晚期糖基化终末产物受体在妇科恶性肿瘤中的研究进展

朱雪洁,周璐璐,朱雪琼

(1.温州医科大学附属第一医院 妇产科,浙江 温州 325015;2.温州医科大学附属第二医院 妇产科,浙江 温州 325027)

.综 述.

晚期糖基化终末产物受体在妇科恶性肿瘤中的研究进展

朱雪洁1,周璐璐2,朱雪琼2

(1.温州医科大学附属第一医院 妇产科,浙江 温州 325015;2.温州医科大学附属第二医院 妇产科,浙江 温州 325027)

晚期糖基化终末产物受体(RAGE)是一种具有多配体的跨膜信号转导受体蛋白.研究表明,RAGE在许多恶性肿瘤中异常表达,与肿瘤细胞的发生发展、增殖、侵袭、迁移及不良预后等密切相关.笔者就目前RAGE在妇科恶性肿瘤中的研究进展作一综述.

晚期糖基化终末产物受体;宫颈肿瘤;卵巢肿瘤;乳腺肿瘤;文献综述

晚期糖基化终末产物受体(the receptor for advanced glycation end products,RAGE)是细胞表面分子中免疫球蛋白超家族成员之一,是一种具有多配体的跨膜信号转导受体,可与β淀粉样A蛋白(Aβ)、AGEs、两性素(amphoterin)/高速泳动族盒1蛋白(high mobility group B1,HMGB1)、S100/钙粒蛋白等配体结合[2],参与炎症反应、细胞迁移及神经元分化等多种生理和病理过程[3-4].

研究表明,RAGE的表达在许多恶性肿瘤中明显上调,包括乳腺癌、胃癌、结直肠癌、前列腺癌、肝癌等[4-8].RAGE介导的信号通路会使癌细胞的凋亡减少,从而导致细胞恶性转化,并促使癌症进展和转移.HMGB1能活化肝癌细胞中RAGE信号通路,继而激活核因子-κB(NF-κB),促使肝癌细胞增殖、侵袭和转移[4].在结直肠癌细胞中,RAGE能与细胞外的S100A4结合,通过激活丝裂原活化蛋白激酶-细胞外信号调节蛋白激酶(mitogen-activated proteinkinases/extracellular signal-regulated kinases,MAPK/ERK)和低氧信号传导通路,促使肿瘤细胞迁移和侵袭[5].因此,RAGE的异常表达与肿瘤的发生和进展相关.学者们在对结直肠癌[5]、胃癌[6]、前列腺癌[7]的研究中均发现,RAGE的高表达与肿瘤的远处转移正相关,而与患者的总生存期和无进展生存期呈负相关,提示了患者的不良预后.但是,关于RAGE在妇科恶性肿瘤中的研究并不多.

1 宫颈癌

1.1 RAGE基因多态性与宫颈癌的关系 宫颈癌是可以早期发现并预防的恶性肿瘤,其发病原因主要为高危型人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)的持续感染.尽管许多研究证实了HPV感染在宫颈癌发生中的作用,但是宿主对致癌作用的易感性仍不明确[9].RAGE基因多态性在不同种族和人群中存在显著差异.近年来,越来越多的学者致力于研究RAGE基因某位点的多态性对RAGE结构和功能的影响.现已检测出几十种RAGE基因多态性.XU等[10]检测488例宫颈癌患者和715例同龄健康女性的HPV感染情况以及RAGE的四种基因多态性(-429T>C,-374T>A,1704G>T和82G>S),结果发现宫颈癌患者和健康对照女性-429T>C,-374T>A,1704G>T三种基因多态性的分布和等位基因序列均无差异,但是RAGE基因82G>S多态性在宫颈癌组和对照组之间存在差异,宫颈癌患者携带82SS基因型的比例远高于对照组.进一步logistic回归分析发现,携带82SS基因型患者患宫颈癌的风险较82GS以及82GG基因型者升高1.98倍.此外,基因型为82SS携带者血清可溶性RAGE(sRAGE)水平明显低于基因型为82GS和82GG者.而RAGE-429T>C,-374T>A,1704T>G基因多态性与宫颈癌发病风险以及血清sRAGE水平无关.进一步分层研究显示,在HPV感染患者中,RAGE 82GS和82SS基因型携带者较82GG基因型携带者患宫颈癌的风险显著增高,其OR值分别为1.68和1.74.以上结果表明,RAGE基因82G>S多态性和HPV感染相互影响,共同促进宫颈癌的发生.

