钙网蛋白在肿瘤中异常表达的研究进展

曹繁华(综述)，刘兴国(审校)

(宜昌市中医医院肾内科，湖北 宜昌 443003

钙网蛋白(calreticulin,CRT)是一个相对分子质量为46×103的内质网常驻蛋白，具有多种生物学功能。大致可以分为内质网内功能和内质网外功能，前者主要包括分子伴侣活性、机体内钙稳态的调节；后者主要与免疫原性的细胞死亡、抗原呈递、细胞黏附有关。很多研究显示，CRT在多种疾病中均有异常表达的现象，如自身免疫性疾病中的类风湿关节炎、系统性红斑狼疮[1-2]；恶性肿瘤中发病率很高的肺癌、病死率极高的胃癌[3-4]。目前，恶性肿瘤的发病率在逐年上升，针对肿瘤主要的治疗方式为手术、化疗、放疗，然而很多恶性肿瘤如肺癌在治疗后的5年存活率也不高，早发现、早诊断成为许多科学家研究的主要方向。肿瘤的早期症状并不明显，通过研究发现肿瘤组织早期会产生一类似于反应肿瘤存在和生长的生化物质，主要有胚胎抗原、糖类抗原、天然自身抗原以及某些癌基因等[5]。CRT属于天然自身抗原，由于在多类型的恶性肿瘤中均有异常表达，因此通过检测患者体内的CRT表达水平将会有助于疾病的诊断。该文从CRT异常表达与肿瘤发生、发展分子机制以及其在不同肿瘤中的研究现状予以综述。

1 CRT在肿瘤发生、发展中的分子机制

1.1CRT基因 在生物界种属间CRT高度保守，人和猪以及鼠有50%的CRT基因是相同的，主要分布于内质网。CRT是由单基因编码，人类CRT基因位于第19号染色体(p13.2～p13.3)，由9个外显子和8个内含子构成，长度为1254 bp，编码由417个氨基酸组成的酸性蛋白质，具有高度保守的N区(1～180氨基酸)、富含脯氨酸的P区(181～290氨基酸)和酸性的C区(291～400氨基酸)。最初发现其主要功能为调节机体内钙平衡及分子伴侣活性[6-7]。随后的大量研究显示，CRT具有多种生物学功能，如调解基因的表达、细胞间的黏附、引发免疫原性的细胞死亡[8-10]。近年来发现，CRT在多种恶性肿瘤中也有异常表达现象，表达水平和肿瘤的分类、病理分型以及预后有一定的关联[3]。

1.2CRT的信号通路和调控 在CRT异常表达与肿瘤关系的研究中发现，通过基因沉默下调CRT表达或者CRT基因剔除都证明CRT的过表达在肿瘤的发生、发展过程中可以增强癌细胞的迁移侵袭能力以及对“失巢凋亡”的抵抗能力。研究显示[11]，CRT相关的癌细胞凋亡与蛋白激酶B(casein kinase，Akt)的活化有关，Akt活化后能磷酸化一系列蛋白成分，通过多种途径抑制细胞凋亡。其中包括皮层机动蛋白结合蛋白(cortactin，CTTN)，属于与“失巢凋亡”相关的癌基因，作为肉瘤基因激酶直接磷酸化的底物，CTTN受到磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase/casein kinase,PI3K)/Akt信号通路的调控。最近Du等[12]在食管鳞状细胞癌的研究中发现，下调CRT的表达水平后，CTTN表达同时下调并伴随着Akt磷酸化失活，这也证实了CTTN确实由Akt信号通路调控，外源性的补充CRT及CTTN均能恢复细胞增殖活性。然而，实验证明CTTN的下调并不能下调CRT的表达水平，说明CRT是CTTN的上游分子，它通过调控CTTN的表达水平来活化Akt信号通路，从而抑制癌细胞的凋亡。

最近又有证据证明CRT可以结合低密度脂蛋白受体相关蛋白1(low density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP1)和凝血酶敏感蛋白1，可促进成纤维细胞的生成，最后达到抑制凋亡发生的目的。首先CRT与LRP1受体结合成复合物，凝血酶敏感蛋白1的N端再与之结合就会活化细胞存活信号(如PI3K)，从而活化Akt信号路线，抑制细胞凋亡[13]。由此可以看出，Akt信号通路活化与否在CRT相关的癌细胞凋亡过程中发挥着重要作用。

