Cripto-1与肿瘤关系的研究进展

华丽，周燕红

(1湖北医药学院，湖北十堰442000；2湖北科技学院临床医学院)

近年来，随着我国社会经济发展、人口老龄化、生活方式及环境的变化，肿瘤的发病率和病死率总体呈上升趋势，全世界每年因癌症死亡者达820.1万[1]，严重威胁人类的健康及生命。恶性肿瘤的发生是多步骤、多基因突变累积及环境互相作用的结果。目前，从基因水平研究肿瘤的发病机制，是预防、诊治恶性肿瘤的重要突破口。Cripto-1最初是从人类NTERA-2畸胎瘤cDNA文库中分离出来的，为表皮生长因子(EGF)富含半胱氨酸(CFC)家族的成员。Cripto-1蛋白在胚胎早期发育阶段表达，具有调节细胞分化和胚胎发育的功能；也表达于细胞发生转化或恶性变时，进而参与肿瘤的发生发展。本文就Cripto-1与肿瘤的关系综述如下。

1 Cripto-1参与肿瘤形成的相关信号通路

近年来的研究表明Cripto-1是一种癌基因，同时是一种多功能的信号因子，在细胞膜表面接受多种信号，可刺激细胞增殖、迁移、存活、上皮间充质转化(EMT)和血管生成以调节胚胎发育、组织稳态和肿瘤发生[2]。

1.1 Cripto-1与TGF-β信号通路 TGF-β蛋白成员是无数细胞功能的调节因子，包括调节增殖、分化、凋亡、迁移和分泌功能。TGF-β信号传导具有肿瘤抑制或致癌作用。Cripto-1作为TGF-β配体Nodal、GDF1和GDF3的必需辅助受体起作用，减弱其他信号如激活素A、激活素B和TGF-β的信号传导[3]。Cripto-1辅助受体功能与肿瘤生长有关，因为Nodal信号在促进致瘤性方面起着关键作用。Nodal是TGF-β超家族的一员，Nodal表达与黑色素瘤向转移表型的进展呈正相关，其过度表达与共受体Cripto-1的过度表达相平行。这表明肿瘤生长机制的发生支持了两种蛋白伴随存在，以及它们与活化素样受体复合物的相互作用[4]。有研究表明，在分子水平，Cripto-1通过葡萄糖调节蛋白78(GRP78)作用直接改变TGF-β信号，通过与TGF-β配体及其信号受体形成复合物，或通过激活Src/MAPK/PI3K和可能的Notch/Wnt途径间接改变与Smad2/3途径相互干扰，导致Smad2/3信号从细胞生长抑制到致癌的转变[5]。Shani等[6]在前列腺癌细胞系中发现，Cripto-1与GRP78协同干扰TGF-β信号传导，从而抑制了癌细胞的生长抑制作用。Gray等[7]研究发现，Cripto-1与活化素及活化素2型受体ALK4结合的复合物可以干扰Activin介导的细胞增殖抑制，与Cripto-1的CFC和EGF样结构域相关。在睾丸癌和结肠癌动物模型中，特异的Cripto-1单克隆抗体可以通过干扰Cripto-1与Activin B的结合从而抑制肿瘤的生长，表明Cripto-1可能通过抑制活化素的肿瘤抑制作用参与肿瘤的发生发展。最近有研究发现，在乳腺上皮细胞中用siRNA沉默Cripto-1表达，能够提高TGF-β活性，表明Cripto-1能阻遏TGF-β细胞的增殖抑制效应[7]。

1.2 Cripto-1与Wnt/β-catenin/TCF信号通路 Wnt信号通路的异常激活与肿瘤的形成密切相关，有研究表明Cripto-1和Wnt信号通路之间可能存在相当大的交叉对话。例如磷酸化的Smad2可通过p300激活独立于Smad4的Wnt/β-catenin信号通路[8]。 Nagaoka等[9]发现，除了作为经典Wnt途径的转录靶标之外，Cripto-1通过结合Wnt共受体低密度脂蛋白受体来调节经典Wnt/β-catenin/TCF途径相关蛋白(LRP5和LRP6)，然后促进它们与Wnt3a的结合。因此，Cripto-1通过β-catenin的胞质稳定化和升高的β-catenin/TCF转录激活功能性地增强Wnt3a信号传导。Morkel等[10]在小鼠结肠癌模型中发现，鼠Cripto-1为Wnt/β-catenin/TCF信号通路的靶基因。Strizzi等[11]构建了转基因小鼠(小鼠乳腺肿瘤病毒增强子与Cripto-1结合)，24个月后检测发现，约19.7%转基因小鼠形成平滑肌肉瘤，正常对照无肿瘤形成；免疫组化检测转基因小鼠平滑肌肉瘤和人平滑肌肉瘤，p-GSK-3β、Cripto-1及β-catenin均高表达。这表明Cripto-1和Wnt信号通路协同参与了子宫平滑肌肉瘤的形成。在前列腺癌中，Cripto-1表达下调可抑制FAK/Src/PI3K和Wnt/β-catenin信号传导细胞[12]。在肝癌细胞研究中发现[13]，沉默Cripto-1表达抑制了体内致瘤性；且在下游信号传导机制中敲低Cripto-1表达时，伴随着Wnt/β-catenin途径β-catenin活性降低。这提示Cripto-1与Wnt通路共同参与了肝细胞癌的发生与发展。

