叉头框家族与子宫内膜癌的相关性研究进展

2022-11-15盖娜刘志强于文静杨世慧

国际医药卫生导报 2022年5期

盖娜刘志强于文静杨世慧

滨州医学院附属医院妇科 256600

子宫内膜癌（endometrial carcinoma，EC）是女性生殖系统常见的恶性肿瘤，近年来其发病率呈上升趋势。研究表明，EC早期治疗5年无病生存率可达93%，5年总生存率可达到98%［1］。但该病的发病机制目前尚不明确。Bokhman在1983年首次将EC分为雌激素依赖型（Ⅰ型）和非雌激素依赖型（Ⅱ型），Ⅰ型更为常见，约占EC的80%，其发病可能由于雌激素对子宫内膜的长期作用引起子宫内膜增生进而导致癌变。Ⅱ型与雌激素无明确关系，大部分发生于萎缩的子宫内膜，其发病可能与癌基因或抑癌基因突变有关。临床中EC患者常为绝经后患者，其发病与内源或外源性高雌激素并无明显关系，且激素治疗效果不好，预后较差，这就需要寻找其他相关发病机制。叉头框转录因子（forkhead box，FOX）是一组高度保守的DNA结合结构域，FOX家族参与细胞凋亡、周期调控、胚胎发育等，与许多疾病相关。目前，越来越多证据显示FOX在EC的发生发展中起作用，有望成为EC早期诊断和治疗靶点。本文概述FOX家族的结构功能，总结其家族不同因子在EC发病机制中的研究进展，以期为EC的诊断治疗提供新的方向。

FOX家族的结构功能

FOX家族是一类DNA结合区具有翼状螺旋结构的转录因子，最初由Weigel于1989年在果蝇中克隆出来。随后，Lai等在大鼠中发现了另一个转录因子HNF-3A，通过对其进一步研究发现两者结合区相似性高，这就是FOX家族的创始成员。FOX是一组具有高度保守的叉头区DNA结合结构域，共110个氨基酸，其三维结构由两个W1和W2环（或翼）和3个螺旋组成。由于形似蝴蝶，又被称为“翼-螺旋”结构域。FOX家族由50个人类基因组成员（加2个已知的伪基因，FOXO1B和FOXO3B）以及44个小鼠基因组成员组成［2］。除最常见的FOXO亚族外，还包括A、C、M、P等19个亚族。FOX家族蛋白功能涉及胚胎发育、细胞周期调控、糖类和脂类代谢、生物老化、免疫调节等多种生物学过程，其突变和表达异常与发育畸形、代谢性疾病以及肿瘤发生有关。研究FOX转录因子的表达谱、遗传改变和表观遗传改变，及其结合蛋白和靶基因，了解FOX转录因子表达模式及与发育障碍和疾病的关系，以更好地针对相关性疾病开发治疗和预防的新药物。

FOX家族在子宫内膜癌中作用的研究进展

1、FOXO亚族

FOXO亚家族参与细胞周期抑制、细胞凋亡、氧化应激防御以及DNA的修复，是FOX家族中参与细胞凋亡和周期调控最重要的一个亚群。FOXO亚族主要抑制细胞增殖，具有G1期阻滞、G2期延迟、DNA修复和凋亡诱导作用，并在调节细胞周期进程和诱导凋亡中起肿瘤抑制作用。

1.1、FOXO1 PTEN基因通过阻断G1期、负调节PI3K/AKT细胞生存途径等调控细胞周期及凋亡，其突变是EC最常见的发病机制。FOXO1是PI3K/AKT通路的直接下游靶点［3］，该通路与肿瘤的发生发展密切相关。FOXO1参与调节正常子宫内膜的蜕膜化，并和孕酮受体一起在子宫内膜蜕膜化及诱导细胞凋亡方面起重要作用，抑制AKT和使用孕激素治疗能够增加FOXO1蛋白的表达，抑制细胞增殖，促进分化和凋亡。EC中FOXO1和GADD45a mRNA的蛋白表达相较于正常子宫内膜明显减少，FOXO1的丢失破坏了正常的子宫内膜，导致不可控的细胞增殖，增加了对基因毒性损伤的易感性［4］。FOXO1的低表达与子宫内膜样腺癌组织分化程度、临床病理分期、淋巴结转移情况密切相关［5］，且与HOXA10表达下调呈高度正相关［6］，说明FOXO1可能与HOXA10相互作用共同参与EC的发展。相较于非侵袭性EC，侵袭性EC中FOXO1下调和凋亡减少，具有PIK3CA突变的侵袭性EC可能通过miR-27过度表达降低FOXO1表达，并通过PI3K/AKT途径下调FOXO1，表明miR27-FOXO1串联体可以抑制细胞凋亡［7］。FOXO1能够介导二甲双胍抑制EC细胞生长，其作用途径AMPK-FOXO1通路可作为新的抗肿瘤治疗靶点［8］。而对于有生育要求的放置IUD行保守治疗的早期EC患者，FOXO1 mRNA水平可能作为检测反应的生物标志物［9］。

1.2、FOXO3a 不同于FOXO1在子宫内膜分泌期表达增加，FOXO3a在分化子宫内膜时受抑制。FOXO3a在EC中表达较正常子宫内膜显著降低，其表达水平随着TNM分期增加，组织分化程度降低、浸润深度增加、淋巴转移、肿瘤最大径增加而相应降低［10］，且其低表达与MMP-14高表达可能具有负向协同作用。

