阿片生长因子及其受体与肿瘤治疗研究进展*

胡建功 邢恩鸿 张祥宏

1975年，Hughes[1]首次报道了内源性类阿片肽，人们逐渐认识到其除具有信号传导与神经调节作用外，还有生长调节作用。蛋氨酸脑啡肽（methionine5－enkephalin，Met5－enk）作为一种内源性类阿片肽，通过ζ受体发挥其对生长的强效抑制作用，两者分别被命名为阿片生长因子（opioid growth factor，OGF）及阿片生长因子受体（opioid growth factor receptor，OGFr）。近年来，已有多篇文献报道它们的相互作用对肿瘤细胞的生长起抑制作用，而且它们对肿瘤的治疗作用也越来越受到关注。但对它们的生物学特征尚缺乏清晰了解。为此，笔者对阿片生长因子及其受体与肿瘤治疗的研究进展综述如下。

1 阿片生长因子及其受体的发现和命名

最早被发现的内源性类阿片肽即脑啡肽，由5个氨基酸残基组成，第5位氨基酸残基有2种不同形式（分别为蛋氨酸和亮氨酸），第5位为蛋氨酸者命名为Met5-enk。前脑啡肽原A由前脑啡肽原基因编码，含有263或267个氨基酸残基，可酶切加工出不同的脑啡肽[2]。研究发现，Met5-enk除具有镇痛、免疫调节等作用外，还是一种强效的生长抑制因子，在机体的生长发育、细胞更新、肿瘤形成、伤口愈合和血管发生过程中对DNA合成、细胞迁移、组织形成起着重要的调节作用[3]。基于上述与生长相关的特点，Met5-enk被命名为OGF。

OGF是一种自分泌肽，没有细胞、组织与器官的特异性，在生理浓度发挥生物学活性，不会使机体产生依赖性、耐受性和撤药反应。在原核和真核生物的细胞培养中，已经发现OGF对细胞生长具有作用直接、迅速、作用时间长、立体特异、受体介导、无细胞毒性及可逆性的影响[4]。

经典的类阿片受体有μ、κ、δ受体，均属于G蛋白偶联受体超家族及视紫红质受体亚家族成员，具有调节第二信使的功能，激活这些受体能够抑制腺苷酸环化酶活性和L型、N型Ca2+通道，进而发挥信号传导与神经调节作用[3]。

研究表明，OGF抑制生长的活性由特异性受体介导，两者呈特异性、饱和性和单一位点结合模式。其受体在功能、组织分布、亚细胞定位、个体发育中的作用、配体特异性以及竞争性抑制等方面有其独特性[3]。基于它与类阿片肽的结合特性、立体特异性和与阿片拮抗剂纳络酮（naloxone）可逆性结合等药理学特点，被命名为ζ类阿片受体。ζ类阿片受体与经典的类阿片受体有一些相似的药理学特征，但分子特征与μ、κ、δ受体没有结构上的同源性[5]，且不存在G蛋白偶联结构、细胞外N′末端区域的共同结构、7个跨膜区域以及羧基末端加尾等结构特点，其他阿片受体及受体激动剂则不会对细胞生长产生影响。故ζ类阿片受体被命名为OGFr。

2 OGFr的基因定位、结构、功能及作用机制

OGFr基因定位于染色体22q13.3，长度至少为9 kb，包括7个外显子和6个内含子，每个内含子均具有规则的GT-内含子-AG结构。人的OGFr cDNA全长为2.4 kb，其开放阅读框编码一种由697个氨基酸组成的蛋白质，即OGFr蛋白。8个含有20个氨基酸的重复序列为其突出特点，5个缝接变构体也已经被确认[3]。小鼠脑组织中的OGFr蛋白为32、30、17、16 ku的多肽和62 ku的蛋白，与OGFr开放阅读框编码的蛋白一致。研究发现，只有62 ku的蛋白显示出生物学活性[6]。已发现人和动物的很多正常细胞、组织以及肿瘤组织存在OGF-OGFr，且两者可相互作用[1，3]，提示OGF-OGFr在机体的生长发育中可能起着重要的调节作用，而且与肿瘤的形成也有密切关系。

研究发现，人工颈动脉内膜损伤的小鼠，在OGF的作用下，动脉内膜和基质的DNA合成减少到对照组的16%～78%[7]。OGF能够抑制大鼠尾部皮肤损伤的修复。采用OGFr拮抗剂纳曲酮（Naltrexone,NTX）干扰OGF-OGFr的相互作用，皮肤基底细胞的DNA合成增加[8]，提示OGF系统起着调节组织损伤修复的作用，同时也表明阿片受体拮抗剂有助于伤口愈合。

OGFr cDNA被转染到成年小鼠角膜周缘上皮后，角膜上皮OGFr染色显著增强，BrdU标记阳性的基底细胞数量是对照组的1/3[9]，提示OGF-OGFr在上皮的更新修复中起着重要的调节作用，但对经过终末复制的上皮则不再起作用[3]。这可能是一种生理上的安全防护机制，有助于防止过度增生反应。

