薛美玲，張雪，段秀慶

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院乳腺外科，哈爾濱 150001)

乳腺癌是全世界女性最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率均居女性惡性腫瘤前列，且發(fā)病率、病死率呈上升趨勢，發(fā)病年齡也在朝著年輕化的方向發(fā)展[1]。復發(fā)和轉移是導致晚期乳腺癌患者死亡的主要原因[2]。特別是三陰性乳腺癌，雌激素受體、孕激素受體和人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)均為陰性，對內(nèi)分泌治療、靶向治療等缺乏敏感性，因此具有高侵襲性、高復發(fā)率、高轉移率及預后差等特點。乳腺癌的這種現(xiàn)狀迫使臨床醫(yī)師需要了解更加詳細、全面的預后信息，從而降低乳腺癌的發(fā)病率和病死率。目前，針對乳腺癌預后的基因(如程序性細胞死亡配體1、程序性細胞死亡受體1、上皮鈣黏素、細胞周期蛋白D1等)研究已成為熱點。其中，核轉運蛋白基因2(karyopherin alpha 2，KPNA2)的高表達被證實與多種惡性腫瘤有關；同樣，在乳腺癌中，KPNA2的高表達也與侵襲性行為的特征以及預后不良有關[3]。因此，研究KPNA2在乳腺癌中的表達，明確其與乳腺癌發(fā)生、發(fā)展及預后的關系，對于判斷KPNA2能否成為乳腺癌診療的標志物、評估患者病情進展以及指導個體化治療均具有重要意義?，F(xiàn)就KPNA2在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用予以綜述。

1 KPNA2概述

1.1KPNA2的結構與功能 核轉運蛋白家族包括核輸入蛋白家族和核輸出蛋白家族兩類，KPNA2是核輸入蛋白α家族的成員之一，位于第17號染色體長臂2區(qū)3帶至第17號染色體長臂2區(qū)4帶，編碼含529個氨基酸的蛋白質，分子量約為 62 000，它的域結構在20世紀90年代首次被描述[4]。KPNA2蛋白通常在細胞核中高表達，由N端結構域、中心區(qū)域、C端結構域3個結構域組成，其中N端為輸入蛋白β結合域，該結構域具有自我抑制功能，可更好地幫助KPNA2和貨物蛋白特異性結合并被轉運；中心區(qū)域由10個重復穿模結構的中心疏水區(qū)組成，內(nèi)含2個核定位信號序列(nuclear localization sequence，NLS)結合位點，能與具有NLS的入核蛋白結合，其中第10個穿模結構的中心疏水區(qū)序列能與轉運蛋白CAS結合，負責KPNA2的核質再循環(huán)[5]；C端功能尚缺乏報道。

1.2KPNA2的核質運輸功能 經(jīng)典的入核轉運方式是通過異源二聚體輸入蛋白β和輸入蛋白α共同完成。KPNA2通過NLS識別目標蛋白，但KPNA2識別目標蛋白后只能作為轉換器，輸入蛋白β促進蛋白的對接，并將其通過核孔復合體轉移到核內(nèi)；在細胞核內(nèi)，輸入蛋白β與小G蛋白結合，導致三元復合體解體并釋放目標蛋白；隨后，輸入蛋白β和RanGTP復合物循環(huán)返回細胞質，而KPNA2則需要在轉運蛋白CAS的協(xié)助下才能回到細胞質，進行下一輪循環(huán)，這種核質運輸循環(huán)保證了KPNA2在體內(nèi)的不衰減作用[5]。

