王丹 蔣環(huán)玲 楊曉新

胎盤特異性基因1(Placenta-specific 1 gene，PLAC1)是一種胎盤特異性表達的基因，主要通過滋養(yǎng)層細胞譜系細胞表達，對胚胎及胎兒生長發(fā)育至關重要[1]。研究表明，PLAC1除了睪丸基本不表達外，在人類各種癌癥疾病中高度表達[2]。PLAC1定位于胎盤X染色體的區(qū)域，其連鎖基因主要作用于正常的滋養(yǎng)層細胞的功能，研究表明PLAC1有促進腫瘤的生長和浸潤等功能的潛力，是正常胎盤和胚胎發(fā)育必不可少的基因，但其功能如何實現(xiàn)目前尚不能確定。Jackman S M等[3]研究表明PLAC1在正常胎盤組織和癌細胞中通過特定啟動子區(qū)域驅動的表達。此外，PLAC1可以引發(fā)特異性免疫反應，可能影響一些癌癥患者的生存，這表明它可作為一種癌癥治療的靶目標。本文綜述了目前PLAC1的表達，調控及其在妊娠和癌癥等方面中的研究。

一、PLAC1基因的鑒別

PLAC1是一個性連鎖基因，該基因定位于人的染色體Xq26.3，全長92641 bp，含3個外顯子，第3外顯子為編碼區(qū)，編碼1.7 kb的mRNA，轉錄單位全長1126 bp，PLAC1蛋白含有212個氨基酸，第5-22個氨基酸為跨膜螺旋結構區(qū)域，第23-212個氨基酸為細胞外區(qū)域。細胞外區(qū)域的第29-119氨基酸與透明帶蛋白3同源，而ZP3是一種細胞外的精子結合蛋白，與精卵結合和受精有關[4]。

人類的PLAC1最開始發(fā)現(xiàn)時認為僅僅是一個胎盤特異性表達的蛋白，因此命名為胎盤特異蛋白[4]，但后發(fā)現(xiàn)其具有睪丸癌抗原(Cancer testis antigens，CTA)家族的特性被歸納為CTA家族的新成員，稱為CTA92[5]。CTA又稱為癌睪丸抗原，在多種惡性腫瘤和睪丸中表達，其特征表現(xiàn)為[6-7]：(1)是一種腫瘤相關抗原，限制性表達在正常的睪丸、卵巢、胎盤等免疫豁免組織，在其他正常組織中不表達或低表達；(2)大多數(shù)CT抗原的編碼基因主要定位于X 染色體；(3)CTA相關蛋白具有免疫原性，可以被表觀遺傳學藥物所調控，是腫瘤免疫治療的有效靶點；(4)CT抗原在不同類型的腫瘤中，其表達具有異質性；(5)許多CT 抗原具有腫瘤免疫原性[3]。第一個具有此類抗原特性的黑色素瘤抗原-1(melanoma antigen-1，MAGE-1)被發(fā)現(xiàn)，以后逐漸發(fā)現(xiàn)了更多MAGE抗原，現(xiàn)已形成擁有24個結構上相似的基因成員的家族[8]。

為進一步研究PLAC1只在胎盤滋養(yǎng)層和腫瘤細胞表達的特異性，有學者研究它的基因結構和轉錄模式。2011年Chen等[9]研究發(fā)現(xiàn)該基因有6個外顯子，并且具有獨特的特征：兩個啟動子P1和P2，由105 kb分離。在不同組織中由不同的優(yōu)選啟動子驅動。在胎盤中P2是優(yōu)選的啟動子，而各種腫瘤細胞系中則更傾向P2或是兩者中的任意一個。PLAC1主要表達于滋養(yǎng)細胞層的合體層滋養(yǎng)細胞和少許細胞滋養(yǎng)細胞的胞質及胞膜上，在睪丸曲精小管管腔內(nèi)也有少許表達，在管腔內(nèi)表達的部位位于細胞之外，考慮PLAC1可能為一種分泌性膜蛋白[10]。PLAC1在滋養(yǎng)層細胞中的具體作用方式，目前還沒有明確報道。

