环氧化酶?2在子宫内膜癌的研究进展
【关键词】 环氧化酶?2 子宫内膜癌 侵袭
0 引言
环氧化酶?2(Cyclooxygen?2，COX?2)是花生四烯酸转化为前列腺素过程中重要的限速酶，在结直肠癌、食管癌、肺癌、胃癌、膀胱癌、宫颈癌等多种上皮性肿瘤中都有 COX?2 表达的异常增高。子宫内膜癌 （endometrial carcinoma）是妇科第二位恶性肿瘤，严重危害中老年妇女的生命健康，其发病呈年轻化趋势，并表现为时间依赖式，从子宫内膜复杂型增生过长到原位癌再到浸润癌。早期肿瘤仍然存在一定的复发和侵袭的特性，严重影响预后。本文就COX?2的特性及其在子宫内膜癌组织中的表达、在子宫内膜癌的发生、侵袭等方面的相关机制做一综述。
1 COX?2的特性
COX是催化花生四烯酸转化成前列腺素H2(prostaglandinH2, PGH2)的限速酶，PGH2可以进一步转化成为其他多种前列腺素、前列环素和血栓素A2 ( 统称为前列腺素类化合物)。前列腺素在多种生物学过程中发挥重要作用，包括免疫反应调节、生殖和生长发育、维持正常胃肠道粘膜的完整性等。COX 有两种异构酶，其中COX?l 是结构性酶，为1976 年Miyamoto从公牛囊状腺中分离出来的。1991年COX?2的cDNA 被分离和测序,人的 COX?2基因位于染色体lq25.2?25.3，含有10个外显子和19个内含子，基因长度约8.3kb，转录后mRNA约4.5kb。COX?2 为诱导性酶，正常组织COX?2基因不表达或极低表达，但可被多种血管内外激活物，包括细胞因子、生长因子、肿瘤促进剂等诱导产生在炎症、组织损伤、肿瘤发生发展等过程中表达增加。
2 环氧化酶?2在子宫内膜癌组织中的表达及临床意义
为探讨COX?2与子宫内膜癌发生发展的关系，李静等[1]将研究对象分为5组，增生期组25例，分泌期组25 例，内膜炎组25例，非典型增生组23例，子宫内膜癌组34例，应用免疫组化和定量RT?PCR方法，检测其中 COX?2蛋白和mRNA水平表达，结果发现67%的子宫内膜癌表达COX?2，子宫内膜癌组的COX?2表达强度明显高于其他4组，非典型增生组COX?2表达显著高于正常内膜和内膜炎组，增生期组COX?2表达高于分泌期组，差异均有显著性。提示COX?2可能在子宫内膜癌发生发展中起重要作用。St?Germain等[2]研究表明Akt (蛋白激酶 B)信号在突变的子宫内膜癌细胞中是通过NF?kB/lkB途径导致COX?2基因和蛋白的表达增加。Fujiwaki等[3]的研究显示，COX?2在子宫内膜癌的表达显著高于正常子宫内膜，敲除COX?2基因的试验动物肿瘤组织血管密度明显下降，肿瘤生长减慢，提示COX?2参与肿瘤的转移和侵袭性生长。Cao QJ等[4]研究发现COX?2 在低分化的子宫内膜癌组织中过度表达而在过度增生和分化良好的子宫内膜癌组织中缺乏表达，由此证明COX?2可能在子宫内膜癌的侵袭方面起重要作用。
3 环氧化酶?2与子宫内膜癌的发生
3.1 环氧化酶?2与子宫内膜癌肿瘤血管的发生 肿瘤的生长、扩散与血管生成密切相关。肿瘤血管不仅为肿瘤生长提供养料，而且为瘤细胞的转移提供了便利途径。COX?2对子宫内膜癌肿瘤血管的生成作用可能是通过增加生成血管的前物质的表达，如基本的成纤维细胞生长因于(bFGF)和血管内皮生长因子（VEGF） 来实现的。Li等[5]对30 例子宫内膜癌患者用免疫组化法测定COX?2和一氧化氨合酶（Inducible nitric oxide synthase，iNOS）的表达与微血管密度（MVD）的关系，结果发现COX?2和iNOS的表达与子宫内膜癌的血管发生明显相关，提示COX?2参与肿瘤血管的发生。