2 KPNA2在乳腺癌中的表達以及在細胞增殖中的作用

2.1KPNA2在乳腺癌中的表達 隨著對KPNA2研究的不斷深入，學者們越來越意識到KPNA2在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要性。研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2在多種惡性腫瘤中表達上調，包括卵巢惡性腫瘤、腦部惡性腫瘤、食管癌、肝癌等[4]。KPNA2在腫瘤細胞中的表達上調與腫瘤細胞內(nèi)的應激狀態(tài)相關，由于進展期腫瘤細胞內(nèi)的氧化應激處于較高水平，因此隨著腫瘤的進展，KPNA2的表達也隨之增加[6]。學者們對KPNA2在乳腺癌組織中的表達進行了一系列研究。如Dahl等[7]評估了KPNA2在乳腺癌中的表達，同時發(fā)現(xiàn)KPNA2在乳腺癌細胞中染色較強，但在正常乳腺組織中染色較弱或缺失。Liu等[8]也支持這一結論，并提出KPNA2可作為浸潤性乳腺癌的標志基因。以上研究結果表明，KPNA2在乳腺癌組織中高表達，在乳腺良性腫瘤中低表達。Dankof等[9]發(fā)現(xiàn)，KPNA2在乳腺正常組織、導管原位癌、浸潤性乳腺癌中表達的陽性率呈上升趨勢，且高級別導管內(nèi)癌組KPNA2陽性所占的比例與在浸潤性癌中所占的比例基本相當。KPNA2在各種乳腺組織中表達的差異、KPNA2在高級別導管內(nèi)癌與浸潤性乳腺癌中表達率相似，提示KPNA2過表達可能是在腫瘤由原位癌發(fā)展為浸潤性癌之前，KPNA2的上調可能是致癌過程中的一個早期事件。

乳腺癌是一類在分子水平上具有高度異質性的腫瘤，傳統(tǒng)的病理形態(tài)學分型在臨床實踐中具有不完善性。2015年，圣加倫國際乳腺癌會議將乳腺癌分為Luminal A型、Luminal B型、HER2過表達型以及三陰性乳腺癌四種分子分型[10]。雖然乳腺癌分子分型的分類標準日趨完善，但標準仍在變化，尚需其他指標協(xié)助診斷。Gluz等[3]研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2核過表達與三陰性乳腺癌、HER2過表達型乳腺癌顯著相關(P<0.001)，與Luminal A型和Luminal B型乳腺癌無相關性。Dahl等[7]也指出，KPNA2的核過表達是基底樣乳腺癌亞型的特征?；贙PNA2在不同分子分型乳腺癌中的表達差異，測定KPNA2表達率可能有助于判斷乳腺癌的分子分型以及乳腺癌輔助治療方案的選擇。KPNA2核表達不僅與乳腺癌分子分型相關，也與乳腺癌的某些臨床病理因素相關。Dankof等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在浸潤性乳腺癌中KPNA2高表達與高的腫瘤分期、高的病理分級以及淋巴結陽性顯著相關。Pavlou等[11]也支持上述觀點，并強調KPNA2高表達與腫瘤體積和年齡具有很強的相關性。趙士鋒等[12]指出，KPNA2的過表達與淋巴結轉移有關。綜上可知，KPNA2在乳腺癌中的表達上調可能影響乳腺惡性腫瘤細胞的分化情況以及乳腺癌淋巴結的轉移情況。

2.2KPNA2在乳腺癌細胞增殖中的作用 KPNA2參與多種細胞進程，包括信號轉導、基因表達調控和細胞周期等。近年來，KPNA2在腫瘤細胞增殖方面的作用逐漸被認識。既往研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2在細胞核中的表達上調可以促進口腔鱗癌細胞的增殖[13]及肝癌細胞的增殖[14]。S?rlie等[15]將264個互補DNA克隆分為3類主要基因表達簇，即管腔型/雌激素受體陽性簇、基底上皮簇和增殖簇，結果顯示，KPNA2在增殖簇腫瘤中高表達。Dahl等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在總生存期最短且無復發(fā)的腫瘤中，KPNA2是一種增殖調控基因，而在良性乳腺細胞系中過表達KPNA2可以誘導出現(xiàn)多種惡性細胞的特點，如克隆形成增加以及細胞遷移能力等。以上研究表明，KPNA2可能與乳腺癌細胞增殖有關，且可能參與了細胞的惡性轉化。用小干擾RNA沉默KPNA2后，可以干擾乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1)介導的DNA修復，以達到增加輻射、誘導乳腺癌細胞死亡的目的[16]。乳腺癌細胞的增殖顯著受到抑制，進一步證明了KPNA2與細胞增殖的關系，但KPNA2在乳腺癌腫瘤細胞增殖中的具體作用機制尚待進一步研究。

