LEDGF基因在高危型人乳头瘤病毒感染的宫颈癌中表达的研究现状

王中芹(综述)，尹香花(审校)

(扬州大学临床医学院，江苏 扬州 225001)



LEDGF基因在高危型人乳头瘤病毒感染的宫颈癌中表达的研究现状

王中芹△(综述)，尹香花※(审校)

(扬州大学临床医学院，江苏 扬州 225001)

摘要：人乳头瘤病毒(HPV)是一种无包膜的小DNA病毒，其持续感染可导致人类皮肤和黏膜的异常增生。晶状体上皮源性生长因子(LEDGF)是一种应激反应蛋白，其在多种癌组织中的表达上调，HPV-E6/E7和LEDGF蛋白的表达与宫颈癌的发生、发展密切相关，两者相互作用，最终导致细胞癌变。该文概述了HPV-E6/E7与LEDGF蛋白相互作用的机制及其与宫颈癌的研究进展。

关键词：宫颈癌；人乳头瘤病毒；晶状体上皮源性生长因子

宫颈癌作为妇科常见的恶性肿瘤之一，其发病率居女性恶性肿瘤的第2位，每年约有500 000新增宫颈癌病例，有275 000例死于宫颈癌[1-2]。目前研究证实，人乳头瘤病毒(human papilloma virus，HPV)是宫颈癌最主要的致病因子，持续的HPV感染可导致宫颈发生癌前病变，约90%的宫颈癌前病变及癌组织合并有高危型HPV感染，携带高危致癌性HPV DNA[3]。德国研究人员发现了一种新的HPV致癌靶基因——晶状体上皮源性生长因子(lens epithelial-derived growth factor，LEDGF)，免疫组织化学实验显示，在HPV阳性的宫颈组织中，LEDGF蛋白的表达水平显著高于正常宫颈组织，且随着病变级别的升高，LEDGF的表达也升高[4]。这一研究表明，LEDGF参与了高危型HPV致宫颈癌发生、发展的过程，其可能为HPV阳性的宫颈癌患者提供新的治疗靶点。现对LEDGF基因在高危型HPV感染的宫颈癌中表达的研究现状予以综述。

1HPV与宫颈癌的关系

HPV是一种无包膜的小DNA病毒，其有严格的嗜组织性，主要侵犯皮肤及黏膜鳞状上皮，导致皮肤和黏膜异常增生。根据致癌性，HPV可分为低危型和高危型，其中高危型以16、18型最为常见。研究表明，大约有99.7%的宫颈癌与HPV感染有关，其中HPV16型的感染率最高，约50%的宫颈癌患者肿瘤组织的DNA为HPV16型[5]。HPV导致宫颈癌发生的机制与HPV DNA整合到宿主细胞有关，HPV的基因是由早期基因(E)、晚期基因(L)以及非编码区(上游调控区和长控制区)组成，早期基因有E1、E2、E4、E5、E6以及E7，其中E6、E7编码的蛋白可调控病毒的生长和繁殖，其在细胞转化和永生方面作用最强。

HPV产生的癌蛋白能使抑癌基因失活，其中起关键作用的是病毒的E6、E7蛋白，其分别与抑癌蛋白p53和磷酸化的Rb蛋白结合，形成复合物诱导后两者的降解，从而使其失去对细胞生长周期的正常调控。此外，E6、E7蛋白还有促有丝分裂的作用，直接或间接刺激细胞分裂增殖，使细胞增殖与凋亡失调，诱发正常宫颈组织癌变。E6和E7蛋白对HPV阳性宫颈癌的诱导以及宫颈癌细胞恶性表型的维持至关重要，这种现象被称为“癌基因成瘾”[6]。在HPV阳性的宫颈癌癌细胞中，抑制病毒E6/E7的活动会激活肿瘤的抑制途径，最终导致有效生长停滞、细胞衰老及死亡。

识别E6、E7蛋白的致癌靶基因对研究HPV相关肿瘤发生的分子机制至关重要，可能给HPV相关肿瘤提供新的治疗窗口。为了寻找病毒E6、E7致癌基因靶向的细胞基因，Kuner等[7]采用RNA干扰技术抑制宫颈癌HeLa细胞中HPV18 E6、E7的表达并进行全基因组转录组分析，结果表明，肿瘤细胞中E6、E7的表达被抑制后，LEDGF基因的表达也明显降低，说明HPV相关肿瘤中E6、E7的致癌机制与LEDGF的表达存在某种联系。

