CD14与肿瘤的相互关系及研究进展

李 康(综述)，旦 增(审校)

(西藏自治区人民医院消化内科，拉萨 850000)

分化抗原群(cluster of differentiation antigen 14，CD14)为细胞表面糖蛋白家族成员之一，最初被发现为白细胞表面分化抗原，是单核细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的特异性表面标志物[1]。哺乳细胞中CD14为革兰染色阴性菌脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)的高亲和受体，能够参与机体对革兰染色阴性菌的吞噬与消化，在介导机体的免疫应答以及炎性反应中均发挥着重要作用[2-3]。近年来，多项研究指出CD14的基因多态性与肿瘤的易患性密切相关。随着研究的深入，CD14与肿瘤免疫逃逸以及肿瘤发生、发展的关系也逐渐受到关注。基于CD14对免疫应答及细胞因子的调控作用，深入探讨CD14的功能及作用机制对于抗肿瘤研究具有非常重要的意义。

1 CD14的结构

人CD14基因位于第5号染色体长臂5q23～31区，长约3900 bp，包含2个外显子和较长的5′端以及3′端非编码序列。CD14蛋白包含375个氨基酸残基，其成熟肽长356个氨基酸，其中包含19个氨基酸长度的信号肽，4个N型糖链黏部位，约占整个相对分子质量的20%。此外，CD14的氨基酸序列中还包含一个重复10次的富含亮氨酸的特异性序列，可能与CD14分子的膜结合以及与其他蛋白质的结合有关。CD14蛋白有两种存在形式，即位于细胞膜上的膜结合型CD14(membrane CD14，mCD14)以及游离于血清和尿液中的可溶性CD14(soluble CD14，sCD14)。mCD14主要存在于单核-巨噬细胞表面，通过糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidyl inositol，GPI)连接于细胞膜外侧，当机体受到LPS信号刺激时，其结合蛋白(lipopolysaccharide-binding protein，LBP)能够将LPS转运到单核-巨噬细胞膜上并与CD14结合形成CD14/LBP/LPS三联复合物，并激活下游信号通路，将信号传递至胞内引起细胞活化[4]。而血清中的sCD14同样能够与mCD14竞争结合LPS介导机体对LPS的应答。mCD14能够在内源性蛋白水解酶或磷酸酶的作用下脱落入血液成为sCD14，也可由髓样细胞直接分泌入血液和尿液中。

2 CD14的功能

除了介导LPS信号引起细胞的活化，CD14还具有其他一些比较重要的功能：①作为革兰染色阳性菌细胞壁成分肽聚糖、分枝杆菌脂肪阿拉伯甘露聚糖以及多种病原体的受体，介导机体免疫反应；②诱导巨噬细胞黏附于激活的内皮细胞及T细胞上；③介导单核细胞与活化的上皮细胞之间的黏附；④作用于活化的淋巴细胞表面配体，抑制T细胞的增殖以及B细胞产生抗体；⑤诱导细胞对其结合菌株的吞噬或清除作用[5-7]。生理状态下CD14为单核-巨噬细胞的分化标志物，其表达受到髓样细胞分化的调节。病理状态下CD14又能够作为某些部位单核-巨噬细胞的特异性表面标志物，对不同病期癌症患者血液中单核细胞CD14的表达情况进行检测，如果癌症进展期患者CD14水平显著降低，提示癌症进展期机体免疫功低下[8]。所以通过检测mCD14以及sCD14的表达异常还能够对临床疾病作出诊断及预后判断。

