DKK3與宮頸癌的相關(guān)性研究進(jìn)展主要內(nèi)容

最新DKK3與宮頸癌的相關(guān)性研究進(jìn)展主要內(nèi)容摘要宮頸癌是常見的婦科惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率均較高。DKK3(dickkopf-3)是經(jīng)典Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路的拮抗因子，也是近年來發(fā)現(xiàn)的抑癌基因°DKK3通過調(diào)節(jié)價(jià)catenin信號(hào)傳導(dǎo)通路、逆轉(zhuǎn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、抑制腫瘤血管生成等多種途徑發(fā)揮抗腫瘤功能,是腫瘤治療中的潛在靶點(diǎn)?；虻谋碛^遺傳修飾特別是啟動(dòng)子甲基化在多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用。DKK3基因啟動(dòng)子區(qū)的高甲基化是DKK3蛋白失活的重要原因，這使Wnt信號(hào)通路異常激活,從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。宮頸癌組織中DKK3表達(dá)常下調(diào)，且DKK3基因啟動(dòng)子甲基化導(dǎo)致的DKK3表達(dá)沉默是宮頸癌中的頻發(fā)事件。DKK3的甲基化水平及表達(dá)水平與宮頸癌患者預(yù)后顯著相關(guān)，有較好的預(yù)測(cè)作用。因此，深入研究DKK3與宮頸癌間的關(guān)系可能為宮頸癌的機(jī)制研究、靶向治療及判斷預(yù)后提供新的思路。關(guān)鍵詞：Dickkopf-3;宮頸腫瘤；基因，腫瘤抑制；甲基化；Wnt信號(hào)通路宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤之一，近年研究表明,宮頸癌的發(fā)生發(fā)展是多基因的遺傳學(xué)與表觀遺傳學(xué)共同作用的結(jié)果?，F(xiàn)在越來越多的學(xué)者發(fā)現(xiàn)腫瘤中表觀遺傳學(xué)的改變，特別是基因的異常甲基化在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程中扮演不可或缺的角色，對(duì)其進(jìn)行研究有利于腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)及在治療上取得新突破。其中抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島的異常高甲基化可以引起腫瘤抑制基因沉默表達(dá)，與腫瘤發(fā)展密切相關(guān)［1］。人類DKK3(dickkopf-3)是近年發(fā)現(xiàn)的抑癌基因，也是經(jīng)典Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路的重要的細(xì)胞外抑制因子。DKK3在人類惡性腫瘤中普遍下調(diào)，是致癌過程中潛在的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)對(duì)DKK3基因的分子生物學(xué)特性、在腫瘤中的表達(dá)和功能及其與宮頸癌相關(guān)性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。DKK3概述DKK3基因?qū)儆诰幋a分泌性Wnt拮抗劑的Dickkopf基因家族(包括DKK1、DKK2、DKK3、DKK4及Soggy)，也被命名為“永生化細(xì)胞中的減少表達(dá)基因”(reducedexpressioninimmortalizedcellsgene,REI)。該基因位于人類染色體的11p15.3位點(diǎn),這是一個(gè)在癌變中常缺失的位點(diǎn)。DKK3基因包含46358個(gè)核苷酸，有9個(gè)外顯子和2個(gè)啟動(dòng)子,mRNA第198~1247堿基對(duì)編碼產(chǎn)生由350個(gè)氨基酸組成的DKK3蛋白［2］。