劉 華，肖曉輝，高 婧

甘肅省人民醫(yī)院呼吸科(甘肅 蘭州 730000)

高遷移率族蛋白A(HMGA)蛋白家族是一類(lèi)以AT-hooks高度保守的DNA結(jié)合基序和一個(gè)酸性拖尾為特征的小分子非組蛋白染色體蛋白。人HMGA蛋白家族包括3個(gè)主要成員:HMGA1a、HMGA1b、HMGA2。研究顯示,HMGA蛋白廣泛參與細(xì)胞內(nèi)多種重要的核內(nèi)生物學(xué)功能,包括調(diào)節(jié)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組和修復(fù)等。本文就HMGA的結(jié)構(gòu)及在肺癌、婦科腫瘤中的表達(dá)做一綜述。

1 HMGA的結(jié)構(gòu)與功能

HMGA分為HMGA1蛋白和HMGA2蛋白,分別由HMGA1基因、HMGA2基因編碼，由于HMGA1基因轉(zhuǎn)錄后的可變剪接,使HMGA1又分為長(zhǎng)度有所不同的3種蛋白：HMGA1a、HMGA1b、HMGA1c。這4種HMGA的分子量均約10-11kD,氨基酸組成以富含脯氨酸、堿性氨基酸和酸性氨基酸為特點(diǎn),在體內(nèi)呈高度磷酸化狀態(tài)。所有HMGA都含3個(gè)相互獨(dú)立而又結(jié)構(gòu)相似的AT鉤和1個(gè)酸性的C末端,HMGA2與HMGA1區(qū)別在于在第一和第二個(gè)AT鉤之間HMGA2比HMGA1少一個(gè)外顯子編碼的11個(gè)氨基酸,而在第三個(gè)AT鉤與酸性的C末端之間插入了12個(gè)氨基酸。AT鉤的一致性核心序列為脯氨酸-精氨酸-甘氨酸-精氨酸-脯氨酸(Pro-Arg-Gly-Arg-Pro),其中R-G-R-P序列為不變序列[1]。HMGA二級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾能夠顯著改變HMGA對(duì)DNA和染色質(zhì)底物的體外親和力[2]。HMGA是染色質(zhì)蛋白,與DNA結(jié)合會(huì)導(dǎo)致DNA彎曲、拉伸、成環(huán)或解鏈,因此也被稱(chēng)為“構(gòu)架轉(zhuǎn)錄因子(architectural transcription factor)”[2]。HMGA作為“構(gòu)架轉(zhuǎn)錄因子”能夠從轉(zhuǎn)錄水平上正向或負(fù)向調(diào)控一些基因的表達(dá),這些基因中有些與細(xì)胞的分化有關(guān)[3]。HMGA的酸性C末端可以和H1組蛋白結(jié)合,通過(guò)磷酸化和乙?；饔糜绊懞诵◇w的空間構(gòu)象,參與活性染色質(zhì)的形成。此外,HMGA還參與將反轉(zhuǎn)錄病毒整合到染色體上、RNA加工、DNA修復(fù)和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重組等[1]。

2 HMGA與肺癌

肺癌仍然是目前癌癥死因的第一位,主要是因?yàn)榻^大多數(shù)的肺癌患者被診斷出來(lái)的時(shí)候已經(jīng)是晚期了。闡明其發(fā)生、發(fā)展的潛在分子學(xué)機(jī)制可能可以幫助我們?cè)缙谠\斷和尋求到更多有效的治療方法。HMGA蛋白具備通過(guò)改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)而調(diào)節(jié)很多目的基因表達(dá)的能力,使得HMGA蛋白家族通常被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)錄因子。正常情況下,HMGA表達(dá)水平在胚胎時(shí)期是最高的,而在高度分化或非分裂的成熟細(xì)胞和組織中則是表達(dá)減少或檢測(cè)不出來(lái)的。在很多種腫瘤中檢測(cè)出HMGA基因的再表達(dá)。在惡性腫瘤中,基因的調(diào)節(jié)機(jī)制似乎涉及HMGA表達(dá)的再活化。HMGA2在乳腺癌、胰腺癌、非白血性白血病等惡性腫瘤中均過(guò)表達(dá)。蘭芬[4]等通過(guò)免疫組化法檢測(cè)HMGA2在肺癌及癌旁的正常肺組織中的表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HMGA2在癌旁的正常肺組織中不表達(dá),而在肺癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率明顯增高(P<0.05),兩組差異具有顯著性,提示HMGA2蛋白的表達(dá)可能與肺癌的發(fā)生有一定關(guān)系。伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的17例非小細(xì)胞肺癌組織中有11例檢測(cè)出HMGA2蛋白表達(dá),而無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的21例非小細(xì)胞肺癌組織中只有4例檢測(cè)出HMGA2蛋白表達(dá),伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的非小細(xì)胞肺癌組織中的HMGA2蛋白的檢出率明顯高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的非小細(xì)胞肺癌組(P<0.05)。這與JunMiyazawa等在對(duì)口腔鱗狀細(xì)胞癌中的研究結(jié)果相符合[5]。而其他臨床病理參數(shù)包括腫瘤的分化程度、腫瘤大小和TNM分期則與HMGA2的表達(dá)沒(méi)有顯示明顯的相關(guān)性。研究顯示HMGA2異常表達(dá)在非小細(xì)胞肺癌組織中,可能與肺癌的發(fā)生和進(jìn)展有關(guān)。異常表達(dá)的HMGA2被認(rèn)為是非小細(xì)胞肺癌的一個(gè)分子生物學(xué)因子。

