结节性筋膜炎病因学研究进展

2021-01-10 06:08:41周洁孙睿
山东医药 2021年11期
关键词:重排易位纤维细胞

周洁 ,孙睿 ,2

1 山西医科大学口腔医学院,太原030001;2 山西省人民医院

结节性筋膜炎(NF)是一种以纤维母细胞和肌纤维母细胞增生为主,具有自限性的良性软组织瘤样病变。1955 年Konwaller 首次描述该病为皮下假肉瘤性纤维瘤病,1961 年Price 再次报道了这种病变,并首次命名为NF,2013 版世界卫生组织软组织肿瘤新分类将其归为纤维母细胞和肌纤维母细胞性肿瘤[1]。此外NF 的几个亚型陆续被确认,其中最重要的是血管内筋膜炎(IVF)和颅筋膜炎(CF)[2]。NF常表现为突然出现的、生长迅速的、孤立的皮下深部肿块或结节,发病年龄20~40 岁,无明显的性别差异,最常见的发病部位是上肢,其次为躯干、头颈部,偶尔出现在一些不同寻常的部位,包括唾液腺、乳房、膝关节、外阴和血管内等[3-6]。长期以来,NF 被认为是一种反应性病变,直到2011 年ERICKSONJOHNSON 等[7]报道了 MYH9-USP6 复发融合基因,表明NF实际上是一种肿瘤病变。NF的病因尚不清楚,本文将从创伤和细胞遗传学改变两个方面阐述NF的病因,为其诊断和治疗提供依据。

1 创伤因素

文献报道,NF 患者的外伤发生率高达10%~15%,外伤可导致纤维母细胞增生形成病变[8]。纤维母细胞也称成纤维细胞,是疏松结缔组织中最常见的细胞。肌纤维母细胞也称肌成纤维细胞,是指含有肌动蛋白、肌球蛋白和其他肌肉蛋白的呈现为激活状态的一类成纤维细胞。研究指出,肌成纤维细胞至少参与了3 种病理环境:①损伤和修复的反应性环境;②准肿瘤增生环境;③恶性肿瘤间质环境(在肿瘤间质微环境中,肿瘤间质的主体——癌相关成纤维细胞由于其活化机制及生物学行为复杂,也是肌成纤维细胞的一种特殊类型)[9]。因此,成纤维细胞也构成了癌基质反应的一部分,特别是在纤维组织增生和收缩的肿瘤中。

在组织病理学上,NF与肉芽组织的病理结构非常相似。镜下可见肌成纤维细胞增生,血管从含有残余纤维蛋白凝块的中心区域呈放射状发出,这可能是由局部损伤或者炎症过程引起的,该发现有力地支持了创伤引发反应性增生这一观点[10]。创伤恢复的正常过程包括凝血、炎症反应、肉芽组织生长和重塑。肉芽组织由损伤组织周围的结缔组织衍生而来,包括血管炎性组织、成纤维细胞和肌成纤维细胞,其中肌成纤维细胞在组织损伤过程中具有重要作用。损伤发生后,伤口的正常修复是一个复杂而有序的调节过程,包括成纤维细胞的激活与增殖,一些成纤维细胞在增殖过程通过转化生长因子β1(TGF-β1)/Smad 通路分化为肌成纤维细胞。此外,损伤发生时创面可分泌大量整合素连接激酶,该激酶可活化PI3K/AKT 信号通路,调节成纤维细胞向创面迁移,并分化成肌成纤维细胞,从而促进伤口收缩,随后被引发组织重塑的第二波成纤维细胞取代。因此,正常组织中几乎没有肌成纤维细胞。但是在病理过程中,多种前体细胞经外界因素刺激激活形成肌成纤维细胞,但随后的凋亡或溶解过程遭到破坏,导致其持续存在,从而促进肿瘤生成[11-12]。

值得注意的是,高创伤率和低NF发生率之间的鲜明对比表明单纯创伤不足以导致肿瘤形成,由此推测创伤刺激了原本存在遗传异常但不增殖的间充质细胞,即创伤及其引起的炎症和修复过程可能是促进肿瘤发生的相关因素。

