信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3與宮頸癌的關(guān)系研究進展

張自輝，葉紅，劉秀娟(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，湖北宜昌443002)

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信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3與宮頸癌的關(guān)系研究進展

張自輝，葉紅，劉秀娟(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，湖北宜昌443002)

摘要：宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，宮頸癌的早期診斷和治療具有重要的臨床意義，而如何阻止宮頸癌前病變向?qū)m頸癌的惡性進展已成為近年來防治宮頸癌的研究熱點。研究表明，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)在人乳頭瘤病毒(HR-HPV)感染、宮頸癌前病變及宮頸癌的進展中發(fā)揮重要作用，將STAT3作為宮頸癌防治的新靶點具有重要的臨床價值。

關(guān)鍵詞：宮頸癌；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3；人乳頭瘤病毒

隨著宮頸癌早期篩查技術(shù)和治療方法的進步，宮頸癌的發(fā)病率和病死率均顯著下降，但近年來宮頸癌發(fā)病呈年輕化趨勢，如何干預(yù)宮頸癌前病變從而阻止宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展已經(jīng)成為新時期宮頸癌防治的研究熱點。研究表明，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)在人乳頭瘤病毒(HR-HPV)感染、宮頸癌前病變以及宮頸癌的發(fā)展進程中具有重要作用。本文就近年來STAT3與宮頸癌的關(guān)系研究進展作一綜述。

1STAT3的生物學(xué)特性

STATs是一類調(diào)節(jié)相關(guān)靶基因轉(zhuǎn)錄，并參與細胞增殖、分化、炎癥和免疫反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子。STAT3是目前研究較多的STATs家族成員之一，STAT3的編碼基因長約4 815 bp，位于人類第17號染色體，其蛋白由750～800個氨基酸組成，分子量為89～92 kDa。STAT3位于細胞質(zhì)并受細胞因子、生長因子以及激素等信號磷酸化激活，STAT3磷酸化(p-STAT3)激活并以二聚化轉(zhuǎn)位入核，誘導(dǎo)相關(guān)STAT3的靶基因轉(zhuǎn)錄表達，從而調(diào)控細胞的發(fā)育、分化、增殖及運動等[1]。研究表明，STAT3可選擇性誘導(dǎo)和維持致癌的炎性微環(huán)境，在腫瘤惡性轉(zhuǎn)化的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[2]。STAT3在多種惡性腫瘤中表達增高，參與腫瘤的增殖凋亡、侵襲轉(zhuǎn)移、血管生成以及免疫逃逸[3]。此外，STAT3基因的多態(tài)性與中國女性HR-HPV易感、低分化宮頸癌及宮旁浸潤等顯著相關(guān)[4]。

2STAT3與HR-HPV的關(guān)系

宮頸癌的發(fā)生與宮頸上皮細胞感染人乳頭瘤病毒(HR-HPV)密切相關(guān)[5]，特別是HPV16和HPV18。HR-HPV病毒基因組與人類染色體的整合，HPV E6和HPV E7影響宮頸上皮的基因的穩(wěn)定性，抑制腫瘤抑制基因的功能，從而引起宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展。研究證實，HPV16感染引起宮頸細胞STAT3的異常激活，HPV16陽性的宮頸癌前病變和癌性病變中STAT3表達異常增高[6]。另一項研究表明，HPV16和HPV18的感染與STAT3的過表達顯著相關(guān)[7]，說明HR-HPV感染可能引起宮頸細胞內(nèi)STAT3異常激活，從而引起宮頸惡變。Shukla等[8]研究進一步證實，在原發(fā)性宮頸癌組織和HPV16陽性的宮頸癌細胞株(SiHa細胞和CaSki細胞)中STAT3的組成性激活和HPV16 E6/E7的表達正相關(guān)，而STAT3與p53和Rb的表達負相關(guān)，而采用siRNA-STAT3質(zhì)粒或酪氨酸激酶抑制劑AG490或姜黃素(curcumin)抑制宮頸癌細胞中STAT3的表達，可增加p53和Rb的表達，從而抑制宮頸癌的進展。Ren等[9]認為，HPV16/18感染可激活I(lǐng)L-6/STAT3信號通路，通過腫瘤微環(huán)境中自分泌或旁分泌信號誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)成纖維細胞的衰老，由此促進宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展，而抑制IL-6的分泌或STAT3的激活，可通過阻止宮頸癌內(nèi)成纖維細胞的衰老抑制宮頸癌的發(fā)生。因此，STAT3在HR-HPV相關(guān)的宮頸癌前病變及宮頸癌中的異常激活，表明HR-HPV介導(dǎo)STAT3激活，通過調(diào)控多種基因的表達，最終在宮頸癌形成及發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3STAT3與宮頸癌的關(guān)系