3 KPNA2通過調節(jié)乳腺癌相關蛋白的核轉位參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

3.1調控乳腺癌BRCA1基因的亞細胞定位 了解基因的亞細胞定位可以明確基因的激活狀態(tài)、相互作用機制和生物學功能，了解基因亞細胞定位的機制有助于潛在靶點的識別和藥物研發(fā)。1990年，研究者發(fā)現(xiàn)了一種直接與遺傳性乳腺癌有關的基因，即BRCA1，它在細胞周期控制、DNA修復以及維持基因組的保真度中發(fā)揮重要作用，一旦BRCA1異常，亞細胞定位或發(fā)生突變，其抑癌作用將會受到影響[17]。Augustinsson等[18]研究發(fā)現(xiàn)，異常BRCA1更有可能被診斷為高級別乳腺癌以及雌激素受體陰體、孕激素受體陰性和三陰性乳腺癌。BRCA1異常定位可影響正常功能，明確BRCA1定位和穿梭的機制是增強細胞毒反應的新策略。KPNA2在BRCA1的核轉運中發(fā)揮重要作用。Alshareeda等[19]指出，KPNA2與BRCA1胞質定位相關，具有核陰性、胞質陽性表型。這反映了KPNA2核輸出功能，但其誘導細胞質定位的機制目前尚不明確。有學者對此進行了深入研究，如Gluz等[3]發(fā)現(xiàn)，KPNA2轉運BRCA1主要依賴NLS，但缺少NLS的BRCA1突變型也可在核內(nèi)出現(xiàn)，提示還有另一種BRCA1轉運途徑，而這種轉運途徑不需要結合NLS。然而，有學者明確指出，BRCA1的亞細胞分布受NLS控制，與KPNA2直接作用，從而調控DNA的修復和細胞周期[20-21]。KPNA2可轉運BRCA1，但具體調控機制目前還存在爭議，有待于進一步研究。

3.2參與乳腺癌中NBS1基因的核轉位 NBS1是一種重要的雙鏈DNA斷裂修復基因，通常在細胞核發(fā)揮正常功能，是乳腺癌中細胞應答DNA損傷修復以及維持基因組穩(wěn)定的重要蛋白質。Chen等[22]報道，NSB1的致癌潛能是由磷脂酰肌醇-3-激酶和蛋白激酶B的激活介導，NBS1突變導致NBS1自身在胞質重新分布，減少了放射線誘導的NBS1核聚集形成，抑制了NSB1介導的DNA修復，從而促進乳腺癌細胞生長。KPNA2通過調控NBS1的亞細胞定位，影響NBS1的正常功能。Tseng等[23]研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2是核輸入蛋白家族中唯一一個與NBS1發(fā)生相互作用的成員，并證實了NBS1 NLS在體內(nèi)的作用以及KPNA2與NBS1 NLS結合的價值，提示NBS1的NLS可能是KPNA2與之結合并協(xié)助入核的關鍵。Alshareeda等[19]同樣發(fā)現(xiàn)，NBS1強表達與KPNA2強表達呈顯著正相關?？梢?，KPNA2可能參與了NBS1的核轉位，促進NBS1入核，但目前證據(jù)不足，仍需進一步研究證實。

3.3參與乳腺癌中p53的亞細胞定位 野生型p53是一種腫瘤抑制基因，具有阻滯細胞周期、抑制腫瘤血管生成等作用。Melincovici等[24]研究發(fā)現(xiàn)，當細胞發(fā)生應激反應或是癌細胞被激活后，野生型p53蛋白發(fā)生磷酸化反應，導致p53蛋白積聚于體內(nèi)，調控細胞周期，使之停滯在G1期。而p53基因一旦減少或失活，其抑癌作用將會受到影響，突變型p53與其他轉錄因子或蛋白質形成異常復合物調控基因表達，導致乳腺癌細胞的侵襲性增強，促進癌細胞生長、轉移[25]。p53基因在乳腺癌細胞中的作用與細胞核定位及自噬有關，因此明確p53定位和穿梭的機制至關重要。有文獻報道了關于p53[26]、c-Myc[27]與KPNA2存在關聯(lián)的結論。實驗發(fā)現(xiàn)，KPNA2基因表達量降低會影響p53和c-Myc的下游蛋白，導致p53和c-Myc的功能受到影響[28]。Alshareeda等[19]研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2與p53的表達呈正相關。但KPNA2與p53的關系還需進一步研究。

