卵巢癌因其发病机制不明确、早期诊断困难及治疗手段有限，稳居高致死率肿瘤之列，其生物节律运行机制为研究卵巢癌提供了新的方向，本文就节律基因家族在上皮性卵巢癌发生、治疗及耐药机制中的相关研究进展作一综述。
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卵巢恶性肿瘤是女性生殖器常见的三大恶性肿瘤之一，由于卵巢部位处于盆腔深处，早期病变不易发现，晚期病例也缺乏有效的治疗手段，因此卵巢恶性肿瘤致死率仍居妇科恶性肿瘤首位。近年来越来越多的研究发现节律基因的表达变化与恶性肿瘤的发生发展存在一定的联系[1,2,3]，节律基因家族的发现及研究为卵巢癌的发生与治疗等方面提供了新的研究方向。
昼夜节律是以昼夜24 h为周期在生命体中普遍存在的节律性生理生化和行为活动。生物昼夜节律的功能是通过某些组织特异性基因的节律表达来一步步实现的，这些基因被称作节律基因。迄今为止，在哺乳动物中发现的节律基因主要有per1、2、3（period1、2、3）、tim（timeless）、CLOCK、Cry1、2（Crytochrome1、2）、BMAL1（brain and muscle ARNT-like-1）、孤儿核受体Rev-Erba、Rorα（retinoic acid receptor-related orphan receptorα）、CKIε（Casein kinase 1ε）和Decl 1、2（Differentiated embryo-chon-drocyte expressed gene1, 2）等[4]。昼夜节律系统由三部分组成：即输入通路、中心起搏器或振荡器和输出通路。输入通路感受外界信号如光与温度等，它可将这些信号加工成神经信号并传递到中心起搏器或振荡器；中心起搏器或振荡器由一组节律基因及其蛋白质产物所组成，主要通过转录和翻译产生分子振荡；而输出通路则通过分子振荡调控下游各种生命过程，包括生理和行为等。
生物节律的分子机制由转录-翻译反馈网络回路组成，该网络形成昼夜节律基因24 h节律性表达模式[5]，其核心是生物节律基因及其蛋白产物。核心基因包括两个基因家族：Per基因家族和Cry基因家族。在哺乳动物中，3个Per基因（Per1、2和3）和两个Cry基因（Cry1和Cry2）的表达由CLOCK和BMAL1所激活。而这两个转录激活因子都具有bHLH-PAS（basic helix-loop-helix, Period-Arnt-Single minded）结构，它们能够结合从而形成异二聚体，并与Per和Cry基因启动子区的E-box识别、结合并诱导Per和Cry基因表达转录因子，进而促使靶基因的转录形成产物Per和Cry，在细胞质中组成Per-Cry复合物，随后该复合物被转入细胞核内，Cry基因通过抑制CLOCK的组蛋白乙酰转移酶（HAT）活性的方式抑制CLOCK和BMAL1的活性，进而抑制自身表达[6,7]。另一方面，CLOCK-BMAL1可上调负转录因子REV-ERBα、β并激活正向转录因子ROR（α、β、γ），两者分别竞争性结合位于BMAL1基因的调控原件RREDNA序列，进而分别抑制或激活BMAL1转录[8,9]。此外还有SIRT1（sirtuin1）回路，它通过对抗CLOCK的HAT活性来调节生物节律。SIRT1是核心节律基因昼夜转录所必需的，包括BMAL1、Rory、Per2和Cry1。SIRT1可按照昼夜节律结合CROCK-BMAL1，促进Per2的脱乙酰化和降解。SIRT1进入细胞核后抑制CLOCK-BMAL1的合成。除了上述的3条回路外，还有多条回路同时对昼夜节律进行调控。那些位于生物节律基因的下游并受节律基因输出节律调控的所有基因被称为时控基因（clock-controlled genes，CCGs），这些基因包括了许多抑癌基因和致癌基因，如p53、p16、C-erB及C-myc等，因此，一旦生物节律基因表达发生紊乱，肿瘤就有可能出现。