2、FOXC亚族

FOXC在许多器官形成过程中起重要作用，参与眼、心、肾、脑膜等的发育，其突变会引起器官系统的缺陷。

2.1、FOXC1 FOXC1是位于6p25的单外显子基因，编码533aa蛋白，定位于细胞核，在细胞核中结合DNA并调节基因的表达［11］。FOXC1在肿瘤发生过程中起重要作用，包括参与基底样型乳腺癌的发生、影响鼻咽癌细胞系5-8F的细胞凋亡和周期、参与肝细胞癌相关的IL-8炎症途径，通过miR-204、miR-495参与EC的进展等。过表达miR-204能够抑制HEC1AEC细胞的迁移、侵袭和细胞外基质黏附。FOXC1为miR-204的靶基因参与HEC1A细胞的迁移和侵袭。EC中FOXC1阳性率显著高于正常子宫内膜，且其分化程度越低、病理分期越高，FOXC1阳性率越高。其发生途径可能是通过FOXC1过表达逆转miRNA-495介导的细胞反应［12］，对EC细胞生长、迁移起抑制及促细胞凋亡作用。miR-495可以直接抑制FOXC1的表达、减少细胞生长并诱导细胞凋亡，从而抑制EC的转移。沉默FOXC1可以促进癌细胞凋亡，影响细胞周期分布。

2.2、FOXC2 FOXC2基因定位于16q33-16q24，包含1个单独编码的外显子，不包含内含子，全长1 506 bp，其氨基酸序列在进化上高度保守。FOXC2参与多种畸形的发生，抑制脂肪细胞分化，参与胚胎发育，在活跃增殖组织中表达。各种妇科恶性肿瘤中FOXC2均呈高表达状态，EC在上皮和间质中的FOXC2表达显著增加，并与是否累及盆腔及淋巴结密切相关［13］。FOXC2参与中胚层发育的组织的发生塑型，参与淋巴管的生成和发育，正常子宫内膜淋巴管中FOXC2不表达，而在EC组织中高表达，表明EC细胞可以通过淋巴管迁移至远处组织或器官［13］。

3、FOXA亚族

FOXA首次在大鼠肝细胞核提取物中鉴定，是雌激素活性调节的重要因子。FOXA家族由A1、A2、A3组成，其结构相似，在早期发育中表达，并在各种细胞组织的发育和稳态中发挥关键作用。小鼠肝脏中FOXA结合位点和核小体结构的全基因组图谱显示FOXA结合核小体结合和核小体游离DNA靶点具有相同的识别位点。FOXA家族因此被称为“先驱”转录因子，参与多种癌症的发生发展。

3.1、FOXA1 FOXA1位于人类14q21.1染色体上，全长5 300 bp，与非转录状态的染色体结合并改变其结构，募集其他转录因子起始基因进行转录，从而对下游基因的表达进行调控。FOXA1高表达与ERa和孕酮受体呈正相关，但与组织学分级和增殖标志物呈负相关。FOXA1免疫反应与淋巴结状态呈负相关。敲除FOXA1能够促进EC细胞的增殖和迁移［14］。EC组织中FOXA1阳性表达率低于正常子宫内膜组织，与分期、浸润程度及淋巴结转移相关。FOXA1可能抑制细胞的增殖、侵袭与转移，但与预后无明显关系。FOXA1在衰老的EC细胞中上调，并介导p16INK4a激活以促进细胞衰老［15］。

3.2、FOXA2 FOXA2位于人20号染色体，全长45 kb，在能量代谢、肿瘤发生发展过程中起重要作用。FOXA2早期表达反映在缺乏其因子的小鼠表型的严重程度上。FOXA2在EC中起抑癌作用，且其表达与年龄、临床分期、病理分级相关，与预后无明显关联［16］。遗传学证据表明FOXA2是原发性子宫癌（包括子宫肉瘤）病因中的致病驱动基因［17］。上皮-间质转化在肿瘤侵袭和转移中至关重要，FOXA2可能作为肿瘤的抑制因子，抑制EC的上皮-间质转化［18］。

3.3、FOXA3 FOXA3位于人19号染色体，FOXA1和FOXA2广泛存在于脊椎动物，FOXA3只存在于高等生物中。研究推断FOXA3可能是EC预后的独立影响因素［19］，但目前关于相关的研究内容较少，缺乏更有利的证据证实上述论点，需进一步行研究分析。

4、其他FOX亚族

4.1、FOXP亚族 FOXP有P1～4共4个基因，在心肌细胞、神经元、肺上皮细胞、调节性T细胞等中起作用。FOXP具有激活因子和抑制因子的双重功能，主要起抑制作用。研究发现，错配修复缺陷型EC和表达PD-L1的EC中FOXP3+调节性T细胞表达增加［20］，说明表达特异性FOXP3的CD4+调节性T细胞通过抑制自身反应性T细胞参与维持免疫自身耐受，并阻碍有效的抗肿瘤免疫应答，且FOXP3+肿瘤浸润淋巴细胞增多与预后不良相关。

4.2、FOXM1 FOXM1是一种细胞周期控制因子，其表达主要局限于活跃的复制细胞。人类的FOXM1包括FOXM1A、FOXM1B和FOXM1C 3种。FOXM1只表达于增殖细胞中，进入S期后活性增高，在调节G2期基因表达和维持染色体稳定性方面起作用。FOXM1与抗沉默功能1B蛋白（ASF1B）在EC中表达显著相关，下调FOXM1可降低肿瘤细胞的活性［21］。EC中FOXM1的表达水平较于正常子宫内膜组织显著上调，与临床分级和病理分期相关。干扰FOXM1后癌细胞增殖能力明显受抑制，可能通过SLC27A2基因影响其代谢活动，并推测FOXM1在EC上主要通过细胞周期和代谢这两条信号通路发挥促癌细胞增殖和迁移作用［22］。