2LEDGF

LEDGF属于肝癌衍生因子(hepatoma-derived growth factor, HDGF)相关蛋白(HDGF related protein, HRP)家族，HRP家族有6个成员：HDGF、HRP1、HRP2、HRP3、LEDGF/p75和LEDGF/p52[8]。LEDGF与已发现的转录协同激活因子p75为同一种蛋白，因此称为LEDGF/p75。LEDGF的N′端有1个PWWP区域，C′端有1个进化保守序列，可与1型人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)整合酶结合，称为整合酶结合域(integrase-binding domain, IBD)。整个LEDGF蛋白分子由530个氨基酸残基组成，根据功能分为2个区域[9]。虽然LEDGF属于生长因子家族，但人体是否分泌F以及其是否同经典生长因子一样在体内发挥作用尚未可知。

LEDGF是一种应激反应蛋白，其表达的增加与获得性免疫缺陷综合征、癌症、自身免疫性疾病、炎症以及眼部疾病等密切相关[10]。目前研究最广泛的是LEDGF与HIV-1发病的关系，LEDGF是HIV-1整合过程中不可或缺的细胞辅助因子，其与整合酶相互作用，直接参与病毒基因组链合到宿主细胞染色体的全过程。研究表明，LEDGF作为一种自身抗原，在多种癌组织中表达上调，如卵巢癌、前列腺癌、结肠癌、甲状腺癌等[11-13]。LEDGF拥有一个核定位信号，在有丝分裂过程中与染色体结合，传到子细胞[14]。LEDGF蛋白最初被认为是与基础转录元件相互作用的转录共活化因子，通过与RNA聚合酶Ⅱ的转录复合物相互作用发挥转录共活化作用。随后的研究显示，LEDGF能刺激应激相关以及保护基因的表达，包括热激蛋白27(hot shock protien 27，HSP27)、抗氧化蛋白-2基因、乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶和蛋白激酶γ，使细胞免于氧化应激以及化疗诱导的细胞死亡。因此，LEDGF在调节细胞存活与凋亡中起重要作用[15]。

HSP27是肿瘤细胞生长所必需的一种分子伴侣蛋白，HSP27耗尽会触发肿瘤细胞中溶酶体膜通透性的增加以及组织蛋白酶依赖性细胞死亡。在人类肿瘤中，LEDGF通过调节HSP27的活性维持溶酶体的稳定性，并保护肿瘤细胞对抗具有细胞毒性的抗癌药物所诱导的细胞死亡，LEDGF耗尽会触发肿瘤细胞的溶酶体细胞死亡途径。Daugaard等[16]研究表明，LEDGF是一种通过控制胱天蛋白酶非依赖性溶酶体细胞死亡途径的致癌蛋白。

LEDGF具有致癌作用有以下依据：①与正常组织相比，LEDGF在多种人类肿瘤中存在过度表达[11]；②在白血病中，LEDGF基因是染色体易位的靶基因，可导致LEDGF/NUP98融合蛋白形成，抑制白血病细胞死亡[17]；③LEDGF蛋白有助于混合细胞白血病与癌症相关的靶基因融合，促进白血病的发生；④LEDGF蛋白的异位过表达能增加不同肿瘤细胞系在体内的致瘤性[18]；⑤LEDGF可增强血管和淋巴管生成，促进肿瘤转移；⑥LEDGF可保护肿瘤细胞应对不同形式的细胞应激，尤其是在DNA损伤修复过程中起重要作用[19]。

3LEDGF、HPV与宫颈癌的关系

与正常宫颈组织相比，HPV阳性的宫颈癌前病变组织和癌组织中LEDGF的表达水平显著增高，其表达水平与病变的严重程度呈正相关[4]。一项关于前列腺癌的研究显示，LEDGF蛋白的水平随肿瘤的进展而升高[13]。HPV阳性的癌细胞内，LEDGF mRNA和蛋白水平极其依赖于病毒原癌基因表达的维持，其中E6、E7的持续联合表达在转录水平上刺激了LEDGF的转录活化因子，导致其高表达，这种现象不止发生在HPV16感染的癌细胞中，在高危型HPV18以及低危型HPV6、11中也有发生。

