瘦素与妇科恶性肿瘤的相关性研究进展

胡瑞娇，姜继勇，王秀莹

肥胖是许多癌症发生和发展的危险因素，受肥胖等诸多危险因素的共同影响，许多癌症的发病率和死亡率一直在稳步上升，近年来，随着肥胖人口的逐年增加，肥胖与癌症的关系已成为社会流行病学研究的重点[1]。虽然肥胖与癌症的关系已被医学界认可，但是肥胖介导癌症发生、发展的分子机制以及潜在因果联系仍是医学界研究的重点、热点问题。越来越多的证据表明瘦素（Leptin）水平的增加与肿瘤细胞增殖、迁移、肿瘤细胞凋亡减弱、促血管生成、肿瘤淋巴结转移及化疗和放疗耐受性等密切相关[2-3]，这种潜在联系导致学者们对瘦素在肿瘤生物学中的作用进行了广泛的探索。在过去的5年中，大量文献报道了瘦素在子宫内膜癌、卵巢癌以及宫颈癌等妇科癌症中的作用，现回顾目前关于瘦素在妇科相关癌症中的作用及分子学机制。

1 瘦素及瘦素受体

肥胖的特点主要是体内过多的脂肪组织储存，这推动了复杂的代谢和内分泌活动[4]，其中之一就是脂肪组织分泌过多的瘦素，瘦素可以调节食物摄取和能量平衡，抑制脂肪生成，促进脂肪消耗，当机体肥胖时产生瘦素抵抗，脂肪合成增加，消耗减少，过多的脂肪组织从而分泌更多的瘦素。瘦素由Zhang等[5]于1994年首次克隆获得，是由位于7号染色体的肥胖基因（Ob）经转录、翻译、剪接后形成的包含146个氨基酸残基的多肽类激素，分子质量为16 ku，属于长链螺旋形细胞因子，主要由白色脂肪组织合成并分泌入血[6]。瘦素通过与瘦素受体（ObRs）结合发挥作用，ObRs是由糖尿病基因编码的单链跨膜糖蛋白，有 6 个亚型（ObRa～f），ObRb 为长型受体，当瘦素与ObRb结合时，长细胞内段氨基酸区域可以招募酪氨酸激酶2（JKA2），继而通过磷酸化作用使多条下游信号传导通路被激活，包括酪氨酸激酶2/信号转导和转录激活因子3（JAK2/STAT3）、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）、细胞外调节蛋白激酶（ERK）以及 c-Jun氨基末端激酶（JNK）等[7]，这些通路的激活可以使多个目的基因表达，如激活JAK2/STAT3通路可以促使c-myc致癌基因表达，激活ERK和JNK通路可以促使c-fos和c-jun基因表达，其中c-fos和c-jun两种原癌基因是子宫内膜癌预后不良的因素[8]；ObRa及ObRc～f 5种受体为短型受体，在周围组织中大量存在，作用主要为激活细胞分裂素活化蛋白激酶，并对有丝分裂起作用。

2 子宫内膜癌

2.1 瘦素及瘦素受体水平与子宫内膜癌的关系子宫内膜癌（endometrial cancer）是常见的妇科恶性肿瘤，近年来发病率逐年上升，肥胖是子宫内膜癌已知的一个危险因素。研究发现，血清高瘦素水平与子宫内膜癌的发生相关，且这种相关性独立于其他危险因素。Wang等[9]的Meta分析发现，血清瘦素水平升高和子宫内膜癌发病风险密切相关（RR=2.55，95%CI：1.99～3.41，P＜0.001），在调整其他子宫内膜癌危险因素后，高血清瘦素水平仍与子宫内膜癌发病风险相关（RR=1.59，95%CI：1.27～1.98，P＜0.001），提示瘦素可能是子宫内膜癌发生的独立危险因素。Ma等[10]对206例中国子宫内膜癌患者和310例健康对照者研究发现，子宫内膜癌患者血清瘦素水平比健康对照组高（P＜0.01），并且在调整年龄、体质量指数（BMI）、空腹胰岛素、血糖、胆固醇、三酰甘油和高密度脂蛋白之后，Logistic回归分析发现，瘦素与子宫内膜癌仍相关（P＜0.01），提示高瘦素水平可能作为一项独立的危险因素，促进子宫内膜癌的发生发展，可作为临床上子宫内膜癌高危人群实施早期干预及预防的有意义的检测指标。Zhang等[11]在80例子宫内膜癌患者和50例正常子宫内膜组织标本的研究中发现，前者的瘦素和瘦素受体的阳性表达明显较高（P＜0.05），并与子宫内膜癌的侵袭性、淋巴结转移及预后不良有关。