癌症的两大特征细胞分裂与新陈代谢均存在昼夜节律。肿瘤发生的根本原因是机体在基因水平上失去了对细胞生长的正常调控作用，节律基因可调控原癌基因、抑癌基因以及转录因子的表达，使其在肿瘤发生、发展和抑制方面发挥直接或间接的作用。Per2和BMAL1基因在细胞转化与肺肿瘤进展中具有自发性肿瘤抑制作用。Per2和BMAL1的缺失导致原癌基因C-myc扩增表达和代谢失常，从而促进细胞的转化和生长，最终加速了肺肿瘤的发展[10]。Per1通过调节毛细血管扩张性共济失调突白蛋白（ATM）通路中的抑癌基因（TP53和CHK2），诱导细胞凋亡，从而达到抑制肿瘤的目的[11]。Winter等[12]在研究散发性和家族性原发乳腺癌时发现，与正常乳腺组织相比，Per1、2基因在肿瘤组织中的表达均有明显下降，尤其是在家族性原发乳腺癌患者中Per1的表达较散发性乳腺癌相比有明显的下降，这表明Per基因家族的表达紊乱可能是恶性肿瘤发病的一个重要因素。Per1、2在生物体中均可通过促进细胞凋亡而抑制乳腺癌的发生，并且可以通过间接抑制C-myc转录而降低肿瘤发生风险。Cry1可通过Akt-P53-P21途径调节节律基因网络并促进人骨肉瘤细胞的增殖和迁移[13]，Cry2可促进原癌基因C-myc的泛素化和降解[14]。近年多项研究发现，CLOCK、Per和Cry基因的过表达与更长时间的肿瘤无转移生存具有相关性，Per3和Cry2共同表达的缺失与乳腺癌转移风险升高相关[15,16]。Tokunaga等[17]研究发现，生物节律基因Cry1和BMAL1与上皮性卵巢癌的临床病理指标存在相关性，这2个基因同时低表达是影响预后的独立因素，甚至与肿瘤分期和病理学分型也存在相关性。研究发现，在多种肿瘤细胞中，慢性昼夜节律失调可促进视网膜母细胞瘤肿瘤抑制蛋白（Rb）的磷酸化，从而有利于G1/S相细胞周期进展，促进肿瘤细胞增殖[18]。
卵巢癌标准治疗为手术治疗（全面分期手术或肿瘤细胞减灭术）联合化疗的综合治疗。尽管手术及化疗有所改进，但复发率及耐药性仍居高不下。靶向治疗是肿瘤治疗方面现阶段研究最多的热点，节律基因的发现不仅为基因治疗提供了新的作用靶点，同时还发展出新的治疗方案——时辰疗法。
靶向治疗是在细胞分子水平上，针对肿瘤细胞过度表达的标志性分子靶点，选择特异性阻断剂有效干预受该标志性分子调控和指导的信号传导通路。细胞表面转铁蛋白受体1（TfR1）的数量与细胞增殖速率相关，研究发现昼夜节律基因家族中包括CLOCK与BMAL1在内的多个基因均可调节TfR1在肿瘤组织中的表达，并最终影响化疗药物的作用效果，通过调控TfR1的24 h节律性表达可在其靶向治疗中发挥重要作用[19]。Zhang等[20]研究发现，与正常宫颈组织相比，节律基因tim在宫颈癌组织中的表达明显增加，而且tim过表达的宫颈癌患者其淋巴转移机率高、临床预后差。PI3K-AKT-mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路，该信号通路与细胞的休眠、增殖、癌变和寿命直接相关，其关键组件的突变可以增强该信号通路，从而导致卵巢癌的发生发展（特别是卵巢子宫内膜样腺癌）。研究表明，BMAL1可调节并激活AKT和PI3K从而调节包括细胞增殖、分化、凋亡等细胞活动，BMAL1表达沉默亦可使PI3K-AKT-mTOR信号通路失活，进而可抑制肿瘤细胞的生长[21]。研究发现，Per 2在卵巢癌中的表达水平明显低于卵巢良性肿瘤，且随着卵巢癌期别的升高Per 2的mRNA和蛋白表达水平均明显降低，靶向转染Per 2基因并稳定表达的卵巢癌细胞其肿瘤生长速度减慢、抑瘤率明显提高[22]，由此可见，对晚期卵巢癌而言其组织细胞中Per2的mRNA和蛋白质的表达是缺失的。上述研究表明，节律基因家族中的多个基因均参与卵巢癌的发生发展并有可能成为生物治疗的新靶点。
自Hrushesky率先运用阿霉素和顺铂进行卵巢癌时辰治疗以来，恶性肿瘤时辰化疗的基础与临床研究成为人们一个关注的领域。越来越多的研究表明，体内药物反应的药代动力学和药效学因药物给药时间的不同而产生不同的效果，这种时间依赖性变异来源于身体的昼夜节律，是由固有的节律分子网络所控制[23]。正是基于这种节律现象，产生了时辰疗法的治疗策略。时辰疗法是通过调节外源性代谢和细胞药物应答的内源性生物节律来治疗疾病，其目的是根据正常组织、肿瘤组织及药物代谢的生物节律，选择肿瘤组织对药物最敏感和/或对机体毒性最低的时间给药，从而提高治疗疗效[24]。研究表明，乳腺癌与卵巢癌等多种肿瘤的生长速度均受生物钟的调节，其调节模式与调节肿瘤细胞增殖的节律基因表达关系密切。