3.1STAT3在宮頸癌中的表達研究表明，相比正常宮頸組織，STAT3在宮頸癌中表達顯著增加[6]，而宮頸癌中高表達STAT3者其淋巴結(jié)受累幾率亦增加[10]。Shukla等[6]運用免疫組化法檢測120例正常宮頸組織、宮頸癌前病變和癌性病變中STAT3的表達，發(fā)現(xiàn)STAT3在宮頸癌前病變和癌性病灶中表達異常增高，但在正常宮頸組織中不表達。因此，STAT3的表達與宮頸病變、癌前病變和癌性病變過程密切相關(guān)，在宮頸癌前病變早期即有STAT3異常激活，而干預(yù)STAT3的表達有望成為早期預(yù)防宮頸癌的一種新途徑。

3.2STAT3參與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展宮頸癌的發(fā)生發(fā)展是多基因、多信號通路共同作用的結(jié)果， STAT3作為一種轉(zhuǎn)錄因子，是多種信號途徑的共同作用點，STAT3組成性激活通過調(diào)控多種基因的表達，從而促進宮頸癌的生長、增殖及侵襲等惡性進程。①STAT3與S-期激酶相關(guān)蛋白2(Skp2)：Skp2是一種調(diào)控細胞周期的關(guān)鍵激酶，主要通過泛素化調(diào)節(jié)細胞周期、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程及免疫反應(yīng)等，從而促進惡性腫瘤的進展。研究證實，STAT3通過激活Skp2下調(diào)p27基因的表達，從而調(diào)控細胞周期，因此Skp2是STAT3的靶基因[11]。進一步研究表明，STAT3高表達可激活Skp2/p27/p21信號通路，從而促進胃癌細胞的遷移和侵襲能力[12]。Huang等[13]研究表明，STAT3與癌基因Skp2的啟動子結(jié)合，從而增強Skp2在宮頸癌HEK293T細胞和HeLa細胞中的表達，而高水平的Skp2通過泛素化及降解p27促進宮頸癌細胞增殖。②STAT3與Erbin：Erbin是一種基底外側(cè)膜相關(guān)蛋白，在細胞分化和黏附中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，Erbin負性調(diào)節(jié)Ras-Raf-ERK(細胞外信號調(diào)節(jié)激酶)信號通路。Erbin的缺失引起宮頸癌細胞凋亡減少，促進人宮頸癌移植瘤裸鼠的生長和轉(zhuǎn)移,其可能的機制是Erbin誘導(dǎo)STAT3的磷酸化，從而抑制宮頸癌細胞凋亡[14]。IL-6誘導(dǎo)內(nèi)源性STAT3的活化，顯著抑制宮頸癌細胞的凋亡，而JAK2/STAT3特異性抑制劑WP1066可有效阻斷Erbin缺失引起的細胞增殖效應(yīng)[14]，表明Erbin缺失引起的宮頸癌細胞凋亡減少與STAT3的激活密切相關(guān)。③STAT3與GRIM-19：GRIM-19參與IFN-β/RA誘導(dǎo)的細胞凋亡，GRIM-19與STAT3相結(jié)合，抑制STAT3誘導(dǎo)的相關(guān)靶基因表達。在乳腺癌、肝癌等惡性腫瘤中GRIM表達顯著下降，而STAT3的表達異常增高[15,16]。由于STAT3激活可促進腫瘤的生長，抑制其凋亡，從而促進腫瘤的形成，因此GRIM-19水平增高可通過抑制STAT3的活性最終阻止腫瘤的發(fā)生發(fā)展[17]。Zhou等[18]研究發(fā)現(xiàn)，GRIM-19在宮頸癌組織中表達下降，STAT3的表達隨之升高，并促進其下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，促進宮頸癌的發(fā)生發(fā)展。而在體內(nèi)增加GRIM-19的水平可有效抑制依賴STAT3相關(guān)基因引起的宮頸癌生長，抑制宮頸癌的侵襲。④STAT3與c-Src：Src是非受體胞內(nèi)酪氨酸激酶家族的成員，Src蛋白是癌基因c-Src的表達產(chǎn)物。最近研究表明，Src與酪氨酸激酶受體作用，如血管內(nèi)皮生長因子和表皮生長因子受體作用，或通過多個細胞內(nèi)信號通路參與腫瘤細胞的生長、運動侵襲和血管生成[19]。Hou等[20]研究表明，磷酸化Src在正常宮頸組織，原位癌以及宮頸癌的表達逐漸增加，且與宮頸癌復(fù)發(fā)密切相關(guān)。磷酸化c-Src水平是一個預(yù)測宮頸癌復(fù)發(fā)的腫瘤標志物。Chen等[21]證實敲除宮頸癌HeLa細胞c-Src基因后，阻滯HeLa細胞進入S期，細胞活性顯著下降，其機制與抑制STAT3的磷酸化程度密切相關(guān)。因此，c-Src/STAT3是一個促進宮頸癌發(fā)展的信號通路，而抑制STAT3磷酸化水平可拮抗c-Src對宮頸癌細胞的促增殖作用。

