PAX基因在子宫内膜癌中的研究进展

谭雨桐，王艳

(哈尔滨医科大学附属第一医院妇科，哈尔滨 150001)

子宫内膜癌是指发生于子宫内膜的一组上皮性恶性肿瘤，其中来源于子宫内膜腺体的腺癌最常见。流行病学调查发现，子宫内膜癌的发病风险分为遗传性及非遗传性因素两类，其中非遗传性因素包括肥胖、高血压、糖尿病、多囊卵巢综合征等内分泌代谢相关疾病及子宫内膜息肉、子宫内膜增生及肠道阴道微生态失衡等[1]。1983年，Bokhman[2]提出了子宫内膜癌分子机制的二元论，将其分为两型：Ⅰ型为雌激素依赖型，最常见，多可见雌孕激素受体阳性，子宫内膜不典型增生为明确的癌前病变，预后相对良好；Ⅱ型为非雌激素依赖型，预后较差。分子生物学研究显示，两种类型的子宫内膜癌均含有不同的基因突变[3]，其中Ⅰ型子宫内膜癌中最常见的基因突变包括人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚单位α、K-ras、β联蛋白基因突变及微卫星不稳定性等；Ⅱ型主要包括p53突变、p16失活、上皮钙黏素表达减少及人表皮生长因子受体2扩增等[4]。PAX(paired box gene)基因家族包含九大转录因子，在人类体内普遍存在。现有研究发现，PAX基因在人类多系统来源的恶性肿瘤中均呈异常表达，多机制影响肿瘤的发生发展进程[5-6]。近年来，越来越多的研究开始探索PAX基因在子宫内膜癌中的作用机制。现就PAX基因在子宫内膜癌中的研究进展予以综述。

1 PAX基因概述

1.1PAX基因分类 PAX基因最早发现于果蝇，后在线虫、昆虫及各种哺乳类动物中均发现了PAX基因或其同源物，且在机体生长过程中持续表达，PAX转录因子基因家族得名源于其内因子均包含一可编码128个氨基酸的高度保守的DNA结构域——配对域[7]。该家族中大多数基因除含配对域外，还包括同源结构域和八肽域等。其中，PAX2、PAX5、PAX8基因包含部分同源结构域；PAX3、PAX4、PAX6、PAX7基因包含整个的同源结构域；除PAX4、PAX6基因外，其他因子均包括八肽域[6]。根据所编码的结构域不同，PAX基因可分为4个亚组：第一组PAX1、PAX9；第二组PAX2、PAX5、PAX8；第三组PAX3、PAX7；第四组PAX4、PAX6[8]。

1.2PAX基因的结构与表达 PAX基因的结构较为复杂，其表达也具有一定的特性。①PAX基因中的配对域由两个亚结构域组成，根据配对域N端残基和C端残基相互作用所占的主导地位，识别相应的DNA序列。②PAX蛋白中的同源结构域在5′-TAAT(N)2-3ATTA-3′型的回文位点上协同二聚，使此类同源结构域识别不受其他同源结构域约束的DNA序列。③配对域、同源结构域协同作用影响DNA的识别。④八肽域的缺失或可代表PAX蛋白具有转录抑制活性。⑤反式激活结构域是一种位于PAX蛋白C端的脯氨酸，可介导基因转录抑制调控。⑥PAX蛋白可通过不同的结构域进行转录激活，主要通过结合增强子DNA序列及影响下游基因的转录活性起作用。⑦PAX基因的表达具有严格的时间性和空间性[9-10]。

1.3PAX基因的功能 PAX基因在人体多系统发育过程中均起重要的调控作用。①PAX基因在苗勒氏管来源的上皮组织内广泛表达。同时，其在人体中枢神经系统、泌尿系统、生殖道等重要器官组织的正常发育过程中也起重要的调控作用。②人体内的PAX基因突变可导致重要的发育缺陷。如PAX6基因外显子上的杂合突变可导致人类先天性无虹膜[11]；PAX3、PAX9基因突变分别可致人类Waardenburg综合征[12]及牙缺失和发育不全[13]；PAX2基因突变可致其编码产物的功能异常，进而导致肾、眼等器官发育不良，或与部分肾缺损综合征有关[14]。③研究发现，PAX基因的表达主要发生在胚胎发育期间，且在大多数结构的终末分化期表达下调或消失；但在少数组织中，PAX基因表达会持续至成人阶段[15]。④PAX基因在成人组织中表达的意义通常与干细胞样特性、组织修复及组织稳态有关，但仍未得到充分的研究[5]。

