高迁移率族蛋白B1及上皮间质转化与卵巢癌耐药

高倩　张萍★

高迁移率族蛋白B1及上皮间质转化与卵巢癌耐药

高倩张萍★

卵巢癌是女性生殖系统常见三大恶性肿瘤之一，肿瘤早期缺乏临床症状而不易被发现，70%的患者被确诊时已是晚期（III或IV期）。临床治疗原则是肿瘤切除术，辅以化疗等措施，化疗药物能够抑制手术无法切除的或远处转移癌细胞的生长，卵巢癌一线化疗缓解率高达75%，有效的化疗对改善患者预后十分重要。但约70%的晚期卵巢癌对化疗药物耐药，耐药的卵巢癌更易复发，患者5年生存率仅30%［1］，探讨耐药机制以及解决耐药问题已成为卵巢癌治疗的关键。肿瘤细胞对化疗药物的耐药是治疗失败的主要原因之一，耐药最经典的机制是癌细胞长期接触某一化疗药物发生多耐药基因介导的多药耐药（MDR）。近年来研究表明高迁移率族蛋白1（HMGB 1）与妇科肿瘤密切相关［2，3］。上皮间质转化（EMT）是指上皮细胞向间质细胞转化的现象，发生EMT的细胞获得游走性与侵袭性，发生复发。HMGB1促进耐药与EMT过程存在联系，导致耐药肿瘤复发，关于HMGB1及EMT在卵巢癌耐药中的作用机制及联系综述如下。

1　HMGB1与卵巢癌耐药

HMG蛋白家族是细胞核内非组蛋白中的一组富含电荷的蛋白，因其在聚丙烯酰胺电泳中迁移率高而得名，HMG蛋白由HMGA、HMGB和HMGN 3个家族组成。在细胞核中，HMGB1结合于DNA双螺旋小沟内，引起DNA构象变化，维持核小体的稳定性。人HMGBl具有A、B、C区3个结构域：A区位于氨基末端，进化高度保守；B区位于中间，可以结合微管蛋白；C区在羧基末端，富含天门冬氨酸和谷氨酸，是HMGBl配体结合部位。HMGBl来源于活化的细胞主动分泌或坏死细胞的释放，其配体主要有晚期糖基化终末产物受体（RAGE）、Toll 样受体2（TLR2）与TLR4。

研究［4］发现紫杉醇可延长肿瘤细胞释放HMGB1，HMGBl在卵巢癌紫杉醇耐药组的阳性表达率高于敏感组，HMGBl与配体结合形成复合物可协同抑制凋亡蛋白caspase-3、caspase-9的活性，还可以激活细胞周期分裂蛋白42、鸟苷三磷酸激酶等，引起NF-кB、JAK-STAT等信号通路反应，促进卵巢癌细胞耐药。因此卵巢癌耐药的原因可能是化疗药物引起HMGBl在细胞外高表达，高表达的HMGB1通过抗凋亡与激活信号传导等促使卵巢癌细胞继续存活。目前认为HMGB1生物学效应两面性与组蛋白的乙酰化水平或凋亡细胞中氧化-还原改变有关：组蛋白乙酰化可以促进HMGB1与DNA分离，释放到组织中；氧化型HMGB1可促进细胞凋亡，还原型HMGB1可抑制细胞凋亡［5］，HMGBl的乙酰化与还原化共同导致卵巢癌继发耐药。

HMGBl还与卵巢癌的侵袭、转移性有关，HMGBl在卵巢癌高侵袭性组的量明显高于低侵袭性组，并与卵巢癌的临床分期、细胞分化程度及有无淋巴结转移密切相关［6，7］。利用RNA干扰技术抑制HMGBl的表达，可明显抑制卵巢癌细胞的体外增殖和侵袭能力［8］。其作用机制是激活纤维蛋白溶酶、基质金属酶（MMP）-2与MMP-9，降解细胞外基质［9］，促进淋巴管生成等［3］，增加了肿瘤细胞侵袭与转移力。综上所述，HMGBl通过抗凋亡与信号传导等引起卵巢癌耐药，并增加了卵巢癌的侵袭与转移力，是卵巢癌耐药与复发的重要原因。

