胡瑞嬌,姜繼勇,王秀瑩
肥胖是許多癌癥發(fā)生和發(fā)展的危險(xiǎn)因素,受肥胖等諸多危險(xiǎn)因素的共同影響,許多癌癥的發(fā)病率和死亡率一直在穩(wěn)步上升,近年來(lái),隨著肥胖人口的逐年增加,肥胖與癌癥的關(guān)系已成為社會(huì)流行病學(xué)研究的重點(diǎn)[1]。雖然肥胖與癌癥的關(guān)系已被醫(yī)學(xué)界認(rèn)可,但是肥胖介導(dǎo)癌癥發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制以及潛在因果聯(lián)系仍是醫(yī)學(xué)界研究的重點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題。越來(lái)越多的證據(jù)表明瘦素(Leptin)水平的增加與腫瘤細(xì)胞增殖、遷移、腫瘤細(xì)胞凋亡減弱、促血管生成、腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及化療和放療耐受性等密切相關(guān)[2-3],這種潛在聯(lián)系導(dǎo)致學(xué)者們對(duì)瘦素在腫瘤生物學(xué)中的作用進(jìn)行了廣泛的探索。在過(guò)去的5年中,大量文獻(xiàn)報(bào)道了瘦素在子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌以及宮頸癌等婦科癌癥中的作用,現(xiàn)回顧目前關(guān)于瘦素在婦科相關(guān)癌癥中的作用及分子學(xué)機(jī)制。
肥胖的特點(diǎn)主要是體內(nèi)過(guò)多的脂肪組織儲(chǔ)存,這推動(dòng)了復(fù)雜的代謝和內(nèi)分泌活動(dòng)[4],其中之一就是脂肪組織分泌過(guò)多的瘦素,瘦素可以調(diào)節(jié)食物攝取和能量平衡,抑制脂肪生成,促進(jìn)脂肪消耗,當(dāng)機(jī)體肥胖時(shí)產(chǎn)生瘦素抵抗,脂肪合成增加,消耗減少,過(guò)多的脂肪組織從而分泌更多的瘦素。瘦素由Zhang等[5]于1994年首次克隆獲得,是由位于7號(hào)染色體的肥胖基因(Ob)經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯、剪接后形成的包含146個(gè)氨基酸殘基的多肽類(lèi)激素,分子質(zhì)量為16 ku,屬于長(zhǎng)鏈螺旋形細(xì)胞因子,主要由白色脂肪組織合成并分泌入血[6]。瘦素通過(guò)與瘦素受體(ObRs)結(jié)合發(fā)揮作用,ObRs是由糖尿病基因編碼的單鏈跨膜糖蛋白,有 6 個(gè)亞型(ObRa~f),ObRb 為長(zhǎng)型受體,當(dāng)瘦素與ObRb結(jié)合時(shí),長(zhǎng)細(xì)胞內(nèi)段氨基酸區(qū)域可以招募酪氨酸激酶2(JKA2),繼而通過(guò)磷酸化作用使多條下游信號(hào)傳導(dǎo)通路被激活,包括酪氨酸激酶2/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(JAK2/STAT3)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)以及 c-Jun氨基末端激酶(JNK)等[7],這些通路的激活可以使多個(gè)目的基因表達(dá),如激活JAK2/STAT3通路可以促使c-myc致癌基因表達(dá),激活ERK和JNK通路可以促使c-fos和c-jun基因表達(dá),其中c-fos和c-jun兩種原癌基因是子宮內(nèi)膜癌預(yù)后不良的因素[8];ObRa及ObRc~f 5種受體為短型受體,在周?chē)M織中大量存在,作用主要為激活細(xì)胞分裂素活化蛋白激酶,并對(duì)有絲分裂起作用。
2.1 瘦素及瘦素受體水平與子宮內(nèi)膜癌的關(guān)系子宮內(nèi)膜癌(endometrial cancer)是常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤,近年來(lái)發(fā)病率逐年上升,肥胖是子宮內(nèi)膜癌已知的一個(gè)危險(xiǎn)因素。研究發(fā)現(xiàn),血清高瘦素水平與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生相關(guān),且這種相關(guān)性獨(dú)立于其他危險(xiǎn)因素。Wang等[9]的Meta分析發(fā)現(xiàn),血清瘦素水平升高和子宮內(nèi)膜癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)(RR=2.55,95%CI:1.99~3.41,P<0.001),在調(diào)整其他子宮內(nèi)膜癌危險(xiǎn)因素后,高血清瘦素水平仍與子宮內(nèi)膜癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)(RR=1.59,95%CI:1.27~1.98,P<0.001),提示瘦素可能是子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Ma等[10]對(duì)206例中國(guó)子宮內(nèi)膜癌患者和310例健康對(duì)照者研究發(fā)現(xiàn),子宮內(nèi)膜癌患者血清瘦素水平比健康對(duì)照組高(P<0.01),并且在調(diào)整年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、空腹胰島素、血糖、膽固醇、三酰甘油和高密度脂蛋白之后,Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn),瘦素與子宮內(nèi)膜癌仍相關(guān)(P<0.01),提示高瘦素水平可能作為一項(xiàng)獨(dú)立的危險(xiǎn)因素,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展,可作為臨床上子宮內(nèi)膜癌高危人群實(shí)施早期干預(yù)及預(yù)防的有意義的檢測(cè)指標(biāo)。