蒲凱瑞，肖 萍，李 佳，鄭月慧，鄭莉萍，黃 健*

（南昌大學(xué)1.第二臨床醫(yī)學(xué)院2012級(jí);2.醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江西南昌 310006）

Notch信號(hào)通路介導(dǎo)卵巢生理病理的作用

蒲凱瑞1，肖 萍1，李 佳2，鄭月慧2，鄭莉萍2，黃 健2*

（南昌大學(xué)1.第二臨床醫(yī)學(xué)院2012級(jí);2.醫(yī)學(xué)部醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，江西南昌 310006）

Notch信號(hào)通路參與卵子發(fā)生、卵巢激素分泌，調(diào)控卵巢生殖干細(xì)胞的增殖分化，此外它還參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展等病理過(guò)程。

Notch信號(hào)通路;卵巢

*通信作者（corresponding author）:jian2004fei@126.com

Notch一詞最早來(lái)源于果蠅，研究者發(fā)現(xiàn)一種基因的突變可造成果蠅殘翅，因此把該基因定義為Notch基因［1］。Notch信號(hào)通路是一條進(jìn)化上十分保守的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)，在各種無(wú)脊椎和脊椎動(dòng)物的細(xì)胞發(fā)育及干細(xì)胞增殖、分化和凋亡過(guò)程中起著關(guān)鍵性的作用。

該通路由Notch受體、配體和細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)器3部分組成［2］。果蠅有1種 Notch受體和2種配體（Delta和 Serrate）。哺乳動(dòng)物有 4種同源受體（Notch 1－4）和5種配體（與Delta同源的Delta-1、Delta-3及Delta-4，與Serrate同源的Jagged1和Jagged2）。Notch受體是單跨膜蛋白，分為胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。胞外區(qū)由29～36個(gè)生長(zhǎng)因子樣重復(fù)序列（epidemal growth factor-like repeats，EGF-R）和3個(gè)富含半胱氨酸的LNR（lin/Notch repeats）組成?？缒^(qū)含有1個(gè)S3裂解位點(diǎn)，經(jīng)水解作用，生成胞內(nèi)段NICN/ICN（Notch intracellular domain）和1個(gè)短跨膜片段。胞內(nèi)段由N端到C端依次由RAM區(qū)（RBP2J kappa associated molecular）、核定位信號(hào)（nuclear localization signal，NLS）、6 個(gè)錨蛋白樣重復(fù)序列 （ankyrin repeats，ANK）、NLS、轉(zhuǎn)錄激活區(qū)（translational active domain，TAD）和 PEST 區(qū)（Proline Glutamate Serine Threonine）組成，其功能是將Notch信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)。

Notch配體也屬于單跨膜蛋白，它由氨基端的DSL區(qū)（Delta/Serrate/Lag-2）、DOS區(qū)（Delta andOSM-11-like proteins）以及EGF-R組成，其中DSL、DOS參與受體的結(jié)合（圖1）。細(xì)胞內(nèi)的效應(yīng)器分子是DNA結(jié)合蛋白［CBF-1或 RBP-JK/Su（H）/Lag，CSL］。CSL是轉(zhuǎn)錄因子，結(jié)合于靶基因啟動(dòng)子區(qū)。當(dāng)Notch信號(hào)被激活時(shí)，配體釋放，與鄰近細(xì)胞上的受體結(jié)合，在S3位點(diǎn)于γ-分泌酶的催化下釋放出胞內(nèi)段NICN，NICN進(jìn)入細(xì)胞核與CSL結(jié)合，形成轉(zhuǎn)錄激活物，上調(diào)CUT、HES、HEY和HNT等靶基因的表達(dá)（圖2）。

1 Notch信號(hào)通路與卵巢生理

卵巢的主要生理功能包括卵子發(fā)生和內(nèi)分泌功能。

1.1 Notch信號(hào)通路與卵子發(fā)生

1.1.1 Notch信號(hào)通路與果蠅卵子發(fā)生:Notch信號(hào)通路參與果蠅卵子發(fā)生的多個(gè)過(guò)程［3］:1）濾泡上皮細(xì)胞的M/E轉(zhuǎn)換（mitotic cycle to endocycle switch，M/E switch）:在該過(guò)程中生殖細(xì)胞表達(dá)釋放