3.4參與乳腺癌相關蛋白的亞細胞定位 除了上述蛋白外，KPNA2還負責轉運Ki67[19]，Ki67是一種存在于增殖細胞核基質中的抗原，位于人體第10號染色體上。Sun等[29]指出，Ki67是近年來評估腫瘤細胞增殖活性的重要標志，Ki67高表達的腫瘤細胞增殖活性較強。轉運Ki67的同時，KPNA2還負責轉運染色體結構維持蛋白6樣1、同源重組修復相關Rad51以及細胞周期檢測點激酶l等[19]。未來還需研究者進一步的研究來挖掘更多的KPNA2轉運相關蛋白，以明確KPNA2對DNA損傷反應蛋白及其他腫瘤相關蛋白亞細胞定位的影響，并確定這些蛋白在乳腺癌中核導入的機制，為發(fā)現(xiàn)乳腺癌新的治療靶點及新型治療藥物提供幫助。

4 KPNA2對乳腺癌預后的影響

由于KPNA2參與乳腺癌腫瘤相關蛋白的核轉運及KPNA2對乳腺癌增殖等方面的作用，研究人員假設KPNA2或許與乳腺癌的預后相關。一項獨立研究發(fā)現(xiàn)，KPNA2可預測伴有淋巴結轉移的晚期乳腺癌患者的生存期較短[30]。KPNA2過表達可促進乳腺癌淋巴結轉移及遠處轉移，對于KPNA2過表達的乳腺癌患者一定要注意定期全面復查，復查時尤其注意乳腺癌易轉移部位的檢查，包括淋巴結、肝臟、肺臟、腦部以及骨骼等。Gluz等[3]研究發(fā)現(xiàn)，細胞核KPNA2過表達與短的總生存期(overall survival，OS)及無復發(fā)生存期顯著相關，并強調這種相關性僅存在于中度組織學分級(G2期)腫瘤患者亞組中，表明測定KPNA2的核表達率有可能對G2期腫瘤患者具有重要意義，但對G1及G3期腫瘤患者意義不大。Dahl等[7]運用Cox回歸分析發(fā)現(xiàn)，KPNA2的表達是OS的一個高度顯著、獨立、不良的危險因素，尤其是在淋巴結陽性組中。關于KNPA2是否是OS獨立的預后預測因子目前尚存在爭議。Alshareeda等[19]研究發(fā)現(xiàn)，盡管在單變量分析中KPNA2與預后存在相關性，但當納入其他預后變量時，KPNA2并未顯示出預后價值，KPNA2與組織學分級、增殖相關基因、臨床病理分期以及雌激素受體狀態(tài)之間存在相關性，KPNA2對患者預后的影響取決于這些變量，這也就解釋了當KPNA2納入其他預后變量時，并未顯示出其獨立預后價值的原因。迄今為止，關于KPNA2預后價值的研究已經(jīng)取得了一定成就。最新研究結果顯示，KPNA2在腫瘤組織中的表達水平可以作為原發(fā)性肝癌的預后標志物[31]?？傊琄PNA2核過表達預示乳腺癌預后不良，但與乳腺癌預后的具體關系及能否成為乳腺癌預后標志物還需要更深入的研究。

5 小 結

KPNA2作為核質轉運的重要蛋白，參與多種蛋白的轉運過程及多種細胞進程。KPNA2核過表達與乳腺癌侵襲性行為的特征及預后不良有關。研究者應充分了解KPNA2的生物學、病理學功能以及調控乳腺癌發(fā)生、發(fā)展的具體機制。KPNA2在乳腺癌組織中高表達，參與乳腺癌的發(fā)展進程，與乳腺癌的惡性程度以及增殖、遠處轉移均相關，KPNA2可能會成為乳腺癌的一個新的腫瘤標志物。未來應以此為契機研發(fā)出針對腫瘤組織內(nèi)特有的KPNA2基因的靶向治療藥物，制訂更有效的個體化治療方案，以減少乳腺癌的復發(fā)和轉移，改善乳腺癌患者的預后。