孔凡彪，肖 強(qiáng)

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

胃黏膜腸上皮化生(Intestinal metaplasia，IM)是腸型胃癌發(fā)病機(jī)制Correa＇s級(jí)聯(lián)反應(yīng)的一個(gè)中間步驟，被認(rèn)為是一種癌前病變，其機(jī)制尚未詳細(xì)闡明。若想預(yù)防IM發(fā)展為胃癌，就有必要研究IM向胃癌發(fā)展過(guò)程中的相關(guān)基因?，F(xiàn)對(duì)性別決定區(qū)Y框蛋白 2(SRY-related high-mobility group box 2，SOX2)和尾型同源盒轉(zhuǎn)錄因子2(CDX2)在胃癌發(fā)生中的作用及相關(guān)性研究進(jìn)展綜述如下。

1 SOX2的基因結(jié)構(gòu)與功能

SOX是一類Y染色體性別決定區(qū)(Sex determination region of y chromosome，SRY)相關(guān)基因家族，編碼一系列SOX家族的轉(zhuǎn)錄因子，參與胚胎發(fā)育和細(xì)胞分子調(diào)控［1］。SOX2是SOX家族成員之一，位于 3 號(hào)染色體 q26.3-q27［2，3］，通過(guò) HMG 結(jié)構(gòu)域識(shí)別靶基因，特異結(jié)合DNA序列，在調(diào)控組織的增殖發(fā)育、決定細(xì)胞分化方向［4，5］和維持干細(xì)胞的全能性、保持不分化狀態(tài)上具有重要作用［6～8］。SOX2作為細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子參與廣泛的的發(fā)育調(diào)節(jié)，其中包括在多種實(shí)體腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要作用。如神經(jīng)細(xì)胞中的SOX2常作為未分化和增殖細(xì)胞的標(biāo)志，且在惡性膠質(zhì)瘤和間膠質(zhì)瘤中均高表達(dá)［9］;在肺鱗狀細(xì)胞癌中SOX2也呈高表達(dá)，并被認(rèn)為是腫瘤形成的因素之一［2］;在乳腺癌中，SOX2為腫瘤早期形成過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵基因，其高表達(dá)能提高乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能［8，10］。還有實(shí)驗(yàn)表明，SOX2在正常胃組織和胃癌組織中均表達(dá)，而在胃腸混合型胃癌及腸型胃癌中低表達(dá)［11］。上述研究說(shuō)明，在正常組織發(fā)育、癌變和干細(xì)胞全能性的維持中可能存在共同的SOX2信號(hào)通路，其中SOX2將和其他的轉(zhuǎn)錄因子共同決定細(xì)胞命運(yùn)。

2 SOX2在胃癌發(fā)生中的作用及相關(guān)機(jī)制

SOX2主要調(diào)控胚胎發(fā)育及決定細(xì)胞命運(yùn)，尤其是在維持胚胎干細(xì)胞的自我更新能力和多能性上具有重要作用。隨著對(duì)SOX2研究的深入，其在胃癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的多種功能逐步被發(fā)現(xiàn)，其在食管、肛管等部位的鱗狀細(xì)胞癌中比腺癌表達(dá)量高，說(shuō)明SOX2可能被用來(lái)區(qū)分胃腸道的鱗癌和腺癌;而胃癌組織中SOX2高表達(dá)者比SOX2低表達(dá)者預(yù)后好，說(shuō)明高表達(dá)SOX2還可能被用來(lái)判定患者行胃癌切除術(shù)的預(yù)后情況。SOX2在胃癌細(xì)胞的分化過(guò)程中扮演重要角色，但具體機(jī)制仍未被完全闡明。筆者認(rèn)為，SOX2在正常胃組織中表達(dá)［12］，而在胃癌細(xì)胞中低表達(dá)，可能是由于異常DNA甲基化造成了細(xì)胞周期阻滯，并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡，從而抑制了癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。Otsubo等［13］發(fā)現(xiàn)，SOX2還能抑制胎盤特異蛋白1(PLAC1)表達(dá)，通過(guò)降低細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力、遷移力和侵襲力，使細(xì)胞周期阻滯在G1～S期，從而完全廢除細(xì)胞的增殖能力;此外，通過(guò)miR-126結(jié)合SOX2基因3'端的2個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，可抑制SOX2在胃癌細(xì)胞中的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。此提示SOX2在胃癌細(xì)胞中起腫瘤抑制作用。