Notch配體Delta，與鄰近濾泡上皮細(xì)胞表面受體結(jié)合，激活Notch信號(hào)，促進(jìn)靶基因CUT的表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞進(jìn)入M/E轉(zhuǎn)換。2）生殖干細(xì)胞（germline stem cells，GSCs）自我維持和更新:在果蠅卵巢中，生殖干細(xì)胞通過(guò)鈣黏蛋白與帽細(xì)胞（cap cell）直接相連，帽細(xì)胞與周?chē)哪┒死w維細(xì)胞（terminal filament cells）、護(hù)衛(wèi)細(xì)胞（escort cells）共同構(gòu)成生殖干細(xì)胞生存的微環(huán)境（niche）。帽細(xì)胞的數(shù)目受Notch信號(hào)的調(diào)控，而GSCs的數(shù)目又受帽細(xì)胞數(shù)量的影響，當(dāng)Notch信號(hào)受抑制時(shí)，帽細(xì)胞數(shù)量減少，GSCs的數(shù)量也隨之減少。3）Notch通路還參與果蠅卵子發(fā)生中的柄細(xì)胞（stalk cell）和極細(xì)胞的分化、卵室前后軸的確立以及一些體細(xì)胞的遷移。另外Hippo通路也可通過(guò)Notch信號(hào)通路，間接調(diào)控極細(xì)胞的分化［4］。可以發(fā)現(xiàn)，Notch信號(hào)的調(diào)控與其他信號(hào)通路存在交流，但它們?cè)谡w調(diào)控網(wǎng)絡(luò)如何進(jìn)行協(xié)調(diào)還有待探索。

圖1 Notch配體（A）和受體（B）結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1 The structure of Notch ligand（A）and its receptor（B）

圖2 Notch信號(hào)通路激活途徑Fig 2 The Notch signal transduction pathway

1.1.2 Notch信號(hào)通路與哺乳動(dòng)物卵子發(fā)生:在原始卵泡形成時(shí)和形成后，新生小鼠卵巢中無(wú)論是卵母細(xì)胞還是前顆粒細(xì)胞均有Notch家族基因及蛋白的表達(dá)。應(yīng)用Notch通路抑制劑DAPT或L-685，458對(duì)其處理，相應(yīng)蛋白和基因轉(zhuǎn)錄均下調(diào)［5］。使用泛Notch抑制劑（pan-Notch inhibitor）將此通路完全阻滯，還可觀察到卵泡發(fā)育和血管生成受阻［6］。這些均提示Notch通路參與哺乳動(dòng)物卵子發(fā)生。Notch2基因敲除后出現(xiàn)含多個(gè)卵母細(xì)胞的卵泡，且有雌性小鼠生育力下降并伴出血。還在Notch2突變的小鼠卵巢中發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞數(shù)量增多，原始卵泡數(shù)量減少的現(xiàn)象［7］。Notch通路的靶基因HES1是卵母細(xì)胞存活和發(fā)育成熟所必需的［8］。目前研究發(fā)現(xiàn)Notch信號(hào)通路可能在卵巢生殖干細(xì)胞及生殖干細(xì)胞微環(huán)境系統(tǒng)中有重要的調(diào)控作用［9］，近期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，Notch信號(hào)通路活性在小鼠卵巢組織及卵巢上皮組織中的表達(dá)隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減弱，對(duì)應(yīng)的生殖干細(xì)胞標(biāo)志基因的表達(dá)水平呈現(xiàn)一致性，Notch信號(hào)通路參與卵巢生殖干細(xì)胞增殖的調(diào)控［10］。

