洪 莉，杨 将，邢 辉
·新进展·
Twist基因在卵巢癌中的研究进展
洪 莉，杨 将，邢 辉
卵巢癌是继子宫内膜癌和宫颈癌发病率居第三位的妇科恶性肿瘤，其病死率居妇科恶性肿瘤之首。碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子家族成员Twist基因在卵巢癌组织中高度表达，其异常表达在卵巢癌的发生、发展及恶化过程中发挥着重要作用。对Twist基因沉默处理后，卵巢癌细胞的增殖及迁移将受到明显的影响。本文通过结合近年来国内外的研究成果，简述了Twist基因在卵巢癌发生、发展中最新的作用机制。
卵巢肿瘤；Twist基因；细胞增殖；综述
洪莉，杨将，邢辉.Twist基因在卵巢癌中的研究进展[J].中国全科医学，2016，19(32)：4019-4022.[www.chinagp.net]
HONG L,YANG J,XING H.Research progress of Twist gene in ovarian cancer[J].Chinese General Practice，2016，19(32)：4019-4022.
Twist基因属于碱性螺旋-环-螺旋(basic/helix-loop helix，bHLH)转录因子家族成员，因其突变能够引起果蝇胚胎发生扭曲样变化而得名，其在不同种属中氨基酸和核苷酸序列高度保守[1]。脊椎动物中Twist基因包括Twist1基因和Twist2基因两类，Twist1基因通常被称为Twist基因，两者编码的蛋白的C端存在共同“Twist box”序列，而在N端存在明显的差别[2]，这就决定了两者间既存在结构上的相似性，又存在功能上的差异性。最新研究表明，bHLH转录因子家族中，Twist基因在多种肿瘤的形成和恶化中发挥着重要作用，尤其是介导乳腺癌、神经胶质瘤等发生上皮-间质转化(epithelial-mesenehymal transition，EMT)[3]。Twist基因使肿瘤细胞通过适应周围基质环境获得新的上皮特性，形成新的转移癌灶，从而实现EMT[4]。卵巢癌中90%以上为上皮源性肿瘤，其发生和发展与EMT的发生密切相关，而Twist基因作为EMT发生中的关键因子，在卵巢癌的侵袭、转移和耐药的级联过程中同样发挥着重要作用[5]。
1 Twist基因的生物学功能
Twist基因在胚胎的形成和疾病的发生中发挥着不同的作用。胚胎时期，Twist基因对于原肠胚和中胚层的形成以及神经嵴的迁移是必不可少的[6]，同时Twist基因还在胎盘和中胚层源性的未分化组织中表达，且在中胚层源性的组织器官和幼稚的中胚层细胞中表达最多，而出生后或者组织器官成熟后其表达水平降至最低[7]。在胚胎整个发育过程中，Twist基因主要通过促进EMT的发生来调节胚胎的发育[8]。Twist基因发生突变，在果蝇中主要表现为果蝇原肠胚的形成异常[3]，在人中将会使原肠胚转变为非间叶层，最终致使胚胎在终末阶段死亡，或者出生后发生常染色体失常的塞-科综合征 (Saethre-Chotzen syndrome，SCS)，这种疾病主要表现为肢体和颅面异常[9]。
2 Twist基因参与卵巢癌的发生、发展
2.1 Twist基因与卵巢癌细胞的增殖及凋亡 肿瘤发生的主要表现形式为细胞凋亡的抑制和细胞增殖的失控。Twist基因近年来被证实为一种致癌基因，主要通过调控p53转录后修饰和转录因子间的相互作用来抑制p53的活性，降低细胞DNA损伤时由p53介导的细胞周期停顿的发生率，从而促进肿瘤细胞的增殖[10]。其机制主要有5个方面：(1)Twist基因能与反式激活子HOXA5结合，作用于p53启动子，抑制p53的活化；(2)Twist基因通过抑制ARF/MDM2/p53信号轴的激活，阻断p53的生成；(3)Twist基因通过抑制转录辅助因子p300发生乙酰化，从而阻断p53介导的基因转录；(4)Twist基因能够抑制丝氨酸20的磷酸化，从而阻止p53翻译后的修饰；(5)Twist基因 C端的“Twist box”序列能够与p53 C端的调节区域(p53 CTD)结合，从而阻断丝氨酸932的磷酸化，导致p53降解的敏感性增加[2,11]。
同时，还有研究表明，Twist基因对肿瘤细胞增殖的调节还存在p53非依赖途径[12]。比如Twist基因能够赋予肿瘤细胞干细胞的一系列特性，促进肿瘤的发生[13]。可以上调细胞周期蛋白Cyclin D1的表达，促进细胞周期的循环，而Twist基因表达的降低则可使细胞发生周期停顿[14]。Twist基因还在肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)/核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)通路中发挥负反馈作用，首先，Ⅰ型干扰素激活Fc受体和Toll样受体，诱导Axl受体酪氨酸激酶活化和下游的Twist基因的表达，随后Twist基因与TNF-α启动子上的“E-box”序列结合，抑制NF-κB依赖的TNF-α的表达，从而有效抑制细胞的凋亡[15-17]。