有学者研究了OGF、OGFr在小鼠舌表面上皮核质中的分布，提出了其作用模式：在细胞外的环境中，OGF经过主动或被动转运，在外层核膜与OGFr相结合，形成肽-受体复合物，通过OGFr偶联核定位信号直接与核质转运蛋白结合，并在Ran等调控因子的作用下，以能量依赖性的方式通过核孔复合物主动转运到核内[10]。之后，在Ran GTP存在的情况下，核质转运蛋白α、β从OGF-OGFr复合物解离，并游离到细胞质得以循环利用。OGF-OGFr复合物则被释放到核内基质与异染色质周围，DNA合成即被此肽-受体复合物抑制。在NTX作用下的细胞核质内可以观察到NTX-OGFr复合物，提示NTX-OGFr复合物与OGF-OGFr有着相同的通路。OGF能增加周期素依赖性蛋白激酶抑制剂P16和P21的表达，表明OGF可通过上调P16和P21的表达来抑制细胞增殖[11]。

3 阿片生长因子及其受体与肿瘤生长的关系

研究发现，在OGF的作用下，胰腺癌BxPC-3细胞株、大肠癌HT-29细胞株、头颈部鳞癌CAL-27细胞株的DNA合成受阻，有丝分裂受到抑制，细胞生长减慢，而细胞倍增时间延长，其中，G0/G1期细胞分数增加，S期和G2/M期相应减少，G0/G1期时间延长[5,10]，提示OGF阻断细胞周期于G0/G1期。施加OGFr特异性抗体、OGFr拮抗剂或采用反义OGFr RNA干扰OGF-OGFr的相互作用，会出现相反的结果，导致细胞数量显著增加。这进一步证明了OGF可通过与OGFr结合发挥对细胞生长的抑制作用。

有研究显示，头颈部鳞癌（SCCHN）组织中OGFr蛋白比正常上皮少90%[12]。OGFr蛋白在乳腺癌中表达明显低于乳腺良性病变[13]。以上提示OGFr数量减少，与OGF相互作用减弱，可导致对DNA合成的抑制作用减弱，细胞生长加快，促进肿瘤的发生发展。

SCCHN细胞株被接种到裸鼠体内后，肿瘤OGFr结合位点的数量随着肿瘤体积的增大逐渐减少，OGFr蛋白表达量随着肿瘤分化程度的降低逐渐减少。而受体亲和力和OGFr mRNA的表达量在不同体积和分化的肿瘤中没有变化[14]，表明OGFr在SCCHN中随着肿瘤的进展而减少是在翻译和翻译后的水平，而不是在基因的转录水平。OGFr蛋白表达减少导致OGF-OGFr平衡细胞增殖的能力减弱，促进了SCCHN的发生发展。上述结果提示，OGF-OGFr与肿瘤的发生发展有关。

4 阿片生长因子及其受体与肿瘤治疗

OGF可抑制对数生长期的COS-7细胞、鼠神经母细胞瘤N1E-115、S20Y细胞生长，而其拮抗剂则促进细胞生长。HT-29癌细胞接种于软琼脂并暴露于OGF作用下，细胞集落比对照组减少57%，集落面积减少25%。OGF抑制体内外实验中的人神经母细胞瘤、大肠癌、SCCHN细胞生长。与对照组相比，经OGF作用的接种有SCCHN的裸鼠肿瘤出现时间晚、肿瘤体积小、存活时间长。荷瘤裸鼠腹腔内注射OGF，肿瘤出现时间延迟，肿瘤体积减小[15]。OGF作用12 h即可抑制体外培养的肾癌细胞株Caki-2、A498、SN12C和ACHN的生长。OGF抑制体内外实验中的人胰腺癌细胞的生长[14]。另外，OGF能够增强化疗药物对胰腺癌及SCCHN细胞的生长抑制作用[16]。临床I期试验发现，用OGF治疗不能手术切除的晚期胰腺癌患者OGF治疗组明显好于对照组，还确定了静脉注射和皮下注射的最大给药剂量，未发现OGF对于血氧饱和度及心率方面的不利影响[17]。以上表明OGF具有抑制多种肿瘤生长的作用，可尝试用于治疗多种肿瘤。

将OGFr cDNA转染到人胰腺癌PaCa-2细胞株及头颈部鳞癌SCC-1细胞株后，转染组OGFr蛋白表达显著增加，而肿瘤细胞数量显著减少，细胞倍增时间延长[18]。加入外源性OGF，细胞数量进一步减少。OGF-OGFr作用效率取决于两者的剂量。施加OGF、增加OGFr的表达可能会抑制多种正常细胞及肿瘤细胞的生长。这可能为寻找新的肿瘤治疗靶点提供线索，为肿瘤的生物治疗提供新思路。

目前，对于OGF-OGFr在不同肿瘤中作用的研究尚少，其作用机制也未阐明。研究OGF-OGFr在多种肿瘤中的作用，可能有助于提高对肿瘤发生发展及预防和治疗的认识。随着分子生物学技术的发展，采用OGF结合OGFr cDNA转染的生物治疗可能会在肿瘤治疗中发挥重要的作用。

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