3 CD14基因多态性与肿瘤

最初，LeVan等[9]报道了CD14基因-159位点存在着一个靠近启动子区的C/T多态性位点，其T基因型携带者血清中sCD14水平显著升高，并推测其T等位基因与SP家族的相互作用在调节CD14转录中发挥着至关重要的作用。Baldini等[10]进一步研究发现，CD14-159C/T多态性对于CD14的表达以及机体炎性反应信号的传递至关重要，而Hold等[11]则认为CD14-159C/T多态性与胃癌患病风险的增加没有显著的相关性。随着研究的深入，CD14-260C/T多态性与肿瘤发生、发展的关系逐渐受到关注。Guo等[12]采用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术对结肠癌患者及健康对照组CD14启动子区进行分析，结果健康对照组CD14启动子区-260位点C/C基因型频率为15.6%，显著低于患者组的32%，同时其C/T基因型频率为48.1%，显著高于患者组的31%，表明CD14基因可能对结肠癌的发生、发展具有一定的影响。对470例胃癌患者的CD14启动子区多态性进行分析，发现其-260位点的CT和TT基因型能够增加胃癌的患病风险，双荧光素酶报告系统分析显示，此位点与CD14的表达存在着一定的联系，同时胃癌患者血清中sCD14的水平显著高于健康对照组[13]。CD14与多种肿瘤易感性的关系被相继报道。采用变性高效液相色谱对基因多态性进行分析，发现CD14基因存在11处位点存在突变，进一步采用限制性内切酶消化法对264例前列腺癌患者以及188例对照组的CD14-260位点进行分析，结果年龄在55岁的患者中-260C与前列腺癌的发生密切相关[14-15]。Kim等[16]最新研究表明，感染了幽门螺杆菌的CD14启动子区-260为T等位基因的患者血清中sCD14水平显著升高，并且患者胃部炎性反应更加剧烈。CD14启动子区存在着3个转录因子Sp1的结合位点，其主要结合位点的突变能够影响启动子的活性，反式激活实验结果表明，Sp1对于CD14组织特异性的表达至关重要，而CD14的C-260T多态性位点恰好位于转录因子Sp1的结合区，据此推测其与CD14的转录以及表达水平密切相关[9，17-18]。而-260位点多态性与癌症易患性的关系可能也与CD14的表达有关。

4 CD14与肿瘤免疫逃逸

髓样抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)为一类异质性骨髓细胞，能够分泌精氨酸酶到肿瘤部位，抑制T细胞的功能，从而协助肿瘤细胞逃避免疫杀伤。MDSCs分泌的大量的炎性细胞因子以及趋化因子可能是癌症患者产生恶病质的原因之一。研究表明，在非小细胞肺癌中CD14阳性的炎性单核细胞是髓样抑制细胞的一种，能够通过精氨酸酶、一氧化氮合酶和白细胞介素(interleukin， IL)13/IL-4α配受体通路抑制T细胞的活化，在头颈鳞癌中也发现一种表型为CD14+/HLA-DR-的髓样抑制细胞[19-20]。对黑色素瘤的研究表明，CD14阳性的髓样细胞能够通过诱导产生环加氧酶2，并且更容易分化为抑制性髓样细胞[21]。另外，两个课题组分别在肝癌和非小细胞肺癌中得到髓样来源的抑制细胞高表达CD14，并指出其与肿瘤的不良预后、转移和化疗的不敏感性密切相关[22-23]。Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)能够识别病原相关分子以及某些内源性配体引发信号转导，导致固有免疫的激活和炎性介质的释放，有研究表明其能够促进肿瘤的生长并介导肿瘤的免疫逃逸[24]。CD14虽然是LPS的高亲和受体但没有跨膜区域，需要在TLR4的配合下将信号传递入核并激活细胞内一系列炎性因子的释放[25-26]。对肾上腺皮质癌细胞以及腺瘤细胞中CD14、TLR4以及髓样分化蛋白2进行检测，结果发现上述基因的表达显著下调，同时检测到丝裂原活化蛋白激酶、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、AP-1以及核因子κB等信号通路对LPS的敏感性降低[27]。CD14还能够通过活化T细胞核因子途径调控树突细胞周期，CD14封闭抗体能够延长树突细胞存活时间并且促进T细胞的启动能力，表明CD14的激活是LPS诱导下树突细胞凋亡的必要条件[28]。最近一项关于宫颈癌的研究表明，CD14阳性髓样细胞和CD8+T淋巴细胞的浸润将提高患者的生存期，推测其可能与机体达到免疫平衡有关[29]。