1.2 RAGE对宫颈癌生物学行为的影响 RAGE抗体竞争性结合RAGE可抑制细胞外HMGB1与RAGE的结合.PANG等[11]将宫颈腺癌细胞HeLa分为4组进行培养,第1组细胞为空白对照组,不作任何处理,第2组细胞用1 000 ng/mL的HMGB1孵育48 h,第3组细胞先用二甲基亚砜孵育6 h,再用1 000 ng/mL的HMGB1孵育48 h,第4组细胞先用RAGE抗体孵育6 h,再用1 000 ng/mL的HMGB1孵育48 h.采用MMT法检测HeLa细胞的增殖能力,结果发现4组细胞的OD值分别为1.57±0.01、2.67±0.05、2.55±0.08、1.70±0.07,提示HMGB1会促进HeLa细胞的增殖,且是通过RAGE起作用;Transwell小室法检测HeLa细胞侵袭能力,发现4组细胞侵袭到下室中的细胞数分别为18.60±4.36、293.00±15.60、280.40±6.54、86.80±6.14,提示HMGB1会促进HeLa细胞的侵袭,该作用是通过结合RAGE而实现.

TIAN等[12]利用免疫共沉淀法证实S100A7可与RAGE在细胞内结合并存在一定相互作用,随后采用RNA干扰技术抑制了S100A7过表达的宫颈鳞癌细胞SiHa和C-33A中RAGE的表达量,Transwell小室法发现RAGE敲除显著抑制了S100A7促进SiHa和C-33A细胞的迁移力和侵袭力,提示RAGE介导了S100A7对宫颈癌细胞的促迁移和促侵袭作用.

1.3 RAGE与宫颈癌发生发展的关系 付欣等[13]采用免疫组织化学法检测了150例宫颈鳞癌和30例正常宫颈组织,发现RAGE在宫颈鳞癌中的阳性表达率为48.0%,在正常宫颈鳞状上皮中呈弱表达(为13.3%),差异有统计学意义.本课题组通过免疫组织化学SP法,检测40例宫颈鳞癌、50例宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)患者及30例正常宫颈组织中RAGE蛋白的表达情况,结果发现,RAGE蛋白在正常宫颈鳞状上皮组织、CIN、宫颈鳞癌中的表达量逐渐增高,且RAGE蛋白在CIN I、CIN II、CIN III中的表达逐渐增高[14].提示RAGE参与宫颈癌的发生发展.

1.4 RAGE与宫颈癌临床病理参数之间的关系 郝权等[15]采用qRT-PCR技术研究60例宫颈癌根治术后新鲜冻存癌组织和30例正常宫颈组织中RAGE mRNA的表达,发现RAGE的表达与临床分期、肿瘤大小及分化程度无明显相关;RAGE mRNA在转移组中呈高表达,且RAGE mRNA与HMGB1的高表达具有明显相关性,提示RAGE与宫颈鳞癌的转移相关,其机制可能是通过HMGB1/RAGE信号通路.付欣等[13]检测了30例宫颈原位癌、90例无转移的宫颈鳞癌、30例有转移的宫颈癌和30例正常宫颈组织,发现RAGE与鳞癌的组织分化、肿瘤的大小无关;但在FIGO分期II期的宫颈鳞癌中的表达率为65.9%,明显高于FIGO分期I期者(为42.1%),同时伴有转移的宫颈鳞状细胞癌中的RAGE表达率为73.3%,在无转移组宫颈鳞癌的阳性表达率为43.3%,转移组表达率明显高于无转移组,提示RAGE的高表达与宫颈鳞癌的转移有关.本课题组检测40例宫颈鳞癌患者中RAGE蛋白的表达情况,发现RAGE蛋白的表达与宫颈鳞癌的临床分期、淋巴转移、血管侵犯无关,而与宫颈鳞癌的组织分化程度密切相关,RAGE在不同分化程度的宫颈鳞癌组织中的表达依次为高分化>中分化>低分化,提示RAGE在宫颈鳞癌的癌变过程中起了重要的作用,与宫颈鳞癌的组织分化程度密切相关[14].

2 卵巢癌

2.1 RAGE基因多态性与卵巢癌的关系 RAGE G1y-82Ser多态性已被证实对多种疾病有影响.GU等[16]研究表明,RAGE Gly82Ser变异不仅增加患胃癌的风险,而且与胃癌侵袭有关.ZHANG等[17]检测了190例原发性上皮性卵巢癌患者和210例健康对照组的RAGE的4个基因多态性,包括82G>S,-374T>A,-429C>T和1704G>T,结果发现,82G>S基因多态性在上皮性卵巢癌患者和健康女性中明显不同.82SS基因型在上皮性卵巢癌患者中明显高于对照组.82SS基因型携带者患上皮性卵巢癌的风险是82GG基因型携带者的26.5倍,提示82S等位基因携带者是患卵巢上皮性癌的高风险者(OR=1.71).RAGE基因82G>S多态性可以作为上皮性卵巢癌发生的遗传学标志之一.