2.2 Twist基因与卵巢癌细胞的侵袭及转移 肿瘤的侵袭和转移主要分为血液扩散、淋巴结转移和局部扩散，比如乳腺癌、肝癌等肿瘤细胞首先浸入血液，然后通过血液循环，将肿瘤细胞带入其他组织器官，从而实现肿瘤的扩散。卵巢癌的扩散主要是通过局部转移，肿瘤细胞直接浸润到卵巢周围的组织和器官，而这个过程与EMT的发生密切相关。EMT最初是用来描述胚胎时期上皮细胞向身体其他部位运动的一个过程，这个过程中，通过弱化细胞与细胞间以及细胞与细胞外基质间的连接，实现上皮细胞的迁移[18]。近年来，大量研究表明，EMT在上皮源性肿瘤的早期浸润和侵袭中发挥着关键性作用[19-21]。EMT通过降低具有上皮细胞特征的E钙蛋白的表达，使上皮细胞逐渐失去上皮特性，通过增加具有间质细胞特性的N钙蛋白的表达，使上皮细胞获得间质细胞特性，导致细胞与细胞、细胞与间质连接的松动，使肿瘤细胞获得运动的能力，从而实现肿瘤的侵袭和转移[22]。EMT发生的过程中，Twist基因是一个关键性的调节因子[19]。Twist基因通过直接与E钙蛋白启动子上的“E-box”序列结合，抑制E钙蛋白的表达，从而激活EMT的发生[23]。同时，Twist基因还能激活血小板衍生生长因子受体α(platelet-derived growth factor receptor-alpha，PDGFR-α)，调节肿瘤细胞伪足的形成和细胞外基质的退化，从而促进EMT的发生[24]。还有研究表明，Twist基因能够促使肿瘤细胞干细胞化，独立促进肿瘤细胞发生EMT和肿瘤的侵袭[25]。
2.3 Twist基因与卵巢癌血管形成 血管形成就是在生理或者病理条件下毛细血管形成的一个过程，肿瘤的生长和转移有依赖于血管中营养物质的持续供应。肿瘤细胞及其周围间质细胞分泌的促血管生成因子对于新生血管的发生是必不可少的，促血管生长因子主要包括血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、低氧诱导因子1(hypoxic conditions that activate hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)和血小板衍生生长因子(PDGF)[27]。其中，Twist基因与VEGF的联系最为密切。Twist基因通过与VEGF受体2(VEGFR2)结合[28]，或者调节miR-497/VEGF信号转导通路[29]，促进VEGF的分泌。同时，Twist基因还可以作用于化学趋化因子配体2(chemoattractant chemokine ligand 2，CCL2)，促进CCL2依赖的巨噬细胞的募集[30]，也可通过调解肿瘤细胞外基质蛋白(matrix etalloproteinases，MMPs)的早期分泌[31]，促进血管内皮细胞增殖和移行，增加新生血管的形成。杨丽娜等[32]对80例上皮性卵巢癌患者的肿瘤组织通过免疫组化SP法，发现Twist基因的表达水平与VEGF的表达水平呈正相关，提示Twist基因过表达对于卵巢癌患者肿瘤组织新生血管的形成非常重要。刘太圣[33]通过对76例复发性卵巢癌患者进行回顾性分析发现，Twist基因、VEGF阳性表达率与肿瘤的转移呈正相关，说明Twist基因表达通过上调VEGF的分泌，介导肿瘤血管形成，促进卵巢癌转移的发生。
3 Twist基因与卵巢癌的耐药
目前，复发和继发性化疗耐药是卵巢癌患者低治愈率和高病死率的主要原因，以手术联合基于铂类、紫杉烷类的化学治疗标准治疗方案，5年生存率不足30%[34]。近年来，随着对Twist基因研究的逐步深入，发现Twist基因的表达与卵巢癌的化疗效果密切相关。其作用机制主要是通过抑制肿瘤细胞的凋亡，而非促进其增殖[35]。Twist基因通过影响MDR1/P-gp信号轴的活性，介导肿瘤多药耐药(multidrug resistance,MDR)的发生[36]，这个过程中，MDR细胞逐步获得间质细胞的特性，提示Twist基因介导的EMT的发生参与了肿瘤的耐药[37]。同时，Twist基因对于p53、p21Waf1和Bax等基因的抑制，阻止相关蛋白的表达，在肿瘤耐药获得过程中的作用也极其重要[38]。
HOSONO等[39]对82例卵巢癌患者进行组织学分析，发现Twist基因高表达的患者大多在组织学上高度恶性，具有明显的耐药倾向。KAJIYAMA等[40]的研究也得出相似结论，并提出，Twist基因通过介导EMT的发生，促使卵巢癌患者对紫杉醇发生耐药反应。WANG等[41]通过对顺铂耐药的卵巢癌C13K细胞进行Twist基因沉默，发现通过顺铂处理后，其死亡率为81.01%，未进行Twist基因沉默的C13K细胞的死亡率为15%；相反，通过对顺铂敏感的卵巢癌OV2008细胞进行Twist基因过表达处理后，发现培养基中加入顺铂后细胞死亡率为21.7%，而对照组细胞的死亡率为56.95%。这说明了Twist基因能够调控顺铂介导的卵巢癌细胞凋亡。同时，这个过程中，Twist基因的表达强度与AKT/GSK-3β信号转导通路的活性明显相关，提示，在卵巢癌耐药发生过程中，Twist基因可以通过调控AKT/GSK-3β信号转导通路活性，介导细胞的凋亡或者生长。
