膜联蛋白A4与妇科肿瘤关系的研究进展

陈勇华，王桂青

膜联蛋白 A4（Annexin A4，Anxa4）是膜联蛋白超家族中的重要成员之一，由于膜联蛋白具备与钙离子结合的能力，因此Anxa4能够参与钙离子通道建立、钙信号传导等一系列依赖于钙离子的“非基因转录效应”的生物学活动。同时Anxa4可以影响某些基因转录活性，发挥生物学效应，表现为“基因转录效应”。有研究发现Anxa4与多种肿瘤的化疗敏感性有关，并涉及钙离子浓度变化[1-3]。因此，从Anxa4相关信号通路为切入点，研究Anxa4基因基于“非基因转录效应和转录效应”对肿瘤生长、迁移、侵袭、转移等生物学行为和化疗治疗的影响，从而探讨Anxa4作为分子靶点及传统治疗中分子增敏剂的可能性，为今后分子治疗提供理论基础。

1 Anxa4的非基因转录效应及转录效应

作为转录因子可启动其下游靶基因转录的蛋白分子在细胞核中通过与其靶基因特定的DNA反应元件结合调控靶基因的转录，最终导致这些靶基因在蛋白水平上的改变，从而影响细胞的功能，这一功能即所谓的“基因转录效应”，但目前所发现的生物分子的“基因转录效应”无法解释其广泛的生物学功能。研究发现某些依赖于小分子配体结合的蛋白质，还存在一种不依赖于其转录激活功能的非常快速的作用方式，称为“非基因转录效应”（non-genomic action），此种效应发生非常迅速，难以进行mRNA转录和蛋白质的合成[4-5]。雌激素基因转录效应和非转录效应参与了子宫内膜癌的发生和发展，其非基因转录效应多集中在乳腺癌、内皮细胞和中枢神经系统，同时甲状腺激素、糖皮质激素也存在基因转录效应和非转录效应，其中钙离子（Ca2+）、蛋白激酶B（AKT）作为第二信使，参与磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/AKT信号传导通路，是“非基因转录效应”的重要传导信号[5]。

作为膜联蛋白家族中的一员，Anxa4与膜通透性有关，可以调节细胞内Ca2+浓度，从而启动快速Ca2+信号通路调节[1-3]。同时有研究发现Anxa4可以上调AKT表达[6]。Anxa4不仅可与核因子κB（NF-κB）p50作用，还可以影响NF-κB转录活性，表现出“基因转录效应”[7]。因此，全面探讨Anxa4与肿瘤生物学行为调控的分子机制，将有助于提高对恶性肿瘤病理机制的认识，可从多个层面探讨分子靶向治疗的可能性。

2 Anxa4与肿瘤

研究表明膜联蛋白家族分子与许多肿瘤相关。Deng等[8]应用蛋白质谱技术发现Anxa2、Anxa4和Anxa5分别在人乳腺癌、胰腺癌和喉癌组织中高表达，提示每种特定的恶性肿瘤可能由特定的Annexin分子调控。进一步免疫组化提示Anxa4和Anxa5同时在乳腺癌组织中高表达，而Anxa1、Anxa2和Anxa4同时在喉癌组织中高表达，提示这些分子可能有协同作用。Anxa4在紫杉醇耐药细胞株H460/T800中表达增高，将Anxa4的互补DNA（cDNA）导入293T细胞，其紫杉醇耐药能力增高，提示Anxa4在紫杉醇耐药株中发挥作用，并且其是抗有丝分裂药物引起细胞毒性压力反应的最早期的蛋白[9]。恶性间皮瘤对顺铂的反应率仅约20%，Anxa4在对顺铂耐药的间皮瘤细胞中的表达强于对顺铂敏感的间皮瘤细胞，而且恶性间皮瘤组织的Anxa4表达水平高于良性间皮瘤组织和正常间皮组织，Anxa4基因敲除间皮瘤细胞对顺铂敏感性增高，提示Anxa4可能作为顺铂敏感性的一个标记物[10]。Lin等[6]研究发现Anxa4可以促进胃癌细胞增殖，此过程中AKT被磷酸化活化进而调节PI3K/AKT信号通路，促进细胞增殖，表现出对化疗等应激的抗拒性。以上研究提示了Anxa4在机体众多肿瘤的生物学行为调控中有着重要作用。