2 细胞遗传学改变

2.1 17 号染色体易位

2.1.1 USP6 重排 2011 年,ERICKSON-JOHNSON等[7]在 NF 中发现 USP6 基因重排的染色体易位,并证实65%的NF 患者存在t(17p13;22q12.3)MYH9-USP6 染色体易位。2013 年 AMARY 等[13]也有类似的发现。泛素特异性蛋白酶6(USP6)基因(也称TRE17)是由 TBC1D3 和 USP32 嵌合衍生的一种古人类特异性基因,位于第17 号染色体p13 位点上,1992 年被鉴定为原癌基因,正常情况下仅在睾丸组织中表达。USP6基因编码一种功能性去泛素酶,该酶在细胞运输中具有多种作用,包括细胞内运输、蛋白质转化和炎症信号等[14]。非肌性肌球蛋白重链9(MYH9)基因位于染色体22q12.3-13.1,是一种结构性细胞骨架非肌球编码蛋白,在细胞质分裂、细胞运动、细胞形态维持等方面发挥重要作用,在成纤维细胞、内皮细胞、巨噬细胞、白细胞和肾细胞亚群中表达相对较高[7]。

USP6 基因重排首次由 OLIVEIRA 等[14]在动脉瘤性骨囊肿中发现,之后有学者发现NF 病灶中的USP6 mRNA 表达显著升高,进一步研究发现约92%的患者存在 USP6 基因重排[7,13]。有学者认为,动脉瘤性骨囊肿和NF位于USP6诱导肿瘤的同一生物学光谱中,具有许多相同的生物学特征。MYH9-USP6是NF 中最常见的基因融合,USP6 的整个编码区与MYH9 启动子区融合,驱动USP6 转录上调。有研究使用荧光原位杂交进行USP6重排检测,结果显示其敏感度为83%~93%,特异度为100%,表明NF 中可能存在其他伴侣基因[15]。近年来,NF中检测到越来越多新的伴侣基因,包括RRBP1、CALU、CTNNB1、MIR22HG、SPARC、THB2S、COL6A2、SERPINH1、COL3A1、EIF5A以及PPP6R3[6,15-17]。从结构上看,所有的融合都是由USP6 的整个编码区与伴侣基因的启动子并置构成,通过启动子交换机制为融合转录本提供了一个高活性的启动子,导致USP6 转录上调。这些伴侣基因通常在细胞和细胞外基质、炎症、肌纤维活性或应激反应中发挥作用,USP6编码序列与这些基因启动子的关联导致USP6在引起NF的环境中表达升高,这可能解释了与病变相关的炎症和肌成纤维细胞增生的组织学特征。USP6 的所有伴侣基因在间充质细胞系,如成纤维细胞和成骨细胞中都高度活跃,易位发生在向成纤维细胞或成骨细胞谱系分化的间充质前体中。值得注意的是,由USP6 组成的17 号染色体区域正是重排易感位点之一,即USP6 位点代表了基因不稳定区域,这可能也促进了肿瘤的发生[8]。

2.1.2 USP6 在 NF 中的相关致病机制 USP6 过表达或者易位激活均会导致USP6 靶基因异常和肿瘤形成。最近发现,USP6在NF 中以Frizzleds、JAK1和JUN 为底物,分别激活 Wnt、JAK1/STAT3 和 c-Jun 信号通路,从而促进肿瘤形成[18]。

