楚,因此其治疗效果多不理想。虽然子宫切除是最常用、最有效的方法,但仅适用于年龄较大且无生育要求的患者。膜联蛋白A2和波形蛋白在恶性肿瘤的浸润与转移中发挥重要作用。AM尽管为良性病,但却被认为具有恶性肿瘤的行为。因此,进一步研究探索膜联蛋白A2和波形蛋白在AM发生、发展中的作用,将可能为其临床治疗提供新的理论依据。

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