二、PLAC1在正常組織的表達及調控

1.PLAC1在正常組織中的表達研究進展

Cocchia M等[11]、Michael F等[12]和Nazari M等[13]采用Northern印跡法、斑點印跡法和ELISA法分別檢測了成人組織(包括心、腦、肺、肝、骨骼肌、腎、胰、脾、胸腺、睪丸、前列腺、卵巢、小腸、結腸組織和外周血白細胞等)和胎兒組織(包括心、腦、腎、脾、胰腺等)，均未檢測到PLAC1 mRNA；但是在妊娠8周直到整個孕期，以及動物實驗中交媾后12.5～16.5 d的鼠胎盤組織中，均可檢測到PLAC1 mRNA，證實PLAC1只在胎盤組織中表達。但是后來的研究表明，PLAC1不僅表達于胎盤組織，也能在其他正常組織中有輕微表達。Chang WL等[14]采取定量RT- PCR法檢測PLAC1在人正常組織(膀胱，外周血白細胞，小腦，大腦，乳房，結腸，心，腎，肝，肺，黑色素細胞，卵巢，胰腺，胎盤，前列腺，骨骼肌肉，小腸，脾，胃，睪丸，胸腺，甲狀腺，子宮)中的表達情況，證實PLAC1 mRNA最高表達見于胎盤，睪丸組織中PLAC1mRNA的表達居第二高的水平，其PLAC1 mRNA的表達水平相當于在胎盤中表達水平的13.1%，而在其他所有正常組織表現(xiàn)出非常低，約為胎盤中PLAC1表達水平的0～0.7%(中位數(shù)0.1%)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

2.PLAC1的調控

2002年Michael F等[15]通過絨毛膜細胞系BEWO作為實驗模型，分別用角質細胞生長因子(KGF)和胰島素樣生長因子-II度(IGF-II)作為調控因子，發(fā)現(xiàn)在KGF的調控下，BEWO細胞系中PLAC1 mRNA增長2～3倍。與此相反，IGF-II對BEWO細胞系中PLAC1 mRNA水平無明顯影響。Searle AG等[16]研究顯示PLAC1并非通過去甲基化來表達基因，在乳腺癌細胞中的雌激素可以通過C/EBPb(CCAAT/enhancer binding protein b)和SP1(Specificity protein 1)兩個結合位點激活PLAC1。

三、PLAC1在妊娠中的研究及重要意義

1.PLAC1在胚胎及胎盤發(fā)育中扮演重要角色

PLAC1在正常組織中特異性表達于胎盤。妊娠8周起，在孕婦外周血中可檢測到循環(huán)PLAC1 mRNA，并且在妊娠22～40周胎盤PLAC1表達水平?jīng)]有顯著變化；在妊娠終止時，PLAC1 mRNA卻快速廓清。另外和正常妊娠者相比，先兆流產(chǎn)孕婦外周血游離PLAC1 mRNA顯著降低，而子癇前期患者外周血PLAC1 mRNA顯著增高，同時敲除PLAC1的小鼠會引起胎兒畸形、巨大胎盤和胎兒生長受限[4]；HPRT基因座附近有磷脂酰肌醇聚糖3(GPC-3)和PLAC1基因，其中，GPC-3位于HPRT的一側，PLAC1位于HPRT的另一側，距離HPRT基因65 kb端粒，跨越700-300 kb，是目前能被識別的唯一基因[15]。2012年Jackman等[17]建立突變小鼠模型，通過PLAC1基因敲除和基因雜合等方式探討PLAC1在胎盤和胚胎生長發(fā)育中的作用，研究表明PLAC1基因為父系印跡，它的缺失可導致胎盤過大，胚胎發(fā)育遲緩等。PLAC1與ZP3基因同源，推測PlAC1作為一種受體，可能參與形成或穩(wěn)定胎盤與母親的連接[11]。

2.PLAC1在病理妊娠及生殖方面的相關研究

鑒于PLAC1在妊娠中的重要性，作為一種妊娠期的特異性指標，研究者在病理妊娠和不孕不育等方面進行了各種研究。PLAC1基因從孕8周直到整個孕期，都可以在母體血清中特異性表達[12]。孕婦血漿中檢測PLAC1 mRNA低水平可能與20周以前的先兆流產(chǎn)相關[18]。2006年FarinaA等[19]發(fā)現(xiàn)胎盤早剝的患者中PLAC1在孕婦外周血中的表達水平升高，且與疾病的發(fā)展有一定的相關性。子癇前期的患者其游離mRNA表達水平也升高，且與病程進展相關。

2011年Kodama M等[20]對早發(fā)型、晚發(fā)型子癇前期孕婦及健康孕婦的外周血血漿和胎盤中的PLAC1 mRNA的表達進行對比，發(fā)現(xiàn)早發(fā)型子癇前期孕婦血漿中PLAC1 mRNA的水平是晚發(fā)型子癇前期孕婦的5.5倍，但是這三組群體的胎盤中的PLAC1 mRNA的含量無顯著差異。表明在母體血漿mRNA的濃度反映了損壞絨毛細胞泄露程度而不是在胎盤表達水平，早發(fā)型先兆子癇比晚發(fā)型先兆子癇絨毛細胞的損傷可能更嚴重，可以推測PLAC1在孕婦外周血中的濃度可以作為先兆子癇的預測指標。2013年Matteo M等[21]發(fā)現(xiàn)，在胚胎移植中反復出現(xiàn)不明原因的移植失敗的不孕患者中，她們血清中的抗PLAC1抗體水平處于高水平?？筆LAC1抗體可以是不孕和IVF-ET后不明原因失敗高概率的生物學指標，大大提高了不育夫婦診斷工作。