USP6 癌基因通过去泛素化卷曲蛋白(Fzd)促进Wnt 信号激活。Wnt 信号通路是一条进化上十分保守的信号通路,控制着细胞的生长、分化、凋亡和自我更新。Wnt 信号通路在癌变中起关键作用,Wnt受体的细胞表面丰度是调控Wnt配体敏感性的重要机制,Wnt 受体卷曲蛋白和脂蛋白相关蛋白6(LRP6)的内吞和降解受到E3 泛素连接酶锌和环指蛋白3(ZARF3)、环指蛋白43(RNF43)的调控,这些蛋白在肿瘤形成过程中被破坏。USP6 是Wnt 信号通路的一个有效激活因子,NF 的染色体易位使USP6 过表达,导致 Wnt/β-catenin 信号通路的转录激活;使用DKK1 和PORCN 抑制剂抑制Wnt 信号通路可以显著降低USP6驱动的移植瘤生长,表明Wnt信号是USP6 在肿瘤发生过程中的关键靶点。Fzd是USP6 的直接底物,USP6 通过去泛素化Fzd 受体激活Wnt/β-catenin 信号通路[19]。此外,二磷酸腺苷核糖基化因子6(ARF6)在非经典Wnt信号通路中参与调节Fzd 受体的内吞作用。USP6 除编码USP6 结构域外,还含有一个TBC 结构域,与ARF6 GTP 酶结合,并在体内促进其活化。RUBERT等[20]研究显示,USP6的致癌潜力与其通过ARF6依赖途径参与调控细胞迁移和细胞质分裂的能力有关,表明USP6可通过激活ARF6 参与肿瘤发生。因此,去泛素化活性和TBC/ARF6 相互作用可能参与了USP6 介导的Wnt信号通路激活,进而促进NF发生。

JAK1/STAT3 信号通路是USP6 癌基因参与NF发生的重要通路。JAK 家族酪氨酸激酶在细胞因子信号传导中起重要作用,其作用是磷酸化STAT 家族转录因子,触发二聚化和核转位,从而参与细胞增殖、分化、凋亡及免疫调节等生物学过程。STAT3家族成员在许多癌症中被激活,通常与NF-κB 共同作用,促进肿瘤细胞的存活和增殖。此外,STAT3家族成员通过诱导血管生成和刺激炎症细胞因子(如IL-6、IL-1 等)的产生,协同建立促进肿瘤发生的微环境[21-22]。JAK1/STAT3 是 USP6 在肿瘤发生中的关键效应分子,USP6 通过对JAK1 的去泛素化使其免于被蛋白酶体降解,JAK1 水平升高,使细胞对微环境中存在的低水平JAK1激动剂高度敏感,导致STAT3激活,进而驱动表达USP6 的细胞产生自分泌/旁分泌因子。自分泌因子在正反馈回路中放大这些细胞中STAT3 的激活,旁分泌分子则在肿瘤微环境中诱导邻近非易位细胞STAT3 的激活,从而促进肿瘤形成。但自分泌/旁分泌因子的产生是否涉及除JAK1/STAT3以外的途径尚未可知[23]。

c-Jun基因编码一种转录因子,涉及许多生理和病理过程,包括胚胎发育、炎症和恶性转化等。c-Jun 是一种高度不稳定的蛋白,通过泛素化/蛋白酶体依赖的方式受到严格调控。c-Jun 是USP6 易位性NF 基因表达异常上调的最有效的转录因子之一,USP6 以酶活性依赖的方式调节c-Jun 蛋白稳定性,二者相互作用,促进c-Jun 去泛素化,调控AP-1 复合物下游信号,从而促进细胞迁移和侵袭。因此,USP6 和c-Jun 之间的相互作用可能在NF 的发生中发挥重要作用[24]。

2.2 15 号染色体易位 15 号染色体上定位到两个与伤口愈合和肿瘤发生有关的基因,其中一个基因是角质化细胞生长因子或成纤维细胞生长因子7(KGF/FGF7),被映射到15q22 区域,该区域参与了NF 的细胞遗传学重排。BIRDSALL 等[25]报道 1 例乳腺NF患者,该病例出现2号和15号染色体易位[46,XX,t(2;15)(q31;q26)],涉及到15q22区域。该区域内包含FGF7,是一种具有致癌特性的上皮特异性生长因子,与伤口愈合和各种癌症(如乳腺癌或前列腺癌)有关。成纤维细胞生长因子与成纤维细胞生长因子受体(FGFR)结合,进行二聚化和自磷酸化,激活下游信号通路。活化的FGFR 能激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、c-Jun 氨基末端激酶(JNK)、AKT以及转录因子STAT这些主要细胞信号通路。MAPK包括了三条主要信号通路,即p38、JNK、MAPK 相关激酶(ERK),上述信号通路激活可导致肌成纤维细胞活化,该细胞的异常积累可能导致NF发生[26]。