SOX2蛋白僅在人類正常胃黏膜的泌酸腺和幽門腺中高表達(dá)，起抑制腫瘤發(fā)生的作用;而在腸上皮化生的細(xì)胞中低表達(dá)，甚至不表達(dá)，并且在部分胃癌發(fā)生過(guò)程中SOX2的表達(dá)量也會(huì)發(fā)生改變。此主要是由胃癌的組織分型造成的，根據(jù)Lauren組織分型，可將腺胃癌分為腸型胃癌(Intestinal type)和彌漫性胃癌(Diffuse type)2種類型。在腸型胃癌中SOX2低表達(dá)，調(diào)控胃上皮細(xì)胞的重要標(biāo)志物人黏蛋白/黏液素5AC(MUC5AC)的表達(dá)量，從而通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡維持胃腺體細(xì)胞的分化［14］。其機(jī)制可能是IL-4通過(guò)胃上皮細(xì)胞中STAT6信號(hào)通路結(jié)合SOX2上游啟動(dòng)子-276～-267區(qū)域的一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)(TTCNNNNGAA)，從而下調(diào) SOX2的表達(dá)，并使細(xì)胞分化轉(zhuǎn)移成腸化生細(xì)胞。提示SOX2可能通過(guò)IL-4/STAT6信號(hào)通路維持胃細(xì)胞分化的方向［15］。SOX2被抑制后將導(dǎo)致IM發(fā)生，此也解釋了在不完全I(xiàn)M向完全性IM轉(zhuǎn)化過(guò)程中SOX2表達(dá)量降低的原因。此外，SOX2表達(dá)和CDX2表達(dá)呈一定負(fù)相關(guān)性，SOX2被抑制后CDX2在IM中的表達(dá)明顯升高，說(shuō)明SOX2與CDX2可能共同決定胃癌細(xì)胞的組織分型。

3 CDX2的基因結(jié)構(gòu)與功能

CDX2是尾型同源盒基因(CDX)家族成員之一，基因全長(zhǎng)22～23 kb，位于染色體的13q12-13，由3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成［16］。主要通過(guò)介導(dǎo)Hox基因表達(dá)維護(hù)腸道細(xì)胞的正常形態(tài)。在人類，從胚胎發(fā)育的第6周開(kāi)始就可測(cè)出CDX2表達(dá)，其以轉(zhuǎn)錄因子的形式調(diào)節(jié)DNA表達(dá)，參與腸細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中多個(gè)步驟的調(diào)節(jié)，包括細(xì)胞增殖、分化、黏附、遷移以及癌變，尤其是在早期腸分化過(guò)程中起重要作用。但CDX2表達(dá)僅局限于腸道上皮細(xì)胞，在正常胃黏膜上皮內(nèi)不表達(dá)，否則就提示腫瘤有向腸型分化的趨勢(shì)，如在慢性萎縮性胃炎的胃黏膜上皮中CDX2表達(dá)隨腸道特異性細(xì)胞出現(xiàn)而明顯增高［17］。同時(shí)，CDX2在維持腸上皮細(xì)胞分化的穩(wěn)定性上亦具有相當(dāng)重要的作用，腸上皮細(xì)胞中CDX2基因缺失或表達(dá)受阻將導(dǎo)致腸上皮進(jìn)一步分化［18］，即由鱗狀上皮替代腸型上皮細(xì)胞，從而出現(xiàn)癌變。雖然胃癌細(xì)胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移涉及多種基因及產(chǎn)物的相互作用和多條信號(hào)通路的相互調(diào)節(jié)，但CDX2作為一個(gè)腸特異性基因在抑制胃癌生長(zhǎng)過(guò)程中所起的核心作用是顯而易見(jiàn)的。研究顯示，上調(diào)CDX2在胃癌細(xì)胞中的表達(dá)能明顯抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng)［19，20］;CDX2陽(yáng)性胃癌患者較陰性胃癌患者存活期更長(zhǎng)，說(shuō)明CDX2是一個(gè)抑制腫瘤的基因［21］。