2.2 RAGE与卵巢癌发生发展的关系 RAGE在许多正常细胞的生长和存活中发挥重要作用.POLJICANIN等[18]通过免疫组织化学法检测6例正常人类胎儿卵巢、5例育龄女性卵巢、4例绝经后女性卵巢组织中RAGE的表达,结果发现RAGE蛋白在人类卵巢不同的发育阶段表达情况不同.在孕15周胎儿卵巢中,RAGE表达阴性或轻度表达在卵巢表面上皮细胞,而间质、滤泡细胞和卵母细胞中均无表达;在孕22周胎儿卵巢中,RAGE在卵巢表面上皮细胞和间质中的表达仍为阴性或轻度表达,但是在滤泡细胞和卵母细胞中却呈强阳性表达;育龄女性卵巢中,RAGE在卵巢表面上皮和次级卵泡膜细胞虽呈阴性或轻度表达,但是RAGE在间质细胞和初级、次级卵母细胞中中度表达,而所有的成熟卵巢的颗粒细胞均出现RAGE的强阳性表达.绝经后卵巢中RAGE在卵巢表面上皮和卵巢间质中呈现中度表达.以上研究显示,RAGE在人类卵巢胎儿阶段、生殖阶段和绝经期阶段的表达情况明显不同,提示其可能通过影响细胞周期和抗凋亡控制卵巢细胞生长和细胞存活.

研究表明,RAGE可能参与了卵巢癌的发生发展.POLJICANIN等[18]比较了9例高分化浆液性卵巢癌组织以及4例绝经后女性卵巢组织中RAGE蛋白表达情况,RAGE在卵巢癌上皮细胞和间质中均呈强阳性表达,而在绝经期阶段卵巢表面上皮细胞及间质细胞中仅呈阳性表达.RAHIMI等[19]采用RT-PCR及免疫组织化学技术分别检测了25例卵巢癌组织及邻近正常卵巢组织中RAGE的表达情况,结果均显示RAGE在卵巢癌组织中的表达量显著高于邻近正常卵巢组织.

2.3 RAGE对卵巢癌生物学行为的影响 RAI等[20]将小鼠卵巢癌细胞ID8经腹腔注射至免疫功能正常的野生型小鼠及RAGE基因敲除小鼠体内,野生型小鼠分为3组,每组5只,注射ID8细胞后分别每日注射等量PBS、溶血性磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)、LPA+可溶性RAGE;RAGE基因敲除小鼠分为2组,每组5只,分别每日等量注射PBS、LPA,5组小鼠持续注射28 d后,解剖并测量每平方厘米单位腹腔内瘤体的数目.结果发现,注射ID8细胞后每天注射LPA的野生型小鼠的腹腔内瘤体数目高达40个左右,注射PBS几乎未找到瘤体,注射可溶性RAGE组瘤体数仅十个不到;每天注射LPA的RAGE基因敲除小鼠的腹腔内瘤体数目达十个左右,注射PBS未找到瘤体.提示竞争性抑制LPA与RAGE结合可抑制卵巢癌细胞的定植及生长.

2.4 RAGE与卵巢癌临床病理参数之间的关系 RAHIMI等[19]采用RT-PCR技术检测25例卵巢癌组织中RAGE mRNA的表达,并探讨了其表达情况与临床病理参数之间的关系,结果发现RAGE mRNA的表达量与患者年龄、月经情况及家族史等无关,但是与肿瘤大小、基质浸润深度、淋巴血管转移以及肿瘤分期明显相关.

3 乳腺癌

3.1 RAGE对乳腺癌生物学行为的影响 RADIA等[21]利用siRNA干扰技术下调RAGE在乳腺癌细胞系MCF-7、SK-Br-3和MDA-MB-231中的表达量,发现细胞停留于G1期并且DNA的合成受到抑制;同时利用qRT-PCR和Western blot技术检测发现,转录因子NF-κB p65、细胞增殖标志物PCNA和cyclinD1的表达量也都随之下降,说明RAGE对乳腺癌细胞的增殖具有一定的促进作用.YU等[22]选用三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231,联合给予乙酰水杨酸和曲古抑菌素A促进MDA-MB-231细胞分泌乙酰化的脱嘌呤嘧啶核酸内切酶1/氧化还原因子-1(acetylated apurinic apyrimidinic endonuclease 1/redox factor-1,Ac-ape1 APE1/Ref-1),结果发现RAGE表达量较未处理组明显增加,MDA-MB-231细胞活性下降且细胞凋亡率显著提高,提示Ac-ape1 APE1/Ref-1结合RAGE可促进乳腺癌细胞的凋亡.