Konerding等[6]为了研究FGF?2 对子宫内膜癌生长的影响， 利用被FGF?2 cDNA转染的人子宫内膜腺癌HEC?1?B 细胞，根据其产生和分泌FGF?2的能力将其分为3 组，分别种植于裸鼠的皮下，发现FGF?2分泌多的肿瘤生长快，FGF?2促进瘤内血管生成的程度与肿瘤实质的生长速度是平行的，表明它促肿瘤生长是通过促进其血管生成来实现的，而COX?2可通过增加bFGF的表达从而导致子宫内膜癌肿瘤血管的生成。Toyoki等[7]对50例子宫内膜癌患者做根治性切除术，在子宫内膜癌组织中通过酶免疫法测定COX?2的表达水平，通过免疫组化法测定微血管的位置和数量，结果发现在子宫内膜癌患者 COX?2的表达水平和微血管的数量有明显相关性，由此可得出COX?2在子宫内膜癌的早期阶段有促进肿瘤血管生成的作用。
3.2 环氧化酶?2与子宫内膜癌肿瘤细胞的凋亡 细胞凋亡受抑制，细胞死亡不足是肿瘤发病的重要途径之一。COX?2可抑制细胞的凋亡，从而导致肿瘤的发生，关于其机制还不完全清楚，但目前至少有以下三种可能的机制：（1）COX?2的过表达使其代谢终产物增多，使细胞的凋亡抑制基因bcl?2升高， 同时降低凋亡蛋白bax和bcl?XL，从而降低细胞的凋亡率（也称 bcl?2 介导途径）；（2）COX?2的诱导作用导致一氧化氮（nitric oxide，NO） 信号的减少，抑制NO信号合成途径造成细胞的程序化死亡（也称为NO途径）；（3）花生四烯酸是一种多不饱和脂肪酸，可激活中性神经鞘磷脂酶，催化鞘磷脂水解产生神经酰胺，神经酰胺作为第二信使激活细胞内的凋亡机制，促进细胞凋亡。COX?2可催化花生四烯酸转化为前列腺素， 从而使花生四烯酸减少， 无法发挥上述促凋亡机制，凋亡减少（也称为神经酰胺途径）。Kokawa等[8]研究发现bcl?2在子宫内膜样腺癌中的表达较非内膜样腺癌中的表达明显增加，并与其肌层浸润深度、分级、分期、血管淋巴间隙侵犯及复发的增加呈正相关。高表达的bcl?2可抑制p53 诱导的细胞凋亡，野生型p53 既能够下调bcl?2的表达， 又能直接转录激活bax表达，间接抑制bcl?2 的功能。bcl?2与p53蛋白在子宫内膜癌中的表达呈负相关，子宫内膜癌从早期发展为浸润型过程中，两种基因的变化起关键作用。COX?2 通过升高bcl?2的表达水平从而降低子宫内膜癌肿瘤细胞的凋亡水平。
3.3 环氧化酶?2 与子宫内膜癌肿瘤的免疫抑制 机体的免疫功能与肿瘤的发生发展有密切关系。COX?2 衍生的前列腺素合成酶（PGs）可能通过以下机制直接或间接影响机体的免疫功能：（1）直接增强或抑制肿瘤调控基因p53、bcl?2和其他的肿瘤相关基因。大量研究发现子宫内膜癌组织的p53突变率为31%，过度表达率为 49%，p53过度表达与组织学分级和细胞增生活跃程度呈正相关，有p53基因突变和p53蛋白过度表达者的预后较差。COX?2衍生的PGs 通过增强或抑制肿瘤调控基因p53、bcl?2 的特性从而导致子宫内膜癌的发生。（2）增加能使机体发生突变的基质金属蛋白酶（MMPs），其中尤以MMP?2、MMP?9蛋白与子宫内膜癌的关系较大。吴晓云等[9]应用免疫组化法对121例子宫内膜癌组织及20例子宫脱垂妇女子宫内膜组织中MMP?2、MMP?9蛋白进行检测，结果发现 MMP?2、MMP?9蛋白在内膜癌中的表达随病理分级而升高，随肌层浸润程度的加深及有淋巴转移而增加。（3）减少对宿主肿瘤监视发生作用的细胞因子和免疫调节剂。