刘 超,齐洁敏,王海涛
(1.河北联合大学基础医学院,河北唐山 063000;2.承德医学院附属医院心内科;3.承德医学院病理教研室)
综述讲座
CD151、异黏蛋白与胃癌关系的研究进展
刘 超1、2,齐洁敏3,王海涛1△
(1.河北联合大学基础医学院,河北唐山 063000;2.承德医学院附属医院心内科;3.承德医学院病理教研室)
CD151;异黏蛋白;胃癌
胃癌是最常见的恶性肿瘤之一,发病率与死亡率一直处于我国恶性肿瘤的首位[1],如何控制胃癌的浸润和转移成为当今研究胃癌的热点。胃癌的浸润和转移机制主要包括细胞之间的黏附性改变、基底膜与细胞外基质的降解、新生的血管形成、肿瘤细胞的迁移等步骤。CD151是新近发现的癌基因,可通过与整合素特异性结合,影响细胞的黏附、迁移与增殖等众多过程[2],而异黏蛋白主要通过调节和肿瘤发生、发展关系紧密相关的分子信号途径[3],从而参与肿瘤的浸润、转移、血管再生与耐药等,二者在胃癌的发生、发展中均发挥着至关重要的作用。
1.1 CD151的功能和分布 CD151是TM4SF新近发现的成员,它与肿瘤的发展呈正相关,在肿瘤转移中发挥着重要的作用,如促进肿瘤细胞与细胞外基质的黏附,促进细胞外基质的降解,促进肿瘤血管的形成[4-6]。研究发现,CD151可通过与多种整合素结合的方式将其接受到的各种生物信号(包括细胞增殖、迁移、凋亡、肿瘤转移信号等)转导到细胞内。
1.2 CD151与肿瘤
1.2.1 CD151在肿瘤发生中的作用:CD151在细胞外与TM4SF家族的其它成员、整合素家族之间存在着广泛的联系。结合层黏蛋白的整合素活化后可与CD151蛋白分子结合,并形成复合体,通过将整合素与信号酶(磷脂酰肌醇4激酶和蛋白激酶C)的连接,而将细胞外的信号传导到细胞内,进而将整合素和(或)TM4SF其它成员与胞内的磷酸化-去磷酸化过程连接起来[7]。机体在各种刺激下,过度表达CD151的细胞较正常细胞磷酸化过程加剧,细胞凋亡减弱,而细胞增殖活性增强,细胞分化不良,肿瘤发生的几率增加[2]。
1.2.2 CD151在肿瘤转移中的作用:CD151可通过与整合素的多种亚型结合,调节肌动蛋白与张力纤维丝的聚合,使细胞骨架重组,并促进局部黏着斑的形成,进而影响细胞的黏附与迁移。整合素-CD151复合体也可通过激活蛋白激酶C的多种亚型,而使焦点黏附激酶磷酸化。焦点黏附激酶是一种非受体酪氨酸激酶,广泛表达,在细胞迁移及血管形成中发挥着重要的作用。焦点黏附激酶产生的磷酸化位点可与含酪氨酸蛋白激酶同源区2区的胞内蛋白结合,使由整合素触发的多种信号连接起来。酪氨酸磷酸化的焦点黏附激酶可聚集Src到黏附斑位点,使细胞骨架蛋白桩蛋白与张力蛋白等磷酸化,造成细胞骨架重组[8-9]。
1.2.3 CD151在肿瘤血管形成中的作用:血管形成的过程包括内皮细胞的增殖与迁移、蛋白溶解酶表达调控、细胞外基质破裂的重建和内皮官腔的形成。血管发生的最基本和最重要的环节是血管内皮细胞增殖。生长因子受体和整合素这两类细胞膜分子可转导促血管生长信号,促血管形成的一条有效途径即是增强整合素来源的信号转导[10]。研究表明,细胞外向细胞内的信号传递包括启动内皮细胞黏附、迁移及血管生成是由TM4SF家族完成的,其中关系最为密切的是CD151。基质胶模型研究表明,CD151可明显促进血管内皮细胞网络状和管状形成的能力,在血管形成及重塑中发挥着重要的作用,如果抑制CD151的作用,则体外血管形成明显受到抑制。此外,将CD151表达阴性的NH3T3细胞转染CD151,结果显示细胞的定向迁移能力增加,并且在细胞外基质中培养后的细胞容易形成条索状的结构,表明CD151可促进血管的新生[11]。CD151可通过上调PI3K的表达实现促进血管内皮细胞增殖的作用。PI3K主要磷酸化磷脂酰肌醇-4磷酸与磷脂酰肌醇4,5二磷酸,生成磷脂酰肌醇3,4二磷酸与磷脂酰肌醇3,4,5三磷酸,这些脂类可激活下游信号通路而参与促血管的新生[12]。体外实验也证实,CD151与整合素特异性结合,以整合素-CD151-蛋白激酶C复合体的模式,完成信号由细胞外向细胞内的转导,继而启动内皮细胞的黏附、迁移及血管的形成。肿瘤不仅可以通过这些血管摄取足够的养分,并且肿瘤细胞也可通过这些血管进入血液,完成转移[2]。
