HDAC1、DNMT1、RECK在宮頸癌中的研究進展

付小玲，薛秀珍

宮頸癌是危害婦女生命與健康的惡性癌瘤之一,占女性惡性癌瘤的一半以上，死亡率位居女性惡性癌瘤第一位，且近些年來有年輕化發展的趨勢。隨著分子生物學的不斷進步，有關腫瘤發生的基因學說已經受到普遍重視,新的癌基因及抑癌基因的發現,為探討宮頸癌的發病機制、診斷和治療提供新的靶點，本文對HDAC1、DNMT1、RECK等基因在宮頸癌的相關研究做一綜述。

1 HDAC1

1.1 HDAC1基因結構及其生物學功能HDACs最初在釀酒酵母中發現，1996年在美國哈佛大學Taunton[1]等純化制備了第一種哺乳動物細胞組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase 1，HDAC1)。HDAC1其蛋白質中含有482個氨基酸，相對分子量約為5.5萬。在1997年有多家實驗室幾乎同時報道了HDAC1可介導位點特異DNA結合的轉錄抑制子的轉錄抑制作用[2]。HDAC1除了具有抑制基因轉錄的作用外，還能介導核小體結構改變和調節基因表達，參與細胞周期進程和分化。HDAC1表達水平的增高可以抑制基因的轉錄，促使腫瘤的發生。

1.2 HDAC1在宮頸癌中的研究進展HDAC1與宮頸癌的關系非常密切，羅曉華等[3]采用組蛋白去乙酰化酶抑制劑(苯丁酸鈉)作用在宮頸癌Hela細胞上，發現其在體外抑制人的宮頸癌Hela細胞發生增殖，使其阻滯在G0/G1期。Brehm等[4]應用基因掃描方法進一步證實了導致宮頸癌的HPV16-E7是主要作用在鋅環結構域而直接作用在HDAC的Mi-beta部位從而影響 HDAC，而作用在腫瘤抑制因Rb，從而產生促使宮頸細胞的生長活性。Lin[5]等研究發現，通過抑制組蛋白去乙酰化酶的功能，能使宮頸癌細胞中的E7蛋白陽性信號中斷，組蛋白去乙酰化酶抑制劑制滴菌素A能使HPV感染陽性的宮頸癌患者 Hela 細胞死亡。Luczak等[6]采用實時定量PCR和Western blot方法分析發現，在子宮頸癌SiHa細胞中組蛋白去乙酰化酶抑制劑能夠降低HPV16E7的轉錄和蛋白水平，從而抑制宮頸癌的發生。邢軍等[7]運用PCR技術及免疫組化(SP)方法檢測110例慢性宮頸炎組織及宮頸上皮內瘤樣變組織和宮頸鱗癌組織中陽性率，其結果示：HDAC1在慢性宮頸炎組、CINⅠ組、CINⅡ組、CINⅢ組和宮頸癌組中陽性表達率分別為 0、27.3%、41.7%、54.2%和70.0%，各組間差異有統計學意義(P<0.05)，提示：HDAC1通過抑制基因轉錄，從而在宮頸癌的發生、發展中起作用。Huang等[8]研究也顯示在子宮頸癌及子宮頸上皮內瘤變組織中HDACs呈高表達。因而對HDAC1基因的研究可能為治療宮頸癌提供了一種新手段。

2 DNMT1

2.1 DNMT1基因結構及其生物學功能1964年Gold和Hurwit等在大腸桿菌中提取了第1個DNA甲基轉移酶。1988年Bestor等[9]克隆了第1個真核生物C5胞嘧啶特異的DNA甲基轉移酶(DNA methyctransferase 1,DNMT1)。首個被克隆出來的DNA甲基轉移酶是DNMT1，人DNMT1編碼是由1 616個氨基酸組成的蛋白質，其蛋白的產物分子量193.5 kD，定位在19p 13.3～p 13.2，其cDNA全長5 434 bp。目前已研究表明DNMT1含3個結構域：C端的催化域，N端的某些蛋白識別的靶區域，以及未知區域。DNMT1主要是維持 DNA甲基化持續狀態的關鍵酶，即使半甲基化的雙鏈DNA 變成完全甲基化的雙鏈DNA，且可與多種蛋白作用，并參與了抑癌基因的沉默，其表達與基因印記、細胞的分化與發育、腫瘤形成等密切相關。

