PAX基因在子宮內膜癌中的研究進展

譚雨桐，王艷

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院婦科，哈爾濱 150001)

子宮內膜癌是指發生于子宮內膜的一組上皮性惡性腫瘤，其中來源于子宮內膜腺體的腺癌最常見。流行病學調查發現，子宮內膜癌的發病風險分為遺傳性及非遺傳性因素兩類，其中非遺傳性因素包括肥胖、高血壓、糖尿病、多囊卵巢綜合征等內分泌代謝相關疾病及子宮內膜息肉、子宮內膜增生及腸道陰道微生態失衡等[1]。1983年，Bokhman[2]提出了子宮內膜癌分子機制的二元論，將其分為兩型：Ⅰ型為雌激素依賴型，最常見，多可見雌孕激素受體陽性，子宮內膜不典型增生為明確的癌前病變，預后相對良好；Ⅱ型為非雌激素依賴型，預后較差。分子生物學研究顯示，兩種類型的子宮內膜癌均含有不同的基因突變[3]，其中Ⅰ型子宮內膜癌中最常見的基因突變包括人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α、K-ras、β聯蛋白基因突變及微衛星不穩定性等；Ⅱ型主要包括p53突變、p16失活、上皮鈣黏素表達減少及人表皮生長因子受體2擴增等[4]。PAX(paired box gene)基因家族包含九大轉錄因子，在人類體內普遍存在。現有研究發現，PAX基因在人類多系統來源的惡性腫瘤中均呈異常表達，多機制影響腫瘤的發生發展進程[5-6]。近年來，越來越多的研究開始探索PAX基因在子宮內膜癌中的作用機制。現就PAX基因在子宮內膜癌中的研究進展予以綜述。

1 PAX基因概述

1.1PAX基因分類 PAX基因最早發現于果蠅，后在線蟲、昆蟲及各種哺乳類動物中均發現了PAX基因或其同源物，且在機體生長過程中持續表達，PAX轉錄因子基因家族得名源于其內因子均包含一可編碼128個氨基酸的高度保守的DNA結構域——配對域[7]。該家族中大多數基因除含配對域外，還包括同源結構域和八肽域等。其中，PAX2、PAX5、PAX8基因包含部分同源結構域；PAX3、PAX4、PAX6、PAX7基因包含整個的同源結構域；除PAX4、PAX6基因外，其他因子均包括八肽域[6]。根據所編碼的結構域不同，PAX基因可分為4個亞組：第一組PAX1、PAX9；第二組PAX2、PAX5、PAX8；第三組PAX3、PAX7；第四組PAX4、PAX6[8]。

1.2PAX基因的結構與表達 PAX基因的結構較為復雜，其表達也具有一定的特性。①PAX基因中的配對域由兩個亞結構域組成，根據配對域N端殘基和C端殘基相互作用所占的主導地位，識別相應的DNA序列。②PAX蛋白中的同源結構域在5′-TAAT(N)2-3ATTA-3′型的回文位點上協同二聚，使此類同源結構域識別不受其他同源結構域約束的DNA序列。③配對域、同源結構域協同作用影響DNA的識別。④八肽域的缺失或可代表PAX蛋白具有轉錄抑制活性。⑤反式激活結構域是一種位于PAX蛋白C端的脯氨酸，可介導基因轉錄抑制調控。⑥PAX蛋白可通過不同的結構域進行轉錄激活，主要通過結合增強子DNA序列及影響下游基因的轉錄活性起作用。⑦PAX基因的表達具有嚴格的時間性和空間性[9-10]。

1.3PAX基因的功能 PAX基因在人體多系統發育過程中均起重要的調控作用。①PAX基因在苗勒氏管來源的上皮組織內廣泛表達。同時，其在人體中樞神經系統、泌尿系統、生殖道等重要器官組織的正常發育過程中也起重要的調控作用。②人體內的PAX基因突變可導致重要的發育缺陷。如PAX6基因外顯子上的雜合突變可導致人類先天性無虹膜[11]；PAX3、PAX9基因突變分別可致人類Waardenburg綜合征[12]及牙缺失和發育不全[13]；PAX2基因突變可致其編碼產物的功能異常，進而導致腎、眼等器官發育不良，或與部分腎缺損綜合征有關[14]。③研究發現，PAX基因的表達主要發生在胚胎發育期間，且在大多數結構的終末分化期表達下調或消失；但在少數組織中，PAX基因表達會持續至成人階段[15]。④PAX基因在成人組織中表達的意義通常與干細胞樣特性、組織修復及組織穩態有關，但仍未得到充分的研究[5]。