2.2 瘦素在子宫内膜癌中可能的调节机制瘦素在子宫内膜癌中的作用机制尚不明确。瘦素通过结合其受体激活JAK/STAT、ERK和PI3K等途径促进子宫内膜癌细胞增殖、血管生成及凋亡抑制[12]。Sharma等[13]用100 ng/mL瘦素处理子宫内膜癌细胞系，24 h后发现STAT3和ERK磷酸化增加，且细胞增殖增加，用JAK/STAT抑制剂AG490和ERK抑制剂PD098059阻断磷酸化过程后，瘦素促子宫内膜癌细胞的增殖作用显著降低，提示JAK/STAT和ERK信号传导途径的激活可能参与了瘦素对子宫内膜癌细胞的增殖作用，当瘦素与瘦素受体结合后，形成四聚体，导致JAK的交叉磷酸化和激活，并将胞质结构域内其余的酪氨酸磷酸化，为STAT家族提供结合位点。STAT3蛋白是细胞生长重要的调节器，在细胞生存和增殖过程中发挥重要作用，STAT3的磷酸化是子宫内膜癌细胞瘦素信号转导的重要途经，这样瘦素就通过JAK/STAT3途径发挥促进子宫内膜癌细胞增殖的作用[14]。Gao等[15]研究发现，瘦素能够通过激活JAK2/STAT3、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/ERK和PI3K/AKT信号通路增加环氧合酶2（COX-2）表达以及前列腺素E2（PGE2）释放促进子宫内膜癌细胞增殖，最终导致子宫内膜癌的发生、发展，在选择性使用COX-2抑制剂NS398，或者JAK2抑制剂AG490、MAPK 激酶（MEK）抑制剂U0126、PI3K 抑制剂LY 294002后，瘦素诱导的肿瘤细胞增殖也受到抑制。国内Liu等[16]研究证实，瘦素可能通过增加芳香化酶（P450arom）的表达及雌二醇（E2）的合成促进肿瘤细胞增殖，P450arom是内质网中的关键酶，负责催化雄激素向雌激素的转化，瘦素通过上调子宫内膜成纤维细胞中P450arom的表达促进子宫内膜癌局部雌激素的形成，促进子宫内膜癌细胞的增殖，从而影响子宫内膜癌局部肿瘤微环境。此外，另一项研究发现，瘦素可作用于血管内皮细胞上的瘦素受体激活JAK/STAT3信号转导通路，STAT3在血管内皮生长因子（VEGF）基因启动子区有结合位点，持续激活STAT3能诱导VEGF基因表达上调，促进肿瘤血管生成[12]。Zhou等[17]的体外研究证实，瘦素促进核因子κB诱导激酶/IκB激酶（NIK/IKK）磷酸化，活化的IKK使得IκBa进一步磷酸化而降解，暴露出核因子κB（NF-κB）核定序列，并引导其转移到细胞核内活化，NF-κB可通过上调凋亡抑制基因Bcl-2和Bcl-x1的表达抑制细胞凋亡的发生。可见，瘦素通过多种信号转导通路参与子宫内膜癌的发生、发展。目前对于瘦素与子宫内膜癌的研究多局限于单纯检测瘦素对子宫内膜癌细胞系的作用，但是子宫内膜癌的发生、发展可能受多种肿瘤微环境的影响，因此需要综合多种影响因素进一步探讨瘦素在子宫内膜癌中的作用机制。

3 卵巢癌

卵巢癌的发病率位于妇科恶性肿瘤第3位，尚未找到有效的早期筛查方法，治疗后复发率高。流行病学研究表明，肥胖可能与卵巢癌发病风险增加有关，而瘦素被认为是参与介导卵巢癌多种生物学行为的因子之一[18]。Kumar等[19]研究发现，瘦素通过结合卵巢癌细胞相应受体激活下游JAK2/STAT3通路，从而诱导癌细胞迁移，同时使卵巢腺癌细胞系（HEY3和SKOV3）增殖增加。Ghasemi等[20]最近研究发现，基质金属蛋白酶7（MMP-7）与瘦素介导的卵巢癌细胞系（SKOV3，OVCAR3）侵袭性有关，MMP-7可降解细胞外基质的多种成分，包括基底膜和纤连蛋白等，细胞外基质可以阻止肿瘤的侵袭与转移，因此MMP-7可通过降解细胞外基质促进癌细胞转移、侵袭，而瘦素通过激活JAK/MEK/ERK1/2和JAK/JNK1/2信号通路使MMP-7表达增加，从而增加卵巢癌细胞的转移及侵袭性。Ptak等[21]将卵巢腺癌细胞系（OVCAR3）分别暴露于 2、20、40、100 ng/mL 的瘦素环境中，发现癌细胞增殖与瘦素呈剂量相关性，此外流式细胞计数分析显示处于S和G2/M期的细胞数量增加，提示瘦素促进细胞周期进展，瘦素通过上调诱导细胞增殖基因（如CCND1，CCNA2等）、下调抑制细胞增殖基因（如P21CIP1，P27KIP1等）的表达，促使细胞从G1期向S期的发展；同时瘦素可在外源性（TNFR1）和内源性（BAD，caspase 6）凋亡通路中通过下调促凋亡蛋白的表达而抑制癌细胞凋亡。

