MTA1与肿瘤淋巴管血管生成

刘建平(综述),张永恒，付茂勇 (审校)

(1.川北医学院胸心外科，四川 南充 637000; 2.遂宁市中心医院胸心外科，四川 遂宁 629000)

浸润、转移不仅是恶性肿瘤的重要标志，而且是引起肿瘤患者死亡的重要因素，因此恶性肿瘤浸润与转移的具体机制及其在肿瘤防治方面的意义已经成为国内外研究的热点[1]。既往研究表明,肿瘤的浸润与转移是一个涉及多基因、多步骤的复杂过程，其中肿瘤血管生成为实体肿瘤的后续生长及浸润、转移提供物质基础[2-3]。过去认为，肿瘤组织中不存在淋巴管,但此种情况难以解释肿瘤的淋巴道转移；最近研究表明，在肿瘤组织及肿瘤周围包膜区存在集束状或分散的淋巴管，可为肿瘤生长提供营养物质,特别在转移性肿瘤生长早期，其营养物质的提供主要靠弥散方式及微淋巴结、新生淋巴管通过扩张的形式提供，可见肿瘤淋巴管生成与肿瘤发生、发展密切相关[4-6]。肿瘤淋巴管生成和肿瘤血管生成之间存在很大的相关性，既往资料表明缺氧诱导因子1α和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)C都具有促进血管新生和淋巴管新生的双重作用[7-8]。近年来，有关肿瘤转移相关基因(metastasis associated gene，MTA)1的研究主要集中在肿瘤血管生成方面，提示，MTA1在肿瘤血管生成、促进肿瘤侵袭及转移中发挥重要作用，但其在肿瘤淋巴管生成中的作用尚不清楚[9]。

1 MTA家族概述

MTA家族由三大类(MTA1、MTA2、MTA3)及6个亚型(MTA1、MTA1s、MTA1-ZG29p、MTA2、MTA3、MTA3L)组成[9]。MTA家族不仅在各种癌症的发生、发展中起着关键的作用，而且在许多病理过程(如DNA损伤反应、炎症、免疫反应等)中也发挥作用[10]。

2 MTA1的结构与功能

MTA1是肿瘤转移相关基因家族中最早被发现的成员，其在整个MTA基因家族中占有特殊的地位。MTA1位于14q32.3，全长2662 bp，基因产物为一个相对分子质量82×103、由715个氨基酸残基组成的蛋白质。MTA1蛋白的结构域从N端至C端分别为：BAH(bromo-adjacent homology)区、ELM2区(Egl-27和MTA1 homology)、LZ(Leucine zipper)区、SANT区(SWI3/ADA2/N-CoR和TFⅢB-DNA结合)、GATA锌指区(Znf)、myb-DNA结合区、SH3结合区(srchomology 3 binding)[9，11]。既往报道表明，BAH区可能参与DNA甲基化、DNA复制、转录调节等过程中蛋白质间的相互作用；ELM2区功能尚不清楚；LZ区和SANT区可能参与组蛋白去乙酰基酶复合物的装配；GATA锌指区、SH3结合区可能与MTA1蛋白的核定位有关；SH3结合区还在信号转导通路中参与蛋白质与蛋白质之间的相互作用，参与构成细胞骨架组分，提示MTA1蛋白在细胞信号转导通路中起到特殊作用[11]。

3 MTA1蛋白的作用机制及表达调节

MTA1蛋白主要定位于细胞核内，包括多个蛋白激酶C、酪氨酸激酶与酪蛋白激酶磷酸化位点，该结构特点提示MTA1蛋白可能通过影响细胞信号转导途径发挥功能。MTA1蛋白是核染色质重构和组蛋白去乙酰基酶(histone deacetylase,HDAC)复合物的一个亚单位，其通过与HDAC用，调控组蛋白去乙酰基及染色质的状态来调整复制，从而发挥其生物学作用。组蛋白乙酰化是一个由HDAC和组蛋白乙酰基转移酶(histone acetytransferase，HAT)共同调节的可逆动态过程。HAT促进H3和H4组蛋白氨基端的赖氨酸残基乙酰化，减小组蛋白所带的正电荷，使其与携带负电荷的DNA链间的亲和力降低，从而使某些染色质区域的结构由紧密变得松散，因此与转录调控有关的各种蛋白质因子有机会与DNA结合，进而激活多种转录相关物质，促进基因转录；HDAC的作用机制恰恰相反，主要是去掉组蛋白的乙酰基，使DNA的结构由疏松变得紧密，抑制基因转录[7，12]。

MTA1蛋白在人类睾丸组织中高表达，在其他类型正常组织中不表达或低表达。在胃癌、结肠癌、乳腺癌、食管癌、非小细胞肺癌、前列腺癌、卵巢癌等多种人类恶性肿瘤中具有不同程度的表达上调，且与肿瘤的转移、侵袭能力密切相关[12]。既往研究报道，原癌基因c-myc和表皮生长因子受体3和4能上调MTA1的表达状态[12]。