2　EMT与卵巢癌耐药

EMT是指上皮细胞在特定的生理和病理情况下向间质细胞转化的现象，上皮细胞表面连接缺失，相关蛋白质溶解酶降解基膜，细胞形态由方形或柱形变成纺锤形并伸出伪足，因此上皮细胞侵入基膜并获得游离性，在功能上迁移、侵袭、抗凋亡能力增加。EMT根据不同作用时期和功能分为三类：第1类发生在胚胎形成时期，促进细胞分化，形成不同胚层；第2类发生在炎性反应中，促进组织再生，纤维增生及创伤修复；第3类发生在肿瘤上皮细胞中，增加肿瘤细胞迁移能力，与肿瘤转移、复发相关［10，11］。

细胞微环境中的一些分子结合受体，激活信号通路，抑制上皮表形分子如E-钙粘蛋（E-cad）与基膜溶解酶的表达，促进间质表形分子表达，如N-钙粘蛋、a平滑肌肌动蛋白、波形蛋白等，其中与EMT最相关的是E-cad的下调［12］。抑制E-cad的转录的因子有snail、twist、ZEB家族等，snail家族在结构上都有1个与E-cad启动子E盒结合的C2H2锌指蛋白羧基端，在转录水平抑制E-cad的表达。在许多细胞中非编码miRNA与EMT过程相关，如miR200能与靶基因mRNA上的3'-UTR区域结合以抑制ZEBl、ZEB2的表达，减少对E-cad表达的抑制，抑制EMT过程［13］。

TGF-β通路是参与EMT的主要信号通路，包括Smad和Non-Smad2条信号通路，TGF-β结合复合体受体后可以激活Smad，Smad进入细胞核对靶基因的表达进行调控；也可以激活Non-Smad信号通路，如PI3K/Akt、ERK、p38/ MAPK等信号通路调节EMT。肿瘤微环境中的因子结合受体后激活PI3K/Akt通路，上调β-catenin、snail、NF-kB等多种因子或诱导MMP表达，MMP可降解E-Cad，促进EMT。外源性Wnt蛋白结合胞膜区受体后激活典型的Wnt/ β-catenin信号通路，抑制β-catenin磷酸化，β-catenin在胞浆内急剧上升并进入细胞核激活靶基因与磷酸化Akt，调节下游基因诱发EMT。活化的Akt可以抑制β-catenin相关的的降解酶从而实现PI3K/Akt与Wnt/β-catenin途径的联系。其他通路如Notch可以上调ZEB-1，可以作为PI3K/Akt信号途径的上游信号，使Akt发生磷酸化，从而诱发EMT［14］。成年妇女的卵巢表面上皮（OSE）细胞是单层上皮细胞，具有接受不同环境信号刺激后分化成不同类型细胞的能力，OSE细胞亦分泌大量的蛋白分解酶，如尿激酶、MMP-2、MMP-9、纤维蛋白溶酶原激动剂等，以上蛋白在环境因素的刺激下诱导OSE细胞分化，在卵巢上皮细胞表型的重塑中发挥较大作用。耐药的卵巢上皮性肿瘤呈现持续大量转移并发生EMT，如紫杉醇耐药的NOS2-PR细胞株较紫杉醇敏感的NOS-2细胞株在细胞分子上表现为E-cad下调，伴随相关转录抑制因子snail、twist增加，间质分子Vimentin、aSAM、MMP-2、MMP-9等上调，形态上细胞变成纺锤形并伸出伪足。

细胞获得以上间质特性后，局部迁移或游走至血管，通过血液循环远处定植，通过EMT的相反过程间质上皮转化（MET）重新获得上皮特性，形成新的肿瘤病灶［15］。卵巢癌与其他类型的上皮性恶性肿瘤不同，在卵巢癌初期上皮细胞去分化，E-cad获得表达，而在耐药的卵巢癌中，E-cad的表达又被抑制，促进卵巢癌细胞转移，因此EMT现象在卵巢癌的继发耐药中更加突出。

研究表明P-gp蛋白受EMT相关转录因子snail、twist的调控，说明了EMT与MDR之间可能存在共同的调控机制。PI3K/Akt、MAPK等信号通路的激活能上调P-gp的表达，从而导致肿瘤MDR的发生，此信号通路是也EMT过程中重要的调控途径，这说明EMT和MDR的发生存在共同的信号通路，EMT可能通过MDR共同参与肿瘤细胞耐药。综述所述：EMT发生在继发耐药的卵巢癌中，促进了耐药卵巢癌的侵袭性，并且与MDR共同作用，是耐药与复发的重要原因。