1.3 CD151与胃癌 李桃等[13]用SP免疫组化法检测80例胃癌组织和50例癌旁正常组织CD151的表达,结果显示胃癌组织CD151的阳性表达率为63.75%,明显高于癌旁组织(P<0.05)。说明胃癌组织CD151的高表达与胃癌的分化程度、TNM分期、淋巴结转移和浸润深度呈正相关。乔亚峰等[14]采用免疫组化SP法检测23例正常胃组织、46例胃癌原发灶及21例淋巴结转移灶中CD151的表达,结果显示在正常胃组织CD151无表达,胃癌原发灶中CD151表达阳性率为65.2%,在淋巴结转移灶中的阳性表达率为81%,均高于正常胃组织(P<0.05)。说明检测CD151的表达可能为胃癌的诊断、预后判断及治疗提供参考依据。
2.1 异黏蛋白的分子特征 在哺乳动物中,异黏蛋白是一种极其保守的蛋白,而在非脊椎动物中尚未发现此种蛋白[15]。异黏蛋白是一个Ib型膜蛋白,等电点是9.3[16]。其具有一个跨膜区[15],在432到451氨基酸与561到580氨基酸之间存在着大量与核定位信号相关的赖氨酸[16]。异黏蛋白位于8q22,其cDNA存在着多个转录子,可编码不同的亚基,其最长片段为80kD,剩余的主要条带是70,50与37kD(1D=1u),其中一些亚基在翻译后或蛋白修饰阶段完成[15]。
2.2 异黏蛋白在信号转导通路中的作用 异黏蛋白是Haras下游的目的基因,其调节发生于转录水平而不是非蛋白稳定性。过表达的LY294002或肿瘤抑制因子同源性磷酸酶-张力蛋白可抑制Ha-ras对异黏蛋白的诱导,表示其调节是通过PI3K/GSK3β/c-Myc信号通路,和c-Myc与DNA的直接连接进行调控。Ha-ras对异黏蛋白诱导的关键是异黏蛋白启动子两个E-box的激活[17]。
2.3 异黏蛋白与肿瘤的关系 异黏蛋白已经被证实是一种原癌基因,其功能主要是可以调节和肿瘤发生、发展紧密相关的分子信号途径[3],从而参与肿瘤的浸润、转移、血管再生与耐药等。研究发现,异黏蛋白可在结肠癌[18]、卵巢癌[19]、膀胱癌[20]等多种人类肿瘤中过表达。
2.4 异黏蛋白与胃癌 刘继微等应用免疫组化SP法同步检测90例胃癌组织及55例癌旁正常组织的异黏蛋白的表达情况,结果显示:在胃癌组织异黏蛋白的阳性表达率是70%,明显高于癌旁正常组织,差异具有统计学意义(P<0.01);异黏蛋白在胃癌组织中表达与胃癌的分化程度相关(P<0.01),异黏蛋白的表达水平与淋巴转移相关(P<0.01)。说明异黏蛋白在胃癌组织中呈过表达,且与胃癌的分化程度、淋巴结转移相关,可成为胃癌的早期诊断和抗转移治疗的新标记物,并且为患者预后提供理论依据[21]。
CD151和异黏蛋白两者可能共同参与了肿瘤细胞的浸润和转移,在肿瘤的发生、发展中都发挥着至关重要的作用。但是,目前在胃癌中关于CD151与异黏蛋白相关性研究尚未见报道,二者在胃癌中是否存在相关性需要我们进一步的探讨研究。
胃癌是我国发病率与死亡率都非常高的恶性肿瘤,疾病一旦确诊,病程多已发展至进展期,患者的生活质量和预后严重受影响,因此,检测及确定胃癌早期诊断的标志物和能与胃癌浸润、转移相关的指标对临床治疗具有重大的意义。在肿瘤浸润、转移的多个步骤中,只有找到特异的作用途径或作用机制,并且从中进行阻断,才能有效地控制肿瘤的浸润和转移。CD151与异黏蛋白的发现为胃癌的早期诊断提供了新的思路,深入研究二者与胃癌的关系及二者之间的相互关系,为胃癌的早期诊断提供新线索的同时,也为胃癌的治疗、尤其是抗转移方面提供理论依据。
[1]瞿春莹,董国芳,汪余勤,等.78例早期胃癌患者内镜及组织病理学分析[J].实用诊断与治疗杂志,2007,21(10):732-736.