5 CD14与肿瘤的发生和发展

已有研究表明，CD14与肿瘤的发生、发展存在着一定的联系，但其详细的作用机制仍未十分明确。越来越多的证据表明，CD14的表达能够显著影响幽门螺杆菌感染的临床结局，并可能引发胃癌[11,13]。在LPS的作用下，与对照组相比，CD14过表达的胃癌细胞中细胞克隆形成率以及细胞增殖能力显著降低，细胞侵袭能力减弱，同时细胞凋亡增加，并且核因子κB活性增强，其下游炎性因子肿瘤坏死因子α、IL-1β、IL-6以及IL-12的表达增加，推测在病菌感染时CD14能够加强机体的炎性反应[30]。在TLR4-CD14稳定转染的肾上腺皮质癌细胞中核因子κB活性升高，同时细胞增殖能力增强，凋亡细胞比例增加，推测CD14-TLR4信号通路的激活能够在一定程度上抑制肿瘤的进展[28]。对侵袭能力不同的PC3、DU145以及LNCaP三株前列腺癌细胞进行检测，结果与其他细胞相比，CD14的表达水平在侵袭能力最强的PC3细胞中显著降低，提示CD14的表达水平能够影响癌细胞的侵袭能力[31]。血管生成能力在实体瘤以及恶性血液细胞疾病的发生、发展中发挥着关键作用，最近研究表明，在急性骨髓性白血病中存在着白细胞的异常加速增殖，而在白血病细胞以及外周血内皮细胞中检测到CD14的表达升高，收集CD14过表达的HEK293细胞培养液作用于人脐带血内皮细胞，结果与对照组相比其细胞迁移能力显著增强，提示CD14在肿瘤血管生成中也发挥着一定的作用[32-33]。

6 小 结

CD14作为白细胞表面分化抗原，在炎性反应和机体的免疫应答调控中发挥了重要作用。近年来，大量的研究关注CD14与肿瘤发生、发展的关系，并将其作为肿瘤的预防、诊断的标记分子开展了广泛的研究，然而其具体的作用机制仍未能明确。在炎性单核细胞中，CD14的高表达能够发挥免疫抑制作用，抑制T淋巴细胞的活化，介导肿瘤的免疫逃逸，而在肿瘤细胞中高表达的CD14能够诱导肿瘤细胞的凋亡，并影响其增殖、迁移以及血管生成。现已明确，CD14可能部分地参与了肿瘤形成及发展过程，但其详细的作用方式以及作用靶点还有待于更加深入的研究。

[1] Ziegler-Heitbrock HW,Ulevitch RJ.CD14:cell surface receptor and differentiation marker[J].Immunol Today,1993,14(3):121-125.

[2] Triantafilou M,Triantafilou K.Lipopolysaccharide recognition:CD14,TLRs and the LPS-activation cluster[J].Trends Immunol,2002,23(6):301-304.

[3] 郭权,毕伟.白细胞分化抗原14的研究进展及意义[J].临床和实验医学杂志,2011,10(3):215-217.

[4] Sigsgaard T,Bonefeld-Jørgensen EC,Hoffmann HJ,etal.Microbial cell wall agents as an occupational hazard[J].Toxicol Appl Pharmacol,2005,207(2 Suppl):310-319.

[5] Jiang Z,Georgel P,Du X,etal.CD14is required for MyD88-independent LPS signaling[J].Nat Immunol,2005,6(6):565-570.

[6] Zanoni I,Ostuni R,Marek LR,etal.CD14controls the LPS-induced endocytosis of Toll-like receptor 4[J].Cell,2011,147(4):868-880.

[7] Sandler NG,Wand H,Roque A,etal.Plasma levels of soluble CD14independently predict mortality in HIV infection[J].J Infect Dis,2011,203(6):780-790.

[8] 黄金,吉利娜,张永亮,等.CD14、TLR4判断癌症患者病情的研究[J].中国医学创新,2011,8(1):143-144.

[9] LeVan TD,Bloom JW,Bailey TJ,etal.A common single nucleotide polymorphism in the CD14promoter decreases the affinity of Sp protein binding and enhances transcriptional activity[J].J Immunol,2001,167(10):5838-5844.

[10] Baldini M,Lohman IC,Halonen M,etal.A Polymorphism in the 5′flanking region of the CD14gene is associated with circulating soluble CD14levels and with total serum immunoglobulin E[J].Am J Respir Cell Mol Biol,1999,20(5):976-983.

[11] Hold GL,Rabkin CS,Gammon MD,etal.CD14-159C/T and TLR9-1237T/C polymorphisms are not associated with gastric cancer risk in Caucasian populations[J].Eur J Cancer Prev,2009,18(2):117-119.

[12] Guo Q,Zhu J,Xia B.Polymorphism of CD14gene but not the mutation of TLR4 gene is associated with colorectal cancer in Chinese patients[J].J Gastroenterol Hepatol,2006,21(1 Pt 1):92-97.

[13] Zhao D,Sun T,Zhang X,etal.Role of CD14promoter polymorphisms in Helicobacter pylori infection--related gastric carcinoma[J].Clin Cancer Res,2007,13(8):2362-2368.

[14] Mason TE,Ricks-Santi L,Chen W,etal.Association of CD14variant with prostate cancer in African American men[J].Prostate,2010,70(3):262-269.