吳穎等[6]研究發(fā)現(xiàn)78%NSCLC患者表達(dá)HMGA2,而肺組織良性病變均無(wú)表達(dá)，兩者比較有差異(P=0.000)，說(shuō)明HMGA2表達(dá)與肺組織的良惡性行為有關(guān)，Ⅰ期患者，Ⅱ期患者，Ⅲ期患者HMGA2表達(dá)差異顯著(P=0.013)，分期越高，表達(dá)率越高，分別是52.9%，87.5%，88.9%，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移表達(dá)率(89.2%)比無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(59.1%)的高(P=0.007)。這些數(shù)據(jù)提示HMGA2在肺癌形成、進(jìn)展、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有重要作用。其機(jī)制可能與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition EMT)有關(guān)，在TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，HMGA2上調(diào)Snail、Slung、Twist蛋白表達(dá)，下調(diào)Id2蛋白表達(dá)，這些蛋白表達(dá)的變化引起EMT，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移[7]。HMGA2表達(dá)陰性患者預(yù)后比表達(dá)陽(yáng)性患者好，雖然log-rank檢驗(yàn)沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但仍有此趨勢(shì)。HMGA2通過(guò)抑制核苷酸切除修復(fù)途徑引起基因不穩(wěn)定，促進(jìn)腫瘤發(fā)生，又TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，導(dǎo)致EMT，促進(jìn)腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。HMGA在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、分化及腫瘤的轉(zhuǎn)化中具有重要的作用。Sarhadi VK[8]通過(guò)對(duì)152例非小細(xì)胞肺癌患者組織中HMGA1和HMGA2的表達(dá)的研究，評(píng)估HMGA作為肺癌標(biāo)記的可行性。發(fā)現(xiàn)肺癌組織較正常肺組織中HMGA1和HMGA2明顯高表達(dá)。在增殖、分化、發(fā)育不良的支氣管上皮細(xì)胞中HMGA1和HMGA2細(xì)胞核免疫染色為陽(yáng)性，HMGA1和HMGA2細(xì)胞核免疫染色為陽(yáng)性與低的生存期有關(guān)。HMGA2的表達(dá)與細(xì)胞增殖關(guān)系密切，而HMGA1與細(xì)胞增殖及凋亡指數(shù)無(wú)明顯相關(guān)?？傊瓾MGA在90%的肺癌組織中表達(dá)，而且它的表達(dá)與生存期密切相關(guān)，可能成為有用的病理標(biāo)記。Di Cello F[9]發(fā)現(xiàn)正常肺組織中高表達(dá)HMGA2的細(xì)胞易發(fā)生轉(zhuǎn)化惡變，相反抑制HMGA2的表達(dá)能阻斷惡變，而且它與腫瘤的分級(jí)有關(guān)系。

總之，HMGA在肺癌中特異性的高表達(dá)，甚至認(rèn)為,HMGA基因更可能是一個(gè)癌基因,Sgarra等把HMGA基因作為第一致癌基因，因?yàn)镠MGA在許多癌細(xì)胞中都有較高的表達(dá),且其表達(dá)水平隨著惡性程度和轉(zhuǎn)移能力的增加而增加,HMGA可被視為臨床研究可靠的惡性腫瘤標(biāo)志物和藥物研究、治療的靶點(diǎn)[10]。

