EphB4和ephrinB2在肿瘤中的研究进展*

许美梅 孔爱荣

(1泰山医学院 山东泰安 271000，2聊城市人民医院 山东聊城 252000)

在人类基因组中Eph是RTK家族最大的亚族，包括Eph受体及其ephrin配体。EPH是Hirai等[1]在人类cDNA文库筛选病毒致瘤基因vfps同源序列时被首先发现的。他们克隆出该基因全部cDNA序列后，运用Northern blot方法对一些人肿瘤细胞系进行表达分析后发现该基因在一株产生红细胞生成素的人肝癌细胞系ETL-1中呈现高表达，故命名该新基因为EPH(erythropoietin-producing human hepatocellular carcinoma)基因。Eph家族包括至少有14种受体和8种配体。EphB4是EPh受体中的一员，近年来的研究显示EphB4/ephrinB2信号通路与神经系统发育、生理病理性血管形成、肿瘤发展关系密切，成为国内外肿瘤研究的热点。

1 EphB4/ephrinB2的结构

EphB4由胞外区、胞膜区与胞浆区组成。胞外区为配体结合区,主要分布一个N端免疫球蛋白样袢( immunoglobulin-like loop, IGLL)、一个半胱氨酸(cystein, Cys)富集区和两个Ⅲ型纤维结合素( fibronectin typeⅢdomain, FNⅢ)重复区等结构域。胞内区为酪氨酸激酶的催化结构域和调控序列,主要分布酪氨酸激酶( tyrosine kinase, TK)结构域、高度保守的SAM(sterile alphamoti,f SAM)结构域和C端的PDZ(postsynaptic density protein, disc large, zona occludence, PDZ)结构域的结合区等。

ephrinB2为单次跨膜蛋白(显著特征是其高度保守的C端尾有5个潜在的酪氨酸磷酸化位点和1个C端PDZ结构域结合基序)，均包括信号区、结合区、间隔区和疏水区。EphrinB2的羧基末端由保守的酪氨酸残基和PDZ结构域结合基序组成，可为包含SH2/SH3或PTB结构域的信号蛋白提供结合位点。这些结构控制着配体的附着、受体与配体的集簇，调节受体与配体的结合，引起不同的生物反应。

2 EphB4/ephrinB2间的信号传导

Ephrins有别于其他的酪氨酸蛋白激酶受体(RTKs)的配体，它必须锚定在细胞膜上才能激活Eph受体。因而ephrinB2只有在膜附着状态下才能有效激活EphB4,同样EphB4也只有在膜附着状态下才具有活性,因此EphB4与ephrinB2间相互作用是以细胞-细胞相互接触进行的。另外ephrins为跨膜分子,体外研究指出[2]EphB受体和ephrinB配体的相互作用可能导致受体与配体两者同时发生酪氨酸磷酸化从而介导双向的信号传递，即ephrinB2配体具有与受体类似的结构兼具受体样信号分子功能，一旦与EphB4受体结合其胞质内酪氨酸残基磷酸化,从而发生“反式”信号传递调节细胞反应,然而ephrinB磷酸化的诱导﹑与其连接的下游信号分子以及其生物学意义目前还不清楚。因此EphB4和配体ephrinB2间的信号转导是双向的,两者可互被对方激活,一般规律是ephrinB2激活EphB4为正向信号,而EphB4激活ephrinB2为逆向信号。

3 EphB4/ephrinB2与血管形成

ephrinB2是近年发现的一种内皮细胞特异性生长因子。Wang等的研究中发现phrinB2在胚胎发育的早期特异性的标记动脉内皮细胞，而其受体EphB4在鼠胚及卵黄囊发育的全过程均标记静脉内皮细胞，EphB4与ephrinB2在内皮细胞中的相互作用被认为与接口处的动静脉内皮细胞分界密切相关[3]。基因敲除研究进一步证实了EphB4/ephrinB2在血管发育中的作用，缺失EphB4和ephrinB2的突变小鼠，在胚胎发育的第11天(E11)死亡,表现出多种心血管系统缺陷。敲除ephrinB2的小鼠胚胎，其卵黄囊及头部的血管生成过程被终止，始终停滞在原始毛细血管丛阶段，动脉与静脉毛细血管床接口缺陷，管腔扩张[3]。敲除EphB4的胚胎其产生的缺陷与此相似[4]，提示EphB4与ephrinB2在参与血管发生和血管生成过程中可能起着互补性作用。通过研究得知,内皮细胞ephrinB2被激活所转导的逆向信号可产生促内皮细胞黏附、迁移和促血管出芽等推动性作用;而内皮细胞EphB4被激活所转导的正向信号产生抗内皮细胞黏附、迁移和抗血管出芽等排斥性作用[5，6]。正是EphB4/ephrinB2间的这种对抗性作用,指导内皮细胞的导向及空间组合过程,正确形成动静脉血管的分化及动脉性毛细血管与静脉性毛细血管的分界。