Zhang等[11]在80例子宮內(nèi)膜癌患者和50例正常子宮內(nèi)膜組織標(biāo)本的研究中發(fā)現(xiàn),前者的瘦素和瘦素受體的陽(yáng)性表達(dá)明顯較高(P<0.05),并與子宮內(nèi)膜癌的侵襲性、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良有關(guān)。
2.2 瘦素在子宮內(nèi)膜癌中可能的調(diào)節(jié)機(jī)制瘦素在子宮內(nèi)膜癌中的作用機(jī)制尚不明確。瘦素通過(guò)結(jié)合其受體激活JAK/STAT、ERK和PI3K等途徑促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖、血管生成及凋亡抑制[12]。Sharma等[13]用100 ng/mL瘦素處理子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系,24 h后發(fā)現(xiàn)STAT3和ERK磷酸化增加,且細(xì)胞增殖增加,用JAK/STAT抑制劑AG490和ERK抑制劑PD098059阻斷磷酸化過(guò)程后,瘦素促子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖作用顯著降低,提示JAK/STAT和ERK信號(hào)傳導(dǎo)途徑的激活可能參與了瘦素對(duì)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖作用,當(dāng)瘦素與瘦素受體結(jié)合后,形成四聚體,導(dǎo)致JAK的交叉磷酸化和激活,并將胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域內(nèi)其余的酪氨酸磷酸化,為STAT家族提供結(jié)合位點(diǎn)。STAT3蛋白是細(xì)胞生長(zhǎng)重要的調(diào)節(jié)器,在細(xì)胞生存和增殖過(guò)程中發(fā)揮重要作用,STAT3的磷酸化是子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途經(jīng),這樣瘦素就通過(guò)JAK/STAT3途徑發(fā)揮促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖的作用[14]。Gao等[15]研究發(fā)現(xiàn),瘦素能夠通過(guò)激活JAK2/STAT3、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK和PI3K/AKT信號(hào)通路增加環(huán)氧合酶2(COX-2)表達(dá)以及前列腺素E2(PGE2)釋放促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖,最終導(dǎo)致子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展,在選擇性使用COX-2抑制劑NS398,或者JAK2抑制劑AG490、MAPK 激酶(MEK)抑制劑U0126、PI3K 抑制劑LY 294002后,瘦素誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞增殖也受到抑制。國(guó)內(nèi)Liu等[16]研究證實(shí),瘦素可能通過(guò)增加芳香化酶(P450arom)的表達(dá)及雌二醇(E2)的合成促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,P450arom是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的關(guān)鍵酶,負(fù)責(zé)催化雄激素向雌激素的轉(zhuǎn)化,瘦素通過(guò)上調(diào)子宮內(nèi)膜成纖維細(xì)胞中P450arom的表達(dá)促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌局部雌激素的形成,促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖,從而影響子宮內(nèi)膜癌局部腫瘤微環(huán)境。此外,另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),瘦素可作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞上的瘦素受體激活JAK/STAT3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,STAT3在血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)基因啟動(dòng)子區(qū)有結(jié)合位點(diǎn),持續(xù)激活STAT3能誘導(dǎo)VEGF基因表達(dá)上調(diào),促進(jìn)腫瘤血管生成[12]。