您所在的位置:首頁(yè) > 婦產(chǎn)科醫學(xué)進(jìn)展 > nm23-H1、RhoA與宮頸癌
宮頸癌是全球婦女中僅次于乳腺癌的第二個(gè)最常見(jiàn)的惡性腫瘤。自20世紀50年代我國開(kāi)始宮頸癌篩查工作后,宮頸癌的發(fā)病率及死亡率明顯下降,但我國每年仍有新發(fā)病例約13萬(wàn),局部地區宮頸癌的發(fā)病率及死亡率仍有增長(cháng)趨勢,并且部分地區還出現了宮頸癌患病的“年輕化”趨勢。
腫瘤的形成、浸潤和轉移是一個(gè)多基因調控、多階段、多步驟發(fā)生的復雜過(guò)程,與腫瘤內多種基因不斷突變和缺失而導致瘤細胞能夠完成轉移全過(guò)程有關(guān),并涉及腫瘤細胞自身與宿主之間錯綜復雜的關(guān)系。在影響宮頸癌預后的諸多因素中,腫瘤細胞的轉移已作為重要的獨立預后因素引起廣泛重視。目前認為,腫瘤轉移特性分別受到“轉移相關(guān)基因”以及“轉移抑制基因”的調控。近年來(lái)的研究發(fā)現,Rho家族成員特別是RhoA在多種腫瘤組織中有異常表達,并和腫瘤的惡性程度相關(guān),提示其在腫瘤的發(fā)生和轉移中起重要作用。而腫瘤轉移抑制基因nm23-H1及其相關(guān)蛋白則在腫瘤轉移過(guò)程中起負性調節作用。本文重點(diǎn)探討n(yōu)m23-H1、RhoA與宮頸癌的研究進(jìn)展。
1.RhoA與宮頸癌
1.1 Rho蛋白家族
Rho家族蛋白是Ras超家族中的一類(lèi)小分子G蛋白(又稱(chēng)GTPase,即GTP酶)。大量研究發(fā)現,Rho家族蛋白通過(guò)影響細胞遷移對腫瘤起作用,一些動(dòng)物實(shí)驗也證實(shí)了這一觀(guān)點(diǎn),同時(shí)Rho家族蛋白已證實(shí)在體外通過(guò)影響細胞周期的進(jìn)展及基因的轉錄來(lái)調節細胞的生長(cháng)和繁殖。Rho家族蛋白的這些功能特點(diǎn)決定其有望成為理想的抗腫瘤靶點(diǎn)。根據結構和功能的不同,Rho家族蛋白大致分為5個(gè)亞家族,包括:
(1)Rho亞家族,包括RhoA、RhoB和RhoC。
(2)Rac亞家族,包括Rac1、Rac2、Rac3和RhoG。
(3)Cdc42亞家族,包括Cdc42、RhoQ(TC10)、RhoJ(TCL)、RhoV(Chp)和RhoU(Wrch)。
(4)Rnd亞家族,包括Rnd1/Rnd6、Rnd3/RhoE和Rnd2/RndN。
(5)Rho BTB亞家族,包括Rho BTB1和Rho BTB2。
在所有的成員中,RhoA是目前研究最多的Rho蛋白之一。
1.2 RhoA在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用機制
1.2.1 調節細胞骨架
細胞骨架是由蛋白纖維交織而成的網(wǎng)狀立體結構,充滿(mǎn)著(zhù)整個(gè)細胞質(zhì)的空間,通過(guò)與細胞膜及細胞核的結構聯(lián)系,維持細胞的特有形態(tài)并參與細胞的運動(dòng),還在細胞增殖、接觸抑制、生長(cháng)、凋亡等環(huán)節中起關(guān)鍵作用。幾乎在所有的腫瘤細胞中,細胞骨架都發(fā)生了一定的變化。研究發(fā)現RhoA可調節肌動(dòng)蛋白及肌球蛋白的聚合及收縮,從而引起細胞的遷移。另外,RhoA蛋白還能影響中級細絲網(wǎng)格和微管蛋白的形成,這也是細胞遷移的重要因素。
1.2.2 調節細胞增殖
RhoA的激活可調節轉錄因子AP-1(transc**tion factor AP-1)和核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)的轉錄水平,促進(jìn)細胞周期素D1(cyclinD1)的表達。RhoA表達水平的升高還可下調周期素依賴(lài)性蛋白激酶抑制劑如p21cip1、 p27kip1的表達水平[4]。這些因子表達水平的改變可共同促進(jìn)細胞從G1期進(jìn)入S期,從而促進(jìn)腫瘤細胞的增殖。
1.2.3 調節細胞間粘附