4 EphB4/ephrinB2在恶性肿瘤中的表达

恶性肿瘤的形成和转移是多基因、多因子共同作用的结果,涉及到多种癌基因的激活和抑癌基因的失活。作为蛋白酪氨酸激酶受体家族中最大的一个亚家族,Eph受体及其配体ephrin在肿瘤发生和演进中的作用受到广泛的关注,特别是eprinB2和EphB4在恶性肿瘤中的表达及相互作用成为近几年国内外研究的热点。 Noren等[7]研究显示EphB4和EphrinB2可能在肿瘤的血管生成过程有重要作用。在许多肿瘤组织中EphB4和EphrinB2也存在着扩增和过表达,在肿瘤发生和发展中亦肯能有重要作用。研究表明,在肺癌、骨肉瘤、胃癌等肿瘤组织中EphB4和EphrinB2表达均高于相应的正常组织。Uttam等[8]发现EphB4在所有头颈部鳞状细胞癌的肿瘤标本和转移淋巴结都有表达,EphB4的蛋白表达水平和基因扩增在肿瘤的低分化(Ⅲ或Ⅳ)高于高分化(Ⅰ或Ⅱ),同时PT-PCR也证实了在肿瘤组织和转移淋巴结EphB 4基因扩增,低分化肿瘤(Ⅲ或Ⅳ)EphB 4基因扩增高于高分化(Ⅰ或Ⅱ)。另外EphB4 的异常表达见于结肠癌、乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、恶性间皮瘤等[9- 12]。与正常间皮细胞相比, EphB4 的高表达于恶性间皮瘤细胞系及原发的肿瘤组织, 并且应用siRNA 技术和反义寡核苷酸技术来下调EphB4 的表达, 会引caspase-8 介导的细胞凋亡, 抗凋亡蛋白如bcl-xl 水平下降, 并且减少Akt 的磷酸化, 下调基质金属蛋白酶-2 的转录, 减少肿瘤细胞的存活力, 降低侵袭和转移能力[12]。目前文献关于ephrinB2是否在肿瘤中呈高表达的结论不一,一些研究发现ephrinB2在肿瘤组织和正常组织之间表达相似,另一些研究则发现ephrinB2在肿瘤组织表达升高,如Tachibana等[13]发现ephrinB2在食管癌和瘤周正常粘膜组织之间表达相似,但和肿瘤进展、不良预后有关。

5 Eph/ephrin与恶性肿瘤的临床关系及应用

恶性肿瘤的传统治疗方法是外科手术及术后的放化疗，但其预后并不是很理想。近年来对恶相肿瘤的治疗目标转移到控制肿瘤血管的生成，从而抑制其生长和转移。其潜在的目标是控制血管生成，以此降低肿瘤负荷和提高生存率。RTKs中的3个家族的受体和配体与血管的生成有关，包括VEGF, 促血管生成素和ephrins/Ephs家族。其中EphB4及其配体ephrinB2在肿瘤血管生成中的作用尤为得到关注。有研究[14]报道，在胚胎组织器官培养系统中，OP9骨髓基质细胞能够抑制表达ephrinB2的内皮细胞的发展，促进过表达EphB4的动静脉血管内皮的发展。在皮下移植的B16黑色素肿瘤细胞中过表达的EphB4可抑制肿瘤的生长。基于这些研究，有学者推断EphB4在肿瘤细胞中的过表达可通过ephrinB2的反向信号抑制肿瘤细胞中血管内皮的生存。研究显示经由ephrinB2发出的反响信号能抑制ephrinB2表达阳性的血管内皮细胞的有丝分裂活动。因此得出双向信号影响了动静脉界限的形成。反响信号可能终止新生血管的形成或使成熟血管修复。Higinio等[15]用动物模型来研究EphB4在肠道肿瘤中的作用。通过调节EphB4在结肠癌细胞系中的水平可以观察到肿瘤细胞的生长速度有明显的差异，即EphB4表达水平低时肿瘤生长较慢。基因分析显示EphB4基因的突变导致基底膜的重组，影响了细胞增殖基因，重塑了细胞外的细胞体系，和细胞黏附在基底膜，其中包括基因官能团。体外实验显示，EphB4缺失较大的增加了结肠癌细胞向细胞基质的侵袭力。总的来说，EphB4有肿瘤抑制基因的作用。Xia等[12]报道利用RNA干扰或反义寡核苷酸技术敲除EphB4编码的癌蛋白,使肿瘤细胞生长、迁移和侵袭受到明显抑制并诱导凋亡,这表明EphB4基因可以直接或间接参与肿瘤细胞的增殖调控过程。研究发现, EphB4的失调能导致细胞无限制的生长,并导致细胞恶性转化和肿瘤的发生。EphB4促进了血管内皮细胞的芽生、迁移、增殖和管腔形成，还可能在肿瘤血管生成过程中起重要作用。

6 结 语

EphB4及其配体ephrinB2在许多恶性肿瘤中高表达，且与肿瘤血管的生成密切相关，在恶性肿瘤的生长和转移中起重要作用。通过调节EphB4/ephrinB2的表达水平从而抑·制肿瘤细胞增殖及诱导肿瘤细胞凋亡,同时抑制血管形成,双重打击肿瘤生长。提示EphB4、ephrinB2有望成为肿瘤治疗中新颖的双重靶点。

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