2 PAX基因在肿瘤中的主要作用机制

PAX基因转录产物通过参与调节肿瘤细胞增殖、分化、迁移、凋亡等过程影响肿瘤的发生、发展。PAX基因家族成员在人类不同肿瘤中发挥促进或抑制肿瘤的功能，作用机制复杂。其中主要作用机制如下。

2.1染色体易位致PAX基因相关融合蛋白的形成 融合蛋白指两个或多个基因重组后产生的表达产物，人体内融合蛋白的形成被认为可能与肿瘤的发生机制密切相关。在甲状腺滤泡癌中，t(2;3)(q13;p25)染色体易位致PAX8基因与过氧化物酶体增殖物激活受体γ融合产生融合蛋白PPFP，为癌症发生的驱动病变[16]；t(2;13)(q35;q14)或t(1;13)(p36，q14)为腺泡型横纹肌肉瘤特征性的染色体易位，促使了PAX3-叉头框蛋白O1或PAX7-叉头框蛋白O1融合基因的形成，进而通过调节细胞的生长、分化、凋亡等途径导致肿瘤发生[17]；在急性B淋巴细胞白血病中，累及PAX5基因的染色体易位dic(7;9)(p11-13;p13)可产生PAX5-泛素结合酶E2D4融合蛋白，促使细胞过度增殖[18]。此类与PAX基因相关的融合蛋白的形成或可为肿瘤的发生提供新机制，特征性的融合基因也为肿瘤的诊断、鉴别以及治疗等提供新方向。

2.2PAX基因直接或间接调控原癌基因/抑癌基因的表达 c-Met基因为原癌基因，在许多肿瘤中过表达。PAX5、PAX6基因分别在淋巴瘤、小细胞肺癌和胰腺癌中阳性表达[19-20]，通过激活原癌基因c-Met，并与其协同作用促进癌细胞增殖、迁移等。p53基因是目前在临床被广泛研究的肿瘤抑制基因之一，具有直接调节转录、抑制细胞生长、诱导细胞凋亡的抑癌作用。Stuart等[21]试验发现，在人类原发性弥漫性星形细胞瘤中，PAX5基因与p53基因的表达呈负相关；并提出PAX蛋白与p53基因中位于第一个外显子上的结合位点相结合，在转录水平上抑制p53蛋白的产生，对其表达进行负调控，进而起到抗细胞凋亡作用，促进肿瘤发生。Shahbari等[22]发现在卵巢高级别浆液性癌中，p53基因几乎全部发生错义突变，PAX8基因积极调节其表达产生突变型p53蛋白，后者拥有潜在的致癌活性。同时，部分PAX基因具有抑制癌症进展功能。在乳腺癌中，局部黏着斑激酶是一种非受体蛋白酪氨酸激酶，其定位于细胞黏附或细胞与细胞外基质的接触，调节癌症的侵袭性和进展；Benzina等[23-24]研究发现，PAX5基因通过调节局部黏着斑激酶阻遏物[p53/微RNA(microRNA，miRNA/miR)-135b]，抑制局部黏着斑激酶介导的信号通路，进而抑制癌细胞的迁移、侵袭和肿瘤球体的形成；Leblanc等[25]也提出，PAX5基因通过上调肿瘤抑制因子miR-215抑制乳腺癌的增殖和迁移。