3 Anxa4与妇科肿瘤

Anxa4在女性生殖系统中的表达及其与相关肿瘤的研究亦有所进展。Ponnampalam等[11]首先研究了在月经周期子宫内膜中Anxa4 mRNA的表达变化，发现相对于增殖期，分泌中期和晚期子宫内膜Anxa4 mRNA表达上调。体外培养的子宫内膜细胞给予孕激素培养48 h后，Anxa4 mRNA和蛋白水平增加，而雌激素则无此效应。Anxa4转录和翻译受孕激素调节的现象揭示Anxa4可能在子宫内膜上皮细胞的离子和水转运中起重要作用。

3.1 Anxa4与卵巢癌

3.1.1 Anxa4在卵巢癌中的表达及与其化疗敏感性的关系 Miao等[12]通过cDNA芯片及免疫组化分析发现，相对于卵巢浆液性癌，Anxa4在卵巢透明细胞癌中高表达。Kim等[13]对126例卵巢上皮癌组织免疫组化分析表明，相对于卵巢浆液性癌和卵巢子宫内膜样腺癌，卵巢透明细胞癌中Anax4蛋白水平显著升高。Choi等[14]进一步研究提示Anxa4基因在化疗耐药的卵巢浆液性癌肿瘤组织中较化疗敏感的卵巢浆液性癌肿瘤组织中高表达，免疫组化分析发现20.0%（14/70）标本的细胞核中检测到Anxa4，24.3%（17/70）标本的细胞质中有表达，在4例同时表达于细胞核和细胞质中，35.7%（25/70）有细胞核表达的患者对以铂类为基础的化疗耐药，而仅14.3%（10/70）无细胞核表达的患者对化疗耐药，且细胞核着色患者的无瘤生存期降低，提示Anxa4的细胞核表达是独立的预后因子，其表达水平和定位与卵巢浆液性癌化疗耐药有关。对于Anxa4在卵巢癌中的研究主要集中于对化疗高度耐药的卵巢透明细胞癌，虽然Anxa4在卵巢浆液性癌中相对低表达，但也可以作为预后因子[14-15]。

卵巢透明细胞癌是卵巢癌中继高级别浆液性癌后的第二主要类型，其倾向于对以铂类为基础的标准化疗方案耐药，有较差的预后。Anxa4基因及其蛋白产物被认为是卵巢透明细胞癌生物学行为的标记分子。研究发现，卵巢透明细胞癌细胞株OVTOKO敲除Anxa4基因后出现显著的生长受限、对卡铂敏感性增强；Anxa4敲除的卵巢透明细胞癌细胞株VOISE表现为转移和侵袭能力丢失，但这种效应未出现于OVTOKO细胞中；同时研究发现卵巢透明细胞癌表现出对以铂类为基础的化疗方案（如顺铂、卡铂、紫杉醇等）抗拒[13]。

另有研究提示，Anxa4过表达的细胞系对紫杉醇抗拒。Le Moguen等[16]和Stewart等[17]则发现相对于铂类敏感的母系卵巢浆液性腺癌细胞系IGROV1，对铂类抗拒的子细胞系IGROV1-R10和IGROV1-CP低表达Anxa4，此现象说明Anxa4表达高低和肿瘤耐药性与肿瘤组织及药物种类有关。

3.1.2 Anxa4对卵巢癌化疗敏感性作用的分子机制有研究讨论了卵巢癌患者预后差的可能机制，如通过药物流出泵导致治疗药物聚集减少、增强的药物细胞外流出和DNA修复活性。而Ca2+可能参与了化疗药物药效动力学过程。研究发现，紫杉醇通过细胞内Ca2+库释放导致细胞质内Ca2+快速增加[1]。顺铂可通过对其敏感的卵巢癌细胞内的Ca2+释放诱发凋亡[18]。而Anxa4表达抑制的细胞对细胞内Ca2+调节能力受限。已有研究表明，作为Ca2+通道的调节者，由于中心亲水孔洞，所有膜联蛋白都可以作为Ca2+通道，其中Anxa2、Anxa4和Anxa6为质膜氯离子和肌质网Ca2+释放通道的调节者[2]。因此，Anxa4可能参与了化疗药物所致Ca2+信号变化，从而表现出后续生物学效应。