节律基因Per1仅在1 d中的特定时间里抑制肿瘤细胞增殖；另一方面，在化疗药物顺铂导致的肾脏与肝脏细胞DNA损伤修复过程中，有两个节律基因程序参与调控并发挥了重要作用[25,26]。故在化疗过程中将昼夜节律考虑在内，可以通过改善功效和/或限制化疗药物毒性而提高治疗效果。Kobayashi等[27]研究发现，阿霉素或多柔比星与顺铂最佳时间点的配伍给药方案不但可以更好地治疗晚期卵巢癌而且还可降低化疗副反应。随着昼夜节律基因作用机制研究的不断深入，科学家们正在尝试开发基于分子机制的时辰化疗方案。其原理主要是根据昼夜节律基因可对DNA的切除修复功能进行调节控制[28]。在具有昼夜节律的肿瘤组织中，如果肿瘤与正常组织增殖保持较为一致的节律性，当组织细胞的修复功能处于下降期时可以通过较低剂量的顺铂来达到治疗效果并减少毒副反应。节律基因此时可通过调节化疗药物的药代动力学、药效动力学及DNA修复酶的活性来影响药物所致的DNA损伤修复而改善治疗效果[24]。由此可见，根据不同肿瘤细胞的昼夜节律规律于最佳给药时间予以化疗，不仅可提高化疗效果还可降低毒副作用，这对卵巢癌化疗至关重要。
越来越多的证据表明，节律基因与卵巢癌化疗耐药密切相关，细胞自噬在其中发挥了重要作用。细胞自噬是细胞利用溶酶体降解自身受损的大分子物质和细胞器的过程，它不仅在保持基因组完整性和维持内环境稳定方面发挥重要作用，也与肿瘤的发生发展和肿瘤耐药密切相关。卵巢浆液性癌细胞中自噬相关基因Beclin1和LC3的表达较卵巢浆液性囊腺瘤及癌旁组织下降，导致自噬功能减弱[29]，这表明细胞自噬的减弱与卵巢癌的发生发展存在关系。在肿瘤早期生长阶段细胞自噬发挥着抑制肿瘤生长的作用，而随着癌肿的不断增殖生长，为了适应营养缺乏和低氧等严苛的生存条件，细胞自噬现象会明显增加，通过降解受损的蛋白和细胞器以维持细胞存活，从而起到保护肿瘤细胞的作用。福建省立医院妇科的课题组前期研究结果显示，卵巢癌患者化疗耐药的产生与细胞自噬有关，抑制肿瘤细胞的自噬效应可改善卵巢癌患者对化疗药物的敏感性[30,31,32]。近年来多项研究表明，化疗药物能够诱导肿瘤细胞自噬的发生，保护性自噬的激活降低了肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，而导致肿瘤细胞对化疗药物耐受[32,33,34]。进一步研究提示，细胞自噬现象的增加亦与生物节律基因表达存在明显相关性。Xu等[35]研究表明，与顺铂敏感的卵巢癌A2780细胞相比，顺铂耐药的CP70细胞中CLOCK蛋白的表达显著增加，用顺铂处理A2780和CP70细胞后，CLOCK蛋白表达随着顺铂浓度的增加呈剂量依赖性增加；而通过RNA干扰敲除CP70细胞中的CLOCK后，顺铂处理能够显著抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡。Sun等[32]研究发现，在卵巢癌耐药细胞SKOV3/DDP中CLOCK基因可调节细胞自噬现象，进而影响肿瘤细胞中耐药基因的表达和细胞增殖。Sulli等[36]研究发现，昼夜节律中断会增加罹患癌症的风险，核激素受体REV-ERBα和REV-ERBβ是必需的节律基因抑制因子，两种具有体内活性的REV-ERB激动剂SR9009和SR9011均可诱导包括卵巢癌在内的多种癌细胞系凋亡，而癌细胞的凋亡依赖于REV-ERBα控制的昼夜节律调节的自噬。上述研究均表明了细胞自噬与生物昼夜节律关联紧密，节律基因家族在肿瘤治疗以及治疗后耐药产生的作用机制中发挥重要作用，进一步深入研究节律基因在肿瘤化疗耐药作用过程中的机理，或许可为难治性卵巢癌的治疗提供新的作用靶点及更有效的化疗方法。
节律基因家族参与调控细胞周期与细胞凋亡等诸多重要生理功能，其表达异常亦与恶性肿瘤发生、发展密切相关，昼夜节律基因或可成为分子靶向治疗的新靶点。时辰化疗较之常规化疗能够提高治疗效果，减少不良反应，而改善患者生活质量。虽然目前已经在基因水平发现了昼夜节律在恶性肿瘤发病与治疗方面的部分内源性机制，但昼夜节律在肿瘤时辰化疗分子机制方面的研究还不够系统与深入。对该领域的继续研究探索，相信会为癌症患者提供一种更为合理有效的肿瘤治疗方法。
所有作者均声明不存在利益冲突
