叉頭框家族與子宮內膜癌的相關性研究進展

蓋娜 劉志強 于文靜 楊世慧

濱州醫學院附屬醫院婦科 256600

子宮內膜癌（endometrial carcinoma，EC）是女性生殖系統常見的惡性腫瘤，近年來其發病率呈上升趨勢。研究表明，EC早期治療5年無病生存率可達93%，5年總生存率可達到98%［1］。但該病的發病機制目前尚不明確。Bokhman在1983年首次將EC分為雌激素依賴型（Ⅰ型）和非雌激素依賴型（Ⅱ型），Ⅰ型更為常見，約占EC的80%，其發病可能由于雌激素對子宮內膜的長期作用引起子宮內膜增生進而導致癌變。Ⅱ型與雌激素無明確關系，大部分發生于萎縮的子宮內膜，其發病可能與癌基因或抑癌基因突變有關。臨床中EC患者常為絕經后患者，其發病與內源或外源性高雌激素并無明顯關系，且激素治療效果不好，預后較差，這就需要尋找其他相關發病機制。叉頭框轉錄因子（forkhead box，FOX）是一組高度保守的DNA結合結構域，FOX家族參與細胞凋亡、周期調控、胚胎發育等，與許多疾病相關。目前，越來越多證據顯示FOX在EC的發生發展中起作用，有望成為EC早期診斷和治療靶點。本文概述FOX家族的結構功能，總結其家族不同因子在EC發病機制中的研究進展，以期為EC的診斷治療提供新的方向。

FOX家族的結構功能

FOX家族是一類DNA結合區具有翼狀螺旋結構的轉錄因子，最初由Weigel于1989年在果蠅中克隆出來。隨后，Lai等在大鼠中發現了另一個轉錄因子HNF-3A，通過對其進一步研究發現兩者結合區相似性高，這就是FOX家族的創始成員。FOX是一組具有高度保守的叉頭區DNA結合結構域，共110個氨基酸，其三維結構由兩個W1和W2環（或翼）和3個螺旋組成。由于形似蝴蝶，又被稱為“翼-螺旋”結構域。FOX家族由50個人類基因組成員（加2個已知的偽基因，FOXO1B和FOXO3B）以及44個小鼠基因組成員組成［2］。除最常見的FOXO亞族外，還包括A、C、M、P等19個亞族。FOX家族蛋白功能涉及胚胎發育、細胞周期調控、糖類和脂類代謝、生物老化、免疫調節等多種生物學過程，其突變和表達異常與發育畸形、代謝性疾病以及腫瘤發生有關。研究FOX轉錄因子的表達譜、遺傳改變和表觀遺傳改變，及其結合蛋白和靶基因，了解FOX轉錄因子表達模式及與發育障礙和疾病的關系，以更好地針對相關性疾病開發治療和預防的新藥物。

FOX家族在子宮內膜癌中作用的研究進展

1、FOXO亞族

FOXO亞家族參與細胞周期抑制、細胞凋亡、氧化應激防御以及DNA的修復，是FOX家族中參與細胞凋亡和周期調控最重要的一個亞群。FOXO亞族主要抑制細胞增殖，具有G1期阻滯、G2期延遲、DNA修復和凋亡誘導作用，并在調節細胞周期進程和誘導凋亡中起腫瘤抑制作用。

