高迁移率族蛋白B1在子宫内膜癌中的研究进展

江煜焓 肖巍 李亚娟

子宫内膜癌是女性生殖道常见的恶性肿瘤之一，发病率呈上升趋势。据美国癌症学会报道，自2015年子宫内膜癌已成为女性第四大常见癌症，超过了乳腺癌、肺癌、支气管癌发病率[1]。此外，2016年其发生人数呈现出上升趋势，新诊断病例达到60 050人，预计死亡10 470人，由此估计其发病率呈每年1% ～ 2%的增长[2]。研究预测，未来15年子宫癌发病率将继续上升[3]。尽管大多数患者在早期被诊断，并有相对良好的生存率，但多数患者由于治疗不当或肿瘤细胞的随机扩散，导致患者病例中经常出现复发症状，因此该病症的生存率、预后效果均不理想[4]。

经临床病理研究，现代医学将子宫内膜癌细胞分为两个亚型。I型肿瘤(约70%～80%)称为子宫内膜样癌(endometrial cancer，EC)，具有雌激素依赖性，通常伴有子宫内膜增生。II型(10%～20%)肿瘤其生物学行为较差，预后差，但不常见[5-6]。目前子宫内膜癌的病因尚不是十分清楚，进一步研究其发生、发展的分子基础，探索其分子水平的发病机制将为治疗提供新的方向。

一 、高迁移率族蛋白在细胞内外的作用

高迁移率族蛋白(high mobility group protein，HMG)是一组具有高电泳迁移率的非组蛋白核蛋白，在所有的真核细胞中均有一定数量的表达。该蛋白家族包括为HMGB，HMGN和HMGA三个超家族[7]。HMGB主要存在于哺乳动物细胞中，其中包括HMGB1，HMGB2和HMGB3三个亚群[8]。HMGB1作为含量及表达最多的HMGB蛋白，被认为与促进肿瘤的发育和生长有密切联系[9]。HMGB1有两种构成，分为核HMGB1、细胞外HMGB1两种。核HMGB1在DNA修复、重组、转录和基因组稳定性中发挥着关键的作用[10]；细胞外HMGB1由坏死或受损细胞被动释放，作为与损伤相关的分子模式分子，参与多种慢性炎症和自身免疫疾病的发生[11]。

此外，HMGB1也可由活化的免疫细胞、内皮细胞释放，产生大量促炎因子及趋化因子。HMGB1表达细胞应激反应并维持长期的炎症能力，可能有助于肿瘤的发展和预后，包括血管生成，炎症，微环境，侵袭，转移和肿瘤的预后[10]。HMGB1在肿瘤发生和癌症治疗中既可以作为肿瘤抑制因子也是可致癌因子，这取决于环境和HMGB1的表达[12]。HMGB1过表达对不同肿瘤生存的预后价值仍有争议，其在癌症中的确切作用尚不明确。

二、HMGB1与子宫内膜癌

1.HMGB1与子宫内膜癌的浸润与转移

肿瘤细胞向周围组织浸润及转移，需要降解细胞外基质及调节细胞信号来完成，其关键环节为基底膜和细胞外基质的降解[13]。而HMGB1与肿瘤的侵袭转移密不可分，一方面HMGB1可以通过促进细胞的迁移、增加细胞的粘附以及改变细胞外基质成分等直接促进肿瘤细胞的迁移[14]。另一方面，其可以通过诱导或增强AKT及NF-KB p56的表达及活性等间接增强肿瘤的浸润。从这种意义上来看，HMGB1可以在不被肿瘤细胞释放的情况下即发挥其促进浸润转移的能力[15]。与此同时，HMGB1 通过与RAGE进行结合，可使p38、JNK、ERK12等丝裂原活化蛋白激酶信号通路激活，导致细胞外基质降解，促进肿瘤细胞的浸润和转移[16]。