2.2 DNMT1在宮頸癌中的研究進展大量研究證實，DNMTl蛋白在多種腫瘤細胞中都有異常的高表達，并認為其活性的增高是腫瘤細胞的一個早期分子改變的特征。林貞花等[10]采用免疫組化法研究117例宮頸良、惡性病變組織中DNMTl蛋白的表達，結果顯示DNMTl蛋白表達在宮頸癌進展過程中的早期就起著非常重要的作用。趙先蘭等[11]運用PCR方法檢測宮頸癌HeLa細胞中DNMTl mRNA和蛋白的表達，提示DNMTl mRNA的高表達可能為宮頸癌發生、發展中的一個早期事件。Sawada等[12]的研究也發現在宮頸癌及其癌前的病變中DNMTl蛋白呈高表達。還有研究認為，DNMT活性的異常增高是抑癌基因呈高甲基化表達失活的主要因素，而應用DNMT的抑制劑5-氮脫氧胞苷(5-Aza-dc)或針對DNMT進行干擾，可降低許多與癌癥有關的抑癌基因，如Rb、P16 INK4A、RASSFlA等的甲基化，恢復抑癌基因的表達，而癌瘤的惡性表型會產生逆轉。吳鶯等[13]用DNMT抑制劑5-Aza-dc用不同的濃度干預培養的4株宮頸癌細胞C233A、HeLa、CaS、SiHa，并利用PCR方法檢測FHIT基因在干預的前后表達變化情況。結果發現經5-Aza．dc抑制了DNMT的活性后FHIT基因的mRNA在4株宮頸癌細胞中的表達明顯增強，而正常的對照組中無明顯的變化。通過對細胞生長曲線的測定及細胞增殖實驗也檢測到去甲基化的FHIT基因，腫瘤細胞的生長顯著受限，提示甲基化的抑制劑通過抑制DNMT1的活性，干擾高甲基化抑癌基因FHIT在腫瘤組織，并激活表達，使宮頸癌細胞發生凋亡。在腫瘤的發生、發展過程中，DNA甲基轉移酶(DNMT)蛋白表達增高往往先于甲基化的變化。因而對DNMT1的研究有望應用到宮頸癌的分類、早期診斷上，同時甲基化的可逆性又為去甲基化治療宮頸癌提供了新的治療方法。

3 RECK

3.1 RECK基因結構RECK基因是1998年Takahashi等[14]發現的一種新型的基質金屬蛋白酶抑癌基因(Reversion-inducing-cysteine rich protein with kazal metifs, RECK)，其蛋白定位在細胞膜的糖蛋白，基因編碼有971個氨基酸，其編碼的蛋白質相對分子量為110 000，其中的半胱氨酸含量可達9%。RECK蛋白含有：1個N端信號序列，5個潛在糖基化位點，3個絲氨酸水解酶抑制區域，以及2個和表皮生長因子(EGF)重復序列有弱同源的區域。另外，它的C端還含有疏水的糖蛋白I(GPI)錨定區域。

3.2 RECK生物學功能RECK可以負性調控MMPs的活性，通過抑制MMPs在降解細胞外基質及腫瘤的血管形成中的作用從而抑制腫瘤的侵襲和轉移，它的表達下調或缺失和多種腫瘤的發生、發展關系密切。RECK的生物學效應主要體現在對MMP2、MMP9的負性調控。Masui等[15]研究顯示，胰腺癌患者中RECK基因的表達同MMP2的激活程度成反比，認為RECK基因是通過抑制MMP2的活性從而抑制胰腺癌的侵襲力。Zhang等[16]指出胃癌細胞株及癌組織中RECK的表達與MMP9呈負相關，RECK是通過調節MMP9轉錄后的水平而作用于腫瘤的侵襲、增殖與轉移的。

3.3 RECK在宮頸癌中的研究進展研究表明，RECK與腫瘤的侵襲轉移能力密切相關。據2009年國內的相關報道[17]，通過S-P法檢測宮頸癌和宮頸正常組織中的RECK表達，其在正常宮頸組顯著高于宮頸癌組織中的表達，宮頸癌組織中RECK的表達和浸潤的深度與盆腔內淋巴結轉移相關，說明RECK影響宮頸癌的轉移及侵襲。實驗結果也提示RECK低表達的腫瘤具有更強的侵襲和淋巴轉移能力，表明了RECK的表達與宮頸癌的預后有密切關系。王永欣等[18]采用免疫組化法檢測RECK蛋白在45例CIN、55例SCC及20例正常子宮頸組織標本中的表達，結果顯示：其在宮頸鱗癌組織的表達顯著低于正常宮頸、上皮組織及不典型增生組織中的表達，差異有統計學意義(P<0.05)，表明伴隨著子宮頸鱗狀細胞癌癌變過程，RECK基因蛋白表達水平逐漸下調。這也說明了RECK 低表達的腫瘤具有更強的侵襲能力，提示 RECK的表達下調可能與宮頸鱗癌的發生、發展有關。而國外有關的臨床研究還顯示RECK可能是一個和腫瘤患者預后有關的重要因素[16,19]，腫瘤組織中RECK陽性表達的患者預后明顯優于陰性表達者，尤其是在一部分浸潤性的腫瘤中，如食管鱗癌、胰腺癌和膀胱癌。現有研究發現許多藥物( 如非甾體類抗炎藥、曲古抑菌素A等) 能上調體外培養的人類腫瘤細胞系的RECK的表達, 并且能抑制MMP的活性。未來可通過對RECK 不表達或表達減弱的腫瘤，誘導其表達以阻止ECM降解、抑制腫瘤轉移和浸潤。因此，對RECK基因的研究,可能為判斷宮頸癌患者預后的指標及腫瘤治療靶點提供了新思路。