1.1、FOXO1 PTEN基因通過阻斷G1期、負調節PI3K/AKT細胞生存途徑等調控細胞周期及凋亡，其突變是EC最常見的發病機制。FOXO1是PI3K/AKT通路的直接下游靶點［3］，該通路與腫瘤的發生發展密切相關。FOXO1參與調節正常子宮內膜的蛻膜化，并和孕酮受體一起在子宮內膜蛻膜化及誘導細胞凋亡方面起重要作用，抑制AKT和使用孕激素治療能夠增加FOXO1蛋白的表達，抑制細胞增殖，促進分化和凋亡。EC中FOXO1和GADD45a mRNA的蛋白表達相較于正常子宮內膜明顯減少，FOXO1的丟失破壞了正常的子宮內膜，導致不可控的細胞增殖，增加了對基因毒性損傷的易感性［4］。FOXO1的低表達與子宮內膜樣腺癌組織分化程度、臨床病理分期、淋巴結轉移情況密切相關［5］，且與HOXA10表達下調呈高度正相關［6］，說明FOXO1可能與HOXA10相互作用共同參與EC的發展。相較于非侵襲性EC，侵襲性EC中FOXO1下調和凋亡減少，具有PIK3CA突變的侵襲性EC可能通過miR-27過度表達降低FOXO1表達，并通過PI3K/AKT途徑下調FOXO1，表明miR27-FOXO1串聯體可以抑制細胞凋亡［7］。FOXO1能夠介導二甲雙胍抑制EC細胞生長，其作用途徑AMPK-FOXO1通路可作為新的抗腫瘤治療靶點［8］。而對于有生育要求的放置IUD行保守治療的早期EC患者，FOXO1 mRNA水平可能作為檢測反應的生物標志物［9］。

1.2、FOXO3a 不同于FOXO1在子宮內膜分泌期表達增加，FOXO3a在分化子宮內膜時受抑制。FOXO3a在EC中表達較正常子宮內膜顯著降低，其表達水平隨著TNM分期增加，組織分化程度降低、浸潤深度增加、淋巴轉移、腫瘤最大徑增加而相應降低［10］，且其低表達與MMP-14高表達可能具有負向協同作用。

2、FOXC亞族

FOXC在許多器官形成過程中起重要作用，參與眼、心、腎、腦膜等的發育，其突變會引起器官系統的缺陷。

2.1、FOXC1 FOXC1是位于6p25的單外顯子基因，編碼533aa蛋白，定位于細胞核，在細胞核中結合DNA并調節基因的表達［11］。FOXC1在腫瘤發生過程中起重要作用，包括參與基底樣型乳腺癌的發生、影響鼻咽癌細胞系5-8F的細胞凋亡和周期、參與肝細胞癌相關的IL-8炎癥途徑，通過miR-204、miR-495參與EC的進展等。過表達miR-204能夠抑制HEC1AEC細胞的遷移、侵襲和細胞外基質黏附。FOXC1為miR-204的靶基因參與HEC1A細胞的遷移和侵襲。EC中FOXC1陽性率顯著高于正常子宮內膜，且其分化程度越低、病理分期越高，FOXC1陽性率越高。其發生途徑可能是通過FOXC1過表達逆轉miRNA-495介導的細胞反應［12］，對EC細胞生長、遷移起抑制及促細胞凋亡作用。miR-495可以直接抑制FOXC1的表達、減少細胞生長并誘導細胞凋亡，從而抑制EC的轉移。沉默FOXC1可以促進癌細胞凋亡，影響細胞周期分布。

2.2、FOXC2 FOXC2基因定位于16q33-16q24，包含1個單獨編碼的外顯子，不包含內含子，全長1 506 bp，其氨基酸序列在進化上高度保守。FOXC2參與多種畸形的發生，抑制脂肪細胞分化，參與胚胎發育，在活躍增殖組織中表達。各種婦科惡性腫瘤中FOXC2均呈高表達狀態，EC在上皮和間質中的FOXC2表達顯著增加，并與是否累及盆腔及淋巴結密切相關［13］。FOXC2參與中胚層發育的組織的發生塑型，參與淋巴管的生成和發育，正常子宮內膜淋巴管中FOXC2不表達，而在EC組織中高表達，表明EC細胞可以通過淋巴管遷移至遠處組織或器官［13］。

3、FOXA亞族

FOXA首次在大鼠肝細胞核提取物中鑒定，是雌激素活性調節的重要因子。FOXA家族由A1、A2、A3組成，其結構相似，在早期發育中表達，并在各種細胞組織的發育和穩態中發揮關鍵作用。小鼠肝臟中FOXA結合位點和核小體結構的全基因組圖譜顯示FOXA結合核小體結合和核小體游離DNA靶點具有相同的識別位點。FOXA家族因此被稱為“先驅”轉錄因子，參與多種癌癥的發生發展。