[2]张莹,韦敏怡.CD151与肿瘤侵袭和转移的研究进展[J].医学综述,2008,14(8):1165-1168.
[3]Hu G, Wei Y, Kang Y. The multifaceted role of MTDH/AEG-1 in cancer progression[J]. Clin Cancer Res,2009,15(18):5615-5620.
[4]Hashida H,Takabayashi A,Tokuhara T,et al.Clinical signif icance of transmembrane 4 superfamily in colon cancer[J]. Br J Cancer,2003,89(1):158-167.
[5]Schmelz M,Cress AE,Scott KM,et a1.Different phenotypes in humanprostate cancer:alpha6 or alpha3 integrin in cellextracellular adhesion sites[J].Neoplasia,2002,4(3):243-254.
[6]Zoller M.Tetraspanins:push and pull in suppressing and promoting metastasis[J].Nat Rev Cancer,2009,9(1):40-55.
[7]Sterk LM,Geuijen CA,Oomen LC,et al.The tetraspan molecule CD151,a novel constituent of hemidesmosomes,associates with the integrin alpha6 beta4 and may regulate the spatial organization of hemidesmosomes[J].J CellBiol,2000,149(4):969-982.
[8]Berditchevski F,Odintsova E,Sawada S,et al.Expression of the palmitoylation-deficient CD151 weakens the association ofA3B1integrinwith the tetraspanin-enrichedmicrodomains and affects integrin dependent signaling[J].J Biol Chem,2002,277(40):36991-37000.
[9]Hanks SK,Polte TR.Signaling through focal adhesion kinase[J]. Bioessays,1997,19(2):137-145.
[10]Yancopoulos GD,Davis S,Gale NW,et al.Vascularspecific growth factors and blood vessel formation[J]. Nature,2000,407(6801):242-248.
[11]Hashida H,Takabayashi A,Tokuhara T,et al.Clinical signif icance of transmenbrane 4 superfamily in colon cancer[J].Br J Cancer,2003,89(1):158-167.
[12]Brader S,Eccles SA.Phosphoinositide 3-kinase signaling pathways in tumor progression, invasion and angiogenesis[J]. Tumor,2004,90(1):2-8.
[13]李桃,李建团,齐洁敏.CD151、HPA在胃癌中的表达及意义[J].承德医学院学报,2013,30(1):1-3.
[14]乔亚峰,叶振东,彭身华,等.CD151及整合素α3β1在胃癌中的表达及意义[J].广东医学,2011,32(15):2009-2011.
[15]Sutherland HG,Lain YW,Bfien S,et a1.3D3/lyric:a novel transmembrane protein of the endoplasmic reticulmn and nuclear envelope, which is also present in the nucleolns[J]. Exp Cell Res,2004,294(1):94-105.
[16]Emded L,Sarkar D,Su ZZ,et a1.Activation of the nuclear factor kappas pathway by astrocyte elevated gene-1:implications for tunlor progression and metastasis[J].Cancer Res,2006,66(3):1509-1516.
[17]Lee SG,Su ZZ,Emded L,et a1.Astrocyte elevated gene-1(LEG-1)is a target gene ofoncogenic Ha-ras requiting phesphatidylinosito 3-kinase and e-Mye[J].Proc Nail Aead Sei USA,2006,103(46):17390-17395.
[18]Song H, Li C, Li R, et al. Prognostic significance of AEG-1 expression in colorectal carcinoma [J].Colorectal Dis,2010,25(10):1201-1209.
[19]Li C, Liu J, Lu R, et al.AEG-1overexpression:a novel indicator for peritoneal dissemination and lymph node metastasis in epithelial ovarian cancers[J].Int J Gynecol Cancer,2011, 21(4):602-608.
[20]周健,王增军,殷长军,等.膀胱移行细胞癌中MTDH和Ki-67的表达及临床意义[J].江苏医药,2012,38(11):1282-1284.
[21]刘继威,齐洁敏.L-选择素和异黏蛋白在胃癌中的表达及意义[J].广东医学,2013,34(20):3136-3138.
R735.2
A
1004-6879(2015)02-0146-03
2014-08-06)