2 PAX基因在腫瘤中的主要作用機制

PAX基因轉錄產物通過參與調節腫瘤細胞增殖、分化、遷移、凋亡等過程影響腫瘤的發生、發展。PAX基因家族成員在人類不同腫瘤中發揮促進或抑制腫瘤的功能，作用機制復雜。其中主要作用機制如下。

2.1染色體易位致PAX基因相關融合蛋白的形成 融合蛋白指兩個或多個基因重組后產生的表達產物，人體內融合蛋白的形成被認為可能與腫瘤的發生機制密切相關。在甲狀腺濾泡癌中，t(2;3)(q13;p25)染色體易位致PAX8基因與過氧化物酶體增殖物激活受體γ融合產生融合蛋白PPFP，為癌癥發生的驅動病變[16]；t(2;13)(q35;q14)或t(1;13)(p36，q14)為腺泡型橫紋肌肉瘤特征性的染色體易位，促使了PAX3-叉頭框蛋白O1或PAX7-叉頭框蛋白O1融合基因的形成，進而通過調節細胞的生長、分化、凋亡等途徑導致腫瘤發生[17]；在急性B淋巴細胞白血病中，累及PAX5基因的染色體易位dic(7;9)(p11-13;p13)可產生PAX5-泛素結合酶E2D4融合蛋白，促使細胞過度增殖[18]。此類與PAX基因相關的融合蛋白的形成或可為腫瘤的發生提供新機制，特征性的融合基因也為腫瘤的診斷、鑒別以及治療等提供新方向。

2.2PAX基因直接或間接調控原癌基因/抑癌基因的表達 c-Met基因為原癌基因，在許多腫瘤中過表達。PAX5、PAX6基因分別在淋巴瘤、小細胞肺癌和胰腺癌中陽性表達[19-20]，通過激活原癌基因c-Met，并與其協同作用促進癌細胞增殖、遷移等。p53基因是目前在臨床被廣泛研究的腫瘤抑制基因之一，具有直接調節轉錄、抑制細胞生長、誘導細胞凋亡的抑癌作用。Stuart等[21]試驗發現，在人類原發性彌漫性星形細胞瘤中，PAX5基因與p53基因的表達呈負相關；并提出PAX蛋白與p53基因中位于第一個外顯子上的結合位點相結合，在轉錄水平上抑制p53蛋白的產生，對其表達進行負調控，進而起到抗細胞凋亡作用，促進腫瘤發生。Shahbari等[22]發現在卵巢高級別漿液性癌中，p53基因幾乎全部發生錯義突變，PAX8基因積極調節其表達產生突變型p53蛋白，后者擁有潛在的致癌活性。同時，部分PAX基因具有抑制癌癥進展功能。在乳腺癌中，局部黏著斑激酶是一種非受體蛋白酪氨酸激酶，其定位于細胞黏附或細胞與細胞外基質的接觸，調節癌癥的侵襲性和進展；Benzina等[23-24]研究發現，PAX5基因通過調節局部黏著斑激酶阻遏物[p53/微RNA(microRNA，miRNA/miR)-135b]，抑制局部黏著斑激酶介導的信號通路，進而抑制癌細胞的遷移、侵襲和腫瘤球體的形成；Leblanc等[25]也提出，PAX5基因通過上調腫瘤抑制因子miR-215抑制乳腺癌的增殖和遷移。

