神经菌毛蛋白1及其在卵巢癌发生发展中作用的研究进展

顾娇娇，王洁，李鹤，宁一蘩，王鑫璐

(中国医科大学附属盛京医院，沈阳110000)

卵巢癌是一种常见的妇科恶性肿瘤，其发病率仅次于宫颈癌及子宫内膜癌。因卵巢位于盆腔较深位置，起病隐匿，并且尚无特异性的早期诊断措施，卵巢癌患者发现时大多已处于晚期，严重影响患者预后。卵巢癌病死率居妇科恶性肿瘤之首。中国卵巢癌五年生存率仅38.9%，低于宫颈癌和子宫内膜癌。卵巢癌生存率随分期进展逐渐降低，Ⅰ～Ⅳ期5年生存率分别为90.2%、68.3%、32.9%、16.1%[1]。故对卵巢癌进行早期诊断并有效抑制其转移复发为临床亟需解决的问题。神经菌毛蛋白1(NRP1)为NRP家族的重要成员，具有多种生物学功能，在人体的各种病理生理过程中发挥重要作用。研究发现，与正常卵巢组织相比，卵巢癌组织中NRP1表达高，且NRP1表达变化与卵巢癌组织的分化程度密切相关，与患者的预后也存在相关性[2，3]。说明NRP1可能在卵巢癌的发生发展中扮演重要角色，可以为卵巢癌的诊断、临床分期、靶向治疗和判断患者预后等提供新的思路。本文对此作一综述。

1 NRP1的结构及功能

NRP1是一种跨膜糖蛋白，相对分子质量约为1.3×105，为NRP家族成员之一。NRP1起初在蟾蜍神经纤维轴突中被发现，并于1995年被Fujisawa等命名为NRP1[4]。NRP1分为胞内区、跨膜区和胞外区三部分，胞外区又包括a1/a2、b1/b2及c结构域。NRP1可通过各结构域与多种因子结合，在人体中发挥多种生物学功能。相关研究发现，NRP1也在一些内皮组织与肿瘤细胞中表达[5]，在生理以及病理情况下其通过与血管内皮生长因子(VEGF)和神经轴突导向因子(SEMA)结合，分别发挥促血管生成与神经导向作用[6，7]。NRP1在多种肿瘤组织中高表达，且高表达与肿瘤进展密切相关。表明NRP1在肿瘤发生发展中发挥重要作用。研究发现，NRP1可促进血管内皮细胞迁移，可与VEGF受体(VEGFR)结合形成复合物，增强VEGF的促肿瘤血管生成作用[8]；还可通过其他多种途径，如原癌基因(ABL1)、血小板来源生长因子(PDGF)、神经轴突导向因子(SEMA3A)、细胞外基质(ECM)、表皮生长因子(EGF)等促进肿瘤血管新生[9]，使得肿瘤组织中微血管密度(MVD)升高，为肿瘤生长及迁移提供充足的氧气及血供[10]。相关研究发现，NRP1还可参与调节免疫反应，为肿瘤免疫抑制的关键修饰因子，减弱机体及药物对肿瘤的免疫反应，导致恶性肿瘤进展[11]。另外，NRP1还与雌孕激素水平相关，参与调控卵泡周期，通过中枢促性腺激素释放激素影响生育能力[12]。

2 NRP1在卵巢癌发生发展中的作用

国内外研究[2，3]表明，NRP1在卵巢癌组织中的表达高于正常卵巢组织；卵巢癌恶性程度越高，NRP1的表达越高。NRP1可通过多种途径参与卵巢癌的进展，其可能机制有促进卵巢癌血管生成，提高卵巢癌中MVD，促进卵巢癌细胞增殖及迁移；参与调节肿瘤免疫，降低相关免疫治疗效果，抵制药物的卵巢癌抑制作用，促进卵巢癌生长、转移及复发。NRP1还可参与卵巢衰老的调控，从而影响体内激素水平，以致激素依赖的肿瘤抑制途径被阻滞，促进卵巢癌进展；近期一项基于综合基因网络分析的研究[13]表明，miR-130a与miR-130b可与NRP1结合，结合位点位于10号染色体上，且这一信号通路与卵巢癌化疗耐药机制有关，影响卵巢癌的化疗效果及患者预后。

