肿瘤转移相关基因1与妇科恶性肿瘤关系的研究进展

宋 振(综述)，金 平(审校)

恶性肿瘤具有侵袭性和转移性的重要生物学特性，其特性的发挥受多种复杂机制的调节。肿瘤转移相关基因1(tumor metastasis-associated gene 1，MTA1)是一种与肿瘤转移相关的基因。研究发现，该基因在多种实体肿瘤如乳腺癌、食管癌、胃癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌等均有高表达，并与肿瘤的侵袭、转移及预后密切相关。本文就MTA1的结构、功能及其在妇科恶性肿瘤中的研究进展综述如下。

1 MTA1的结构与功能

肿瘤转移相关基因(tumor metastasis-associated gene,MTA)是新发现的一个基因家族，由3个成员组成(MTA1、MTA2和MTA3)，可表达为6种不同的异构体(MTA1、MTA1S、MTA1-ZG29P、MTA2、MTA3和MTA3L)。MTA1的研究报道最多，也是最重要的成员之一。MTA1在该家族中首先被发现，它是1993年Pencil等利用相差杂交技术首次从具有转移潜能的鼠乳腺癌细胞株13762NF中分离出的一种新的乳腺癌转移相关基因，后在人的高转移性乳腺癌细胞株中发现了同源的MTA1基因。因其表达水平与乳腺癌转移能力呈正相关，被命名为MTA1。MTA1-ZG29P是MTA1的N端截断形式。人类MTA1位于14q32.3上，全长2.2 kb，其cDNA全长2 756 bp，包含一个独立开放阅读框。MTA1、MTA2和MTA3 cDNA的核苷酸序列具有约30%的同源性；在蛋白质水平上，三者的氨基酸具有约60%的同源性。MTA1基因编码的蛋白质含有715个氨基酸残基，分子量约为80.8 kDa。MTA家族系列包含几个共同的结构域[BAH(bromo-adjacent homology)、ELM(egl-27 and MTA1 homology)、SANT(Swi,Ada2,N-CoR,TFIIIB-B)、GATA锌指结构域]和多个磷酸化位点，通过蛋白质与蛋白质间或蛋白质与DNA间相互作用，在信号转导和转录调节中发挥重要作用。多因素参与肿瘤转移的调控，其中MTA家族成员发挥重要作用。研究发现，MTA1是核小体重塑和组蛋白去乙酰化酶(nucleosome remodeling and histone deacetylase，NuRD)复合物的一个亚单位，与三磷酸腺苷依赖的染色质重塑有关，并通过组蛋白的乙酰化和去乙酰化参与转录调控。乙酰化中和了组蛋白的正电荷，从而减少了基因组DNA与组蛋白乙酰化区域之间的结合，使基因组DNA和组蛋白结合变得松散，促进基因转录。MTA1蛋白能与组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs)结合，募集HDACs到目标基因的启动子区域，通过去除组蛋白的乙酰基来重塑染色质结构，使其变得更加紧密而不利于转录。MTA1或许可以通过此类功能直接或者间接作用于某些抑制肿瘤浸润转移的基因，下调其转录。

2 MTA1与肿瘤淋巴血管生成的关系

肿瘤淋巴管血管生成是肿瘤生长、浸润和转移的物质基础。血管内皮生长因子C(vascular endothelial growth factor C，VEGF-C)是血管内皮生长因子家族的成员，参与多种恶性肿瘤淋巴血管生成，导致肿瘤淋巴结转移，影响预后。MTA1是NuRD复合物的重要组成部分，参与大量基因的转录调节。MTA1通过稳定缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)蛋白使其去乙酰化，增加HIF-1α的转录活性，并增强HIF-1α的靶分子血管内皮生长因子的表达，在体内外均能促进血管生成，从而增加癌细胞转移潜能。Liu等运用免疫组化技术检测107例食管鳞癌组织和56份正常食管组织MTA1和VEGF-C的蛋白表达水平，评价微淋巴血管密度，并分析其与各项临床病理因素的关系。结果表明，MTA1基因可能在食管鳞癌的发展、淋巴血管生成和淋巴结转移中起促进作用，检测活检标本中VEGF-C的表达水平对预测淋巴结转移有帮助。Yang等在非小细胞肺癌中的研究也有类似结果，研究还发现MTA1高表达与膀胱癌的浸润和转移密切相关。