3 HMGA與子宮腫瘤

宮頸癌與子宮內(nèi)膜癌是女性生殖器官最常見(jiàn)的惡性腫瘤,早在1983年,Lund等首次從宮頸癌細(xì)胞系HelaS3中分離提純了HMGA[11]。后來(lái),Bandiera觀(guān)察到,HMGA1在宮頸癌細(xì)胞系C4-I、ME-180、CaSki中都有表達(dá)，在28例正常宮頸上皮組織中,僅有5例HMGA1為弱陽(yáng)性表達(dá),而在27例浸潤(rùn)性宮頸癌中,HMGA1全部為強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)[12],該研究提示應(yīng)用HMGA1抗體檢測(cè)HMGA1可以作為病理診斷浸潤(rùn)性宮頸癌的一個(gè)有用的方法。另外,Tesfaye等觀(guān)察到在轉(zhuǎn)染HMGA1基因9個(gè)月后的雌性小鼠均患上了子宮內(nèi)膜癌,HMGA1a在低度惡性和高度惡性的子宮內(nèi)膜癌、子宮內(nèi)膜間質(zhì)肉瘤組織以及子宮平滑肌肉瘤組織中均有不同程度的表達(dá)[13]。對(duì)HMGA1a表達(dá)陽(yáng)性的人子宮肉瘤細(xì)胞系MES-SA采用RNAi技術(shù)使HMGA1基因沉默后,HMGA1a的表達(dá)水平顯著降低(P=0.009)。進(jìn)一步研究顯示,HMGA1a導(dǎo)致子宮內(nèi)膜惡性增生的機(jī)制可能是通過(guò)激活環(huán)氧化酶-2(Cox-2)這一途徑實(shí)現(xiàn)的,HMGA1a或許可成為評(píng)估子宮內(nèi)膜癌惡性程度的一個(gè)潛在標(biāo)志物。

4 HMGA與卵巢腫瘤

卵巢腫瘤是女性生殖器官常見(jiàn)的腫瘤,從分子水平上探討卵巢癌的病因及發(fā)病機(jī)制,有助于早期診斷和治療。Masciullo等對(duì)8個(gè)卵巢癌細(xì)胞系(CAOV-3,CAOV-4,ES-2,TOV-112D,TOV-21G,MDAH-2774,SW-626,OV-90)和44個(gè)卵巢組織上皮樣本(4個(gè)正常卵巢上皮組織、29個(gè)原發(fā)性卵巢癌組織、1個(gè)卵巢轉(zhuǎn)移癌組織、10個(gè)低度惡性卵巢癌組織)檢測(cè)了HMGA1,結(jié)果在4個(gè)正常卵巢上皮組織中HMGA1沒(méi)有表達(dá),而在8個(gè)卵巢癌細(xì)胞系和40個(gè)不同病理類(lèi)型的卵巢癌組織中均有表達(dá),RT-PCR表明HMGA1基因在8個(gè)卵巢癌細(xì)胞系和40個(gè)卵巢癌組織中為陽(yáng)性表達(dá),4個(gè)正常卵巢上皮組織中均為陰性表達(dá)[14]。此外,Lee等采用cDNA微點(diǎn)陣技術(shù)和David采用基因序列表達(dá)分析技術(shù)(serial analysis of gene expression,SAGE)檢測(cè)到許多新的與卵巢癌有關(guān)的腫瘤基因中都包括HMGA1基因[15，16]。另有學(xué)者比較了原發(fā)性卵巢癌患者病變組織和已發(fā)生轉(zhuǎn)移的卵巢癌患者病變組織中HMGA2的表達(dá)水平,結(jié)果二者沒(méi)有差異(P>0.01),認(rèn)為HMGA2的表達(dá)可能是卵巢癌發(fā)生的一個(gè)早期事件[17]。上述資料表明,HMGA的表達(dá)與卵巢癌有著密切的關(guān)系,HMGA可成為卵巢癌診斷的一個(gè)有用的標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

5 HMGA與乳腺癌

乳腺癌其治療失敗主要原因是轉(zhuǎn)移，因此，認(rèn)識(shí)和判斷有無(wú)轉(zhuǎn)移對(duì)臨床診斷治療和判斷預(yù)后有重要意義。韓猛[18]等在72例乳腺癌患者的外周血中發(fā)現(xiàn)有27例HMGA2mRNA表達(dá)，而乳腺良性疾病患者中沒(méi)有HMGA2mRNA表達(dá)(P<0.01)。說(shuō)明HMGA2mRNA僅在乳腺癌中表達(dá)，在乳腺良性疾病中不表達(dá)，其特異性為100%，72例乳腺癌患者外周血中HMGA2mRNA檢出的陽(yáng)性率為37.50%，與OSEZER等報(bào)道的結(jié)果相似。HMGA2可能與乳腺癌有著密切的關(guān)系。

多項(xiàng)研究表明HMGA在胰腺癌、甲狀腺癌、口腔鱗癌非白血性白血病等惡性腫瘤中均過(guò)表達(dá)。它對(duì)惡性腫瘤的生長(zhǎng)、分化、轉(zhuǎn)移起重要作用。HMGA可成為腫瘤診斷的一個(gè)有用的標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)對(duì)腫瘤的診斷、基因治療、判斷腫瘤生物學(xué)行為及其預(yù)后具有重要意義，有望成為新的有力的病理標(biāo)記，但仍需要進(jìn)一步深入研究。

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