四、PLAC1在腫瘤方面的研究及臨床意義

胎盤的成長是胚胎生長發(fā)育的關鍵，胚胎的植入及發(fā)育與腫瘤的侵入及生長之間有許多相似之處。首先，類似于惡性細胞，為了滋養(yǎng)發(fā)育中的胎兒，胎盤滋養(yǎng)層遷移和侵入子宮及其脈管[22]。同樣，癌癥和胎盤的另一個共同特點是能夠下調免疫應答[23]。人體胎盤顯示端粒酶活性，如大多數(shù)的癌癥一樣活躍，這點恰恰與人體多數(shù)組織的體細胞相反[24]，胚胎著床與癌癥發(fā)展相似，PLAC1是一種在正常細胞中不表達的蛋白質，基因編碼的細胞表面蛋白被高度表達于胎盤、睪丸和腫瘤細胞系，在胎盤發(fā)育中非常重要，研究表明此類基因對胎盤的遷移侵入、胚胎的發(fā)育、腫瘤的入侵和生長同樣具有重要意義[25]。為了證明PLAC1基因在腫瘤細胞中的功能及意義，許多專家在各種類型的惡性腫瘤中做了大量前期研究。

1.PLAC1與胃癌

2016年范宜娟等[26]應用組織芯片技術及免疫組化方法探討腫瘤/胎盤抗原1(PLAC1/CP1)在原發(fā)性胃腺癌組織中的表達及意義，實時熒光定量PCR方法，檢測14例胃癌組織及其癌旁組織中PLAC1/CP1的mRNA水平，同時觀察胃正常黏膜細胞與胃癌細胞株中PLAC1/CP1 mRNA的表達情況，結果PLAC1/CP1在109例原發(fā)性胃腺癌中的表達率為49.5%(54/109)，PLAC1/CP1表達率升高與分化程度、浸潤深度、淋巴結轉移相關，并且無論是在胃癌組織中還是在胃癌細胞株中都可檢測到較高的PLAC1/CP1 mRNA水平。胃癌細胞中PLAC1/ CP1的mRNA水平顯著高于胃正常黏膜上皮細胞，其差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。PLAC1/CP1在原發(fā)性胃腺癌中的表達水平較高，其高表達可能與其有較高的轉錄水平有關，表明PLAC1/CP1可能成為原發(fā)性胃癌新的診療靶點。

2.PLAC1與肺癌

2007年Silva[10]分析了PLAC1在原發(fā)性非小細胞肺癌(NSCLC)患者中的表達。對156例非小細胞肺癌組織樣本用非定量RT-PCR方法進行分析，發(fā)現(xiàn)有76.3% PLAC1mRNA表達(119/156)，其中例30.1%(47/119)PLAC1mRNA表達處于中等水平。PLAC1mRNA在非小細胞肺癌樣本中的表達水平最高能達到在胎盤組織中表達的8.3%。而93名非小細胞癌的患者血漿中，采取ELISA方法檢測抗PLAC1抗體，有62.5%的高陽性率，反映了PLAC1基因的免疫原性。

3.PLAC1與乳腺癌

2007年，Koslowski M等[27]在報告中指出PLAC1在原發(fā)性腫瘤標本中表達可以達到37.8%的可觀水平，尤其在原發(fā)性乳腺癌及其腫瘤細胞系中分別達到82.3%和54.6%。他們使用PLAC1基因沉默技術發(fā)現(xiàn)，抗PLAC1抗體能抑制乳腺癌腫瘤細胞運動性、增殖性和侵襲性，認為PLAC1可能參與了腫瘤的進展。

4.PLAC1與結直腸癌

2012年趙瑞等[28]應用免疫組織化學的方法探討胎盤特異性基因PLAC1的表達與結直腸癌及肝轉移生物學行為及預后，結果表明PLAC1表達在癌旁10 cm正常黏膜、結直腸癌組織、肝轉移癌組織中的表達率分別為0(0/28)、56.5%(35/62)和61.5%(8/13)，結直腸癌和肝轉移癌組織中的表達顯著高于癌旁10 cm正常黏膜，其差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；結直腸癌組織和肝轉移組織比較，其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；PLAC1在女性表達高于男性；PLAC1表達增高與結直腸癌浸潤深度、淋巴結轉移、遠處轉移等因素相關，說明 PLAC1異常表達可能在結直腸癌及其肝轉移的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。2015年項振飛等[29]研究PLAGL1在結直腸癌中的表達及其作用機制時，應用半定量反轉錄PCR(RT-PCR)、甲基化特異性PCR(MSP)法檢測PLAGL1在結直腸癌細胞系及組織中的表達和甲基化狀態(tài)，結果PLAGL1在結直腸癌細胞系HCT116和DLD1中呈完全甲基化，在SW620、SW480中呈半甲基化，在RKO中為非甲基化狀態(tài)；PLAGL1在104例結直腸癌組織中的甲基化率為64.4%；PLAGL1甲基化與結直腸癌患者的TNM分期顯著相關(P<0.001)，同時PLAGL1甲基化與結直腸癌患者的淋巴結轉移顯著相關(P<0.001)，而與結直腸癌患者的性別、年齡以及腫瘤分化程度未見顯著相關性(P>0.05)；PLAGL1的恢復表達可以明顯抑制HCT116細胞的增殖(P<0.05)，HCT116細胞的克隆形成數(shù)在PLAGL1恢復表達后明顯減少；恢復表達PLAGL1后HCT116細胞在G1期的比率明顯增加。