4 CDX2在胃癌發(fā)生中的作用及相關(guān)機(jī)制

早期胃癌細(xì)胞大多由惡性胃表型細(xì)胞構(gòu)成，病情發(fā)展到晚期后癌組織中腸型胃癌細(xì)胞所占比例明顯增大，CDX2表達(dá)亦增高。CDX2蛋白在腸型胃癌和彌漫型胃癌中的差異表達(dá)提示其與腸型胃癌的發(fā)生更為相關(guān);CDX2在胃型胃癌中不表達(dá)、在腸型胃癌中高表達(dá)，提示其表達(dá)對(duì)于腸型胃癌必不可少，即高表達(dá)CDX2可能導(dǎo)致腸型胃癌［21］;CDX2蛋白表達(dá)后進(jìn)一步誘導(dǎo)MUC2等腸道特異性基因表達(dá)是腫瘤細(xì)胞呈現(xiàn)腸型表型的重要原因［22］。CDX2在胃組織中表達(dá)就能單獨(dú)引起IM，其可能機(jī)制是結(jié)合碳酸酐酶1(CA1)上游87 bp位置的啟動(dòng)子元件TATA box而促進(jìn)CA1表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)胃黏膜細(xì)胞發(fā)生IM。在多數(shù)早期彌漫性胃癌中高表達(dá)的胃型標(biāo)志MUC5AC和 CA1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)［23］，即 MUC5AC低表達(dá)說(shuō)明CDX2可促進(jìn)CA1表達(dá)，引導(dǎo)胃癌向腸型分化。

p53是一個(gè)腫瘤抑制基因，在細(xì)胞增殖調(diào)控中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，p53核聚集被抑制后胃IM細(xì)胞中仍能發(fā)現(xiàn)突變的p53，IM中p53基因發(fā)生突變可能是由位于IM下層的細(xì)胞異常表達(dá)活化誘導(dǎo)胞嘧啶核苷脫氨酶(AID)引起，而AID高表達(dá)和CDX2表達(dá)密切相關(guān)［22］。AID和CDX2高表達(dá)在腺體萎縮及腸上皮細(xì)胞早期分化和保持中有重要作用，異位表達(dá)的CDX2能使食管和胃上皮細(xì)胞發(fā)生IM。說(shuō)明AID、CDX2通路是腸型化生發(fā)生、發(fā)展成癌通路中的一部分。近年來(lái)腫瘤耐藥已成為不容忽視的一個(gè)重要問(wèn)題，研究發(fā)現(xiàn)，CDX2和多重耐藥基因1(MRD1)表達(dá)密切相關(guān)［24］。利用SiRNA技術(shù)沉默CDX2能使MDR1表達(dá)降低;在內(nèi)源性CDX2表達(dá)不足的胃腸組織中上調(diào)其表達(dá)后，能強(qiáng)烈激活MDR1表達(dá)，即使在有蛋白合成抑制劑存在的條件下，CDX2也能結(jié)合MDR1轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游4 kb區(qū)域中的4個(gè)位點(diǎn)誘導(dǎo) MDR1轉(zhuǎn)錄合成，然后由MDR1產(chǎn)生糖蛋白(P-gp)，從而產(chǎn)生耐藥。此說(shuō)明CDX2可能通過(guò)MRD1路徑調(diào)控癌細(xì)胞分化。