3 MTA1与妇科恶性肿瘤的关系

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MTA1与子宫内膜癌 Balasenthil等利用免疫组化和蛋白质印迹方法检测子宫内膜腺癌和不同时期良性子宫内膜MTA1的表达，发现增殖期和分泌期的子宫内膜，MTA1在腺体和间质中均有表达，其定位于这些细胞的细胞核和细胞质中。MTA1在分泌期的表达低于增殖期。蛋白质印迹分析MTA1在肿瘤标本中的表达明显增加。为进一步了解MTA1在子宫内膜腺癌组织中的亚细胞定位，研究者还对70例不同分期的子宫内膜腺癌进行免疫组化染色，发现75.7%(53/70)的肿瘤标本有MTA1表达，且在所有Ⅲ期标本中染色强度相似。在Ⅰ期和Ⅱ期肿瘤中，MTA1同时存在于细胞核和细胞质。在Ⅲ期肿瘤中，MTA1只存在于细胞质。这说明MTA1在子宫内膜腺癌中具有潜在作用。杨益民等利用免疫组化方法检测62例子宫内膜癌和30份正常子宫内膜组织中MTA1和VEGF的表达，发现MTA1和VEGF在子宫内膜癌组织中的表达均高于正常子宫内膜组织。MTA1和VEGF在子宫内膜癌中的表达与临床分期、病理类型、淋巴结转移和肌层浸润有关。这说明两者与子宫内膜癌的发生、发展呈正相关。MTA2与MTA1有65%的同源性。高灵通和刘玮研究显示，MTA2在子宫内膜癌中的表达上调，MTA2在子宫内膜癌组织中的表达显著高于癌旁组织，且肿瘤分级越高，MTA2等表达量越高。miR-30c是子宫内膜癌的一种肿瘤抑制因子，其在子宫内膜癌组织的表达下调，而在雌激素受体阳性的Ishikawa细胞和雌激素受体阴性的HEC-1-B细胞中均高表达，且雌二醇可使两者表达下调。miR-30c通过miR-30c-MTA1信号通路直接抑制MTA1的表达，并作为肿瘤抑制因子发挥作用。王毅锋和宋文广采用免疫组化方法检测子宫内膜癌和正常子宫内膜组织中MTA1蛋白的表达，采用逆转录聚合酶链反应测定组织和细胞中MTA1 mRNA的表达，采用蛋白质印迹检测细胞中MTA1蛋白的表达，结果发现子宫内膜癌组MTA1蛋白阳性率和MTA1 mRNA表达率明显高于对照组(

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<0.05)。研究还采用RNA干扰技术沉默子宫内膜癌HEC-1-C细胞中的MTA1基因，结果发现沉默子宫内膜癌HEC-1-C细胞中的MTA1基因后,子宫内膜癌HEC-1-C细胞中的MTA1蛋白和mRNA的表达下降,子宫内膜癌HEC-1-C细胞的侵袭和迁移能力也下降，说明MTA1基因高表达能够促进子宫内膜癌的侵袭和转移。

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MTA1与宫颈癌 宫颈癌的发生、发展涉及多个基因的改变，包括原癌基因、抑癌基因及MTA，这些基因的变化可引起信号转导异常。既往的研究证据证实，宫颈癌的发生主要与高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)的E6和E7病毒蛋白有关。Jia等研究HPV感染与宫颈癌细胞中主转录调控因子MTA1上调之间的相关性后发现，MTA1在感染HPV16的宫颈癌细胞中高表达，而在HPV阴性宫颈癌细胞中弱表达。转染HPV基因组可同时引起MTA1 mRNA和蛋白质水平上调，仅高危E6就足以诱导MTA1上调。MTA1作为HPV感染的靶点及核因子-κB信号的调节器，在HPV感染引起的免疫下调中发挥重要作用。韩肖燕等利用pcDNA3-MTA1表达质粒和pSilencer3.1-MTA1-siRNA干扰质粒在宫颈癌中进行研究，通过上调和下调宫颈癌CaSKi细胞中MTA1基因的表达观察细胞生物学行为变化。结果发现，CaSKi细胞转染pcDNA3-MTA1质粒后，细胞生长加速，克隆形成及划痕后迁移能力增强，肿瘤细胞对细胞外基质的黏附、侵袭及体外迁移能力明显增强，而转染干扰载体pSilencer3.1-MTA1-siRNA质粒降调MTA1基因表达后，上述细胞生物学行为受到明显抑制。顾青等的研究也表明，MTA1基因能促进宫颈癌细胞的增殖，沉默MTA1基因表达能抑制宫颈癌细胞的增殖及迁移能力，MTA1基因高表达可能参与宫颈癌的形成，为未来应用RNA干扰技术进行以MTA1基因为靶点的治疗提供理论基础。Liu等利用免疫组化方法检测132例宫颈癌组织中MTA1的表达情况，发现73例(55.3%)存在MTA1过表达，且与组织学分级、淋巴结转移和复发明显相关。这说明MTA1过表达与宫颈癌的进展和转移相关。侯晓梅等也通过免疫组化发现，MTA1蛋白在宫颈癌组的表达明显高于宫颈上皮内瘤变组及正常宫颈组，且阳性表达与临床分期、肌层浸润深度及淋巴结转移有关，差异有统计学意义(