2.1 NRP1在血管生成中的作用 Raimondi等[14]证实NRP1可通过促进已有的血管分支、血管新生，为肿瘤生长提供血氧等物质基础，从而更利于肿瘤组织的生长、迁移等生物学过程。Gelfand等[15]通过使内源性NRP1位点突变，选择性阻断VEGF与NRP1结合，发现在NRP1缺陷的静脉中，VEGFR2的表面表达降低，影响出生之后小鼠的血管生成。而NRP1与VEGFR2形成复合物，可增强VEGF促进血管内皮细胞迁移及促肿瘤血管生成的作用。另外NRP1可通过ABL1、PDGF、SEMA3A、ECM、EGF等促进血管生成及成熟。对人真皮微血管内皮细胞及人脐静脉血管内皮细胞进行培养、转染后，发现NRP1可与ABL1形成复合物，使纤连蛋白依赖的桩蛋白活化、肌动蛋白重塑，促进内皮细胞的运动，介导血管生成[15]。研究发现，NRP1还可在血管平滑肌细胞趋化诱导剂PDGF-aa和PDGF-bb作用下，通过p130cas促进血管新生[16]。起初SEMA3A的表达诱导内皮细胞凋亡，抑制肿瘤血管生成，但后续能够通过促进周围细胞覆盖于肿瘤血管和降低血管渗漏，从而支持新生血管的正常化，有利于新生血管的成熟。SEMA3A还可通过募集NRP1表达单核细胞、吸引外周细胞来间接诱导肿瘤血管的成熟[17]。有研究报道，NRP1通过ECM信号途径促进血管生成。NRP1因与整合蛋白相互作用促进细胞迁移而被认为具有促血管生成作用，整合蛋白配体纤连蛋白通过NRP1依赖机制促进肌动蛋白重塑及内皮细胞迁移[18]。研究显示,NRP1可不依赖于VEGFR2使EGF受体融合入NRP1的跨膜及胞质结构域，使内皮细胞迁移，促进血管的新生[19]。

Osada等[10]发现，卵巢癌组织中NRP1、NRP2及VEGF高表达；而SEMA的表达随卵巢癌进展而降低。由此认为SEMA表达降低及NRP1、NRP2表达升高为卵巢癌进展的特点。SEMA与VEGF竞争性地结合NRP1。VEGF与NRP1结合可促进肿瘤组织中血管生成，而SEMA与NRP1结合可抑制肿瘤组织中的血管生成，由此可抑制肿瘤的生长和进展。该研究结果显示，卵巢癌组织中NRP1表达升高时MVD也相应升高，且伴随着卵巢癌进展，VEGF的表达也明显升高。此外，VEGF竞争性结合受体SEMA，表达降低，其具有拮抗血管生成的作用。SEMA的表达与卵巢癌组织中MVD之间存在负相关关系，这使得VEGF的促肿瘤血管生成作用无法被抑制。提示卵巢癌组织中的NRP1与VEGF可相互作用，协同促进血管生成，促进卵巢癌的生长及侵袭。另外，NRP1不依赖于VEGF的血管生成途径是否也在卵巢癌中发挥相应作用目前尚未明确，在卵巢癌组织中NRP1是否在血管生成相关信号途径里发挥作用及作用机制，需大量研究来加以证明。

2.2 NRP1在肿瘤免疫中的作用 活化T细胞在人体的各种病理环境中发挥重要的免疫作用，而Treg细胞具有免疫无能性，发挥免疫抑制作用。已有研究表明，NRP1是Treg细胞的表面标志物，参与免疫调节，抑制T细胞的活化并增强Treg细胞的免疫抑制性，减弱机体针对肿瘤的免疫反应，最终导致恶性肿瘤进展[20～23]。Hansen等[24]用体内肿瘤模型研究显示CD4+T细胞缺乏NRP1时可抑制肿瘤生长，进一步表明NRP1在肿瘤的进展中起重要作用。NRP1本身可通过Ras/MAPK途径抑制T细胞的增殖，降低免疫效能[20]。无活性相关肽-转化生长因子β1(TGF-β1)可以诱导Treg细胞的活化[21]。有研究发现，NRP1可通过细胞与细胞接触的形式增强活化Treg细胞对活性T细胞的抑制效果[22]。另外，研究进一步表明免疫细胞表达的配体SEMA4A和Treg细胞表达的受体NRP1之间可以相互作用，维持Treg细胞的活性、增强Treg细胞的功能[23]。Treg细胞对活性T细胞抑制效果的稳定性依靠NRP1-SEMA4A介导，通过PTEN-Akt-Foxo轴维持。所以NRP1介导肿瘤免疫逃逸及耐受的一系列过程，在恶性肿瘤的进展中发挥重要作用。