3　HMGBl与EMT的联系

目前认为，EMT是由微环境因子作用于受体，诱导细胞信号传导通路改变，最终导致基因表达改变。HMGBl是肿瘤细胞释放的介质，陈晓燕［16］首次在卵巢癌组织中发现HMGBl高表达和EMT过程，且HMGBl和E-cad的表达呈负相关，这提示HMGBl通过抑制E-cad而促进EMT，共同参与卵巢癌的转移复发。HMGB1参与EMT过程方式有：（1）通过NF-кB通路下调E-Cad，促进Vimentin表达。（2）HMGBl与RAGE结合，激活p38、SAP/JNK等信号通路，继而引起MMP-2和MMP-9激活。（3）TLR4/MyD88通路是连接炎性反应与肿瘤转移之间的重要纽带，MyD88在卵巢癌上皮间质细胞转化过程中起重要作用，其高表达与肿瘤的侵袭、转移有关［17］。

4　总结与展望

如果能有一种有效的预测指标，对肿瘤细胞的药物敏感性动态监测，临床医生即可参照结果调整化疗方案以达到最优化的治疗，这也是NCCN在卵巢癌治疗指南中明确指出的问题［18］。目前紫杉醇联合铂类是卵巢癌一线化疗方案，紫杉醇是细胞周期特异性化疗药物，HMGBl的高表达能够加快细胞周期循环，降低紫杉醇的疗效而诱发耐药，因此，细胞外HMGB1的水平可以作为卵巢癌继发耐药的预测指标。HMGBl在肿瘤耐药复发中与EMT密切相关，但具体的机制及信号通路有待研究。去乙酰化酶抑制剂、抗HMGB/EMT的靶向治疗以及siRNA干扰技术等是否能抑制癌症、逆转耐药有待进一步证实。随着HMGBl、EMT与卵巢癌继发耐药与复发关系研究的深入和实验方法的完善，HMGBl的定性、定量检查及EMT过程监测成为预测卵巢癌继发耐药的有力证据，药物调节HMGBl与抑制EMT过程及两者之间的信号传导将可能成为抗卵巢癌耐药与复发的崭新靶点。

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2 李妍，郝权.高迁移率族蛋白1和肿瘤相关巨噬细胞与宫颈癌淋巴管密度的相关性研究，中国肿瘤临床，2014，41（4）： 222～226.

3 Zhang WQ， Tian J， Hao Q.HMGB1 combining with tumor-associated macrophages enhanced lymphangiogenesis in human epithelial ovarian cancer.Tumor Biol，2014，35（3）：2175～2186.

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6 Chen J， Xi B， Zhao Y， et al. High-mobility group protein B1（HMGB1）is a novel biomarker for human ovarian cancer. Gynecol Oncol， 2012，126 （1）：109～117.

7 刘晓燕，张捷.高迁移率族蛋白B1在卵巢癌组织及单克隆细胞亚系中的表达及其临床意义.山东大学学报（医学版），20l2，49（12）： 123～127.

8 李迎春，田菁，姚海荣，等.高迁移率族蛋白在卵巢癌的诊断价值及其对卵巢癌疾病进展的调控功能.中国肿瘤临床，2014，41（7）：425～429.

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11 Acloque H， Adams MS， Fishwick K， et al. Epithelial-mesenchymal transitions： the importance of changing cell state in development and disease. Clin Invest， 2009， 119（6）：1438～1449.

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14 Choi JH， Hwang YP， Kim YG， et al. Saponins from the Roots of Platycodon grandiflorum Suppresses TGFβ1-Induced Epithelial-Mesenchymal Transition Via Repression of PI3K/Akt， ERK1/2 and Smad2/3 Pathway in Human Lung Carcinoma A549 Cells. Nutrition and Cancer， 2014， 66（1）： 140～151.

15 Kalluri R， Weinberg RA.The basics of epithelial-mesenchymal transition. Clin Invest， 2009， 119（6）： 1420～1428.

16 陈晓燕，袁瑞.卵巢癌组织中HMGBl和E-cadherin的表达及其意义.重庆医科大学学报，2012，37（7）：614～616.

17 朱熠，建鸣.卵巢上皮性癌组织中TLR4/MyD88信号通路的表达及其与临床预后的关系.中华妇产科杂志，2013，48（9）：694～697.

18 Morgan RJ Jr， Alvarez RD，Armstrong DK， et al. NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology： Ovarian cancer， version 2.2013. J Natl Compr Canc Netw， 2013， 11（10）： 1199～1209.

200092 上海交通大学医学院附属新华医院妇科