陳沛瓊 馬麟娟 周堅(jiān)紅(通訊作者)
(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院 浙江 杭州 310006)
維生素A是指天然維生素A及其體內(nèi)代謝后的衍生物視黃醇(retinol)、視黃醛(retinaldehyde)、視黃酸(retinoic acid,RA)以及其他相似的人工合成物,又稱(chēng)類(lèi)維生素A(retinoid)。其中RA是活性最強(qiáng)的維生素A形式,在體內(nèi)主要存在三種異構(gòu)體,全反式視黃酸(all-trans-retinoic acid, ATRA)、9-順式視黃酸(9-cis-retinoic acid,9-cis-RA)和13-順式視黃酸(13-cisretinoic acid,13-cis-RA),其中ATRA發(fā)揮主要生物學(xué)作用。維生素A在體內(nèi)主要以視黃醇-視黃醇結(jié)合蛋白(retinol binding protein,RBP)的形式轉(zhuǎn)運(yùn)至靶器官,經(jīng)過(guò)一系列酶代謝最終轉(zhuǎn)化為RA。RA與視黃酸受體(retinoic acid receptor, RAR)和類(lèi)視黃醇X受體(retinoid X receptor,RXR)結(jié)合,激活信號(hào)通路并調(diào)控基因表達(dá),從而發(fā)揮生物學(xué)作用。
子宮肌瘤被認(rèn)為是一種性激素依賴(lài)性疾病,其發(fā)病機(jī)制具體仍不明確,視黃醇信號(hào)通路相關(guān)基因的改變是其重要發(fā)病機(jī)制之一[1]。子宮平滑肌瘤組織由增生的平滑肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)組成,降低細(xì)胞外基質(zhì)可有效抑制肌瘤進(jìn)展,Malik等[2]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ATRA可降低細(xì)胞外基質(zhì),包括膠原蛋白1、膠原蛋白4、纖連蛋白,從而抑制平滑肌細(xì)胞增殖。乙醇脫氫酶1(ADH1)是將視黃醇轉(zhuǎn)化為RA的重要酶,Csatlos等[3]發(fā)現(xiàn)ADH1在子宮肌瘤組織中的表達(dá)明顯低于正常子宮組織,表明RA不足與子宮肌瘤的發(fā)生相關(guān)。另國(guó)內(nèi)學(xué)者肖發(fā)菊等[4]通過(guò)雌孕激素誘導(dǎo)子宮肌瘤大鼠模型,并予ATRA進(jìn)行干預(yù),發(fā)現(xiàn)ATRA可顯著減少子宮肌瘤大鼠模型子宮重量、子宮系數(shù),同時(shí)顯著降低血清雌二醇、孕酮水平,表明ATRA具有抑制子宮平滑肌細(xì)胞增殖的作用。
子宮內(nèi)膜異位癥(endometriosis,EMs)是指內(nèi)膜細(xì)胞在異位生長(zhǎng)、發(fā)育、出血并引起癥狀,其發(fā)病機(jī)制中經(jīng)血逆流學(xué)說(shuō)、在位內(nèi)膜決定論受到廣泛認(rèn)可,異位內(nèi)膜雌激素合成能力改變,使其更容易在異位組織生長(zhǎng)增殖[5]。在體內(nèi)RA與RAR、RXR結(jié)合誘導(dǎo)17β-羥基類(lèi)固醇脫氫酶2(17β-HSD2)基因轉(zhuǎn)錄,而17β-HSD2是性激素活性降解酶,可將高生物活性的雌二醇轉(zhuǎn)化為低生物活性的雌酮,Bulun等[6]研究發(fā)現(xiàn)異位子宮內(nèi)膜組織中17β-HSD2水平較在位子宮內(nèi)膜組織顯著降低,相反局部雌激素濃度顯著升高,表明RA可通過(guò)調(diào)控17β-HSD2表達(dá),影響異位子宮內(nèi)膜中雌激素濃度,從而抑制其增殖。Pierzchalski等[7]研究發(fā)現(xiàn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞中視黃醇結(jié)合蛋白1(RBP1)、ATRA表達(dá)與正常在位子宮內(nèi)膜相比顯著減少,同時(shí)構(gòu)建Rbp1-/-小鼠模型發(fā)現(xiàn)基因敲除小鼠子宮內(nèi)膜組織中ATRA表達(dá)與野生型小鼠相比顯著減少,表明ATRA合成受損與子宮內(nèi)膜異位癥相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的間隙連接細(xì)胞間通訊(GJIC)功能喪失,其與子宮內(nèi)膜異位癥的發(fā)病密切相關(guān),而人類(lèi)子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的GJIC功能主要決定于Cx43、Cx26和Cx32三種連接蛋白的表達(dá),Liu等[8]研究發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥患者異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中無(wú)Cx43表達(dá),而經(jīng)ATRA干預(yù)后異位內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞中檢測(cè)到Cx43mRNA和蛋白的表達(dá),從而證實(shí)ATRA可有效上調(diào)或恢復(fù)人異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的GJIC功能。