2 CRT异常表达在不同类型肿瘤中的研究现状

2.1CRT与呼吸系统肿瘤 在呼吸系统恶性肿瘤中，肺癌的发病率居高不下并逐年升高，而关于肺癌的研究也是众多研究的热门课题，肺癌的发生是一个综合性的结果，非某一单因素。对小细胞肺癌及非小细胞肺癌细胞的研究显示[14]，后者存在着内质网钙稳态的改变，表现为内钙容量的降低，主要原因是肌内质网Ca2+-ATP酶的表达水平降低引起泵入内质网的钙离子减少和来自内质网的三磷酸肌醇受体(inositol 1,4,5-triphosphate receptor,IP3R)释放增多导致钙离子的流失增多以及CRT的表达减少，在降低肺癌细胞系的CRT表达后会促进肺癌细胞的增殖和迁移[15]。Liu等[3]通过获得的重组CRT蛋白来免疫老鼠制得多株单克隆抗体，再用化学发光酶免疫方法检测来自58例肺癌患者中可溶性CRT的表达水平，发现这些患者中的CRT表达平均值比40例正常对照组高。经免疫组织化学法对肺癌肿瘤组织染色发现，癌细胞膜上的CRT表达水平与肿瘤的病理分型和分期相关，小细胞肺癌的CRT水平低于腺癌，然而鳞状细胞癌表达均比前两者高。由此得出结论，CRT在肺癌组织中过表达的这种现象很可能使其成为肺癌发生及诊断的生物学标志物。

2.2CRT与消化系统肿瘤 消化系统肿瘤有其特殊性，患者在患病期间由于进食的减少会导致免疫力的下降从而加速病情的恶化，无论手术还是放疗、化疗对患者的影响都很大。Chignard等[16]通过蛋白质组学方法发现，肝癌患者的癌组织与癌旁组织有23个基因表达不同，有7个在转录与蛋白表达水平上呈正相关，其中之一便是CRT。随后又研究了肝癌患者中CRT的表达水平，与健康人以及慢性肝炎、肝硬化患者相比，肝癌患者血清中的CRT表达量明显上升。对胃癌的研究显示[17]，CRT的过表达将会促进癌细胞间血管的生成及癌细胞的增殖迁移，表现为血管内皮细胞生长因子和胎盘生长因子的分泌增多。尽管有研究表明CRT为血管生成抑制因子[18]，但Liu等[4]研究发现，在将血管生成抑制因子转染入神经内分泌细胞再给裸鼠注射后也出现了恶性增殖的现象，表明在胃癌进展中CRT可能是以另外一种途径影响其发展。在大部分疾病中，CRT在血清中是作为自身抗原出现的，对胰腺癌研究发现它是一种自身保护性抗体，且可以作为一种早期诊断方法[19]。

2.3CRT与泌尿系统肿瘤 CRT被鉴定为前列腺雄激素应答基因之一，雄激素在前列腺癌进展中扮演着重要的角色，通过手术去势和雄激素可以延缓转移性前列腺癌的进程，然而并不能根治。在前列腺中，CRT的表达量很丰富，用雄激素敏感细胞系LNCaP和雄激素不敏感细胞系PC-3研究雄激素在前列腺癌发展过程中的调节作用也证实了雄激素可以调节CRT的表达，从而说明在LNCaP中CRT也是一个最基本的雄激素应答基因[20]。用蛋白组学法筛选膀胱癌相关蛋白，二维电泳显示癌组织中CRT的表达升高，癌症患者尿液中的CRT量也同时增加，从结果看出膀胱癌患者中CRT表达量上升是不争的事实，由此推论CRT作为膀胱癌的标志物也是有可能的[21]。

3 结 语

除了上述系统肿瘤中CRT的表达异常，在一些妇科肿瘤(如乳腺癌、宫颈癌)中CRT的表达升高，神经元的发育过程中CRT同样也起到了重要的作用[22-24]。最初发现CRT可以作为分子伴侣，调节内钙平衡，渐渐研究显示CRT膜转位至细胞表面能引起免疫原性的细胞死亡，越来越多的功能被人们所了解。CRT在肿瘤发生、发展过程中所扮演的角色也逐渐清晰，然而CRT的异常表达与癌细胞凋亡相关机制在不同肿瘤中可能还不太一致，还需要更多的研究来充实。尽管如此，CRT作为一种新的肿瘤标志物是有可能的。

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