DKK3是一種分泌糖蛋白,分子質(zhì)量約為38ku，是DKK蛋白家族中的一個(gè)特征性成員°DKK3含有2個(gè)富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域Cys-1和Cys-2,其中氨基端富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域是每個(gè)DKK蛋白特有的，而羧基端半胱氨酸豐富的結(jié)構(gòu)域在家族成員中是保守的,暗示一個(gè)保守的功能，這2個(gè)結(jié)構(gòu)域由12個(gè)氨基酸組成的連接區(qū)隔開。DKK3與其他家族成員同樣具有幾個(gè)蛋白酶水解位點(diǎn)，表明其在翻譯后發(fā)生了修飾。但與DKK1和DKK2只有1個(gè)潛在的N-糖基化位點(diǎn)不同，DKK3具有4個(gè)潛在的N-糖基化位點(diǎn),且存在特殊結(jié)構(gòu)Soggy(SGY)結(jié)構(gòu)域［3］。DKK3與腫瘤的關(guān)系DKK3的抑癌機(jī)制DKK3屬于DickkopfWnt信號(hào)通路抑制因子家族，該家族成員通過與細(xì)胞表面受體或細(xì)胞質(zhì)中伴侶蛋白相互作用而發(fā)揮Wnt信號(hào)通路內(nèi)源性拮抗劑的功能。Wnt信號(hào)是一種進(jìn)化保守的信號(hào)通路，在形態(tài)發(fā)生和癌變過程中起著重要作用,該信號(hào)通路的異常激活在多種惡性腫瘤的發(fā)病機(jī)制中起著核心作用［4LDKK3與DKK1、DKK2和DKK4不同，不與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(lowdensitylipoproteinreceptor-relatedprotein5/6,LRP5/6)或受體Kremenl結(jié)合［5］其調(diào)控Wnt/p-catenin信號(hào)的能力存在爭(zhēng)議，可能是通過一種與Wnt無關(guān)的途徑參與價(jià)catenin失活，從而抑制p-catenin下游的靶基因(例如c-myc、CyclinD、Axin-2等)表達(dá)。Leonard等［6］研究發(fā)現(xiàn)，除DKK3蛋白外,DKK3基因還編碼一種細(xì)胞質(zhì)的、非分泌型的異構(gòu)體DKK3b,DKK3b填補(bǔ)了連接DKK3基因與其調(diào)節(jié)p-catenin信號(hào)通路間的空白。除了阮catenin信號(hào)通路,DKK3還可通過其他途徑發(fā)揮抗腫瘤功能ODKK3可通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激觸發(fā)JNK激活，促進(jìn)細(xì)胞型特異性caspase依賴型凋亡［7］。還有文獻(xiàn)報(bào)道，在卵巢癌細(xì)胞中DKK3可通過逆轉(zhuǎn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)發(fā)揮抗腫瘤作用［8］。DKK3還可能通過抑制腫瘤血管生成，從而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲［9］。此外,目前認(rèn)為DKK3可能是一種新的免疫調(diào)節(jié)劑，激活了抗腫瘤免疫反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)在外周血單核細(xì)胞中，DKK3蛋白上調(diào)了單核細(xì)胞向樹突狀細(xì)胞樣表型的分化，并隨后激活了細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的功能［10,11］。DKK3重要的失活機(jī)制DKK3啟動(dòng)子區(qū)富含CpG島，已有研究證實(shí)在DKK3啟動(dòng)子區(qū)域的異常甲基化狀態(tài)是導(dǎo)致DKK3表達(dá)下調(diào)、沉默的原因之一［12］。癌組織中DKK3基因啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化水平高于正常組織，這種高甲基化狀態(tài)在多種惡性腫瘤（如非小細(xì)胞肺癌、結(jié)腸癌、肝癌）中均被檢測(cè)到［13］HDKK3基因甲基化水平及表達(dá)情況與疾病嚴(yán)重程度、預(yù)后好壞有關(guān)。