4 结语
卵巢癌病死率居妇科恶性肿瘤之首，现阶段的手术联合化疗的标准治疗方案仍未能根本性地解决卵巢癌患者的生存时间问题，而近年来的靶向治疗方案为患者带来了新的希望。Twist基因在卵巢癌的整个发生、发展过程中均发挥着重要作用，其表达水平不仅对卵巢癌的预后具有明显的预测作用，而且与FIGO分期呈正相关[2]。在复发和高度恶性的卵巢癌中，Twist基因表达阴性的患者的总生存期(overall survival，OS)和无进展生存期(progression-free survival，PFS)明显高于Twist基因表达阳性的患者[39]。因此，随着对Twist基因的深入认识，靶向调控Twist基因将为卵巢癌的治疗和研究提供一个新思路。
本文文献检索策略：
英文数据库：PubMed,中文数据库：中国知网、万方数据知识服务平台、维普网；英文检索词：Twist gene、neoplasms、ovarian cancer，中文检索词：Twist基因、肿瘤、卵巢癌；检索时间为近10年来相关文献，重点分析近5年来相关文献。
作者贡献：洪莉、杨将进行课题设计与实施、资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责；邢辉进行质量控制及审校。
本文无利益冲突。
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(本文编辑：陈素芳)
Research Progress of Twist Gene in Ovarian Cancer
HONGLi,YANGJiang,XINGHui.DepartmentofGynecology,RenminHospitalofWuhanUniversity,Wuhan430060,China
XINGHui,DepartmentofGynecologyandObstetrics,XiangyangCentralHospital,Xiangyang441021,China；E-mail：huixing1969@163.com
Ovarian cancer is a gynecologic malignant tumor with morbidity in the third place after endometrial cancer and cervical cancer,its fatality rate ranks first in gynecologic malignant tumors.Twist in the transcription factor of basic helix-loop-helix (bHLH) family is highly expressed in ovarian cancer tissues,and its abnormal expression plays an important role in the process of occurrence,development and deterioration of the ovary.After silence processing of Twist gene,proliferation and migration of ovarian carcinoma cells will be obviously affected.By combining recent research results at home and abroad,the paper outlines the latest mechanism of Twist gene in the occurrence and development of ovarian cancer.
Ovarian neoplasms；Twist gene；Cell proliferation；Review
湖北省卫计委面上项目(JX6B105)；湖北省卫计委重点项目(WJ2015MA024)
430060湖北省武汉市，武汉大学人民医院妇Ⅱ科(洪莉，杨将)；襄阳市中心医院妇产科(邢辉)
邢辉，441021湖北省襄阳市中心医院妇产科；E-mail：huixing1969@163.com
R 737.31
A
10.3969/j.issn.1007-9572.2016.32.025
2016-04-21；
2016-08-30)
