高迁移率族蛋白在恶性肿瘤中的研究

高迁移率族蛋白在恶性肿瘤中的研究
1HMGA2基因和蛋白与肿瘤的关系
HMGA2基因广泛表达于胚胎发育过程中，在成熟组织中不表达或低表达。

1985年，在病毒转化的大鼠甲状腺细胞株中发现HMGA2，首次将它与肿瘤联系起来。

而后来的相关研究表明，不论在体内或是体外，HMGA2基因在某些肿瘤细胞中均高表达。

通过染色质重排的方式干扰第12号染色体的q13-15或者过表达HMGA2蛋白，能够导致诸多间叶肿瘤的发生，比如脂肪瘤、子宫平滑肌瘤、肺的软骨错构瘤、多形性唾液腺腺瘤和子宫内膜息肉［10］，这也进一步说明了HMGA2的表达和肿瘤的的发生、发展有着密切的关系。

2HMGA2蛋白在恶性肿瘤中的研究进展
p16基因又叫多肿瘤抑制基因(multipletumorsuppressor1，MTS1)，是一种细胞周期中的基本基因，直接参与细胞周期的调控，负向调节细胞增殖及分裂，与p53一样，是人体抑癌基因。

两者的灭活均可不同水准上导致肿瘤的产生。

不过最近的研究显示HMGA2与两者有着密切的联系。

Lee等［11］对手术切除的肝内胆管癌组织标本行免疫组化染色，分析HMGA2、p53、p16的表达情况，结果发现HMGA2的表达与p53的表达呈正相关(r=0.32，P=0.02)，与p16的表达呈负相关(r=－0.28，P=0.04)。

单因素分析显示HM-GA2表达与淋巴结的转移相关(P=0.02)，多因素分析显示HMGA2是预后的独立危险因素之一
(P=0.03)。

由此可见，HMGA2在肝内胆管癌中的致癌作用部分表现在负性调节抑癌因子p16，并与p53的畸变相关。

Ki-67抗原是存有于细胞增殖周期的核抗原，而在静止期不表达。

基质金属酶-2(MMP-2)基因位于人类染色体16q21，活化的MMP-2定位于细胞穿透基质的突出部位，在酶解细胞间基质成分及基底膜的主要成分Ⅳ型胶原中具有“钻头”的作用。

两者均与肿瘤细胞的活性及迁移侵袭相关。

Liu等［12］通过对随机选择的29例神经胶质瘤患者的研究发现，Ⅳ期(P=0.007)或Ⅲ期(P=0.037)患者的HMGA2蛋白表达明显
高于Ⅱ期患者。

进一步对78例神经胶质瘤样本及7例正常对照样本中HMGA2、Ki-67及MMP-2的表达实行分析，结果显示HMGA2表达与Ki-67(r=0.415，P＜0.01)及MMP-2(r=0.363，P＜0.01)的表达呈明显正相关。

另外其研究还发现HMGA2表达高水平的患者比HMGA2低水平的患者无进展生存期(PFS)更短(11.2个月vs．18.8个月，P=0.021)。

最终证实了HMGA2在神经胶质瘤中的作用及预后价值可能与Ki-67及MMP-2相关。

甲状腺转录因子-1(TTF-1)，又称NKX2-1，是NKX2基因家族的含有同源结构域的转录因子，其表达于人类胚胎肺和成年肺中，有研究认为TTF-1可能是肺癌的一个驱动核心［13］。

在肺癌中，TTF-1也扮演着一个双重的角色，其过表达能够导致人肺部原发肿瘤的发生，不过在小鼠模型中，其又能够抑制原发肿瘤的转移。

Winslow等［13］通过对人肺腺癌中NKX2-1和HMGA2的表达实行分析，结果发现在高分化的肿瘤组织中大都显示NKX2-1+、HMGA2－表型，而低分化的肿瘤组织中则以NKX2-1－、HMGA2+表型更常见。

TargetScan排列分析显示在人的HMGA2基因中存有潜在靶基因：HSA-miＲ-33a。

Ｒice等［14］也证明了HMGA2的3’UTＲ存有与miＲ-33a结合的两个位点。

在NCI-
H1299细胞中转染miＲ-33a，化学发光法显示细胞的活性减少了50%。

当用miＲ-33a的miＲNA抑制剂处理394T4-shLuc(TTF-1high)时，HMGA2蛋白水平增加了2倍，在人肺癌细胞NCI-H358中重复同样的操作，HMGA2蛋白的水平增加了3倍。