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<0.05)。这与王海清等的研究结果一致。Wang等通过多种实验研究发现，长链非编码RNA肺癌相关转录物1(lung cancer associated transcript 1,LUCAT1)的表达水平显著高于正常宫颈上皮细胞系NC104，LUCAT1高表达促进宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭，LUCAT1低表达水平的患者有较长的总体生存率。LUCAT1过表达可上调MTA1蛋白质水平，相关性分析表明，癌组织中MTA1表达水平与LUCAT1表达呈正相关。

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MTA1与卵巢癌 卵巢癌发病过程隐匿，早期常无特异性检查，确诊时多数已属晚期，出现盆腹腔及多脏器转移，预后较差，患者常死于并发症。因此，临床上寻找预示卵巢癌进展转移的分子生物学指标和有效的治疗方法非常重要。研究发现，MTA1蛋白的表达与卵巢癌的分期和大网膜转移密切相关。Dannenmann等对115例浆液性卵巢癌标本的研究显示出MTA1水平与卵巢癌有很强的相关性。MTA1蛋白在晚期卵巢癌组织中的表达明显高于早期卵巢癌组织，前者表现为肿瘤低分化，更大程度的腹膜转移和腹水形成。MTA1不仅增强了软琼脂中的集落形成活性，还下调了上皮细胞钙黏蛋白(epithelial cadherin,E-cadherin)和MTA3的表达。MTA1还增强了转录抑制因子SNAIL和SLUG的表达，降低了雌激素受体β的表达。此外，MTA1还上调了细胞因子GRO、CXCL1、IL6和IL8的表达，这些细胞因子是调节生长的癌基因。Yi等报道MTA1的mRNA表达水平与淋巴结转移呈正相关。Yang等研究发现，MTA1可通过介导双链DNA断裂修复促进卵巢癌细胞增殖，而利用基于siRNA的方法可以下调MTA1，从而显著抑制卵巢癌细胞增殖。这说明MTA1可能成为治疗癌症的靶点。郭玲等利用免疫组化方法检测68例卵巢癌组织和30份正常卵巢组织中MTA1和VEGF蛋白的表达，发现两者在卵巢癌中的表达均显著高于正常卵巢组织。这说明MTA1和VEGF蛋白表达在卵巢癌发生、发展过程中可能起一定协调作用。He等通过多种实验研究发现，MTA1过表达不影响卵巢癌A2780细胞的生长活性，但能显著增强A2780细胞的基质非依赖的生长能力，在软琼脂中形成大的集落，说明MTA1是通过促进转移而不是提高细胞生长活性来促进细胞增殖。因此，MTA1过表达促进卵巢癌细胞的侵袭，在卵巢癌的进展和转移中起着重要作用。Zhao等通过体外实验研究发现，PGPIPN(一种从牛β酪蛋白中提取的六肽)能与卵巢癌细胞的细胞膜结合，可能通过调节卵巢癌细胞中MTA1的表达以及相关的信号通路来抑制卵巢癌细胞的侵袭和转移，显示了其作为卵巢癌辅助治疗的新药研究前景。

4 结语

MTA1在MTA家族中首先被发现，是MTA家族的重要成员，通过多种途径和机制参与恶性肿瘤的侵袭和转移。多项研究结果表明，MTA1高表达与包括妇科恶性肿瘤在内的多种上皮来源恶性肿瘤的发生、发展和转移有关，MTA1基因的降调表达能显著抑制恶性肿瘤细胞的生物学行为。随着对MTA1参与原癌基因激活、抑癌基因失活、信号转导、转录调节等过程研究的进一步深入，MTA1的具体功能将得到确认，以MTA1为靶向的治疗可能成为治疗妇科恶性肿瘤的新方法。