1.2 Notch信號(hào)通路與卵巢的內(nèi)分泌功能

卵巢有分泌雌激素、孕激素和雄激素等功能。在卵巢切除小鼠的乳腺中，Notch受體和配體的mRNA水平改變與卵巢激素的缺失有關(guān)［11］。此外，在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)，雌激素通過(guò)Notch信號(hào)和EGFR信號(hào)可增強(qiáng)雌激素受體為陰性（ER－）的乳腺癌干細(xì)胞活性［12］。ER－PR－CK5+的 luminobasal細(xì)胞在雌激素刺激下的癌細(xì)胞擴(kuò)散由Notch1信號(hào)介導(dǎo)，并可被γ-分泌酶抑制劑所阻斷［13］。可見(jiàn)Notch信號(hào)通路是卵巢激素調(diào)控活動(dòng)的介導(dǎo)者。此外，雌激素是正常骨髓造血所必須的，核因子E2-相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid-2-related factor 2，NRF2）可介導(dǎo)Notch信號(hào)通路，以增強(qiáng)造血祖干細(xì)胞（hematopoietic stem progenitor cell，HSPC）的功能［14］。連接黏附分子（junctional adhesion molecules，JAMs）JAM1a和JAM2a之間的相互作用也可以促進(jìn)Notch信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)造血干細(xì)胞命運(yùn)的調(diào)控［15］。提示Notch通路可能參與雌激素對(duì)骨髓造血的調(diào)控。目前，有關(guān)Notch信號(hào)通路與卵巢內(nèi)分泌功能的報(bào)道很少，對(duì)于該通路是如何參與卵巢分泌激素的過(guò)程以及其介導(dǎo)的病理生理活動(dòng)還待進(jìn)一步研究。

2 Notch信號(hào)通路與卵巢癌

2.1 Notch1與卵巢癌

Notch1及下游HES1基因在卵巢癌組織中均有表達(dá)，Jagged1及Notch1在上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）中表達(dá)升高［16］。還有，microRNA-199b-5p基因啟動(dòng)子區(qū)的去乙?；揎椏杉せ頙agged1-Notch1 通路，誘導(dǎo)卵巢癌產(chǎn)生耐藥［17］。Notch1信號(hào)通路可能介導(dǎo)卵泡刺激素（FSH）促進(jìn)的卵巢癌的侵襲與轉(zhuǎn)移。用FSH處理卵巢癌HEY細(xì)胞系后，N1CD、CSL、Snai蛋白及靶基因HEYmRNA表達(dá)升高，細(xì)胞侵襲力增強(qiáng)［18］，其中的Snai作為上皮-間 質(zhì) 轉(zhuǎn) 化 （epithelial-mesenchymaltransition，EMT）的轉(zhuǎn)錄因子，可誘導(dǎo)參與多種腫瘤包括卵巢癌的化療耐藥、侵襲和轉(zhuǎn)移的EMT的發(fā)生［19］。