5.PLAC1與子宮內(nèi)膜癌

2013年Devor等[30]研究PLAC1在子宮內(nèi)膜癌中的表達情況。他們?nèi)?個正常子宮內(nèi)膜組織，24個子宮內(nèi)膜癌患者的癌組織(其中9個子宮內(nèi)膜樣子宮內(nèi)膜腺癌，8個漿液性子宮內(nèi)膜腺癌和7個子宮內(nèi)膜癌肉瘤)通過RT-PCR方法進行PLAC1蛋白表達測定，發(fā)現(xiàn)PLAC1廣泛存在于子宮內(nèi)膜癌中。此外，他們發(fā)現(xiàn)PLAC1在期別更晚、更具侵襲性的子宮內(nèi)膜漿液性腺癌和癌肉瘤中的表達明顯高于子宮內(nèi)膜樣腺癌，分別超出6倍和16倍，結果表明PLAC1可作為子宮內(nèi)膜癌的生物標志物以及潛在的預后指標。

6.PLAC1與前列腺癌

Ghods R等[31]采用微陣列的方法研究PCA PLAC1在前列腺上皮內(nèi)瘤(組織)和前列腺增生(BPH)中的表達。結果胎盤特異性1(PLAC1)在BPH PCA中的表達水平最高，而在大多數(shù)正常組織中未檢測到。研究表明前列腺增生與PLAC1表達呈正相關，PCA PLAC1與PSA表達負相關，PCA PLAC1對患者晚期疾病靶向治療具有潛在用途。Nejadmoghaddam MR等[32]研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌細胞中PLAC1高表達。PLAC1克隆抗體2H12C12在前列腺細胞中表現(xiàn)出了與重組PLAC1高度相似的表達和對PLAC1的選擇性識別，但是在陰性對照LS180細胞中并沒有表現(xiàn)出上述現(xiàn)象。PLAC1結合體在幾分鐘內(nèi)誘導了抗體快速內(nèi)化，并且在15分鐘時達到50%，在1個小時內(nèi)幾乎達到了100%。當SN38與抗體結合時，抗體藥物偶聯(lián)(DAR)比例達到了5.5，并且抗體對細胞表面抗原的親和力沒有消極影響。另外，ADC保留了內(nèi)在抗體的活性，并且表現(xiàn)出了增強的和選擇性的細胞毒性，即62 nM時為IC50，這個數(shù)據(jù)要比自由藥物低15倍?？筆LAC1 ADC在人類初級前列腺癌細胞和前列腺細胞系中可以誘導細胞凋亡，并且在體內(nèi)動物安全試驗中并沒有觀察到明顯的細胞毒性影響。最后，研究指出新開發(fā)的基于抗PLAC1的ADCs也許為PCA病人的免疫治療提供了可依賴的、有效的和新的治療方法。

五、總結

PLAC1是一個新發(fā)現(xiàn)的X染色體連鎖基因，其表達于胎盤組織、腫瘤細胞和睪丸組織。在妊娠期胚胎內(nèi)，PLAC1水平變化與妊娠異常相關，如不孕、流產(chǎn)、子癇前期等，可以作為判斷病理妊娠及胚胎移植預后的一種生物學指標。其與胎盤及胚胎的生長密切相關，在調節(jié)胎盤的形成和穩(wěn)定胎盤與母體之間的連接起重要作用。PLAC1在大范圍的惡性腫瘤組織及腫瘤細胞系中表達率高，具有免疫原性，而且正常組織除了胎盤和睪丸外基本不表達，這種特異性使得它可能構成有源和無源癌癥免疫治療的目標。雖然PLAC1的腫瘤生物學功能還不是研究很清楚，但其基因在腫瘤組織表達及胎盤組織細胞表面蛋白定位起到非常重要的作用，是一種膜蛋白并具有一定的免疫原性，根據(jù)其特點，后續(xù)研究可能將其定位于具有潛在的治療性單克隆抗體介導的腫瘤免疫藥物，并開發(fā)成疫苗應用。

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