Zhou等[17]的體外研究證實(shí),瘦素促進(jìn)核因子κB誘導(dǎo)激酶/IκB激酶(NIK/IKK)磷酸化,活化的IKK使得IκBa進(jìn)一步磷酸化而降解,暴露出核因子κB(NF-κB)核定序列,并引導(dǎo)其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)活化,NF-κB可通過(guò)上調(diào)凋亡抑制基因Bcl-2和Bcl-x1的表達(dá)抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生??梢?jiàn),瘦素通過(guò)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展。目前對(duì)于瘦素與子宮內(nèi)膜癌的研究多局限于單純檢測(cè)瘦素對(duì)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系的作用,但是子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生、發(fā)展可能受多種腫瘤微環(huán)境的影響,因此需要綜合多種影響因素進(jìn)一步探討瘦素在子宮內(nèi)膜癌中的作用機(jī)制。
卵巢癌的發(fā)病率位于婦科惡性腫瘤第3位,尚未找到有效的早期篩查方法,治療后復(fù)發(fā)率高。流行病學(xué)研究表明,肥胖可能與卵巢癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),而瘦素被認(rèn)為是參與介導(dǎo)卵巢癌多種生物學(xué)行為的因子之一[18]。Kumar等[19]研究發(fā)現(xiàn),瘦素通過(guò)結(jié)合卵巢癌細(xì)胞相應(yīng)受體激活下游JAK2/STAT3通路,從而誘導(dǎo)癌細(xì)胞遷移,同時(shí)使卵巢腺癌細(xì)胞系(HEY3和SKOV3)增殖增加。Ghasemi等[20]最近研究發(fā)現(xiàn),基質(zhì)金屬蛋白酶7(MMP-7)與瘦素介導(dǎo)的卵巢癌細(xì)胞系(SKOV3,OVCAR3)侵襲性有關(guān),MMP-7可降解細(xì)胞外基質(zhì)的多種成分,包括基底膜和纖連蛋白等,細(xì)胞外基質(zhì)可以阻止腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,因此MMP-7可通過(guò)降解細(xì)胞外基質(zhì)促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、侵襲,而瘦素通過(guò)激活JAK/MEK/ERK1/2和JAK/JNK1/2信號(hào)通路使MMP-7表達(dá)增加,從而增加卵巢癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移及侵襲性。Ptak等[21]將卵巢腺癌細(xì)胞系(OVCAR3)分別暴露于 2、20、40、100 ng/mL 的瘦素環(huán)境中,發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞增殖與瘦素呈劑量相關(guān)性,此外流式細(xì)胞計(jì)數(shù)分析顯示處于S和G2/M期的細(xì)胞數(shù)量增加,提示瘦素促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展,瘦素通過(guò)上調(diào)誘導(dǎo)細(xì)胞增殖基因(如CCND1,CCNA2等)、下調(diào)抑制細(xì)胞增殖基因(如P21CIP1,P27KIP1等)的表達(dá),促使細(xì)胞從G1期向S期的發(fā)展;同時(shí)瘦素可在外源性(TNFR1)和內(nèi)源性(BAD,caspase 6)凋亡通路中通過(guò)下調(diào)促凋亡蛋白的表達(dá)而抑制癌細(xì)胞凋亡。
盡管瘦素在卵巢癌中具有致瘤活性,但血清瘦素水平高低并非篩查卵巢癌可靠的生物標(biāo)志物,與子宮內(nèi)膜癌不同,多項(xiàng)研究結(jié)果表明,卵巢癌患者的血清瘦素水平低于正常對(duì)照組[22-24]。另外Grabowski等[24]發(fā)現(xiàn),Ⅲ/Ⅳ期卵巢癌患者血清平均瘦素水平低于Ⅰ/Ⅱ期卵巢癌患者。但Jin等[22]研究并未發(fā)現(xiàn)早期與晚期卵巢癌患者血清瘦素水平的差異。目前,關(guān)于卵巢癌患者血清瘦素水平較正常對(duì)照組降低的原因尚未研究清楚,僅有兩種可能的解說(shuō):一是瘦素水平降低與卵巢癌有直接關(guān)系,二是瘦素降低可能與卵巢癌惡病質(zhì)導(dǎo)致機(jī)體消耗增加從而導(dǎo)致瘦素減少有關(guān)??傊?,瘦素通過(guò)促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、調(diào)控細(xì)胞周期、增加癌細(xì)胞侵襲性以及抑制癌細(xì)胞凋亡等多種方式調(diào)節(jié)卵巢癌的生物學(xué)行為,但這些研究均基于體外實(shí)驗(yàn),體內(nèi)卵巢癌腫瘤微環(huán)境復(fù)雜,卵巢癌生物學(xué)行為受多種腫瘤微環(huán)境影響,需要進(jìn)一步結(jié)合卵巢癌分期及相應(yīng)瘦素水平研究瘦素在體內(nèi)對(duì)卵巢癌細(xì)胞的作用機(jī)制。