15 号染色体上第二个与伤口愈合和肿瘤发生有关的基因是蛋白质酪氨酸激酶家族成员TRKC(NTRK3)。VELAGALETI 等[27]报道了 1 例锁骨下NF,患者细胞遗传学异常涉及15号染色体的同系物[46,XX,t(15;15)(q13;q25)],TRKC 基因被映射到15q25 区域。TRKC 在先天性纤维肉瘤中扮演重要角色,先天性纤维肉瘤中最常出现的细胞遗传学异常是12 号和15 号染色体相互易位,导致TEL(EVT6)基因与TRKC 基因融合。也有人认为,TRKC 在包括先天性中胚层肾细胞瘤(CMN)在内的不同细胞类型的肿瘤中发挥作用,推测TRKC 是通过15号染色体的同系物易位激活,使成纤维细胞不受控制地增殖,从而导致NF发生。

2.3 3 号染色体易位 有学者报道NF出现3q21断裂点,3q21 上的RPN1 基因和 GATA2 基因与恶性血液病的发病密切相关,同时在子宫平滑肌瘤上也观察到了该断点[28]。细胞遗传学技术已广泛应用于许多良恶性肿瘤的研究,结果显示出一群特定染色体区域的畸变聚集,在良性间质肿瘤的几种组织学亚型中最常涉及的染色体区域有12q13-15、6p21-6q23、13q12-q22、lpter、2pll、8q21 和 21q12。这些区域可能含有对生长控制很重要的基因,而3q21 恰好在这些区域之中,因此我们猜测NF中纤维母细胞过度增生和染色体断点3q21 可能有着密切关系。此外,高迁移率组(HMG)蛋白基因被认为是导致良性实体瘤形成的染色体重排最常见的靶点,该家族的一些成员已经定位并映射到染色体区域内,如lp34.1-35、4q31、6p21、12ql4-15、13q21 和2lq22。这些区域均涉及到良性间充质肿瘤,染色体断点3q21可能含有该家族的不明成员或相关基因。但NF 细胞中3q21 的异常是否是非随机的、是否真的含有HMG家族成员均有待研究。

2.4 其他遗传学改变 DONNER 等[29]报道了 1 例涉及到 15p11.2、16p11.2 和 16q13.3 克隆性重排的NF,推测NF 的发病机制可能涉及到许多基因。16q11.2 的基因包括编码视网膜母细胞瘤结合蛋白6 的 RBBP6 基因,编码 RNA 结合蛋白的 FUS 基因,以及编码MYC 相关锌指蛋白的MAZ 基因;16q13.1的基因包括编码E4F 转录因子的E4F1 基因和编码马铃薯球蛋白的肿瘤抑制基因TSC2。

综上所述,NF 被认为是一种反应性病变,USP6基因重排及其相关致病机制的阐明进一步改变了人们对NF 本质的认知。由于NF 生长迅速,增生的纤维母细胞生长活跃,核分裂象多见,组织学图象多变,NF 极易误诊为肉瘤。而USP6基因重排对NF 诊断有很大帮助,特别是在与其他梭型细胞软组织肿瘤,如纤维瘤病、隆突性皮肤纤维肉瘤和黏液性纤维肉瘤等鉴别时,可减少误诊引起的不必要治疗。由于大部分病灶可自行消退,故NF被认为是自限性肿瘤样病变,这挑战了获得性非遗传随机融合基因形成仅与持续、自主肿瘤增殖相关的传统观念。MAT⁃SUDA 等[30]认为,p16 在 NF 肌成纤维细胞中可能参与了细胞周期阻滞和假定的细胞衰老,这可能解释了NF 的自限性和炎症性。但近年来有研究发现少数患者出现多次复发、转移[22],这意味着NF 可能不同于其他自限性疾病。因此,有学者提出NF可能是一类不属于肿瘤和非肿瘤的特殊病变类型,即“暂时性瘤变”[8],但该假设是否成立仍需更多研究证实。

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