2.3PAX基因表達下調或缺失影響腫瘤進展 在人類多系統來源的惡性腫瘤中，PAX基因表達下調或缺失情況普遍存在，提示這一現象或為影響腫瘤進展的重要機制之一。DNA甲基化指在DNA甲基化轉移酶的作用下，在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5號碳位共價鍵結合一甲基基團。楊文艷等[26]的研究顯示，PAX1蛋白在宮頸癌中的陽性表達率明顯降低，PAX1基因高甲基化，從而致使所調控Notch1基因功能喪失，下游基因表達沉默，影響細胞正常分化[27]；且低表達的PAX1蛋白起到促進癌癥進展的作用。趙志華和陳可欣[28]研究也發現，乳腺癌中PAX1蛋白的表達減少，低表達PAX1基因的乳癌MDA-MB-231細胞的侵襲和遷移能力增強。此外，PAX基因的表達下調也有抗癌作用，在非小細胞肺癌中，PAX5基因啟動子區域呈高甲基化，基因表達下調或缺失，對腫瘤的生物學行為有明顯抑制作用[29]。在神經膠質瘤中，PAX6基因的表達水平隨膠質瘤惡性程度增加而顯著降低，且作為miR-335的新型靶標，起到抗癌作用[30]。可見，PAX基因在癌癥中表達下調或缺失的特性可為腫瘤的治療提供新靶點。

3 PAX基因在子宮內膜癌中的作用

目前，關于PAX基因家族成員與子宮內膜癌之間的作用研究尚不全面。PAX基因家族的不同成員或可在子宮內膜癌的發生發展進程中起到促進或抑制的作用。

3.1抑制子宮內膜癌發生發展 目前，DNA甲基化被認為是驅動癌變及促進轉移的重要機制之一。據癌癥與腫瘤基因圖譜中的數據顯示，PAX1基因在子宮內膜癌組織(尤其是在啟動子部分)中的甲基化水平明顯高于正常內膜組織[31]；另有研究發現，PAX1基因在正常子宮內膜、子宮內膜增生不伴不典型增生、子宮內膜不典型增生組織中的免疫反應性明顯高于子宮內膜癌組織[32]；以上結果似可支持PAX1基因作為抑癌基因，在癌組織中的表達減弱是影響癌癥形成的重要因素這一推論。彭繼英等[33]的研究顯示，PAX2基因在子宮內膜樣腺癌、子宮內膜增生不伴不典型增生、子宮內膜化生性病變及增生期子宮內膜中的陽性表達率分別為5.9%(2/34)、7.1%(2/28)、100%(25/25)、100%(16/16)，即隨著內膜增生程度的加重，PAX2基因的表達逐漸缺失；與孟軼婷等[34]研究結果相似。可見，PAX2基因表達缺失作為一早期事件，提示其參與了子宮內膜癌的發展，并可作為臨床診斷子宮內膜癌及內膜不典型增生的輔助指標[35]。近年來，PAX8基因被認為與子宮內膜癌關系較為密切。Brunner 等[36]的研究發現，PAX8基因在Ⅰ型及Ⅱ型大部分子宮內膜癌中的陽性表達率均>70%，且其表達與p53基因呈正相關；通過p53基因外顯子上的結合位點，直接或間接影響p53基因轉錄，在內膜癌進展中發揮抗腫瘤作用。此外，PAX8基因在83%的未分化子宮內膜癌中表達呈陰性，但在癌旁正常子宮內膜中呈彌漫性強陽性[37-38]，這一特性可使PAX8基因成為鑒別未分化內膜癌和其他類型內膜癌的重要指標。

3.2促進子宮內膜癌發展轉移 PAX2基因被發現在子宮內膜癌中具有雙重作用，除抑癌作用外，還具有原癌基因促進腫瘤發生發展的功能。在Kahraman等[39]的研究中，PAX2蛋白的陽性表達率隨子宮內膜增生程度加重呈明顯升高趨勢，故認為PAX2基因在癌癥進展過程中有原癌基因作用。Stuart等[21]研究發現，PAX2蛋白可與p53基因5′端的結合位點相結合，在轉錄水平上抑制p53蛋白的產生，起到抗細胞凋亡作用。雌激素-雌激素受體信號途徑在子宮內膜癌癌變過程中起重要作用，Zeng等[40]的研究提示，PAX2基因作為雌激素受體的下游靶點，其轉錄水平的上調可促進Ⅰ型(雌激素依賴型)子宮內膜癌形成。Wang等[41]的研究提出，PAX2基因可調節細胞周期蛋白依賴性激酶1的表達，影響細胞周期，起到促細胞增殖、增強子宮內膜癌細胞遷移性的作用，進而促進內膜癌的發生發展。以上研究結果均支持PAX2基因在內膜癌進程中的原癌基因功能。

