HOXA10在妇科疾病研究中的进展

李建，周怀君

(1.东南大学 医学院，江苏 南京 210008; 2.南京大学附属鼓楼医院 妇产科，江苏 南京 210009)

同源框基因(homebox gene，HOX)家族是一类含有180bp DNA序列的基因家族，此序列在进化上高度保守，编码一类特殊的转录因子。此类转录因子在调控胚胎发育、组织分化等方面发挥重要作用，人类HOX分为A、B、C、D 4簇，既往研究认为，HOXA9、HOXA10、HOXA11分别调控苗勒氏管分化为输卵管、子宫、宫颈。HOXA10是HOX家族中重要的一员，在正常人的子宫内膜腺上皮、间质细胞中均有表达，起到编码转录因子、促进细胞分化和调控胚胎发育的作用，是胚胎着床和子宫内膜蜕膜化必不可少的基因[1]。近年来研究表明，HOXA10与多种妇科疾病的发生、发展密切相关，在子宫内膜癌、卵巢癌、子宫内膜异位症及其他妇科疾病患者内膜中均检测到异常表达[2- 5]。虽然相应研究显示HOXA10在疾病中表达的改变可能与其启动子的甲基化有关[3- 6]，但其具体调控机制仍然不明确，这吸引了越来越多研究者致力于HOXA10的相关研究。作为参与妇科疾病发生、发展的重要基因，HOXA10的深入研究有助于进一步认识妇科疾病的发病机制，并为相关妇科疾病的诊断、治疗提供新思路。

1 HOXA10与子宫内膜癌

近年来，HOXA10与子宫内膜癌的关系受到越来越多学者的重视，针对HOXA10在子宫内膜癌中表达及调控机制的研究成为热点。Zhong等[2]发现HOXA10在子宫内膜癌中表达异常，且受到性激素的调控，通过免疫组化技术比较正常内膜、增生内膜及子宫内膜腺癌患者内膜发现，HOXA10在正常内膜及增生内膜间的改变差异无统计学意义，而子宫内膜腺癌中的表达低于正常内膜，同时也发现雌、孕激素单独及联合作用能明显上调子宫内膜癌细胞株Ishikawa细胞中HOXA10的表达，孕激素拮抗剂RU486则能明显抑制孕激素所引起的HOXA10的上调。Yoshida等[7]的研究也支持子宫内膜癌患者HOXA10表达较正常内膜下降这一结论，且肿瘤组织分级越高，HOXA10表达下调越明显。同时研究显示HOXA10可以通过下调Snail基因诱导子宫内膜癌细胞E- 钙黏蛋白的表达，进而促进Ishikawa细胞株的粘附、抑制Ishikawa细胞株的转移。该研究亦显示HOXA10基因在子宫内膜癌中表达降低与其启动子区高甲基化改变有关，HOXA10启动子CpG岛的CpG5’胞嘧啶甲基化升高，进而促进内皮间质转化从而促进子宫内膜癌的进展。这些研究显示，HOXA10在子宫内膜癌患者内膜中受到启动子高甲基化的影响而表达下调。但HOXA10在子宫内膜癌中的改变并未得到一致的认同，Lane等[8]则发现HOXA10在正常内膜、不典型增生内膜、G1期子宫内膜癌中表达无差异，而在G2、G3内膜癌中表达增高25%，并与雌激素受体、孕激素受体及p53无明显相关性。由此可见HOXA10在子宫内膜癌中作用并不明确，其对于子宫内膜癌的调控机制有待进一步深入研究。

2 HOXA10与卵巢癌

以往认为上皮性卵巢癌均起源于卵巢上皮，但随着研究的深入，有学者发现卵巢子宫内膜样癌(ovarian endometrioid adenocarcinoma，OEA)及卵巢透明细胞癌(ovarian clear cell adenocarcinoma，OCCA)的细胞组织结构及免疫表型与子宫内膜样腺癌极其相似，研究发现这类卵巢癌的发生可能与胚胎时期HOXA10控制Müllerian管的发育有关[9]。Li等[10]发现， HOXA10在OCCA组织中的表达升高，且与预后呈负相关，体外实验亦发现HOXA10可以通过促进细胞增殖、增加细胞的运动、侵袭能力参与OCCA的恶性进展。Ko等[11]亦发现，诱导卵巢表面上皮(ovarian surface epithelium，OSE)细胞中HOXA10表达能刺激OSE细胞间及OSE与网膜细胞间的粘附，并且抑制OSE细胞凋亡，使OSE细胞向癌分化，因而猜测HOXA10与OEA和OCCA的发生、发展有关。Tanwar等[12]发现，下调结肠腺瘤样息肉蛋白活性能减少β- catenin的降解，从而诱导HOXA10表达的升高，促使卵巢上皮细胞向OEA细胞分化并促进其发展。可见，HOXA10在卵巢癌的发生和发展过程中发挥重要作用。