4 MTA1与肿瘤淋巴管血管生成的关系

4.1MTA1与乳腺癌 Toh等[12]和Pencil等[13]应用Northern印迹杂交技术发现，MTA1在人类和鼠高转移乳腺癌细胞株中表达明显高于非转移乳腺癌细胞株。Pencil等[13]和Yoo等[14]研究发现，高转移乳腺癌细胞株MDA-MB-231和巨噬细胞趋化因子7中MTA1表达明显高于非转移乳腺癌细胞株MDA-MB-468，并通过调节下游的低氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor-1，HIF-1)、VEGF-A促进乳腺癌肿瘤血管的生成，从而促进乳腺癌的浸润转移。Jang等[15]收集韩国汉阳大学附属医院263例完整外科手术切除的乳腺癌患者的临床资料，应用免疫组织化学法检测MTA1在乳腺癌组织中表达，并分析MTA1表达与微血管密度(microvessel density,MVD)和其他临床参数之间的关系，结果发现，MTA1过表达与乳腺癌病理分级显著相关，并与乳腺癌MVD显著相关；但MTA1表达与乳腺癌肿瘤分期、雌激素状态、孕激素受体、腋窝淋巴结转移无明显相关性。因此在乳腺癌中，MTA1可能作为一个侵袭指标，也可能作为抗肿瘤血管生成药物治疗的靶分子。

4.2MTA1与胃癌 林存侠等[16]研究证实，胃癌组织中MTA1蛋白的表达水平高于正常胃黏膜组织，胃癌组织中侵及浆膜者MTA1蛋白表达水平高于未侵及浆膜者，低分化者高于高中分化者，有淋巴结转移者高于无淋巴结转移者，而且MTA1蛋白阳性表达的胃癌组织中MVD的表达明显高于MTA1蛋白阴性表达者,该实验结果提示胃癌组织中MTA1蛋白的过表达促进MVD的生成。Deng等[17]应用免疫组织化学方法检测111例外科手术切除后淋巴结阴性的胃癌标本中MTA1蛋白的表达，应用CD105检测胃癌组织中MVD的表达，并分析MVD与MTA1之间的关系，结果显示，36.04%的淋巴结阴性胃癌患者MTA1过表达，且与胃癌的瘤体大小及MVD呈正相关；生存分析及多因素分析提示MTA1高表达的淋巴结阴性胃癌患者术后5年总体生存率和无病生存率均显著低于MTA1阴性的患者，提示MTA1高表达促进淋巴结阴性胃癌患者的肿瘤血管生成，并预测较差的预后。

4.3MTA1与膀胱癌 唐正严等[18]应用免疫组织化学方法，检测42例膀胱移行细胞癌(bladder transitional cell carcinoma,BTCC)组织中MTA1等的表达，采用CD34标记血管内皮细胞并计数MVD，结果发现，正常膀胱黏膜组织中未见1例MTA1蛋白阳性表达，BTCC MTA1蛋白表达阳性率为73.8%，并且BTCC组织中MTA1蛋白表达阳性率随BTCC的临床分期与病理分级的升高而升高，有转移者MTA1蛋白表达高于无转移者，肿瘤复发者MTA1蛋白表达高于未复发者，得出结论：MTA1蛋白与BTCC的侵袭和转移密切相关，BTCC中MVD与MTA1蛋白表达呈正相关，MTA1蛋白在BTCC的发生、发展及肿瘤血管生成中有重要作用。

4.4MTA1与前列腺癌 Li等[19]通过研究蝶芪在治疗前列腺癌中的作用机制中发现，MTA1在前列腺癌的浸润转移中起主要作用，并且认为针对MTA1治疗的策略是有效的。Kai等[20]应用基因表达谱分析MTA1过表达在前列腺癌骨转移的作用，应用免疫组织化学方法检测在组织芯片中MTA1的表达及在前列腺癌转移瘤中VEGF、CD31、Ki-67的表达，应用逆转录聚合酶链反应、免疫蛋白印记法、侵袭和内皮细胞迁移分析等方法，在体外检测前列腺癌细胞生物学特征，研究发现，MTA1蛋白在前列腺癌中的表达显著高于正常前列腺上皮细胞，沉默的MTA1显著抑制了在体外培养的前列腺癌细胞的侵袭性和肿瘤血管生成，同时沉默的MTA1延迟了小鼠移植肿瘤的形成和发展；在前列腺癌中，MTA1阳性的癌细胞具有较高的增殖指数、分泌高水平的VEGF、形成更多的新生毛细血管，因此认为MTA1的表达与前列腺癌的肿瘤侵袭程度呈正相关。

4.5MTA1与卵巢癌 田菁等[21]应用免疫组织化学法检测110例卵巢癌组织中MTA1蛋白表达水平,研究发现，MTA1表达水平的增高与卵巢癌的分化程度、临床分期及远处转移密切相关；体外研究显示，抑制MTA1在卵巢癌细胞中的表达，使细胞生长、侵袭及转移能力均受到抑制，提示MTA1在卵巢癌的侵袭、转移途径中起到重要作用，可能成为卵巢癌基因治疗的潜在靶点。