p27基因是一種抑癌基因，其編碼的蛋白為細胞周期素和依賴性蛋白激酶抑制因子，在細胞周期中有重要的調控作用。而PAX6基因在高胰島素血癥激發的多囊卵巢綜合征患者的子宮內膜上皮細胞中過表達，PAX6基因與細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1B基因的啟動子(編碼p27蛋白的基因)結合，并抑制其轉錄，進而通過負調控p27信號轉導導致子宮內膜不可控的增殖[42]。提示PAX6基因過表達或可成為促進子宮內膜增生及不典型增生的機制之一。Wu等[43]研究指出，PAX6基因在原發性子宮內膜癌中呈高甲基化，且在轉移性的內膜癌組織中進一步甲基化，擁有高甲基化的CpG島，提示PAX6基因參與了內膜癌的進展和轉移。此外，徐傲等[44]研究發現，PAX9基因在正常子宮內膜、子宮內膜單純性增生、內膜復雜伴不典型增生及子宮內膜樣腺癌中的陽性表達率逐漸升高，且其陽性表達與腫瘤組織學分級、臨床分期、腫瘤浸潤程度均有較高的相關性，其機制可能為PAX9基因通過上調癌基因Bcl-2的表達，或減少Bcl-2相關X蛋白基因表達，促使凋亡相關蛋白下調等途徑間接致使胱天蛋白酶3失活，抑制細胞凋亡。

可見，PAX基因家族成員在子宮內膜癌發生進展過程中的作用各不相同，機制復雜，主要包括基因甲基化對癌癥進程的影響、直接或間接影響原癌基因或抑癌基因發揮作用、調節細胞周期酶進而影響細胞周期等。其中，PAX2基因在子宮內膜癌進展中被認為有抑癌基因及原癌基因的雙重作用，但具體作用及機制仍需進一步研究證實。

3.3作為子宮內膜癌的腫瘤標志物 隨著研究的深入，分子生物學對腫瘤的意義日益增長，尋找有效的腫瘤標志物對于癌癥的診斷及鑒別具有重要意義。Raffone等[45]采用系統回顧性方法研究了PAX2基因免疫組織化學診斷子宮內膜非典型增生的準確性，結果顯示，PAX2基因表達下調及缺失在良性子宮內膜增生和不典型子宮內膜增生鑒別診斷中具有中等診斷準確性，且PAX2基因表達缺失有更高的特異性，證明其可能對內膜不典型增生具有重要的診斷價值。PAX8基因在未分化子宮內膜癌中大部表達陰性，是區分未分化子宮內膜癌、子宮內膜樣腺癌及子宮內膜漿液性癌固體成分的一種有效免疫標志物。Ozcan等[46]研究指出，PAX2、PAX8基因在苗勒氏管起源的正常或非腫瘤組織中持續表達；且在原發性或轉移性腫瘤(黏液性腫瘤除外)中，PAX8基因在大多組織學亞型中呈強彌散性染色，明顯強于PAX2基因。以上研究表明，PAX2、PAX8基因可作為子宮內膜癌的腫瘤標志物，起到輔助診斷、鑒別診斷等作用，且PAX8基因在苗勒氏管起源的腫瘤中的表達優于PAX2基因，在未來的臨床應用中或可替代PAX2基因，成為新型的有效標志物。

4 小 結

PAX基因在人體內廣泛存在，且近年來被發現與人類多系統來源的惡性腫瘤的發生發展有密切聯系。目前已知PAX家族不同基因在子宮內膜癌中，通過調節信號通路或作用于抑癌基因等機制參與子宮內膜癌的生物學調控。此種機制的研究或可為進一步探究子宮內膜癌的發生機制、早期預防及治療提供新方向。PAX基因家族可在上皮組織中廣泛表達，并具有在子宮內膜癌中差異性表達的特性。因此，未來PAX基因可作為子宮內膜癌早期診斷、預后判斷及疾病治療過程中的有效分子標志物。