2.3PAX基因表达下调或缺失影响肿瘤进展 在人类多系统来源的恶性肿瘤中，PAX基因表达下调或缺失情况普遍存在，提示这一现象或为影响肿瘤进展的重要机制之一。DNA甲基化指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价键结合一甲基基团。杨文艳等[26]的研究显示，PAX1蛋白在宫颈癌中的阳性表达率明显降低，PAX1基因高甲基化，从而致使所调控Notch1基因功能丧失，下游基因表达沉默，影响细胞正常分化[27]；且低表达的PAX1蛋白起到促进癌症进展的作用。赵志华和陈可欣[28]研究也发现，乳腺癌中PAX1蛋白的表达减少，低表达PAX1基因的乳癌MDA-MB-231细胞的侵袭和迁移能力增强。此外，PAX基因的表达下调也有抗癌作用，在非小细胞肺癌中，PAX5基因启动子区域呈高甲基化，基因表达下调或缺失，对肿瘤的生物学行为有明显抑制作用[29]。在神经胶质瘤中，PAX6基因的表达水平随胶质瘤恶性程度增加而显著降低，且作为miR-335的新型靶标，起到抗癌作用[30]。可见，PAX基因在癌症中表达下调或缺失的特性可为肿瘤的治疗提供新靶点。

3 PAX基因在子宫内膜癌中的作用

目前，关于PAX基因家族成员与子宫内膜癌之间的作用研究尚不全面。PAX基因家族的不同成员或可在子宫内膜癌的发生发展进程中起到促进或抑制的作用。

3.1抑制子宫内膜癌发生发展 目前，DNA甲基化被认为是驱动癌变及促进转移的重要机制之一。据癌症与肿瘤基因图谱中的数据显示，PAX1基因在子宫内膜癌组织(尤其是在启动子部分)中的甲基化水平明显高于正常内膜组织[31]；另有研究发现，PAX1基因在正常子宫内膜、子宫内膜增生不伴不典型增生、子宫内膜不典型增生组织中的免疫反应性明显高于子宫内膜癌组织[32]；以上结果似可支持PAX1基因作为抑癌基因，在癌组织中的表达减弱是影响癌症形成的重要因素这一推论。彭继英等[33]的研究显示，PAX2基因在子宫内膜样腺癌、子宫内膜增生不伴不典型增生、子宫内膜化生性病变及增生期子宫内膜中的阳性表达率分别为5.9%(2/34)、7.1%(2/28)、100%(25/25)、100%(16/16)，即随着内膜增生程度的加重，PAX2基因的表达逐渐缺失；与孟轶婷等[34]研究结果相似。可见，PAX2基因表达缺失作为一早期事件，提示其参与了子宫内膜癌的发展，并可作为临床诊断子宫内膜癌及内膜不典型增生的辅助指标[35]。近年来，PAX8基因被认为与子宫内膜癌关系较为密切。Brunner 等[36]的研究发现，PAX8基因在Ⅰ型及Ⅱ型大部分子宫内膜癌中的阳性表达率均>70%，且其表达与p53基因呈正相关；通过p53基因外显子上的结合位点，直接或间接影响p53基因转录，在内膜癌进展中发挥抗肿瘤作用。此外，PAX8基因在83%的未分化子宫内膜癌中表达呈阴性，但在癌旁正常子宫内膜中呈弥漫性强阳性[37-38]，这一特性可使PAX8基因成为鉴别未分化内膜癌和其他类型内膜癌的重要指标。

3.2促进子宫内膜癌发展转移 PAX2基因被发现在子宫内膜癌中具有双重作用，除抑癌作用外，还具有原癌基因促进肿瘤发生发展的功能。在Kahraman等[39]的研究中，PAX2蛋白的阳性表达率随子宫内膜增生程度加重呈明显升高趋势，故认为PAX2基因在癌症进展过程中有原癌基因作用。Stuart等[21]研究发现，PAX2蛋白可与p53基因5′端的结合位点相结合，在转录水平上抑制p53蛋白的产生，起到抗细胞凋亡作用。雌激素-雌激素受体信号途径在子宫内膜癌癌变过程中起重要作用，Zeng等[40]的研究提示，PAX2基因作为雌激素受体的下游靶点，其转录水平的上调可促进Ⅰ型(雌激素依赖型)子宫内膜癌形成。Wang等[41]的研究提出，PAX2基因可调节细胞周期蛋白依赖性激酶1的表达，影响细胞周期，起到促细胞增殖、增强子宫内膜癌细胞迁移性的作用，进而促进内膜癌的发生发展。以上研究结果均支持PAX2基因在内膜癌进程中的原癌基因功能。