4 問題與展望

宮頸癌的治療傳統方法以手術為主、放化療為輔，但存在治療效果不理想、毒副作用大等問題。高效治療與高毒副作用之間的矛盾成為宮頸癌治療的重要瓶頸。功能基因組學及蛋白質組學研究的發展將為腫瘤治療提供新的分子靶點。因而，對HDAC1、DNMT1、RECK等基因在宮頸癌中的研究，提高了宮頸癌的早期診斷水平，并推動了宮頸癌病因、發病機理、轉歸、治療及預后的研究。今后有必要進一步研究上述因子在宮頸癌發生、發展中的作用及相互關系，提高宮頸癌患者早期的診斷率，對宮頸癌的轉移前后進行有效干預，逆轉或遏制腫瘤細胞擴散轉移的惡性行為，提高患者的生存率及生活質量。

參考文獻：

[1] Bird AP.CpG-rich islands and the function of DNA methylation[J].Nature,1986,321(6067): 209-213.

[2] Nagy L,Kao HY,Chakravarti D,Lin RJ,et al.Nuclear receptor repression mediated by a complex containing SMRT,mSin3A,and histone deacetylase[J].Cell，1997,89(3):373-380.

[3] 羅曉華,崔金生,李梅,等.苯丁酸鈉對體外培養人宮頸癌He-la細胞增殖抑制作用[J].河南醫學研究,2008,17(4):306.

[4] Brehm A,Nielsen SJ,Miska EA, et al.The E7 oncoprotein associates with Mi2 and histone deacetylases activity to promote cell growth[J].EMBO,1999,18(9):2449.

[5] Lin Z,Bazzaro M,Wang MC,et al. Combination of proteasome and HDAC inhibitors for uterine cervical cancer treatment[J].Clin Cancer Res,2009,15(2):570

[6] Luczak MW,Jagodzinski PP.Apicidin down-regulates human papillomavirus type 16 E6 and E7 transcripts and proteins in SiHa cervical cancer cells[J].Cancer Lett,2008,272(1):53.

[7] 邢軍,李秀偉.宮頸病變中HDAC1的表達以及與HPV16感染的關系[J].中國婦幼保健雜志,2011, 8(26)：1217-1219.

[8] Huang BH,Laban M,Leung CW,et al.Inhibition of histone deacetylase2 increases apoptosis and p21Cip1/WAF1expression,independent of histone deacetylase 1[J].Cell Death Differ，2005,12(4)：395-404.

[9] Bestor T, Laudano A, Mattaliano R, et al. Cloning and sequencing of a CDNA encoding DNA methyltransferase of mouse cells. The carboxyl-terminal domain of the mammalian enzymes is related to bacterial restriction methyltransferases. JMOL Biol, 1988, 203(4):971-983.

[10] 林貞花，李柱虎，任香善，等.子宮頸部腫瘤中DNA甲基化轉移酶-1表達和P16基因啟動子甲基化的臨床意義[J].中國現代醫學雜志，2007,17(4)：394-397.

[11] 趙先蘭，孟志英，喬玉環，等.DAPK和DNMTl在宮頸癌中的相關性研究[J].免疫學雜志，2009,25(1)：80-82.

[12] Sawada M，Kanai Y，Arai E，et al Increased expression of DNA methyltransferas1(DNMTl) proteinin uterine cervix squamouscellcarcinoma and its precursorlesion[J].Cancer Lett，2007,251(3)：211-219.

[13] 吳鶯.FHI基因在宮頸癌細胞中的表達及其甲基化調控[J].醫藥導報，2007,6(26)：603.

[14] Takahashi C,Sheng Z,Horan TP,et al.Regulation of matrix metalloproteinase-9 and inhibition of tumor invasion by the membrane-anchored glycoprotein RECK[J]. Proc Natl Acad Sci USA，1998,95(22)：13221-13226.

[15] Masui T，Doi R, Koshiba T，et a1．RECK expression in pancreatic cancer：Its correlation with lower invasiveness and better prognosis[J]．Clin Cancer Res，2003，9(5)：1779-1784.

[16] Song SY，Son HJ，Nam E，et al.Expression of reversion-inducing-cysteinerich protein with Kazal motifs (RECK) as a prognostic indicator in gastric cancer[J].Eur J Cancer，2006,42(1)：101-108.

[17] 王玲，韓麗英，王強.RECK基因在宮頸癌中的表達及與MMP-2、MMP-9和MVD 的關系[J].中國婦產科臨床雜志，2010,11(5)：361-364.

[18] 王永欣,周家德.RECK、HER-2/neu、MMP-2在宮頸癌及癌前病變中的表達及意義[J].安徽醫科大學學報，2010,5(5)：20-32.

[19] Takemoto N，Tada M，Hida Y，et al.Low expression of reversion-inducing cysteine-rich protein with Kazal motifs (RECK) indicates a shorter survival after resection in patients with adenocarcinoma of the lung[J].Lung Cancer，2007.58(3)：376-383.