目前研究證實(shí)ATRA單用或聯(lián)合三氧化二砷(As2O3)、順鉑(CDDP)、I型單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV1-TK)/丙氧鳥(niǎo)苷(GCV)、曲古抑菌素A(TSA)等對(duì)人卵巢癌SKOV3[9]、CAOV3[10]、3AO、COC1、COC2、HO8910[11]等細(xì)胞株均有抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)分化的作用。Karabulut等[12]將ATRA聯(lián)合唑來(lái)膦酸作用于OVCAR-3和MDAH-2774卵巢癌細(xì)胞株發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療顯著誘導(dǎo)腫瘤凋亡基因如TRAAD、caspase 4,并抑制抗凋亡基因如MCL-1、LTBR、Bcl-2的表達(dá)。Wnt/β-catenin通路在多種腫瘤包括卵巢癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[13],戴等[14]研究發(fā)現(xiàn)ATRA干預(yù)卵巢上皮性癌細(xì)胞株COC2可降低細(xì)胞中β-catenin的表達(dá),表明ATRA可通過(guò)抑制Wnt/β-catenin通路抑制腫瘤細(xì)胞增殖。如前所述,維生素A在體內(nèi)主要與RBP結(jié)合、轉(zhuǎn)運(yùn)至靶器官?gòu)亩l(fā)揮生物學(xué)作用,目前多種研究表明細(xì)胞視黃醇結(jié)合蛋白-1(CRBP-1)的下調(diào)與卵巢癌及多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)[15],卵巢癌患者有望通過(guò)篩查CRBP-1的表達(dá),獲得個(gè)體化維生素A治療。
近年來(lái)的研究表明,維生素A代謝的紊亂是除了人乳頭瘤病毒感染之外致宮頸癌的重要病因之一[16]。人輔酶II依賴(lài)性視黃醇脫氫/還原酶(NRDR)是一種維生素A代謝酶,目前研究發(fā)現(xiàn)NRDR選擇性剪接的異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān),其中NRDRB1是NRDR異常剪接亞型,Song等[17]研究發(fā)現(xiàn)與正常宮頸組織相比較,HeLa細(xì)胞株和人宮頸鱗癌組織中NRDRB1的表達(dá)顯著升高,表明維生素A代謝紊亂與宮頸癌的發(fā)生相關(guān)。RARβ是視黃酸受體的一種亞型,表達(dá)于正常宮頸組織中,其通過(guò)上調(diào)細(xì)胞增殖抑制基因p16INK4a等可抑制正常組織惡變,binosanhez[18]等構(gòu)建4月大RARβL-/L-小鼠模型,發(fā)現(xiàn)基因敲除小鼠子宮頸組織與野生型小鼠相比自發(fā)性鱗狀上皮化生、炎癥及細(xì)胞分裂顯著增加,細(xì)胞分化顯著減少,同時(shí)發(fā)現(xiàn)p16INK4a蛋白表達(dá)降低,表明RARβ的低表達(dá)與宮頸癌發(fā)病相關(guān)。P16、P63具有抑制腫瘤生長(zhǎng)、誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡的作用,另hTERT是人類(lèi)端粒酶蛋白的催化亞單位,在永生化細(xì)胞中表達(dá)明顯增加,尤等[19]用ATRA聯(lián)合丙戊酸鈉(VPA)誘導(dǎo)子宮頸癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)VPA對(duì)HeLa及SiHa細(xì)胞均有生長(zhǎng)抑制作用,與ATRA聯(lián)合抑制效果明顯優(yōu)于單獨(dú)用藥,另與對(duì)照組及VPA組、ATRA組比較,VPA+ATRA組衰老細(xì)胞比例顯著增加,表明ATRA抑制子宮頸癌細(xì)胞增殖。胡等[20]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)ATRA處理過(guò)的HeLa/MMC細(xì)胞侵襲數(shù)及轉(zhuǎn)移數(shù)與對(duì)照組相比顯著減少,且隨著藥物濃度增加,細(xì)胞侵襲數(shù)及轉(zhuǎn)移數(shù)進(jìn)一步減少,表明ATRA可抑制宮頸癌細(xì)胞株的侵襲和轉(zhuǎn)移。