研究表明卵巢癌进展与Treg细胞活化密切相关，卵巢癌中Treg细胞水平升高,且其升高程度与生存期降低相关，Treg细胞在腹水及实性肿瘤组织中聚集越多代表肿瘤分期越晚[25]。国内研究通过对455例卵巢癌患者与337例正常健康女性对比发现，Treg细胞表达的FOXP3基因与卵巢癌的高易感性显著相关，可以抑制体内外肿瘤相关特异性免疫，导致肿瘤的生长及转移，并且与卵巢癌患者的存活之间也存在相关性[26]。Sato等[27]发现，上皮内CD8+T细胞表达越高的上皮性卵巢癌患者存活期相对越长，而CD4+肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)对CD8+的影响源于CD25+FOXP3 Treg细胞，上皮内CD8+TILs比例及CD8+/Treg值越高，则卵巢癌患者预后越好，而Treg细胞比例升高会影响CD8+TILs的比例，降低CD8+/Treg值，从而影响卵巢癌患者的预后。研究发现，与健康对照组相比，卵巢癌患者腹水及血液中Treg细胞比例升高，且在伴有转移的卵巢癌患者中，Treg细胞比例升高；复发性卵巢癌患者Treg细胞比例高于原发卵巢癌患者。进一步提示Treg细胞在卵巢癌的复发中发挥重要作用[28]。卵巢癌组织中增高的NRP1可以介导肿瘤组织微环境中的免疫耐受及免疫调节，通过对Treg细胞活化并增强其免疫抑制的强度、维持其免疫抑制的稳定性使得卵巢癌免疫治疗效果不佳，导致卵巢癌进展，增加复发风险，影响患者的预后。

2.3 NRP1对雌激素水平的影响 沈薇等[29]对不同动情周期及不同周龄的小鼠卵巢组织进行聚合酶链式反应，将小鼠分为性未成熟组、性成熟组、繁殖适龄组和近绝育期组，检测并分析其NRP1 mRNA的表达，结果发现NRP1 mRNA在性未成熟组、性成熟组及繁殖适龄组中表达差异无统计学意义，而于近绝育期时表达升高，且相对于其他各组表现为成倍升高，由此推测NRP1可能与卵巢的衰老过程相关。后续发现NRP1参与卵泡的发育、成熟以及排出过程。提出NRP1可能通过TGF-β信号通路调控始基卵泡募集、功能卵泡的发育成熟及卵泡闭锁等，从而参与卵巢衰老的调控。研究结果显示，雌激素水平降低可导致SEMA3B及SEMA3F表达降低，由此减弱SEMA3B及SEMA3F对卵巢癌细胞增殖及侵袭的抑制效果，导致卵巢癌进展[30]。Joseph等[31]用卵泡刺激素、黄体生成素和雌激素对卵巢癌细胞及对照组处理后，比较两者之间SEMA3B及SEMA3F的表达差异，发现在卵巢癌细胞中SEMA3B、SEMA3F表达为雌激素剂量依赖型，SEMA3B的增强表达可通过降低局部黏附激酶的磷酸化，以抑制细胞的活动性及侵袭力，降低卵巢癌细胞集落形成、增加细胞凋亡、抑制细胞生长，还可抑制基质金属蛋白酶-2及金属蛋白酶-9的表达，减弱细胞基质之间相互作用，削弱肿瘤侵袭能力，从而抑制肿瘤进展。SEMA3F的增强表达显著抑制内皮细胞管状结构的形成，抑制卵巢癌中血管的形成以及成熟，阻碍肿瘤的生长和转移。因此，雌激素介导的SEMA3B及SEMA3F表达升高可以抑制卵巢癌的进展。卵巢癌组织中NRP1表达升高可通过上述TGF-β途径促进卵巢衰老、降低雌激素水平，从而诱导SEMA3B及SEMA3F表达降低，使得SEMA3B与SEMA3F对恶性肿瘤的抑制作用受到限制，最终导致卵巢癌进展。

综上所述，NRP1可成为潜在的卵巢癌生物标记物及治疗靶点，指导临床诊断、治疗及评估患者预后。NRP1在卵巢癌组织中表达升高，并且其表达根据肿瘤分期不同而有差异。复发及伴有转移的卵巢癌患者，肿瘤组织和腹水中可见NRP1高表达，由此认为NRP1可作为卵巢癌的生物标记物。通过探究NRP1参与卵巢癌发生发展的可能途径，可为患者的有效化治疗提供新靶点。目前，对NRP1在卵巢癌发生发展中作用的了解尚浅，需更多研究来深入解释NRP1与卵巢癌发生发展的关系，探讨其参与卵巢癌发生发展的途径。