鑒于DKK3基因異常甲基化在多種腫瘤中均可檢測(cè)到，其可作為判斷患者發(fā)病、復(fù)發(fā)、預(yù)后的生物標(biāo)志物,較傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物具有更高的敏感度及特異度，在疾病的診斷、監(jiān)測(cè)等方面具有重要價(jià)值。DKK3是腫瘤治療中的潛在靶點(diǎn)基因啟動(dòng)子甲基化的潛在可逆性為新型抗癌藥物的開發(fā)提供了機(jī)會(huì)。有研究發(fā)現(xiàn)，去甲基化治療可以恢復(fù)DKK3在胃癌細(xì)胞中的功能，即促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡并抑制其增殖［14］。近年來，隨著表觀遺傳學(xué)的發(fā)展，一些DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNAmethyltransferase,DNMT）抑制劑（如5-氮胞嘧啶、地西他濱等）得以開發(fā)，這些藥物可重新激活表觀沉默的腫瘤抑制基因，并被成功地用于治療包括腔鱗狀細(xì)胞癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤［15］。此外,DKK3靶向性腫瘤治療，即腫瘤內(nèi)注射攜帶REIC/DKK3基因的腺病毒載體(adenoviralvector,Ad)也是一種前景廣闊的基因治療方法。該方法通過啟動(dòng)DKK3基因在惡性組織中的重新表達(dá)來誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。據(jù)報(bào)道，第2代腺病毒介導(dǎo)的DKK3全長cDNA在小鼠異種移植瘤模型中的表達(dá)能發(fā)揮抗腫瘤作用［16］?，F(xiàn)在，有研究正在探討Ad-REIC在肝癌［17］等惡性腫瘤治療中的臨床應(yīng)用。總之,DKK3可能是一個(gè)潛在的抗癌靶點(diǎn)，但尚需進(jìn)一步研究來驗(yàn)證基因治療的可行性。DKK3與宮頸癌的相關(guān)性宮頸癌是威脅全球婦女健康及生命的主要惡性腫瘤之一,目前其發(fā)病率為女性惡性腫瘤的第4位，也是婦女惡性腫瘤死亡的第4大原因［18］。眾所周知,高危型人乳頭瘤病毒(HPV)的持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生的主要病因，基于此,HPV疫苗的應(yīng)用和宮頸癌篩查使宮頸癌的發(fā)病率顯著降低。但宮頸癌發(fā)病率和死亡率在發(fā)展中國家仍居高不下,其依然是一項(xiàng)全球性的重大健康挑戰(zhàn)［19］。據(jù)估計(jì),2018年我國有10.6萬新發(fā)病例和4.8萬例死亡［20］。目前關(guān)于宮頸癌的研究已廣泛開展，但其具體發(fā)病機(jī)制及協(xié)同因素仍有待闡明。隨著對(duì)宮頸癌表觀遺傳學(xué)機(jī)制的深入研究,發(fā)現(xiàn)原癌基因、抑癌基因及相關(guān)調(diào)節(jié)基因的分子生物學(xué)異常改變與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。不同的研究報(bào)道了宮頸癌患者中經(jīng)常發(fā)生改變的不同組基因，而DKK3是其中具有代表性的抑癌基因之一。29年,Lee等［21］首次發(fā)現(xiàn)，與正常宮頸組織相比,宮頸癌組織中DKK3mRNA表達(dá)常下調(diào)，并與其啟動(dòng)子區(qū)高甲基化有關(guān),這一結(jié)果與DKK3在多數(shù)腫瘤中的表現(xiàn)一致。研究表明，Wnt/阮catenin信號(hào)通路在人子宮頸角質(zhì)形成細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化過程中被激活,P-catenin結(jié)構(gòu)和信號(hào)特性的不平衡參與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展，最終宮頸癌組織中P-catenin在細(xì)胞質(zhì)和（或）細(xì)胞核中異常積累。宮頸癌中DKK3蛋白作為p-catenin的負(fù)調(diào)節(jié)因子發(fā)揮作用，其下調(diào)參與7P^catenin信號(hào)通路的激活。