在敲除了TTF-1的小鼠细胞中转染人的TTF-1cDNA，结果发现鼠HM-GA2的表达受到了明显的抑制，而用抗-miＲ-33a能够遏制这种外源性的TTF-1对HMGA2表达的抑制效应。

说明miＲ-33a是TTF-1介导的HMGA2表达抑制的一个关键调控者。

MicroＲNAs(miＲNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码ＲNA，大约50%得到注解的miＲNAs在基因组上定位于与肿瘤相关的脆性位点，这些miＲNAs所起的作用类似于抑癌基因和癌基因的功能。

近年来在恶性肿瘤发生发展中miＲNA与HMGA2之间的相互作用也得到了一定水准的阐述。

Qi等［15］通过实验证实了在人肺腺癌细胞系H441中HMGA2是miＲ-365的靶点之一。

Xiang等证实mi Ｒ-98能够通过上调HMGA2来增敏人肺腺癌细胞对顺铂的耐受以及增加
细胞的自发凋亡。

Zhou等［17］发现在胆囊癌(GBC)中miＲ-26a的表
达通常下调，证实HMGA2是miＲ-26a的一个直接作用靶点，并阐明了
miＲ-26a通过靶向作用于HMGA2从而抑制GBC细胞的增殖。

Let-7家
族是在肿瘤中存有广泛影响的miＲNA，自从Lee等［10］在2007年通过实验证明HMGA2的3’UTＲ存有10个富含AU的AUUUA序列，这是
let-7结合位点，并且从HM-GA2基因中截断3’UTＲ，则会失去let-7介导的调控作用。

从此之后，肿瘤中let-7家族便和HMGA2结下了不
解之缘。

Wang等［18］在人肺癌细胞系95D中发现高水平的let-7a能够抑制HMGA2蛋白质水平的表达。

实验还进一步显示了过量表达let-7时，K-Ｒas和HMGA2在mＲNA水平是高表达的，而在蛋白质翻译水平
却表现为抑制作用;相反，在抑制let-7的表达时，K-Ｒas和HMGA2的
mＲNA转录水平下调，而蛋白质的翻译水平却升高，从而说明let-7抑制95D细胞的增殖和侵袭是通过抑制K-Ｒas和HMGA2mＲNA的翻译过
程实现的，而不是抑制mＲNA自身的转录过程。

Chen等［19］发现在
肝细胞癌(HCC)中let-7g的表达减少;并证实无论在体内HCC组织中还
是在体外HCC细胞系中再表达let-7g通过下调K-Ｒas/HMGA2A/Snail
轴来阻止HCC的恶性行为。

Zhang等［20］在非典型畸胎样/横纹肌样
肿瘤(AT/ＲT)组织中也发现let-7a3/let-7bmiＲNA的减少可能是HMGA2过表达的一个机制，还进一步提出let-7miＲNA的重建或者敲除HMGA2蛋白的表达可能成为AT/ＲT患者的一个治疗策略。

2013年的一
项研究就HMGA2在转录后调控层面发现了一些新的见解。

Kumar等［21］在实验中通过制作一系列HMGA2的表达结构，并对let-7和HMGA2表
达类型实行对比分析，结果发现HMGA2转录物HMGA2mＲNA与let-7的
相互作用是致癌的关键步骤，与其相比，HMGA2蛋白在肺癌进展中的作用却微乎其微，这提示了HMGA2转录物能够作为一个竞争性的内源Ｒ
NA(ceＲNA)起作用。