Akhtar等[10]指出COX?2 源性前列腺素E2（PGE2）是IL?I0 和IL?12产生的相互调节的关键因素，它促进IL?I0产生并自发抑制IL?12产生，从而抑制细胞免疫，使瘤细胞逃脱免疫监视。也有研究证明COX?2 衍生的PGE2可能通过降低T淋巴细胞和树突状细胞的功能导致免疫抑制以及直接阻断抗肿瘤免疫从而促进肿瘤生长[11]。PGE2也可抑制肿瘤坏死因子(TNF? α)的产生，诱导有免疫抑制功能的白介素?10(IL?I0)的产生[12]，因而，COX?2 可增强肿瘤介导的免疫抑制作用，在子宫内膜癌的生长过程中， 肿瘤细胞释放的集落剌激因子可再激活COX?2，进一步促进肿瘤的发展。
4 环氧化酶?2与子宫内膜癌的侵袭
子宫内膜癌患者的肿瘤转移决定了其较高的死亡率。肿瘤细胞中COX?2的过表达可引起肿瘤局部产生过多的PGs，促进新生血管的生长，这是肿瘤组织生长、侵袭、转移的物质基础。COX?2在肿瘤细胞的运动和粘附方面也起着重要作用，已经在体外和体内研究中证实COX?2抑制剂能够降低细胞的运动、粘附和肿瘤侵袭 [13]。COX?2的表达导致增加肿瘤的侵袭和与细胞外蛋白质的粘附，或者通过改变细胞的动力学，包括增加金属蛋白酶2（MMP?2）、膜性金属蛋白酶1 （MT?MMP?1）的表达和减少上皮细胞钙粘蛋白（E?cadherin）的表达[14]，从而增加肿瘤的侵袭。一氧化氮（Nitric oxide，NO）是人体内重要的信号传递分子， 它是由一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase，iNOS)催化底物L－精氨酸而生成的，检测一氧化氮合酶的表达，可间接推测NO的生成，iNOS可诱导COX?2 的表达及催化生成NO 而加强COX?2 的活性[15] 。李威等[16]应用免疫组化法检测30例子宫内膜癌组织中COX?2和iNOS的表达，并以RT?PCR 技术检测COX?2和iNOS mRNA的表达，结果发现子宫内膜癌组织中COX?2及iNos蛋白阳性表达率分别为66.7%和73.3%；子宫内膜癌及癌旁组织中COX?2和iNOS mRNA 的表达均明显上调。中分化内膜癌组织COX?2蛋白的表达显著高于低分化的癌组织，子宫肌层浸润深度>1/2 的iNOS表达明显高于肌层未受累或<1/2 的患者。COX?2和iNOS的表达呈明显正相关。COX?2和iNOS的高表达与子宫内膜癌的发生及密切相关，提示COX?2可能主要参与子宫内膜癌发生的早期，iNOS的高表达与子宫内膜癌浸润能力有关。
5 展望
综上所述，环氧化酶?2可能在子宫内膜癌的发生发展中起着重要作用，其可能通过多种途径参与肿瘤的发生和侵袭性生长。子宫内膜癌严重影响中老年妇女的生命健康，阐明COX?2在子宫内膜癌发病中的作用机制对于指导我们用COX?2选择性抑制剂子宫内膜癌有重要的临床意义。虽然目前对COX?2选择性抑制剂在临床治疗中的心血管危险有许多报道，如增加冠状动脉粥样硬化、高血压、急性心肌梗死、卒中的发病率等，但大量临床研究己证实，对于危险性低的心血管疾患，使用合理剂量的含有磺酌基的COX?2抑制剂塞来昔布（Celecoxib）还是安全的。可见COX?2选择性抑制剂可能成为抗肿瘤治疗的一个新的靶点，为子宫内膜癌的治疗和预防开辟新的途径。
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［1］ 李静， 刑辉，马丁，等. 环氧化酶?2在子宫内膜癌中上调表达的临床意义[J].组织化学与细胞化学杂志，2004，13(3):316?320.