有研究發(fā)現,上皮鈣粘附素(E-cadherin)及其介導的同種細胞間的粘附作用可以抑制多種腫瘤細胞的轉移和浸潤。近年來(lái)的研究發(fā)現,E-cadherin和RhoA之間存在復雜的相互調節作用[5], E-cadherin介導的同種細胞間的粘附作用是抑制腫瘤細胞轉移和浸潤的重要機制,RhoA的高表達可能破壞這種細胞間的粘附作用,促進(jìn)腫瘤細胞的轉移。另外,有研究發(fā)現RhoA的高表達還能導致由ROCK介導的細胞粘附作用的破壞,促進(jìn)腫瘤細胞的轉移。
1.2.4 促進(jìn)細胞外基質(zhì)的降解
腫瘤細胞中,Rho蛋白的高表達能增加整合素的親和性,使各細胞之間、細胞與細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix,ECM)之間的連接變得不再緊密,有利于細胞遷移和局部侵襲。RhoA 的高表達可促進(jìn)生長(cháng)因子和整合素的高表達,使腫瘤細胞具有了更易完成侵襲的能力。此外,RhoA還可通過(guò)調節金屬基質(zhì)蛋白酶及其抑制劑的表達水平來(lái)調節ECM的降解和重建,促進(jìn)腫瘤細胞的局部浸潤。
1.2.5 促進(jìn)腫瘤血管生成
有研究認為,RhoA/Rho激酶信號通路參與由血管內皮生長(cháng)因子誘導的體外內皮細胞的運動(dòng)和血管生成。Roger等推斷,RhoA可能是通過(guò)調節血管生成相關(guān)因子的表達促進(jìn)腫瘤血管生成,并與腫瘤的惡性程度相關(guān)。
1.2.6 其他
Sah等發(fā)現RhoA參與高濃度凝血酶所誘導的神經(jīng)細胞核星形膠質(zhì)細胞的凋亡。RhoA還參與激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K),從而間接控制細胞的增生、細胞生存及細胞的代謝。ECT2原癌基因編碼一種EGFs,可使RhoA過(guò)表達,從而參與到ECT2誘導的細胞惡性轉化過(guò)程。
1.3 RhoA與宮頸癌
近年來(lái)研究表明,RhoA蛋白在睪丸精原細胞瘤、消化道腫瘤、肺癌、乳腺癌、頭頸部鱗狀細胞癌、卵巢上皮細胞癌等惡性腫瘤中的表達均較正常組織明顯升高,但有關(guān)RhoA蛋白在宮頸癌組織中的表達及其臨床意義的研究還較少。顧穎等應用免疫組化S-P法檢測正常宮頸、不典型增生宮頸、宮頸癌組織中RhoA蛋白的表達情況,結果發(fā)現隨著(zhù)從正常宮頸組織-宮頸不典型增生組織-宮頸鱗癌的轉化,陽(yáng)性表達率呈遞增趨勢,且RhoA蛋白的表達與病理組織分級及淋巴結轉移相關(guān),與患者年齡、FIGO臨床分期無(wú)關(guān)。從而得出結論RhoA蛋白的表達可作為判斷宮頸鱗癌轉移及預后的指標之一,檢測RhoA對了解宮頸癌生物學(xué)行為和評估預后具有一定的臨床價(jià)值。而在盧北燕[11]等人的研究中卻發(fā)現,RhoA蛋白的表達與病理組織分級、淋巴結轉移、FIGO臨床分期有關(guān)。在對RhoA蛋白的表達與FIGO臨床分期之間的關(guān)系二者的結論存在分歧 ,有待大樣本試驗進(jìn)行深入的研究。
2.nm23-H1與宮頸癌
2.1 nm23-H1基因的結構
1998年美國**癌癥研究所的Steeg等用消減雜交法在小鼠黑色素瘤K-1735的亞克隆株中分離出一種與惡性腫瘤轉移有關(guān)的基因,即nm23基因。該基因定位于人類(lèi)第17號染色體,全長(cháng)8?5kb,由5個(gè)外顯子和4個(gè)內含子構成,它的表達與多種人類(lèi)腫瘤轉移有關(guān)。已發(fā)現nm23基因家族有9個(gè)成員(nm23-H1~nm23-H9),目前臨床研究最多的是nm23-H1和nm23-H2,其中nm23-H1與腫瘤轉移的關(guān)系更為密切。
2.2 nm23-H1基因抑制腫瘤轉移的機制
nm23-H1的基因產(chǎn)物與二磷酸核苷激酶(NDPK)高度相似,具有相同的活性。其基因的蛋白產(chǎn)物酶參與體內三磷酸核苷的生成,通過(guò)以下方面發(fā)揮作用:
(1)通過(guò)催化GTP-GDP的轉化,參與細胞骨架微管蛋白的解體與聚合,使肌球蛋白的輕鏈磷酸化,抑制細胞的遷移,抑制細胞分化,誘導凋亡,從而影響細胞的活動(dòng)、粘附,最終抑制細胞的侵襲和轉移。nm23-H1基因發(fā)生缺失、突變或表達異常時(shí),可導致NDPK活性改變,影響微管聚合,使細胞在減數分裂過(guò)程中出現紡錘體形成障礙,使染色體發(fā)生畸變或非整倍體細胞形成,促使腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉移。