[15] Chen R,Luo FK,Wang YL,etal.LBP and CD14polymorphisms correlate with increased colorectal carcinoma risk in Han Chinese[J].World J Gastroenterol,2011,17(18):2326-2331.

[16] Kim EJ,Chung WC,Lee KM,etal.Helicobacter pylori infection enhances gastric mucosal inflammation in individuals carrying the 260-T Allele of the CD14gene[J].Gut Liver,2013,7(3):317-322.

[17] Zhang DE,Hetherington CJ,Tan S,etal.Sp1 is a critical factor for the monocytic specific expression of human CD14[J].J Biol Chem,1994,269(15):11425-11434.

[18] Mertens J,Bregadze R,Mansur A,etal.Functional impact of endotoxin receptor CD14polymorphisms on transcriptional activity[J].J Mol Med(Berl),2009,87(8):815-824.

[19] Feng PH,Lee KY,Chang YL,etal.CD14(+)S100A9(+) monocytic myeloid-derived suppressor cells and their clinical relevance in non-small cell lung cancer[J].Am J Respir Crit Care Med,2012,186(10):1025-1036.

[20] Chikamatsu K,Sakakura K,Toyoda M,etal.Immunosuppressive activity of CD14+HLA-DR-cells in squamous cell carcinoma of the head and neck[J].Cancer Sci,2012,103(6):976-983.

[21] Mao Y,Poschke I,Wennerberg E,etal.Melanoma-educated CD14+cells acquire a myeloid-derived suppressor cell phenotype through COX-2-dependent mechanisms[J].Cancer Res,2013,73(13):3877-3887.

[22] Arihara F,Mizukoshi E,Kitahara M,etal.Increase in CD14+HLA-DR -/low myeloid-derived suppressor cells in hepatocellular carcinoma patients and its impact on prognosis[J].Cancer Immunol Immunother,2013,62(8):1421-1430.

[23] Huang A,Zhang B,Wang B,etal.Increased CD14(+)HLA-DR(-/low) myeloid-derived suppressor cells correlate with extrathoracic metastasis and poor response to chemotherapy in non-small cell lung cancer patients[J].Cancer Immunol Immunother,2013,62(9):1439-1451.

[24] Kavai T,Akira S.The role of pattern recognition receptors in innate immunity:update on Toll-like receptors[J].Nat Immunol,2010,11(5):373-384.

[25] Gioannini TL,Weiss JP.Regulation of interactions of Gram-negative bacterial endotoxins with mammalian cells[J].Immunol Res,2007,39(1-3):249-260.

[26] Miyake K.Innate immune sensing of pathogens and danger signals by cell surface Toll-like receptors[J].Semin Immunol,2007,19(1):3-10.

[27] Kanczkowski W,Tymoszuk P,Ehrhart-Bornstein M,etal.Abrogation of TLR4 and CD14expression and signaling in human adrenocortical tumors[J].J Clin Endocrinol Metab,2010,95(12):E421-E429.

[28] Zanoni I,Ostuni R,Capuano G,etal.CD14regulates the dendritic cell life cycle after LPS exposure through NFAT activation[J].Nature,2009,460(7252):264-268.

[29] de Vos van Steenwijk PJ,Ramwadhdoebe TH,Goedemans R,etal.Tumor-infiltrating CD14-positive myeloid cells and CD8-positive T-cells prolong survival in patients with cervical carcinoma[J].Int J Cancer,2013,133(12):2884-2894.

[30] Li K,Dan Z,Hu X,etal.CD14overexpression upregulates TNF-α-mediated inflammatory responses and suppresses the malignancy of gastric carcinoma cells[J].Mol Cell Biochem,2013,376(1/2):137-143.

[31] Hua D,Liu MY,Cheng ZD,etal.Small interfering RNA-directed targeting of Toll-like receptor 4 inhibits human prostate cancer cell invasion,survival,and tumorigenicity[J].Mol Immunol,2009,46(15):2876-2884.

[32] Rehman J,Li J,Orschell CM,etal.Peripheral blood "endothelial progenitor cells" are derived from monocyte/macrophages and secrete angiogenic growth factors[J].Circulation,2003,107(8):1164-1169.

[33] Song M,Cho S.CD14Acts as an Angiogenic factor by inducing basic fibroblast growth factor(bFGF)[J].Bulletin-Korean Chemical Society,2007,28(9):1613-1614.