HPV E6、E7蛋白参与了LEDGF转录过程的调节，增强了LEDGF转录启动子的活性，显著提高LEDGF mRNA和LEDGF蛋白的表达水平。E6或E7的单独表达对LEDGF转录启动子的刺激作用较E6、E7联合表达弱，提示E6、E7在LEDGF转录过程中存在一定程度的协同作用，且在HPV阳性癌细胞中LEDGF的表达不会因细胞周期的停滞而改变。这种E6、E7蛋白依赖的LEDGF高表达可通过保护HPV阳性肿瘤细胞对抗细胞应激，促进肿瘤形成，这种应激包括DNA损伤等。在基因毒性物质存在的环境中，LEDGF的低表达会减弱肿瘤细胞的集落形成能力。LEDGF也可直接促进肿瘤的进展和转移，例如增强血管和淋巴管的形成。据报道，在胶质瘤、肺癌以及卵巢癌模型中，LEDGF可介导血管内皮生长因子C的激活[20-21]。在癌组织中，LEDGF和血管内皮生长因子C的共激活让人们对疾病的病理生理学基础有了更深的了解，但肿瘤细胞中LEDGF表达上调的具体机制尚不清楚，还有待于进一步的研究。

关于LEDGF/p75启动子，基因分析显示，在LEDGF基因的5′端存在一个大小为782 bp的片段(2723/+59)[4]，其包含了Desfarges等[21]和Singh等[22]报道的两个假定的启动子，并且发现了转录因子SP1，LEDGF启动子内有公认的SP1识别位点，使LEDGF启动子可被靶向抑制[23]。关于LEDGF蛋白在细胞内的具体定位还存在争议，一些学者认为其主要存在于细胞核[24]，也有报道在细胞质中也有不同程度的分布[16]。Leitz等[4]发现，在正常宫颈上皮组织及不典型增生组织的基底细胞层中均存在LEDGF的表达，而这个细胞层中隐藏着干细胞，由此不难推测LEDGF有保护干细胞的作用。一项关于脑组织的研究也得出类似的结论，LEDGF在神经上皮干细胞中高表达[25]。

在临床方面，对LEDGF的研究可能有助于对HPV阳性肿瘤的进一步治疗，通过联合放化疗来对抗LEDGF的基因毒性作用。LEDGF抑制剂辅助联合放化疗可增加宫颈癌细胞和其他肿瘤细胞治疗的敏感性。

4小结

人们已揭示了LEDGF的多种生物学功能，如转录共活化作用，刺激肿瘤细胞应激相关蛋白的表达以及直接促进肿瘤的进展与转移等。然而LEDGF与高危型HPV E6、E7蛋白相互作用促进宫颈癌发生、发展的具体机制尚不明确，继续深入研究有助于加深对宫颈癌发生机制的认识，从而对宫颈癌的防治及现阶段肿瘤分子靶向治疗提供新方向。

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6147.

Research Status of LEDGF Gene Expression in Cervical Cancer Infected with High Risk-Human Papilloma VirusWANGZhong-qin,YINXiang-hua.(ClinicalMedicalCollegeofYangzhouUniversity,Yangzhou225001,China)

Abstract:Human papilloma virus(HPV) is a small non-enveloped DNA virus,the persistent infection of which can cause abnormal proliferation of human skin and mucous membranes.Lens epithelial-derived growth factor (LEDGF) is a stress response protein,and the recent researches indicate that LEDGF is up-regulated in several cancers.The expression of HPV-E6/E7 and LEDGF protein are closely related to the occurrence and development of cervical cancer,interactions of HPV-E6/E7 and LEDGF protein ultimately lead to cancerous cells.Here is to make a review of the research progress in the interaction mechanism of HPV-E6/E7 and LEDGF protein,and its role in the progress of cervical cancer.

Key words:Cervical cancer; Human papilloma virus; Lens epithelial-derived growth factor

收稿日期：2014-11-17修回日期：2015-03-04编辑：辛欣

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.022

中图分类号：R711.74

文献标志码：A

文章编号：1006-2084(2015)18-3323-03