3.1、FOXA1 FOXA1位于人類14q21.1染色體上，全長5 300 bp，與非轉錄狀態的染色體結合并改變其結構，募集其他轉錄因子起始基因進行轉錄，從而對下游基因的表達進行調控。FOXA1高表達與ERa和孕酮受體呈正相關，但與組織學分級和增殖標志物呈負相關。FOXA1免疫反應與淋巴結狀態呈負相關。敲除FOXA1能夠促進EC細胞的增殖和遷移［14］。EC組織中FOXA1陽性表達率低于正常子宮內膜組織，與分期、浸潤程度及淋巴結轉移相關。FOXA1可能抑制細胞的增殖、侵襲與轉移，但與預后無明顯關系。FOXA1在衰老的EC細胞中上調，并介導p16INK4a激活以促進細胞衰老［15］。

3.2、FOXA2 FOXA2位于人20號染色體，全長45 kb，在能量代謝、腫瘤發生發展過程中起重要作用。FOXA2早期表達反映在缺乏其因子的小鼠表型的嚴重程度上。FOXA2在EC中起抑癌作用，且其表達與年齡、臨床分期、病理分級相關，與預后無明顯關聯［16］。遺傳學證據表明FOXA2是原發性子宮癌（包括子宮肉瘤）病因中的致病驅動基因［17］。上皮-間質轉化在腫瘤侵襲和轉移中至關重要，FOXA2可能作為腫瘤的抑制因子，抑制EC的上皮-間質轉化［18］。

3.3、FOXA3 FOXA3位于人19號染色體，FOXA1和FOXA2廣泛存在于脊椎動物，FOXA3只存在于高等生物中。研究推斷FOXA3可能是EC預后的獨立影響因素［19］，但目前關于相關的研究內容較少，缺乏更有利的證據證實上述論點，需進一步行研究分析。

4、其他FOX亞族

4.1、FOXP亞族 FOXP有P1～4共4個基因，在心肌細胞、神經元、肺上皮細胞、調節性T細胞等中起作用。FOXP具有激活因子和抑制因子的雙重功能，主要起抑制作用。研究發現，錯配修復缺陷型EC和表達PD-L1的EC中FOXP3+調節性T細胞表達增加［20］，說明表達特異性FOXP3的CD4+調節性T細胞通過抑制自身反應性T細胞參與維持免疫自身耐受，并阻礙有效的抗腫瘤免疫應答，且FOXP3+腫瘤浸潤淋巴細胞增多與預后不良相關。

4.2、FOXM1 FOXM1是一種細胞周期控制因子，其表達主要局限于活躍的復制細胞。人類的FOXM1包括FOXM1A、FOXM1B和FOXM1C 3種。FOXM1只表達于增殖細胞中，進入S期后活性增高，在調節G2期基因表達和維持染色體穩定性方面起作用。FOXM1與抗沉默功能1B蛋白（ASF1B）在EC中表達顯著相關，下調FOXM1可降低腫瘤細胞的活性［21］。EC中FOXM1的表達水平較于正常子宮內膜組織顯著上調，與臨床分級和病理分期相關。干擾FOXM1后癌細胞增殖能力明顯受抑制，可能通過SLC27A2基因影響其代謝活動，并推測FOXM1在EC上主要通過細胞周期和代謝這兩條信號通路發揮促癌細胞增殖和遷移作用［22］。

小 結

FOX蛋白家族參與細胞凋亡、周期調控、免疫調節、胚胎發育等過程，在多種腫瘤生物學功能中起重要作用。FOX家族在EC中的作用不盡相同，大部分FOX蛋白起促進作用，抑制其表達可促腫瘤細胞凋亡，但其作用機制仍需進一步研究分析。FOX家族有望成為EC診治和預后發展的新靶點。