RA與RAR、RXR結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用,AM580是視黃酸受體激動(dòng)劑,Cheng等[21]研究發(fā)現(xiàn)RA和AM580可抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞株Ishikawa的增殖,然而敲除RARα基因后未觀察到AM580對(duì)Ishikawa細(xì)胞株增殖抑制作用,表明維生素A通過(guò)RARα抑制子宮內(nèi)膜癌的增殖。然而最近的研究發(fā)現(xiàn)[22],單獨(dú)敲除子宮內(nèi)膜癌RL95-2細(xì)胞的RARα或RARβ基因,ATRA對(duì)其增殖抑制作用無(wú)明顯影響,但同時(shí)敲除RARα和RARβ基因可阻斷ATRA對(duì)其增殖抑制作用,表明維生素A對(duì)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖抑制作用需同時(shí)通過(guò)RARα和RARβ介導(dǎo)。鉑類(lèi)抗癌藥物作為主要的化療藥物,廣泛應(yīng)用于婦科腫瘤臨床,而c-Met為原癌基因,對(duì)細(xì)胞增殖、分化及修復(fù)有重要作用,劉等[23]通過(guò)建立子宮內(nèi)膜癌裸鼠模型,發(fā)現(xiàn)ATRA對(duì)子宮內(nèi)膜癌瘤的生長(zhǎng)抑制率于順鉑組相當(dāng),同時(shí)發(fā)現(xiàn)ATRA抑制癌瘤組織中c-Met的表達(dá),表明ATRA通過(guò)抑制c-Met的表達(dá)從而抑制子宮內(nèi)膜癌的增殖。
維生素A是人體不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),目前研究發(fā)現(xiàn)維生素A與婦科多種疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān),明確維生素A在婦科疾病發(fā)病機(jī)制中的作用,使其有望成為治療婦科疾病的新手段。
【參考文獻(xiàn)】
[1]Hauptmann S,K?hler G.Etiology, Pathogenesis,and Malignant Potential of Uterine Leiomyoma-A Review[J].Current Obstetrics & Gynecology Reports,2014,3(3):186-190.
[2]Malik M,Webb J,Catherino W H.Retinoic acid treatment of human leiomyoma cells transformed the cell phenotype to one strongly resembling myometrial cells[J].Clinical Endocrinology,2008,69(3):462.
[3]éva Csatlós,Rigó J,Laky M,et al.The role of the alcohol dehydrogenase-1(ADH1)gene in the pathomechanism of uterine leiomyoma.[J].European Journal of Obstetrics Gynecology & Reproductive Biology,2013,170(2):492.
[4]肖發(fā)菊,黃愛(ài)華.ATRA對(duì)大鼠子宮肌瘤發(fā)生、發(fā)展的影響[J].熱帶醫(yī)學(xué)雜志, 2015, 15(12):1607-1609.
[5]Carp H J A,Soriano D,Zolti M.Progestogens and Endometriosis[M]//Progestogens in Obstetrics and Gynecology.Springer International Publishing, 2015:129-147.
[6]Bulun S E,Cheng Y H,Pavone M E,et al.17Betahydroxysteroid dehydrogenase-2 deficiency and progesterone resistance in endometriosis[J].Seminars in Reproductive Medicine,2010,28(1):44.
[7]Pierzchalski K,Taylor R N,Nezhat C,et al.Retinoic Acid Biosynthesis Is Impaired in Human and Murine Endometriosis[J]. Biology of Reproduction,2014,91(4):84.