[2] St?Germain ME， Gagnon V， Parent S, et al. Regulation of COX?2 protein expression by Akt in endometrial cancer cells is mediated through NF?kappaB/IkappaB pathway [J]. Mol Cancer, 2004, 11(3):7.
[3] Fujuwaki R,Iida K,Kanasaki H, et al. Cyclooxygenase?2 expression in endometrial cancer: correlation with microvessel count and expression of vascular endothelial growth factor and thymidine phosphorylase [J]. Hum pathoj, 2002, 33(2): 213?219.
[4] Cao QJ, Einstein MH, Anderson PS, et al. Expression of COX?2, Ki?67, cyclin Dl, and p21 in endometrial endometrioid carcinomas [J]. Int J Gynecol Pathol, 2002,21(2):147?154.
[5] Li W, Xu RJ, Jiang LH, et al. Expression of Cyclooxygenase?2 and Inducible Nitric Oxide Synthase Correlates with Tumor Angiogenesis in Endometrial Carcinoma[J]. Med Oncol, 2005, 22(1): 63?70.
[6] Konerding MA, Fait E, Dimitropoulou C, et al. Impact of fibroblast growth factor?2 on tumor microvascular architecture. A tridimensional morphometric study[J]. Am J Pathol, 1998, 152: 1607?1616.
[7] Toyoki H, Fujimoto J, Sato E, et al. Clinical implications of expression of cyclooxygenase?2 related to angiogenesis in uterine endometrial cancers [J].Ann Oncol,2005,16(1): 51?55.
[8] Kokawa K, Shikone T,et al. Apoptosis and the expression of bcl?2 and Bax in patients with endometrioid clear cell, and serous carcinoma of the uterine endometrium [J]. Cynecol oncol, 2001, 81(2): 178?183.
[9] 吴小云，陈爱琴，吕卫国，等. 子宫内膜癌中基质金属蛋白酶及其组织抑止因子的表达与临床意义[J]. 实用妇产科杂志，2004，20（1）：22?24.
[10] Akhtar M, Cheng Y, Magno RM, et al.Promoter methlation regulates Helicobacter pylori?stimulated cyclooxygenase?2 expression in gastric epithelial cells [J]. cancer Res,2001,61(6):2399?2403.
[11]Pockaj BA, Basu GD, Pathangey LB, et al. Reduced T?cell function is related to cyclooxygenase?2 overexpression and prostaglandin E2 secretion in patients with breast cancer [J]. Ann Surg Oncol, 2004, 11(3): 328?339.
[12]Treffkorn L, Scheibe R, Maruyama T, et al. PGE2 exerts its effect on the LPS?indu ced release of TNF?alpha, ET?1, IL?1alpha, IL?6 and IL?10 via the EP2 and EP4 receptor in rat liver macrophages [J]. Prostaglandins Other Lipid Mediat, 2004, 74(1?4): 113?123.
[13]Sheng H, Shao J, Morrow JD, et al. Modulation of apoptosis and Bcl?2 expression by prostaglandin E2 in human colon cancer[J]. Cancer Res, 1998, 58(2): 362?366.
[14]Cao Y, Prescott SM, et al. Many actions of cyclooxygenase?2 in cellular dynamics and in cancer[J]. J Cell Physiol, 2002, 190(3): 279?286.
[15]Nogawa S, Forster C, Zhang F, et al. Interaction between inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase?2 after cerebral ischemia[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1998, 95(18): 10966?10971.
[16]李威，张红河，徐如君，等. 环氧化酶?2及诱导型一氧化氮在子宫内膜癌组织中的表达及意义[J]. 肿瘤防治研究，2004，31（9）：532?535.