宮頸癌是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤之一,在低收入國(guó)家,發(fā)病率位居第二,死亡率位居第三。人乳頭瘤病毒(HPV)被認(rèn)為是宮頸癌發(fā)生的主要致病因素,但宮頸細(xì)胞癌變過(guò)程是多步驟、多因素的,其中瘦素在宮頸癌中的作用受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前關(guān)于瘦素水平和宮頸癌狀況的數(shù)據(jù)是有爭(zhēng)議的。Lebrecht等[25]對(duì)84例宮頸癌、28例宮頸上皮內(nèi)瘤變(CIN)Ⅰ~Ⅲ級(jí)患者和35名健康志愿者血清瘦素和VEGF水平對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),3組血清瘦素水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Yuan等[26]對(duì)80例宮頸癌患者進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析發(fā)現(xiàn),瘦素水平與宮頸癌分級(jí)呈正相關(guān),且瘦素可通過(guò)增加c-myc及bcl-2的表達(dá)促進(jìn)宮頸癌HeLa細(xì)胞增殖、抑制其凋亡,當(dāng)采用小干擾RNA(siRNA)降低瘦素表達(dá)后,c-myc及bcl-2的表達(dá)下降且細(xì)胞增殖受到抑制。Wu等[27]研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2-髓樣鋅指蛋白1(TGF-β1-ERK1/2-MZF1)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘導(dǎo)生成的CK17,是提升宮頸癌腫瘤干細(xì)胞特性(包括自我更新和轉(zhuǎn)移)的關(guān)鍵因素,而ERK1/2是已知瘦素下游信號(hào)傳導(dǎo)通路的重要環(huán)節(jié),瘦素可通過(guò)影響ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路影響CK17的生成,從而調(diào)節(jié)宮頸癌腫瘤干細(xì)胞特性,但是瘦素對(duì)宮頸癌腫瘤干細(xì)胞特性的影響還處于理論研究階段,因此需要進(jìn)行更深入的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)證實(shí)以上理論的準(zhǔn)確性。瘦素在宮頸癌細(xì)胞的增殖和發(fā)展中可能起著重要作用,但目前研究較少且不完善,研究結(jié)果還存在爭(zhēng)議,還需要進(jìn)一步的研究。
外陰癌是少見(jiàn)的婦科惡性腫瘤,占所有女性生殖道惡性腫瘤的3%~5%。肥胖被認(rèn)為是外陰癌一個(gè)重要的危險(xiǎn)因素,當(dāng)BMI>30 kg/m2時(shí),患病的風(fēng)險(xiǎn)是BMI≤30 kg/m2者的1.62倍,但是評(píng)估外陰癌與肥胖相關(guān)發(fā)病機(jī)制的研究是有限的[28]。Lebrecht等[29]對(duì)37例外陰鱗狀細(xì)胞癌患者與健康對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比研究,結(jié)果證實(shí)外陰鱗狀細(xì)胞癌患者血清瘦素水平高于對(duì)照組。然而,這項(xiàng)研究群體樣本數(shù)量較小,血清瘦素水平并沒(méi)有顯示出與腫瘤分期、組織學(xué)分級(jí)或淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性,且血清瘦素水平與患者無(wú)病生存期無(wú)明確相關(guān)性。目前,由于外陰癌的發(fā)病率較低,關(guān)于瘦素在外陰癌中的作用機(jī)制研究甚少,需要多中心大數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究。
總之,瘦素及瘦素受體與婦科惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān),了解瘦素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制對(duì)婦科惡性腫瘤的防治具有重要意義,并可根據(jù)其作用機(jī)制,研究藥物的作用靶點(diǎn),從中間環(huán)節(jié)降低其對(duì)婦科惡性腫瘤的影響。目前,瘦素在婦科惡性腫瘤中的作用多基于直接對(duì)細(xì)胞系的研究,但腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有其復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境,因此尚需綜合多種因素結(jié)合更多的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步研究證實(shí),以期為婦科惡性腫瘤的預(yù)防和藥物治療提供更有力的證據(jù)。