[8]Liu Z N,Yao Z W,Tang L D.Mechanism of up-regulation on gap junctional intercellular communication by alltrans retinoic acid in human endometriotic stromal cells in vitro[J].Journal of the Fourth Military Medical University,2008,29(7):626-629.
[9]Sheng J J,Liu Y S.Trichostatin A Combined with All-trans Retinoic Acid Induce Apoptosis in Human Ovarian Cancer Cell Line SKOV-3[J].Journal of Clinical Transfusion & Laboratory Medicine,2017.
[10]Sirisani E S. The role of regulatory genes in mediating growth arrest by atRA in ovarian carcinoma cell lines[J].Dissertations & Theses-Gradworks, 2012.
[11]Xue X,Deng F,Cun-Bao L I.The Effect of All-trans Retinoic Acid in the Proliferation of Human Ovarian Cancer Cells HO8910[J].Science Technology & Engineering,2010.
[12]Karabulut B,Karaca B,Varol U,et al.Enhancing cytotoxic and apoptotic effect in OVCAR-3 and MDAH-2774 cells with all-trans retinoic acid and zoledronic acid:a paradigm of synergistic molecular targeting treatment for ovarian cancer[J].Journal of Experimental & Clinical Cancer Research,2010,29(1):102.
[13]Wickstr?m M,Dyberg C,Milosevic J, et al.Wnt/β-catenin pathway regulates MGMT gene expression in cancer and inhibition of Wnt signalling prevents chemoresistance[J].Nature Communications,2015,6:8904.
[14]戴穎青,張秦,徐金峰,等. 全反式維甲酸對(duì)人卵巢癌細(xì)胞株COC2中β-連環(huán)蛋白表達(dá)的影響[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志:電子版,2012, 06(16):4715-4718.
[15]Doldo E,Costanza G,Agostinelli S,et al.Vitamin A,Cancer Treatment and Prevention:The New Role of Cellular Retinol Binding Proteins[J].Biomed Research International,2015,2015(4):509-514.
[16]Borutinskaite V V,Navakauskiene R,Magnusson K E.Retinoic acid and histone deacetylase inhibitor BML-210 inhibit proliferation of human cervical cancer HeLa cells[J].Annals of the New York Academy of Sciences,2006,1091(1):346-355.
[17]Song X H,Liang B,Liu G F, et al.Expression of a novel alternatively spliced variant of NADP(H)-dependent retinol dehydrogenase/reductase with deletion of exon 3 in cervical squamous carcinoma[J].International Journal of Cancer Journal International Du Cancer,2007,120(8):1618-1626.
[18]Albinosanchez M E,Vazquezhernandez J,Ocadizdelgado R,et al. Decreased RARβ expression induces abundant inflammation and cervical precancerous lesions.[J]. Experimental Cell Research,2016,346(1):40-52.
[19]尤青葉,馮定慶,凌斌,等.丙戊酸鈉聯(lián)合全反式維甲酸促進(jìn)子宮頸癌細(xì)胞衰老的發(fā)生[J].安徽醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào), 2015(2):135-139.
[20]胡海燕,劉植華.全反式維甲酸對(duì)宮頸癌耐藥細(xì)胞株HeLa/MMC侵襲、轉(zhuǎn)移能力的影響及其分子機(jī)制研究[J].中國(guó)醫(yī)藥導(dǎo)報(bào),2015,12(6):18-21.
[21]Cheng Y H, Utsunomiya H,Pavone M E,et al.Retinoic acid inhibits endometrial cancer cell growth via multiple genomic mechanisms[J].Journal of Molecular Endocrinology,2011,46(2):139-153.
[22]Tsuji K,Utsunomiya H,Miki Y,et al.Retinoic Acid Receptor β:A Potential Therapeutic Target in Retinoic Acid Treatment of Endometrial Cancer[J].International Journal of Gynecological Cancer Official Journal of the International Gynecological Cancer Society,2017,27(4):643.
[23]劉慶芝,姚吉龍,都紅蕾,等.全反式維甲酸對(duì)裸鼠子宮內(nèi)膜癌治療作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2011,30(2):278-282.