p27基因是一种抑癌基因，其编码的蛋白为细胞周期素和依赖性蛋白激酶抑制因子，在细胞周期中有重要的调控作用。而PAX6基因在高胰岛素血症激发的多囊卵巢综合征患者的子宫内膜上皮细胞中过表达，PAX6基因与细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B基因的启动子(编码p27蛋白的基因)结合，并抑制其转录，进而通过负调控p27信号转导导致子宫内膜不可控的增殖[42]。提示PAX6基因过表达或可成为促进子宫内膜增生及不典型增生的机制之一。Wu等[43]研究指出，PAX6基因在原发性子宫内膜癌中呈高甲基化，且在转移性的内膜癌组织中进一步甲基化，拥有高甲基化的CpG岛，提示PAX6基因参与了内膜癌的进展和转移。此外，徐傲等[44]研究发现，PAX9基因在正常子宫内膜、子宫内膜单纯性增生、内膜复杂伴不典型增生及子宫内膜样腺癌中的阳性表达率逐渐升高，且其阳性表达与肿瘤组织学分级、临床分期、肿瘤浸润程度均有较高的相关性，其机制可能为PAX9基因通过上调癌基因Bcl-2的表达，或减少Bcl-2相关X蛋白基因表达，促使凋亡相关蛋白下调等途径间接致使胱天蛋白酶3失活，抑制细胞凋亡。

可见，PAX基因家族成员在子宫内膜癌发生进展过程中的作用各不相同，机制复杂，主要包括基因甲基化对癌症进程的影响、直接或间接影响原癌基因或抑癌基因发挥作用、调节细胞周期酶进而影响细胞周期等。其中，PAX2基因在子宫内膜癌进展中被认为有抑癌基因及原癌基因的双重作用，但具体作用及机制仍需进一步研究证实。

3.3作为子宫内膜癌的肿瘤标志物 随着研究的深入，分子生物学对肿瘤的意义日益增长，寻找有效的肿瘤标志物对于癌症的诊断及鉴别具有重要意义。Raffone等[45]采用系统回顾性方法研究了PAX2基因免疫组织化学诊断子宫内膜非典型增生的准确性，结果显示，PAX2基因表达下调及缺失在良性子宫内膜增生和不典型子宫内膜增生鉴别诊断中具有中等诊断准确性，且PAX2基因表达缺失有更高的特异性，证明其可能对内膜不典型增生具有重要的诊断价值。PAX8基因在未分化子宫内膜癌中大部表达阴性，是区分未分化子宫内膜癌、子宫内膜样腺癌及子宫内膜浆液性癌固体成分的一种有效免疫标志物。Ozcan等[46]研究指出，PAX2、PAX8基因在苗勒氏管起源的正常或非肿瘤组织中持续表达；且在原发性或转移性肿瘤(黏液性肿瘤除外)中，PAX8基因在大多组织学亚型中呈强弥散性染色，明显强于PAX2基因。以上研究表明，PAX2、PAX8基因可作为子宫内膜癌的肿瘤标志物，起到辅助诊断、鉴别诊断等作用，且PAX8基因在苗勒氏管起源的肿瘤中的表达优于PAX2基因，在未来的临床应用中或可替代PAX2基因，成为新型的有效标志物。

4 小 结

PAX基因在人体内广泛存在，且近年来被发现与人类多系统来源的恶性肿瘤的发生发展有密切联系。目前已知PAX家族不同基因在子宫内膜癌中，通过调节信号通路或作用于抑癌基因等机制参与子宫内膜癌的生物学调控。此种机制的研究或可为进一步探究子宫内膜癌的发生机制、早期预防及治疗提供新方向。PAX基因家族可在上皮组织中广泛表达，并具有在子宫内膜癌中差异性表达的特性。因此，未来PAX基因可作为子宫内膜癌早期诊断、预后判断及疾病治疗过程中的有效分子标志物。