《Free Radical Biology and Medicine》：Mutant p53 disrupts antioxidant defense in fallopian tube epithelium via GSTAs suppression: A pathway to serous tubal carcinogenesis
编辑推荐：
高 grade 浆液性卵巢癌（HGSOC）起源于输卵管伞部上皮细胞，其前体病变如STIC和p53表型与氧化应激失衡相关。本研究发现突变p53显著下调抗氧化酶GSTA2表达，导致DNA损伤累积，与HGSOC发生发展密切相关。
作者名单：Destiny B. Burnett、Sandy St-Hilaire、Leah Dodds、Omar Nelson、Jovanka Ravix、Ramlogan Sowamber、Ashlee J. Sealy、Iru Paudel、Osmaray Morales、Xiang-Xi Xu、Matthew Schlumbrecht、Patricia A. Shaw、Elizabeth R. Smith、Sophia H.L. George
美国佛罗里达州迈阿密市迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心
摘要
高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是最常见且最具侵袭性的上皮性卵巢癌类型。根据临床观察，在遗传高风险人群或HGSOC患者中，输卵管伞部区域存在称为浆液性输卵管上皮内癌（STIC）的特异性癌前病变，这表明输卵管伞部可能是该疾病的起源部位。我们之前发现，绝经前女性正常输卵管的伞部和壶腹部上皮组织在抗氧化和炎症相关基因的表达上存在差异。其中一种基因——谷胱甘肽S转移酶2（GSTA2）在伞部的表达水平以及卵泡期（排卵前）均高于壶腹部，这提示GSTA2的表达可能有助于调节这些细胞在排卵相关压力下的氧化应激平衡。本研究旨在探讨癌前基因组改变如何影响氧化应激的调控机制，通过分离健康组织中的FTE细胞并引入p53突变，进一步研究了GSTA2及其他抗氧化酶的表达和功能。结果表明，p53突变会下调GSTA2的表达并增加DNA损伤。p53突变与氧化应激反应失调的结合可能促进了高级别浆液性卵巢癌的发生。
引言
高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）是最常见的上皮性卵巢癌亚型。该疾病通常在晚期才被诊断出来，且具有高度侵袭性，导致患者的生存率较低。其早期癌前病变尚不明确，但研究表明HGSOC的起源部位很可能是输卵管伞部上皮（FTE）[1, [2], [3], [4]]。癌前阶段的p53特征表现为在其他外观正常的组织中核免疫染色呈强阳性[5]，这种特征主要出现在伞部，并被认为是浆液性输卵管上皮内癌（STIC）的前体病变。
FTE细胞长期暴露于活性氧（ROS）和排卵引起的激素周期变化等细胞应激因素中。这些应激因素可能导致细胞周期紊乱、代谢异常以及炎症反应增强[2, 6, 7]。ROS水平的升高会进一步影响上皮细胞的正常功能、存活和生长，为癌细胞通过逃避细胞死亡机制而增殖提供条件。此外，双链断裂（DSB）修复途径的缺陷在HGSOC的早期发展中起着重要作用[8]。95–99%的HGSOC病例中存在TP53突变，这种突变最早出现在组织学上正常的癌前细胞中[9], [10], [11]]。TP53被视为基因组的“监管者”，而肿瘤抑制因子BRCA1和BRCA2则通过维持DNA稳定性来防止基因组损伤。BRCA1/2基因的致病突变与HGSOC的发生有关，约20–22%的HGSOC肿瘤中存在这些基因的缺陷[12, 13]，这会导致DNA修复能力的下降和错误增加。这些突变及异常的p53功能会促使FTE细胞发生转化。
谷胱甘肽S转移酶A1（GSTA1）和谷胱甘肽S转移酶A2（GSTA2）是两种能够清除ROS的酶，在正常输卵管的伞部和壶腹部之间的表达存在差异[14]。由于排卵过程中会释放含有趋化因子、细胞因子以及雌激素、孕激素和雄激素等激素的卵泡液，而GSTA酶在输卵管高风险区域的表达量较高，因此我们认为这些酶在调节ROS平衡中起着重要作用，这一过程可能与浆液性卵巢癌的发生有关。p53突变导致的GSTA酶调控异常以及ROS水平的升高为FTE细胞的转化创造了条件。本研究分析了最早期的癌前病变（p53特征和STIC）中GSTA2的表达情况，并在原代FTE细胞系中模拟了这一过程，以揭示促使FTE向HGSOC转化的分子机制。
案例收集
所有患者的组织样本和临床信息收集方案均获得了迈阿密大学米勒医学院研究伦理委员会（UHN Research Ethics Board）和IRB的批准。所有组织捐赠者均签署了书面同意书，同意将其组织用于研究目的。对于原代培养样本，捐赠者通过UHN生物库和西尔维斯特综合癌症中心的生物样本共享资源（BSSR）进行授权。
GSTA2在STIC和HGSOC中的表达降低
我们使用Aperio Spectrum软件对HGSOC病例的数字图像进行了图像分析（图1A）。分析过程中排除了肿瘤间质的影响。结果显示，92.6%（150/162例）的HGSOC病例中GSTA2的表达水平低于正常FTE组织（GSTA2+细胞的比例为1.87%–34%）（p < 0.0001）（图1B–D）。在TCGA HGSOC数据集中，仅有2.5–7%（n = 316例）的病例表现出GSTA2 mRNA水平的下降或升高。
讨论
输卵管伞部被认为是高级别浆液性卵巢癌的主要起源部位。HGSOC的前体病变（包括具有p53特征的STIC）最常发生在输卵管的远端伞部，该区域直接暴露于排卵过程中。因此，伞部被认为是易发生转化的高风险上皮区域，而壶腹部则是低风险区域。
结论
由于排卵作用，FTE细胞持续处于氧化应激状态，因此该区域需要强大的抗氧化防御机制来防止DNA损伤和后续的细胞转化。然而，在STIC和HGSOC中，这种防御机制受到破坏，表现为GSTA2表达的下降。我们的研究发现，p53突变通过下调GSTA2及其相关基因的表达，削弱了细胞的DNA损伤修复能力，从而促进了肿瘤的发展。
作者贡献声明
Destiny B. Burnett： 负责初稿撰写。
Sandy St-Hilaire： 负责审稿、编辑、数据分析及数据整理。
Leah Dodds： 负责审稿、编辑、初稿撰写、数据分析及数据整理。
Jovanka Ravix： 负责审稿、编辑、数据可视化及数据分析。
Omar Nelson： 负责结果验证、方法学设计、数据分析及概念构建。
Ramlogan Sowamber： 负责审稿、编辑、结果验证、方法学设计及数据分析。
利益冲突
作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。
致谢
我们感谢UHN生物库、西尔维斯特综合癌症中心的生物样本共享资源（BSSR：SCR022889）、癌症建模共享资源（CMSR：SCR022891）、流式细胞术共享资源（FCSR：SCR022501）以及迈阿密大学共聚焦显微镜平台（Gabriel Gaidosh）的支持。
本研究得到了CDMRP卵巢癌项目（W81XWH-18-1-0072）、女性癌症基金会（Belinda-Sue/Mary-Jane Walker Fund）和西尔维斯特综合癌症中心的资助。JR也获得了相关支持。