2.2 Notch3與卵巢癌

Chen等用ChIP-chip技術(shù)發(fā)現(xiàn)一個(gè)CSL結(jié)合序列，確認(rèn)了一系列Notch3通路的下游基因，其中有絲分裂組織蛋白DLGAP5（HURP/DLG7）基因是一個(gè)重要致瘤靶基因［20］。在卵巢癌細(xì)胞中，Notch3可作為NO/sGC信號(hào)通路的正性調(diào)控者。上調(diào)或下調(diào)Notch3信號(hào)通路均可上下調(diào)NO/sGC信號(hào)通路相應(yīng)元件。而NO/sGC信號(hào)通路已被證實(shí)可促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖和存活。使用sGC的抑制劑ODQ可抑制卵巢癌細(xì)胞的生長(zhǎng)［21］，首次提供了Notch和NO兩個(gè)信號(hào)通路在卵巢癌發(fā)展進(jìn)程中相互作用的證據(jù)。Notch3還促進(jìn)卵巢癌的化療耐藥進(jìn)程。在卵巢癌細(xì)胞系OVCA429中，Notch3通路一方面誘導(dǎo)OVCA429發(fā)生EMT;另一方面削減鉑類(lèi)藥物化療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［22］。并且發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）的磷酸化對(duì)鉑類(lèi)化療藥物誘導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡起正調(diào)控作用，Notch3通路通過(guò)抑制ERK的磷酸化間接誘導(dǎo)卵巢癌的耐藥［22］。另外，在卵巢癌中，Notch3與配體Jagged1之間存在正反饋關(guān)系，Jagged1的表達(dá)受Notch3的調(diào)控，過(guò)表達(dá)或沉默Notch3均可使Jagged1相應(yīng)的上下調(diào)，同時(shí)Jagged1也可被WNT/βcatenin途徑調(diào)控。這兩條配體調(diào)控途徑獨(dú)立存在，互相協(xié)同影響Notch3信號(hào)通路，促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生［23］。Notch3通路在調(diào)控卵巢癌干細(xì)胞（cancer stem cells，CSCs）和耐藥性方面起重要作用。用γ-分泌酶抑制劑（GSI）靶向作用于Notch通路能有效殺傷對(duì)鉑化療不敏感的CSCs，使腫瘤對(duì)鉑化療的敏感性增加。但此效應(yīng)僅對(duì)表達(dá)Notch3的卵巢癌細(xì)胞有效，對(duì)不表達(dá)Notch3的癌細(xì)胞如SKOV3無(wú)明顯療效［24］。

2.3 Notch2與卵巢癌

在正常輸卵管上皮和卵巢上皮表達(dá)的Notch2在大部分低分化上皮性卵巢癌中表達(dá)缺失，其表達(dá)模式與腫瘤病理組織分型有關(guān)，由此提示Notch2可能對(duì)卵巢癌起抑制作用［25］，但該實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及它在卵巢癌中的功能還有待驗(yàn)證。

2.4 Dll4/Notch通路與卵巢癌血管生成

促進(jìn)腫瘤血管生成的Dll4/Notch和VEGF通路的相關(guān)元件也在卵巢癌中表達(dá)，且Dll4和VEGFR1表達(dá)正相關(guān)，Notch1和 VEGFR2、微血管密度（MVD）正相關(guān)，VEGFR2與腹水和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移正相關(guān)［26］。

Notch信號(hào)通路在卵巢癌的發(fā)展過(guò)程中的作用是復(fù)雜的。它可誘導(dǎo)卵巢癌發(fā)生EMT，也可參與腫瘤血管的生成，還可調(diào)控卵巢癌干細(xì)胞的增殖分化，更能增加癌細(xì)胞耐藥性。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

本文重點(diǎn)闡述了Notch信號(hào)通路在卵巢生理病理中的作用機(jī)制，這與Notch信號(hào)通路的本質(zhì)功能即參與細(xì)胞增殖分化密切相關(guān)。此外，該通路作為一種局部信號(hào)，與其他信號(hào)通路之間都存在著交流。因此，Notch信號(hào)通路的相關(guān)元件可作為卵巢疾病的生物學(xué)標(biāo)志和治療的靶點(diǎn)，為卵巢相關(guān)疾病有效防治提供依據(jù)。

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The role of Notch signaling pathway in ovarian physiology and pathology

PU Kai-rui1，XIAO Ping1，LI Jia2，ZHENG Yue-hui2，ZHENG Li-ping2，HUANG Jian2*

（1.2012 Grade of the Second Clinical Medical College;2.Dept.of Experimental Teaching of Medical College，Nanchang University，Nanchang 310006，China）

Notch signaling pathway is involved in oogenesis and the secretion of ovarian hormones.It controls proliferation and differentiation of ovarian stem cells.In addition，the Notch pathway is also involved in ovarian carcinogenesis.

Notch signaling pathway;ovary

R335.5

A

10.16352/j.issn.1001-6325.2015.09.030

1001-6325（2015）09-1276-05

2015-01-04

2015-04-24

國(guó)家自然科學(xué)基金（81160081，81360100）;江西省自然科學(xué)基金（20142BAB205002）