卵巢癌中HOXA10的表达情况与其DNA甲基化有关。Cheng等[3]发现HOXA10在卵巢癌中表达高于正常卵巢，进一步甲基化特异性聚合酶链反应发现卵巢癌中HOXA10的高表达与HOXA10的低甲基化有关，体外诱导低甲基化药物5- 氮- 2’- 脱氧胞苷(5- aza- dC)处理卵巢癌细胞株后发现HOXA10 mRNA的表达明显升高。Fiegl等[4]的研究也证实，分化越差的卵巢癌中HOXA10甲基化的水平越低。另外也有研究发现[13]，HOXA10的甲基化状态与患者的无进展生存时间明显相关，卵巢癌铂类药物耐药患者接受低剂量诱导低甲基化药物地西他宾治疗后能降低HOXA10等的甲基化水平，恢复患者对铂类药物的敏感性，有效提高患者对化疗药物的反应率并延长患者无进展生存时间。调节HOXA10的甲基化水平亦可作为改善卵巢癌治疗的重要手段。

3 HOXA10与子宫内膜异位症

正常生育期女性月经周期过程中HOXA10 mRNA及蛋白的表达水平在分泌期明显高于增殖期，且表达峰浓度与月经黄体期中孕酮和雌二醇的高峰一致，参与胚胎形成时期子宫发育及介导甾体类激素刺激下的子宫内膜功能分化、成熟和胚胎植入等生理过程[14]，但子宫内膜异位症患者内膜中却无HOXA10的表达高峰[5]。研究显示，HOXA10在子宫内膜异位症患者内膜中表达下调，从而影响子宫内膜对受精卵的受容性[5- 6,15- 16]。

通过全基因组关联分析了3194例来自澳大利亚和美国的子宫内膜异位症患者内膜和7060例正常内膜发现，HOXA10是子宫内膜异位症发生的“易感基因”，可能通过编码转录因子HOX A家族来参与子宫内膜的发育[17]。Szczepanska等[5]对17例微小子宫内膜异位症患者和15例正常生育期女性进行检测发现，子宫内膜异位症患者常位内膜中HOXA10 mRNA及蛋白表达均下调，该研究还发现HOXA10在子宫内膜异位症中表达的异常与其DNA超甲基化有关，进一步针对HOXA10 DNA上3个CpG岛进行亚硫酸氢钠测序发现，子宫内膜异位症患者常位内膜中HOXA10存在超甲基化现象，推测子宫内膜异位症HOXA10的低表达可能与HOXA10 DNA超甲基化有关。另一项研究[6]也证实子宫内膜异位症患者常位内膜中HOXA10的表达水平低于正常内膜与其DNA启动子超甲基化有关，在经5- aza- dC作用子宫内膜异位症患者异位子宫内膜间质细胞(endometriotic cyst stromal cells，ECSC)中检测到上升的HOXA10，这说明HOXA10的表达情况很有可能是由其启动子甲基化来控制。

基因启动子甲基化对于HOXA10参与子宫内膜异位症的进展尤为重要，另外也有研究发现，降低HOXA10的甲基化水平可能对子宫内膜异位症的进展及孕激素治疗抵抗有一定的缓解作用。Yang等[18]研究发现，在子宫内膜异位症患者中HOXA10的表达与孕激素相关受体蛋白FKBP4的表达一致，干扰HOXA10的表达能抑制FKBP4的表达，从而影响子宫内膜的蜕膜化及受精卵着床，该研究还证实子宫内膜异位症患者对孕激素治疗的抵抗也与HOXA10对FKBP4的调控有关。Burney等[15]研究发现子宫内膜异位症患者的孕激素治疗抵抗与HOXA10的甲基化水平有关，可能由于子宫内膜异位症患者内膜孕激素受体表达改变或者活性降低，以致与孕激素受体相关的HOXA10等基因甲基化水平改变，进而通过调控下游分子影响子宫内膜异位症的进展及子宫内膜的受容性。由此可见，HOXA10及其甲基化水平与子宫内膜异位症的发生、发展及药物耐受之间存在相关联系。