随后的分析验证了TGF-β的共受体TGFBＲ3是HMGA2作为ceＲNA作用的真正靶点，建立TGFBＲ3和TGF-β信号是HMGA2致癌作用的重要途径。

进一步的实验证实了HMGA2作为let-7的ceＲNA来阻止TGF-BＲ3与Ago2之间的相互联系。

上皮细胞在形态学上发生向间质细胞表型转变并获得迁移的水平，又称上皮间质转化(EMT)，是胚胎发育过程中的一个基本过程。

但是发生在肿瘤细胞中时则会促动肿瘤的侵袭和转移，当存有EMT时E-钙黏蛋白(E-cadherin)的表达会减少，而波形蛋白的表达会增加。

Ding等［22］通过对5673个膀胱癌细胞系中基因表达实行分析，结果发现HM-GA2的过表达与E-cadherin的下调及波形蛋白的上调具有相关性，这个结果在49例石蜡包埋的膀胱移行上皮癌组织中得到了验证，说明HMGA2过表达可诱导E-cadherin表达的缺失及波形蛋白的上调从而导致EMT的形成，从而增加膀胱癌的迁移和侵袭。

Xi等通过在卵巢癌细胞系中转染siＲNA-HMGA2和shＲNA-HMGA2来观察细胞的迁移水平，发现在稳定表达HMGA2后，细胞系在形态学上有了EMT的改变。

进而在卵巢癌中证实HMGA2能够促动卵巢癌细胞的恶性转化水平，增强细胞的侵袭和转移，并促动癌细胞的生长和增殖。

LIN28B→let-7通路在EMT和干细胞的自我更新方面有重要的作用，跨膜蛋白MUC1-C在肺癌和其他恶性肿瘤中通常表现为异常的高表达，但两者之间的关系尚不明确。

Alam等［24］在非小细胞肺癌(NSCLC)中沉默MUC1-C后发现下调了ＲNA结合蛋白LIN28B，并相同水准的增加了let-7表达。

用多肽抑制剂或表达阴性的MUC1-C靶向抑制MUC1-C的作用，证实了MUC1-C 可诱导LIN28B→let-7的信号传导。

同样，MUC1-C促动LIN28B的第一个内含子NF-kappaBp65的染色质占据并激活LIN28B的转录，这也抑制let-7的表达。

与let-7介导的抑制HMGA2的转录是一致的，MUC1-C也能减少HMGA2的表达。

HMGA2已经和多能性联系在一起了，并且已经证实能够作为一个内源竞争性的ＲNA(ceＲNA)参与let-7介导的TGFβ的共受体TGFBＲ3的调控［21］。

所以，MUC1-C能够抑制HMGA2mＲNA和蛋白质的表达，从而减少TGFBＲ3，逆转EMT的转化和抑制自我更新水平。

这显示了在NSCLC中MUC1-C激活袻IN28B→詌
et-7→袶MGA2轴，从而促动EMT的形成及多能性，定义了NSCLC中一个新的途径，即：MUC1-C驱动LIN28B→let-7→HMGA2，从而参与EMT 的形成和维持干细胞的自我更新水平。

3小结与展望
HMGA2蛋白作为一个能够结合染色质的非组蛋白，近年来逐渐引起了人们的注重，在其研究领域已经取得了一定的研究进展。

更多的证据表明，HMGA2蛋白已成为多种肿瘤发生发展的一个新型的生物标志物。

近期还有研究表明HMGA2与肿瘤的TNM分期也存有相关性［25-26］，这进一步奠定了HMGA2在肿瘤预后方面的价值。

不过关于HMGA2蛋白的研究仍存有诸多的问题：(1)HMGA2蛋白在肿瘤组织中的增加与肿瘤形成的先后顺序。

(2)HMGA2蛋白在肿瘤的发生发展中能够发挥致癌或抑癌的双向调节作用，那么在什么样的背景下才能充分发挥其抑癌机制?(3)HMGA2蛋白在诱导肿瘤细胞发生、发展过程中能够和多种细胞因子相互作用，是否存有独立的细胞信号转导通路或者HMGA2在肿瘤的信号转导网中是否处在节点位置?(4)HMGA2基因抑制剂能否靶向治疗HMGA2基因阳性的肿瘤?当前已知的EGFＲ、ALK等基因是NSCLC常规检测的基因，并有相对应的靶向药物为基因突变患者提供更多的治疗方案。

那么，HM-GA2基因检测能否为相关肿瘤的治疗提供另一个新的选择呢?随着对HMGA2更进一步的研究，可能为包括肺癌在内的肿瘤的发生、发展机制的阐明开创一个新的领域，为肿瘤的早期诊断、治疗及预后提供一个新的、更为有效的指标，在肿瘤的靶向治疗领域将提供较好的理论依据。

高迁移率族蛋白在恶性肿瘤中的研究。