马本红等[17]证明浸润深度≥1/2子宫肌层的EC组织阳性率为95.8%，未肌层浸润以及浸润深度<1/2子宫肌层的组织 阳性率为69.4%，两者差异显著；且发生淋巴结转移的强阳性率为96.9%，未发生淋巴结转移为73.6%，差异同样有统计学意义。这些结果表明HMGB1与子宫内膜腺癌的侵袭转移确实有一定关系。冯力元等[18]证明通过干扰HMGB1的shRNA可以有效抑制HMGB1的表达，转染后的肿瘤细胞浸润及迁移能力降低。刘心怡等[19]发现将HMGB1 shRNA-3转染HEC-1A细胞抑制HMGB1基因表达后，p38MAPK基因表达也明显受到抑制，并且HEC-1A细胞的增长同时被明显抑制，说明HMGB1影响子宫内膜癌细胞浸润可能与调节p38MAPK信号通路相关。但也有研究[20]表明HMGB1表达与子宫内膜癌晚期和淋巴结转移呈负相关。在细胞迁移和侵袭测定中，HMGB1敲低促进子宫内膜癌细胞系(如KLE和HEC-1B)的侵袭和迁移能力。其通过将HMGB1 shRNA感染的Ishikawa细胞和阴性对照shRNA感染的Ishikawa细胞皮下或尾静脉注射到裸鼠中，发现阴性对照组无肺转移，而HMGB1 shRNA感染细胞的肺转移率为100%，证明HMGB1敲低可以增进体内肿瘤增殖和浸润，其实验结果证明HMGB1敲低显着增加了N-钙粘蛋白，波形蛋白，Twist的表达，但降低了E-钙粘蛋白的表达。因此，HMGB1基因敲除可以通过促进EMT过程在子宫内膜癌的浸润及转移发挥作用。这可能与研究者之间不同的研究方法，实验条件不同有关。但目前大多数实验证明HMGB1在人类子宫内膜癌中促进子宫内膜癌的浸润及转移。

2.HMGB1与子宫内膜癌细胞的增殖

细胞外HMGB1通过MAPK通路激活下游信号，同时在癌细胞增殖中发挥重要作用[21-22]。HMGB1增强肿瘤细胞线粒体复合物I活性，以增加肿瘤细胞三磷酸腺苷(ATP)合成的需求和肿瘤细胞增殖[10-11]。同时，HMGB1可激活Ras-EPK1/2 信号通路，使肿瘤细胞的生长呈持续活化状态。相关研究证明下调HMGB1可抑制RL95-2细胞增殖,说明其增殖失控与HMGB1过表达相关[23]。

吴然然等[24]在子宫内膜癌的研究中发现切断该通路可以抑制HMGB1蛋白和HMGB1 mRNA在HEC-1A细胞中的表达，显著抑制HEC-1A细胞的增殖能力，诱导细胞凋亡并能阻滞细胞于G0/G1期，导致转染HMGB1 shRNA后细胞cyclin D1、pAKT蛋白表达水平均下调。这表明HMGB1影响肿瘤增殖过程可能是通过影响PI3K/Akt信号通路。董毅飞[25]等研究表明化疗药物甲基化转移酶抑制剂可显著降低HMGB1 mRNA在ECC-1中的表达，从而抑制ECC-1细胞的增殖和迁移。然而在软琼脂集落形成实验中，HMGB1 shRNA感染的集落形成能力有所增加。通过将HMGB1 shRNA感染的Ishikawa细胞和阴性对照shRNA感染的Ishikawa细胞皮下或通过尾静脉注射到裸鼠中，阴性对照细胞的肿瘤形成率仅为60%，肿瘤生长非常缓慢。然而在HMGB1 shRNA感染的细胞中观察到肿瘤形成率为100%，肿瘤生长相对较快[20]。此外，阴性对照的平均肿瘤体积远小于HMGB1 shRNA感染细胞的平均肿瘤体积。这些结果表明HMGB1在子宫内膜癌中呈低表达，与肿瘤生长呈负相关[26]。可见在不同条件下HMGB1可能会表现出不同的状态和作用机制，因此对于HMGB1在子宫内膜癌肿瘤细胞的增殖作用有待进一步研究。