近年来，miRNA对细胞的调控作用受到学者的关注，众多miRNA在肿瘤中的作用逐渐被发现。卢凯等[19]研究发现，在激素非依赖性前列腺癌中miR- 19a起着癌基因作用，与前列腺癌细胞的增殖及凋亡密切相关。HOXA10在子宫内膜异位症患者中表达的异常也与miRNA有关。Abe等[16]通过检测ECSCs和正常女性内膜(normal endometrial stromal cells，NESCs)发现，子宫内膜异位症患者内膜中HOXA10的表达明显低于NESCs，且这与miR- 196b密切相关，上调ECSC细胞株中miR- 196b的表达能下调细胞株的活性及增殖能力，并明显促进细胞株的凋亡。深入研究发现，去甲基化药物5- aza- dC处理ECSC后发现miR- 196b及HOXA10的表达上调，推测可能是ECSC细胞株中miR- 196b DNA的超甲基化抑制了ECSC中miR- 196b的表达，进而下调HOXA10的表达，参与ECSC的增殖和抗凋亡特性的调控。Petracco等[20]则证实子宫内膜异位症患者内膜中miR135a和miR135b表达较正常内膜表达高，且ECSC中miR135a和miR135b改变能相应影响HOXA10的表达，荧光素酶报告基因检测证实miR135可以通过与HOXA10 DNA 3′非编码区结合抑制HOXA10 mRNA及蛋白的表达，从而进一步调控子宫内膜异位症的发生、发展。因此，亦可通过miRNA靶向治疗来调节HOXA10的表达从而达到治疗疾病的目的。

4 HOXA10与其他妇科疾病

除此之外，HOXA10的表达异常还与PCOS、子宫黏膜下肌瘤、子宫腺肌症、输卵管积水及各种原因所致的不孕等疾病相关[21- 24]。Rackow等[21]发现与正常内膜及子宫肌壁间肌瘤患者内膜相比，子宫黏膜下肌瘤患者内膜中HOXA10表达明显下调，这提示除了肌瘤本身外黏膜下肌瘤还可能通过其他分子机制影响子宫内膜的受容性。另外有学者在子宫腺肌症、多囊卵巢综合征及输卵管积水患者内膜中检测到HOXA10的表达亦下调，这也可能是这些疾病影响患者子宫内膜受容性的原因之一[22- 24]。近年，也有人研究HOXA10突变与女性生殖道先天发育异常之间的关系，结果发现两者之间可能并无相关[25- 26]。但目前针对HOXA10在这些疾病中的研究较少，机制并不明确，需要更多的研究深入探究。

5 展 望

有关HOXA10研究已经从与妇科疾病发病关系扩展到了相关妇科疾病的诊断、治疗。近期，有学者[27]指出HOXA10在妇科疾病治疗方面也有重要作用，研究发现香烟提取物能从mRNA及蛋白水平提高HOXA10及孕激素受体的表达，上调子宫内膜癌细胞株HESCs的蜕膜化，进而降低子宫内膜异位症及子宫内膜癌的发病率。该研究成果为HOXA10在子宫内膜癌及子宫内膜异位症的治疗方面提供了新思路。

现有的研究已经证实HOXA10参与子宫内膜癌、卵巢癌及子宫内膜异位症等多种妇科疾病的发生、发展，而且还与疾病的药物耐受、肿瘤患者的无进展生存时间有着密切联系，在这些过程中甲基化改变及miRNA发挥重要作用，调节HOXA10甲基化水平可作为相关妇科疾病治疗的新途径。但目前针对HOXA10的研究仍处于实验室研究阶段，尚未广泛应用于临床，这还需要更多的研究来进一步支持。相信随着对HOXA10在疾病中作用及机制的深入研究，有望为妇科疾病的诊断、治疗开辟一条崭新并充满希望的道路。

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