一方面DKK3蛋白抑制P-catenin的轉(zhuǎn)錄活性，降低p-catenin表達(dá),并阻斷P-catenin向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)運(yùn)使其失活;另一方面通過與含有P轉(zhuǎn)導(dǎo)素的重復(fù)蛋白（PTrCP）的協(xié)同作用增強(qiáng)DKK3蛋白對(duì)價(jià)catenin的抑制作用，促進(jìn)P-catenin降解（或）核轉(zhuǎn)運(yùn)，最終導(dǎo)致p-catenin下游靶基因（VEGF、CyclinD）表達(dá)減少［21］。之后，Ryu等［22］通過免疫組織化學(xué)法證實(shí)在50%的宮頸原位癌及64.8%的浸潤癌中DKK3蛋白的表達(dá)低于正常對(duì)照組°Luo等［23］的研究表明，DKK3是HeLa細(xì)胞中miR-92a的直接靶基因，其蛋白表達(dá)受miR-92a的負(fù)調(diào)控,DKK3的過表達(dá)減弱了miR-92a對(duì)宮頸癌細(xì)胞活力和侵襲的促進(jìn)作用。宮頸癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)制復(fù)雜,是一個(gè)多因素、多基因、多步驟協(xié)同參與的過程,DKK3參與的詳細(xì)機(jī)制尚未完全清楚。DKK3可作為治療宮頸癌的靶基因。研究發(fā)現(xiàn)將DKK3導(dǎo)入HeLa宮頸癌細(xì)胞后，抑制P-catenin表達(dá)，同時(shí)細(xì)胞集落形成減少，細(xì)胞生長減慢,這提示DKK3蛋白對(duì)宮頸癌細(xì)胞具有抗增殖活性［21］。此外，最近的研究發(fā)現(xiàn)DKK3過度表達(dá)促進(jìn)宮頸癌HeLa細(xì)胞中Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bax）、E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達(dá)，抑制B細(xì)胞淋巴瘤2（Bcl-2）、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)在細(xì)胞中的表達(dá)，最終抑制HeLa細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡［24］。目前一些研究對(duì)宮頸癌患者中DKK3表達(dá)水平與預(yù)后相關(guān)性進(jìn)行了分析。宮頸組織中DKK3蛋白高表達(dá)的患者總體生存率和腫瘤緩解率均較高,DKK3蛋白低表達(dá)則與宮頸癌患者的不良臨床結(jié)局有關(guān)［22］。Jiang等［25］研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌患者血清DKK3蛋白水平明顯高于正常人，且與臨床分期、腫瘤直徑有關(guān)，表明血清DKK3蛋白水平低對(duì)患者預(yù)后不良有較好的預(yù)測(cè)作用。在基因甲基化方面，vanderMeide等［26］研究表明癌組織中DKK3啟動(dòng)子甲基化頻率顯著高于正常宮頸組織，且與宮頸鱗狀細(xì)胞癌相比，宮頸腺癌中DKK3甲基化頻率明顯升高。2018年,Zhang等［27］進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)38%的宮頸腺癌組織中有DKK3啟動(dòng)子甲基化，而在正常宮頸組織未發(fā)現(xiàn)。DKK3基因的甲基化水平隨腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移而升高,與宮頸腺癌的預(yù)后密切相關(guān)，可用于宮頸腺癌患者預(yù)后和治療效果的評(píng)估［4］。Kang等［28］則證實(shí)了DKK3甲基化對(duì)預(yù)后不利，并首次通過比較定量的甲基化分析確定了與宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者無復(fù)發(fā)生存相關(guān)的DKK3啟動(dòng)子區(qū)域第1位甲基化水平的閾值(26.3%)，進(jìn)一步確定了預(yù)測(cè)疾病復(fù)發(fā)的新的臨床-表觀遺傳組合,旨在對(duì)宮頸癌患者進(jìn)行更精確地分層，優(yōu)化治療方案。總之,DKK3基因啟動(dòng)子甲基化是宮頸癌中的頻發(fā)事件，這為宮頸癌發(fā)病機(jī)制的研究提供了新