3.HMGB1与子宫内膜癌血管生成

肿瘤细胞的扩散与肿瘤血管的形成有显著关系，为肿瘤的形成和转移提供了保障。然而相对于快速增长的肿瘤组织，微血管的密度会出现降低的现象，从而引起慢性缺氧和肿瘤坏死，这又会导致巨噬细胞浸润和新血管形成[27]，从而诱发肿瘤细胞呈指数增长，而存在的血管无法供给足够的营养，导致肿瘤坏死并释放 HMGB1[28]。缺氧和肿瘤细胞的继发死亡是实体肿瘤中触发血管生成最有力的信号。HMGB1作为细胞因子，不仅能够激活炎症细胞，而且能够活化血管内皮细胞[29]。HMGB1 通过与 RAGE 受体结合，激活CDC42/Rac和 MAPK-NF-kB 信号通路，可增进血管内皮细胞的增殖、发芽及迁移，从而影响血管的生成速度[30]。而体外实验也证实，阻断HMGB1与RAGE结合，可显著抑制肿瘤的生长、转移[31-32]。但RAGE基因敲除并不能完全抑制HMGB1诱导的血管新生，推测HMGB1和CXCL12/CXCR4也可能与导致肿瘤血管生成有关[33]。杜雪莲等[34]的研究表明HMGB1 在子宫内膜癌组织高表达，并应用实时定量PCR 技术检测显示，子宫内膜癌组HEEC中HMGB1 mRNA的表达水平为1.8，与对照组(0.4)比较，差异有统计学意义(P<0.05)。免疫组化法检测显示，内膜癌组HEEC中HMGB1蛋白均呈阳性表达，而对照组中HMGB1蛋白均呈阴性表达，证明HMGB1与子宫内膜癌促进血管形成有关，但其具体机制尚不明确，需大量实验研究。

4.HMGB1与子宫内膜癌的预后

近期有关子宫内膜癌癌症信号传导通路和开发新的治疗等方面均取得一定进展，但未改变子宫内膜癌预后差、发病率高的威胁。耐药性是通过限制常规化学疗法和新型生物制剂的疗效来治疗子宫内膜癌的主要障碍[35]。Yamadaza发现在子宫内膜癌化疗患者中HMGB1和一些已知的肿瘤标记物(CEA、CA-199)有相关性，此外HMGB1在有恶心、呕吐及其他抗肿瘤药物副作用症状的患者体内表达数量明显升高，且与化疗效果呈负相关[36]。HMGB1可促进黏附细胞迁移及金属蛋白酶的活化从而促进肿瘤细胞的浸润与转移，但药物无法阻止该过程的发生[37]。由此来看，HMGB1的表达与子宫内膜癌患者的治疗及预后呈负相关[20]。

越来越多的研究已经表明，在癌症发展和治疗中自噬具有十分重要的作用。肿瘤细胞利用这种保护性自噬作为防御细胞凋亡的屏障，从而促进抗药性的发展。HMGB1作为常见的自噬调节因子能够在许多正常细胞中表达，在促进细胞毒性损伤后的自噬中发挥作用[10,38]。细胞自噬利用溶酶体降解细胞器、细胞内蛋白等细胞成分，能够影响抗癌治疗中肿瘤的反应性，从而促进肿瘤细胞的死亡[11]。而HMGB1通过与自噬调节因子Beclin1结合，调控自噬进展Beclin1-PI3KC3复合物的形成，可以诱导HMGB1的自噬，这对于抑制肿瘤发展和癌症治疗具有非常大的研究意义[39-40]。目前的研究还发现，HMGB1在紫杉醇耐药的EC细胞中表达上调，并介导自噬，可以在体外对EC的化疗抗药性起作用[41]。从以上分析中可以看出，通过对HMGB1的表达进行干预可影响EC的化疗效果，为药物治疗子宫内膜癌提供新的临床方向。

三、结语

HMBG1作为促炎症细胞因子已被广泛研究，在多种癌细胞的辅助治疗中均发挥出一定作用。HMGB1在肾癌、肺癌、卵巢癌、结直肠癌等多种类型的肿瘤中表达水平增高。在子宫内膜癌中HMGB1的表达情况及其作用是显而易见的，然而具体的作用机制还未完全阐明，这对了解肿瘤的发生、发展有重要的意义并为其靶向治疗提供新的思路。笔者希望通过以上总结，能为相关研究提供思路，进而找到子宫内膜癌的病因，并为了解其发病机制的分子基础及预后治疗提供帮助。