Kim等[13]对无Anxa4表达的卵巢癌细胞转染表达Anxa4后发现，对卡铂抗拒的细胞内铂类聚集减少，Anxa4增加了细胞内铂的流出。由此推测：膜联蛋白可以调节细胞内Ca2+浓度，从而启动Ca2+信号传导通路，包括调节自身Ca2+依赖性膜通透性和化疗药物流出，表现出对化疗的抗拒。

3.2 Anxa4与子宫内膜癌

Chen等[19]的研究提示子宫内膜浆液性癌中Anxa4高表达，部分肿瘤细胞亦有细胞核和细胞质中同时表达现象，由此推论子宫内膜浆液性癌具有高侵袭性、对放化疗不敏感等生物学特性，提示可能与Anxa4高表达有关。有研究对子宫内膜癌细胞Anxa4基因小干扰RNA（siRNA）转染干扰后发现，肿瘤对卡铂、紫杉醇和阿霉素敏感性显著提高[1]。Matsuzaki等[20]对Anxa4低表达的子宫内膜样腺癌细胞株HEC1细胞系对顺铂耐药与Anxa4相关性进行了研究，通过体外细胞及体内裸鼠移植瘤实验发现：沉默转运铜离子的P型ATP酶——ATP7A（为细胞内铂外流运载体）后，低表达Anxa4的HEC1及其对照细胞对顺铂和卡铂的敏感性并未改善，而通过Anxa4高表达诱发铂类耐药的HEC1细胞对铂类药物的敏感性显著提高。进一步研究发现，ATP7A沉默表达后，细胞内铂聚集增加；过表达Anxa4的HEC1细胞暴露于顺铂或卡铂后，Anxa4和ATP7A由细胞质共定位至细胞膜，此现象提示子宫内膜样腺癌HEC1细胞高表达Anxa4后通过ATP7A提高了铂类药物外流，从而诱发化疗抗拒。因此，Anxa4可以作为化疗敏感的一个潜在治疗靶点。

3.3 Anxa4与宫颈癌

由于膜联蛋白的结构特点，其功能研究主要与Ca2+有关，如参与细胞骨架活动、参与磷脂化与膜受体的功能调节等。而目前研究发现，Annexins介导凋亡、分化，参与肿瘤的侵袭和转移、血管发生和药物抵抗等[1-3]。这可能除与Ca2+相互调节有关外，还与其他靶分子功能有关。这一现象已在研究宫颈癌细胞系HeLa细胞时发现：Anxa4过表达的宫颈癌细胞系HeLa细胞抵抗鬼臼乙叉甙处理所诱导的凋亡；进一步研究其机制发现在HeLa细胞周期的静止期，Anxa4抑制NF-κB的转录活性，但经鬼臼乙叉甙处理后的4 h，细胞内Ca2+水平升高，NF-κB表达明显上调，8 h后过表达的Anxa4导致NF-κB活性增强约2倍，12 h后不再增强，进一步研究提示Anxa4通过p50的Rel同源结构域与NF-κB相互作用，而这种作用随着Ca2+水平升高显著增强[7]。

4 结语

综上所述，与机体其他肿瘤类似，Anxa4与妇科肿瘤的发生、进展及化疗敏感性等有关。多数研究提示，Anxa4在化疗抗拒的卵巢透明细胞癌、子宫内膜癌中高表达，但亦有研究提示相对于铂类敏感的卵巢浆液性癌，其在铂类抗拒的卵巢浆液性腺癌细胞系中低表达，而Anxa4过表达与宫颈癌细胞系HeLa细胞抗肿瘤药物有关，其分子机制涉及钙信号调节、Ca2+依赖或非依赖的AKT、NF-κB信号通路调节，并可与其他重金属转运酶作用诱导化疗药物外流而参与肿瘤化疗抗拒。Anxa4通过“基因转录效应”和“非基因转录效应”与肿瘤生物学行为关系密切，并通过多个层面形成一个互相调控的信号网络而成为肿瘤细胞对传统化疗药物应激反应的一个关键节点分子。目前靶向干预Anxa4表达能否增敏化疗效果是今后仍需探讨的问题。

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