3.3STAT3與宮頸癌的預(yù)后Choi等[10]研究表明，在29例新輔助化療的宮頸癌患者中，p-STAT3陽性者無病生存期更長，其可能與p-STAT3陽性宮頸癌對新輔助化療更敏感有關(guān)。因此，治療前檢測宮頸癌組織中STAT3的表達水平有助于評估宮頸癌在行新輔助化療后的預(yù)后。Takemoto等[22]采用免疫組化法檢測125例接受子宮切除加盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù)患者的鱗狀細胞宮頸癌組織中p-STAT3的表達水平，研究發(fā)現(xiàn)p-STAT3陽性率高達56.8%，并與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、巨塊型宮頸癌(>4 cm)顯著相關(guān)，而5年總生存率在p-STAT3陽性和陰性患者中分別為79.2%和95.3%，p-STAT3陰性患者5年總生存率更高。由此說明，p-STAT3的表達水平與宮頸癌的預(yù)后顯著相關(guān)。因此，早期檢查宮頸癌p-STAT3水平在選擇治療方式和評估患者預(yù)后方面具有重要意義。

4靶向STAT3治療宮頸癌

STAT3的激活通過調(diào)控靶基因的表達促進宮頸癌的進展，因此通過阻斷STAT3信號通路抑制宮頸癌細胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡已經(jīng)成為宮頸癌治療的一種新策略。吳維光等[23]通過構(gòu)建STAT3基因的shRNA真核表達質(zhì)粒轉(zhuǎn)染宮頸癌SiHa細胞，結(jié)果顯示SiHa細胞中STAT3表達下降，顯著抑制SiHa細胞的定植和侵襲能力。孫紅等[24]通過siRNA沉默宮頸癌HeLa細胞STAT3的表達后，HeLa細胞增殖能力明顯受抑制，早期凋亡率明顯增加，同時可增加HeLa細胞對化療藥物順鉑、長春瑞濱和吉西他濱的敏感性。靳亞妮等[25]采用酪氨酸激酶(JAK)抑制劑AG490作用于HeLa細胞，p-STAT3、survivin以及CyclinD1表達顯著下降，從而抑制HeLa細胞增殖和凋亡。因此，STAT3激活可能通過調(diào)控下游基因蛋白survivin和CyclinD1的表達，從而調(diào)控HeLa細胞的增殖和凋亡。溫郁金提取物(CWE)在體內(nèi)外可誘導(dǎo)宮頸癌細胞凋亡，抑制癌細胞的增殖，誘導(dǎo)宮頸癌細胞的凋亡，從而發(fā)揮抗宮頸癌效應(yīng)，其可能的機制與CWE抑制STAT3的磷酸化，降低NF-κB、Bcl-xL和Mcl-1表達，阻滯HeLa細胞于G1期有關(guān)[26]。此外，抑制STAT3在HeLa細胞的表達，可增強HeLa細胞對放療的敏感性。總之，靶向抑制宮頸癌中STAT3的表達，可顯著抑制宮頸癌細胞的增殖，誘導(dǎo)其凋亡，并對放化療具有增敏效應(yīng)，因此，將STAT3作為一個潛在靶點對于臨床上聯(lián)合治療宮頸癌具有重要意義。

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(收稿日期：2014-08-22)

中圖分類號：R737.33

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)04-0105-03

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.04.043

通信作者：葉紅，E-mail: yehong998@hotmail.com

基金項目：湖北省自然科學(xué)基金資助項目(2014CFB687)；湖北省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(B2013176)。