(2)通過(guò)調節GTP合成參與G蛋白調控的跨膜信號傳導,從而對腫瘤細胞的增殖、分化和轉移起重要作用。目前眾多研究已證實(shí)G蛋白介導的信號傳導通路在細胞轉移的過(guò)程中起主要調控作用。
Ma等從生物化學(xué)角度發(fā)現,當Mg2+存在時(shí),nm23-H1具有3'-5‘核酸外切酶活性,可從DNA的3’端逐個(gè)切割單個(gè)核苷酸。由于3'-5‘核酸外切酶活性對DNA的修復具有重要作用,故nm23-H1具有的這種修復活性可能是抑制腫瘤轉移的機制之一。而Zhang等利用位點(diǎn)定向誘變技術(shù)研究突變體nm23-H1的實(shí)驗證實(shí)了nm23-H1基因的轉移抑制功能需要3'-5’核酸外切酶活性。
Cheng等的研究發(fā)現,nm23-H1蛋白可抑制蛋白水解酶-白明膠酶A的轉錄,進(jìn)而阻礙細胞外基質(zhì)及基膜的降解,增加細胞之間的粘附作用,由此抑制腫瘤細胞的運動(dòng)及轉移。
2.3 nm23-H1與宮頸癌
Yang等將真核表達載體pcDNA3-1-nm23-H1轉染入宮頸癌細胞系HeLa、SiHa,G418穩定篩選,用Western印跡法、免疫組織化學(xué)法鑒定轉染前后細胞中nm23-H1基因的蛋白表達,噻唑藍(MTT)法檢測轉染前后細胞體外增殖能力的變化。結果顯示,在宮頸鱗癌組織中,nm23-H1基因的陽(yáng)性表達率隨FIGO臨床分期的升高呈下降趨勢,分化程度高的組織中陽(yáng)性表達率明顯高于分化程度低的組織,有淋巴結轉移者中其原發(fā)灶陽(yáng)性表達率明顯低于無(wú)淋巴結轉移者。在宮頸腺癌組織中,nm23-H1基因陽(yáng)性表達率與FIGO臨床分期、分化程度、淋巴結轉移均無(wú)明顯相關(guān)性。在pcDNA3-1-nm23-H1轉染組中,Si-Ha、HeLa細胞nm23-H1蛋白表達水平明顯增加,未轉染組和空載體對照組未見(jiàn)nm23-H1高表達。MTY法所繪生長(cháng)曲線(xiàn)顯示,SiHa-nm23(轉染組)細胞與SiHa-3-1(空載體組)、SiHa(空白組)細胞比較,生長(cháng)速度明顯抑制,差異均有統計學(xué)意義,而HeLa(空白組)、HeLa-nm23(轉染組)、HeLa-3-1(空載體組)三組細胞生長(cháng)速度均無(wú)明顯變。
結論:nm23-H1參與了宮頸鱗癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,是判斷宮頸鱗癌淋巴結轉移和預后的重要標志物,而nm23-H1基因對不同宮頸癌細胞體外增殖能力的影響有明顯差異。但在王孝忠等人的研究中卻發(fā)現在宮頸浸潤癌中,nm23-H1的表達與腫瘤原發(fā)灶大小、大體類(lèi)型、浸潤深度、淋巴結轉移和治療后復發(fā)相關(guān);而與腫瘤的病理類(lèi)型、細胞分化程度、FIGO臨床分期及發(fā)病年齡無(wú)相關(guān)性。二者的研究在腫瘤的病理類(lèi)型、FIGO分期等方面存在差異,還需進(jìn)一步深入探索其在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中的確切機制。
3.問(wèn)題與展望
nm23-H1基因在腫瘤發(fā)生和轉移過(guò)程中的機制已得到廣泛的認可,但其調控腫瘤侵襲、轉移的分子機制尚待進(jìn)一步的研究。RhoA蛋白幾乎與腫瘤發(fā)生的各個(gè)階段都有關(guān)系,但在聯(lián)系RhoA蛋白和腫瘤發(fā)生的各種機制中缺乏一個(gè)公認的相對重要的機制。這就意味著(zhù)需要通過(guò)體內腫瘤發(fā)生模型、鼠遺傳學(xué)的使用等方式來(lái)進(jìn)一步確定體內的這種重要聯(lián)系。這些研究將有可能發(fā)現新的抗腫瘤靶點(diǎn),針對這些靶點(diǎn)可以研發(fā)有效的藥物或基因治療,干涉這些基因蛋白的功能,促進(jìn)腫瘤臨床治療的發(fā)展。
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