4.6MTA1与胰腺癌 刘勇等[22]应用免疫组织化学Envision二步法，在36例胰腺癌组织、10例癌旁胰腺组织中检测MTA1与蛋白的表达情况，结果发现，在胰腺癌组织中MTA1的阳性表达率为77.8%，高于癌旁组织中的表达；MTA1的阳性表达与胰腺癌的分化程度、淋巴结转移情况及临床分期有关，且随肿瘤分化程度的降低、淋巴结转移的产生及临床分期增加而升高。Miyake等[23]应用免疫组织化学方法检测39例胰腺癌患者的HIF-1α、MTA1、HDAC1的表达情况，分析HIF-1α、MTA1、HDAC1的表达情况与胰腺癌的临床特征、预后之间的关系，结果发现，HIF-1α的表达被MTA1调节，而且MTA1与胰腺癌的预后差有关，HIF-1α、MTA1、HDAC1可能成为胰腺癌治疗的有前途的靶点。

4.7MTA1与非小细胞肺癌 Li等[24]通过转染MTA1小干扰RNA建立稳定的剔除MTA1的非小细胞肺癌细胞株95D和SPC-A-1，用实时聚合酶链反应检测剔除MTA1对非小细胞肺癌miRNA-125b表达的影响及对细胞侵袭、转移的影响，结果发现，在非小细胞肺癌细胞中剔除MTA1导致miRNA-125b水平上调，当剔除MTA1减少时，非小细胞肺癌细胞的迁移及侵袭增加，因此认为MTA1是通过下调miRNA-125b的表达促进非小细胞肺癌细胞的侵袭及迁移。Li等[25]应用免疫组织化学方法检测102例完整外科手术切除的临床Ⅰ期非小细胞肺癌患者MTA1和CD34的表达情况，通过检测CD34阳性的内皮细胞数记录MVD，结果发现，MTA1过表达在临床Ⅰ期非小细胞肺癌非常常见，MTA1过表达与肺癌的肿瘤血管形成、预后差有紧密联系，因此MTA1可能成为预测肺癌预后的有效指标，也可能成为早期肺癌抗血管生成治疗的新靶标分子。

4.8MTA1与结肠癌 Du等[26]应用免疫组织化学方法分析81例结直肠癌患者MTA1、VEGF-C高表达对肿瘤进展、淋巴管密度的影响，应用逆转录聚合酶链反应、免疫蛋白印记法分别检测LoVo和 HCT116细胞系中VEGF-C mRNA 和VEGF-C蛋白的表达，研究表明高表达的MTA1、VEGF-C与结直肠癌的淋巴道转移、Dukes分期密切相关，过表达的MTA1与肿瘤大小呈正相关，过表达的MTA1促进VEGF-C mRNA和VEGF-C蛋白的表达；当用小干扰RNA剔除MTA1的表达，VEGF-C的表达水平也随之下降。因此认为，MTA1是通过调节VEGF-C的表达水平来促进结直肠癌的淋巴管生成。

4.9MTA1与食管癌 Guo等[27]应用免疫组织化学方法检测N0期食管鳞癌淋巴结MTA1表达水平，结果显示，淋巴结中MTA1阴性或低表达患者较高表达患者复发转移率显著降低；多因素分析显示，T分期与MTA1过表达是N0期食管鳞癌的独立危险因素。Li等[28]应用免疫组织化学方法检测131例完整外科手术切除的食管鳞癌组织中MTA1表达水平及MVD，结果显示，MTA1过表达与食管鳞癌的肿瘤进展、促进肿瘤血管生成、预后有密切关系，但对MTA1在食管鳞癌中促进肿瘤血管生成的机制并未明确。谈磊等[29]应用免疫组织化学方法检测59例食管鳞癌组织中VEGF-C的表达，同时采用VEGFR-3进行免疫组织化学染色检测微淋巴管密度，以CD34标记血管内皮检测MVD作为对比，结果显示，食管鳞癌组织中VEGF-C、微淋巴管密度与淋巴结转移存在显著相关，肿瘤组织可能通过调控VEGF-C促进淋巴管的生成，为肿瘤的淋巴转移提供通道，进而影响食管癌患者的预后。特别值得注意的是，MTA1通过调节VEGF-C的表达水平来促进结直肠癌的淋巴管生成，食管鳞癌中MTA1和VEGF-C的表达是否有相关性及其与淋巴管生成的关系值得进一步深入研究。

5 展 望

虽然对MTA1经过多年的研究获得较大的进展，现在认为MTA1与多种人类恶性肿瘤，尤其与上皮细胞来源恶性肿瘤的血管生成、侵袭转移密切相关，但有关MTA1与肿瘤淋巴管生成的研究较少，MTA1参与肿瘤淋巴管血管生成、促进肿瘤侵袭、转移的具体分子机制尚不明确，尤其是MTA1基因对下游基因(如HIF-1α、VEGF-C基因)的调节机制仍然不清楚。如果能一步明白MTA1与肿瘤淋巴管血管生成之间的具体作用机制，并针对各个关键环节采取干预措施，很有可能使MTA1成为一个有潜力预测肿瘤预后的良好指标，并为肿瘤的治疗提供一个新的靶点。

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