3.2 RAGE与乳腺癌发生发展的关系 鲁凯等[23]采用qRT-PCR技术检测了50例乳腺癌组织及正常乳腺组织的RAGE基因表达情况,发现乳腺癌组织中RAGE基因表达量较正常乳腺组织上调73%.郑立红等[24]采用免疫组织化学法检测RAGE在60例乳腺癌组织及37例正常乳腺组织中的表达,结果发现,RAGE在乳腺癌组中的阳性表达率为70.00%(42/60),在正常对照组中的阳性表达率为18.92%(7/37),差异有统计学意义.YIN等[25]采用免疫组织化学及免疫印迹法检测了105例正常乳腺组织、268例原发性浸润性乳腺导管癌组织中RAGE表达情况,结果发现,与正常乳腺组织相比,乳腺癌组织中RAGE表达水平明显增高,其阳性率高达76.5%,此外乳腺癌组织中RAGE表达量明显高于邻近的癌旁组织.提示RAGE与乳腺癌的发生发展密切相关.

3.3 RAGE与乳腺癌临床病理参数之间的关系 鲁凯等[23]分析乳腺癌组织中RAGE基因表达与组织分化程度、浸润深度、淋巴结转移、TNM分期之间的关系,发现RAGE的高表达与乳腺癌TNM分期、淋巴结转移密切关系.郑立红等[24]也发现乳腺癌病理分级、淋巴结转移与RAGE高表达密切相关.YIN等[25]分析了268例原发性浸润性乳腺导管癌组织中RAGE表达情况与乳腺癌临床病理参数的关系,发现乳腺癌组织中RAGE高表达虽与患病年龄、肿瘤大小、雌激素受体、孕激素、人表皮生长因子受体-2的表达不相关,但与肿瘤分化、淋巴转移、远处转移明显相关,提示RAGE在乳腺肿瘤侵袭转移中发挥重要作用.

3.4 RAGE在乳腺癌治疗中的临床应用 S100A8/A9在多种肿瘤中呈现高表达,可促进肿瘤细胞增殖,增强肿瘤细胞侵袭迁移能力[26].YIN等[25]研究表明,沉默乳腺癌细胞MDA231中RAGE的表达后,S100A8/A9诱导的侵袭能力下降为原来的12.5%,相反,当乳腺癌细胞MCF-7细胞转染RAGE后,S100A8/A9诱导的侵袭能力增强3倍.因此认为,RAGE与其配体S100A8/A9结合,促进乳腺癌侵袭和转移,加速了疾病的进程.RAGE及其配体有望成为转移性乳癌的分子标志物以及治疗新靶点.

STOETZER等[27]研究发现,化疗前血清sRAGE蛋白的表达与乳腺癌新辅助化疗的疗效相关,其中化疗有效组化疗前血清sRAGE蛋白水平为1.1 ng/mL,明显低于化疗无效组化疗前的水平(为1.9 ng/mL),因此,化疗前血清sRAGE蛋白的低表达可预测乳腺癌新辅助化疗好的疗效.

4 子宫内膜癌

关于RAGE和子宫内膜癌的研究甚少.郑璐等[28]通过免疫组织化学法检测子宫内膜癌组织中RAGE的表达及其与微血管密度之间的关系,发现,与正常子宫内膜相比,RAGE在子宫内膜癌组织中的表达明显增高,在低分化的子宫内膜癌组织中表达明显高于高分化的子宫内膜癌组织,其表达与微血管密度呈正相关.进一步在体动物研究[29]发现,下调RAGE的表达能减少子宫内膜癌组织的微血管形成,抑制子宫内膜癌细胞的增殖.提示RAGE的表达量与子宫内膜癌的发生发展及血管新生密切相关.

综上所述,RAGE在不同的妇科肿瘤中表达升高,与多种妇科肿瘤的临床病理特征相关,并影响其生物学行为.深入研究RAGE在不同妇科肿瘤中的作用及相关分子机制,将为妇科肿瘤的早期诊断、预后预测和靶向RAGE基因的抗肿瘤治疗提供新思路.

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(本文编辑:丁敏娇)

R711.74;R711.75

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.10.017

2017-05-17

温州市科技计划项目(Y20150041).

朱雪洁(1979-),女,浙江温州人,副主任医师,硕士.

朱雪琼,主任医师,教授,博士生导师,Email:zjwzzxq@163.com.