5 SOX2和CDX2在胃癌中的相關(guān)性

SOX2是一個(gè)調(diào)控正常胃上皮細(xì)胞分化的轉(zhuǎn)錄因子，在胃組織分化過(guò)程中起重要作用，能上調(diào)胃分化標(biāo)記物表達(dá)［11］;CDX2是一個(gè)在腸上皮細(xì)胞分化過(guò)程中起重要作用的轉(zhuǎn)錄因子。SOX2和CDX2表達(dá)的平衡關(guān)系在保持胃腸上皮細(xì)胞正常分化、成熟中至關(guān)重要，如果此兩個(gè)基因被相互或其他因子干擾，就有可能導(dǎo)致胃腸上皮細(xì)胞異常。以往有學(xué)者提出，胃轉(zhuǎn)錄因子SOX2和胃癌表型密切相關(guān)，而腸轉(zhuǎn)錄因子CDX2與腸表型關(guān)系重大;在人類消化道中，SOX2在除了腸之外的其他部位均表達(dá)，而CDX2只在十二指腸以下的腸管中表達(dá)。在IM過(guò)程中，SOX2轉(zhuǎn)錄表達(dá)逐漸降低，低表達(dá)的SOX2能誘導(dǎo)IM，而此過(guò)程中CDX2和MUC2均高表達(dá)［15］。故低表達(dá)的SOX2及在轉(zhuǎn)錄翻譯水平上異位表達(dá)的CDX2在IM過(guò)程中起至關(guān)重要的作用。

多種研究均提示SOX2和CDX2似乎呈一種直接負(fù)相關(guān)的作用，但目前證據(jù)表明CDX2不能直接抑制SOX2表達(dá)，且即使CDX2完全被抑制后SOX2表達(dá)仍然很穩(wěn)定［6］，從而維持胃癌細(xì)胞的胃型表達(dá)。此說(shuō)明IM過(guò)程中SOX2低表達(dá)不僅由CDX2決定，幽門螺桿菌(HP)等因素也能夠在人IM過(guò)程中抑制SOX2表達(dá);在HP感染的IM中，CDX2表達(dá)隨化生進(jìn)展增加，而SOX2蛋白在此過(guò)程中低表達(dá)［15］。推測(cè)HP感染宿主之后，宿主產(chǎn)生的免疫反應(yīng)抑制了SOX2的表達(dá)，從而使胃細(xì)胞轉(zhuǎn)向IM。其原因可能是HP感染和Th1主導(dǎo)的宿主免疫反應(yīng)均能阻止SOX2在STAT6通路上的表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致胃細(xì)胞萎縮和IM。另外，在由不完全I(xiàn)M轉(zhuǎn)向完全I(xiàn)M的過(guò)程中SOX2表達(dá)亦會(huì)受到抑制，提示SOX2表達(dá)可能通過(guò)多條通路完成，包括 NF-κB、OCT、IL-4/STAT6等。盡管SOX2和CDX2無(wú)直接負(fù)相關(guān)關(guān)系，但兩者在細(xì)胞分化方向上明顯起反向作用，且無(wú)SOX2低表達(dá)的情況下CDX2也足以促進(jìn)IM發(fā)生、發(fā)展［6］。說(shuō)明CDX2異位表達(dá)及SOX2低表達(dá)可能獨(dú)立影響人小腸黏膜化生，并且作用方向相反，SOX2蛋白和彌漫型胃癌關(guān)系密切，CDX2蛋白異位表達(dá)與腸型胃癌發(fā)生相關(guān)。更深入的研究這兩個(gè)基因?qū)ξ赴┑脑\斷、鑒別診斷、治療及預(yù)后等均有積極的臨床意義，同時(shí)對(duì)制定有效的基因治療方案也有很大幫助。

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