尽管瘦素在卵巢癌中具有致瘤活性，但血清瘦素水平高低并非筛查卵巢癌可靠的生物标志物，与子宫内膜癌不同，多项研究结果表明，卵巢癌患者的血清瘦素水平低于正常对照组[22-24]。另外Grabowski等[24]发现，Ⅲ/Ⅳ期卵巢癌患者血清平均瘦素水平低于Ⅰ/Ⅱ期卵巢癌患者。但Jin等[22]研究并未发现早期与晚期卵巢癌患者血清瘦素水平的差异。目前，关于卵巢癌患者血清瘦素水平较正常对照组降低的原因尚未研究清楚，仅有两种可能的解说：一是瘦素水平降低与卵巢癌有直接关系，二是瘦素降低可能与卵巢癌恶病质导致机体消耗增加从而导致瘦素减少有关。总之，瘦素通过促进卵巢癌细胞增殖、调控细胞周期、增加癌细胞侵袭性以及抑制癌细胞凋亡等多种方式调节卵巢癌的生物学行为，但这些研究均基于体外实验，体内卵巢癌肿瘤微环境复杂，卵巢癌生物学行为受多种肿瘤微环境影响，需要进一步结合卵巢癌分期及相应瘦素水平研究瘦素在体内对卵巢癌细胞的作用机制。

4 宫颈癌

宫颈癌是世界范围内最常见的妇科恶性肿瘤之一，在低收入国家，发病率位居第二，死亡率位居第三。人乳头瘤病毒（HPV）被认为是宫颈癌发生的主要致病因素，但宫颈细胞癌变过程是多步骤、多因素的，其中瘦素在宫颈癌中的作用受到越来越多的关注。目前关于瘦素水平和宫颈癌状况的数据是有争议的。Lebrecht等[25]对84例宫颈癌、28例宫颈上皮内瘤变（CIN）Ⅰ～Ⅲ级患者和35名健康志愿者血清瘦素和VEGF水平对比研究发现，3组血清瘦素水平差异无统计学意义。Yuan等[26]对80例宫颈癌患者进行免疫组织化学分析发现，瘦素水平与宫颈癌分级呈正相关，且瘦素可通过增加c-myc及bcl-2的表达促进宫颈癌HeLa细胞增殖、抑制其凋亡，当采用小干扰RNA（siRNA）降低瘦素表达后，c-myc及bcl-2的表达下降且细胞增殖受到抑制。Wu等[27]研究发现，通过激活转化生长因子β1-细胞外信号调节蛋白激酶1/2-髓样锌指蛋白1（TGF-β1-ERK1/2-MZF1）信号转导通路诱导生成的CK17，是提升宫颈癌肿瘤干细胞特性（包括自我更新和转移）的关键因素，而ERK1/2是已知瘦素下游信号传导通路的重要环节，瘦素可通过影响ERK1/2信号转导通路影响CK17的生成，从而调节宫颈癌肿瘤干细胞特性，但是瘦素对宫颈癌肿瘤干细胞特性的影响还处于理论研究阶段，因此需要进行更深入的实验研究来证实以上理论的准确性。瘦素在宫颈癌细胞的增殖和发展中可能起着重要作用，但目前研究较少且不完善，研究结果还存在争议，还需要进一步的研究。

5 外阴癌

外阴癌是少见的妇科恶性肿瘤，占所有女性生殖道恶性肿瘤的3%～5%。肥胖被认为是外阴癌一个重要的危险因素，当BMI＞30 kg/m2时，患病的风险是BMI≤30 kg/m2者的1.62倍，但是评估外阴癌与肥胖相关发病机制的研究是有限的[28]。Lebrecht等[29]对37例外阴鳞状细胞癌患者与健康对照组进行对比研究，结果证实外阴鳞状细胞癌患者血清瘦素水平高于对照组。然而，这项研究群体样本数量较小，血清瘦素水平并没有显示出与肿瘤分期、组织学分级或淋巴结转移存在相关性，且血清瘦素水平与患者无病生存期无明确相关性。目前，由于外阴癌的发病率较低，关于瘦素在外阴癌中的作用机制研究甚少，需要多中心大数据进一步研究。

6 结语和展望

总之，瘦素及瘦素受体与妇科恶性肿瘤发生、发展密切相关，了解瘦素信号转导的分子机制对妇科恶性肿瘤的防治具有重要意义，并可根据其作用机制，研究药物的作用靶点，从中间环节降低其对妇科恶性肿瘤的影响。目前，瘦素在妇科恶性肿瘤中的作用多基于直接对细胞系的研究，但肿瘤的发生、发展有其复杂的肿瘤微环境，因此尚需综合多种因素结合更多的实验进一步研究证实，以期为妇科恶性肿瘤的预防和药物治疗提供更有力的证据。