1.3 Cripto-1与Glypican/c-Src/MAPK/AKT信号通路 Cripto-1的可溶性/分泌形式可以激活Src、Ras/Raf/ MAPK和PI3K/AKT通路，进而调控肿瘤细胞的增殖与侵袭迁移。研究发现，分泌形式的Cripto-1通过质膜脂质筏结构上的一种CPI锚定HSPG蛋白glypiacn-1结合来活化MAPK/PI3K/AKT信号通路,该通路发挥的促癌效应与Cripto-1的激活密切相关。有研究发现[14]，在人乳腺上皮和子宫颈癌细胞系中，Cripto-1可以激活Ras/Raf/MAPK和PI3K/AKT通路，进而参与肿瘤的发生发展。

1.4 Cripto-1与Notch信号通路 Notch信号通路是一种在肿瘤中失去调控的胚胎信号。在胚胎发育过程中，Notch信号位于Nodal的上游并调控其表达。在恶性黑色素瘤中的相关研究表明，Notch4通过促进Nodal的表达诱导多种恶性表型。研究表明，Cripto-1能与4种Notch受体结合，表明在肿瘤发生期间Nodal/ Cripto-1和Notch途径之间存在交叉对话[15]。此外，Cripto-1也参与Notch受体处理的调节。

1.5 Cripto-1与GRP78信号通路 GRP78是HSP70家族的成员之一，在多种肿瘤细胞膜表面高表达。GRP78的一小部分可以定位于细胞表面，通过几种生长刺激和细胞生长抑制/细胞毒性效应物介导信号传导。干细胞和肿瘤细胞中GRP78表达水平高，且人肿瘤组织中GRP78水平升高与促进肿瘤生长、治疗抵抗密切相关。有研究表明，Cripto-1与细胞表面GRP78结合并抑制人类肿瘤中的TGF信号通路，从而导致细胞增殖和肿瘤生长。

2 Cripto-1参与肿瘤的发生、发展

2.1 Cripto-1促肿瘤效应 早期实验表明，在无血清培养中的细胞，通过基因过表达技术使细胞高表达Cripto-1后，其增殖能力增强并出现表型变化[16]。Sun等[17]构建了转基因小鼠(MMTV-Cripto-1和WAP-Cripto-1)，30%～50%的转基因小鼠发生乳腺肿瘤，其中WAP-Cripto-1转基因小鼠包括腺瘤和上皮类型的改变(未生育过的雌性小鼠有出现乳腺导管分支、腺泡结节和导管增生等变化)。Bianco等[14]在小鼠体内转染人的Cripto-1使其高表达，发现高表达Cripto-1的转染细胞增殖能力和克隆能力均增强；敲除乳腺细胞系中的Cripto-1,细胞的增殖率下降、凋亡率增加。研究发现，在肝细胞癌中沉默Cripto-1的表达，抑制了体内致瘤性[13]。Cripto-1在人类多种恶性肿瘤中高表达，且在癌旁和癌前病变组织同样有高表达现象。由上可见，Cripto-1可能与肿瘤的发生相关。

2.2 Cripto-1与肿瘤的侵袭转移 癌基因在肿瘤发生发展过程中，Cripto-1主要通过EMT的激活促进癌细胞的迁移和侵袭。EMT指上皮细胞失去上皮特性并获得间质细胞的表型，增强了细胞的运动能力进而侵入了邻近组织，促进肿瘤细胞在远处发生转移；在EMT过程中，伴随着上皮标记物(Vimentin、E-cadherin等)的表达变化。Strizzi等[11]发现，构建的转基因小鼠(MMTV-Cripto-1)诱导的肿瘤细胞中低表达 E-cadherin，而高表达间质细胞标记物(纤维连接素、N-cadherin等)，进而激活EMT。在人宫颈癌细胞的研究中发现，Cripto-1可以诱导Vimentin、E-cadherin表达，表明它可能促进这些细胞发生EMT。Liu等[18]研究表明，沉默Cripto-1的表达显著抑制了细胞迁移和侵袭，抑制了MMP2、MMP9的表达，并干扰了EMT。近期有大量研究表明，多数恶性肿瘤(食管癌、胃癌、乳腺癌、宫颈癌、卵巢癌等)[19]的侵袭转移与Cripto-1激活EMT密切相关。并有研究表明，上皮性表型E-cadherin的下降和Cripto-1表达的升高与乳腺癌和胃癌的肿瘤进展和不良预后呈正相关，并且可作为判断预后的独立影响因素。

2.3 Cripto-1与肿瘤血管的形成 Cripto-1可以调节肿瘤血管生成。Bianco等[20]发现，Cripto-1能够增强人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移和侵袭，并诱导其在基质胶中分化成血管样结构。研究发现，在乳腺癌细胞MCF-7异种移植物中，Cripto-1过表达增强了体内肿瘤新生血管的形成。有研究报道，低氧水平可以增强肿瘤内Cripto-1表达，从而诱导微血管形成以维持肿瘤生长；这可能是由于缺氧条件下增强了缺氧诱导因子1与Cripto-1启动子的结合，从而促进癌细胞中Cripto-1高表达[21]。在前列腺癌中，转染Cripto-1 siRNA抑制血管内皮生长因子的分泌水平，并降低血管内皮生长因子受体2的蛋白水平，减弱了细胞的血管生成能力[12]。综上研究表明，Cripto-1与肿瘤血管的形成密切相关。

3 Cripto-1与肿瘤的诊断、治疗

大量研究表明，Cripto-1在肿瘤和癌前病变组织中高表达，Bianco等[22]发现，结肠癌和乳腺癌患者血浆Cripto-1水平升高，可以作为肿瘤早期诊断的检测指标。近年来，研究发现血清Cripto-1在肝细胞癌和非小细胞肺癌中显著升高，并且Cripto-1阳性对CEA阴性肺癌患者诊断的特异性为95%[23，24]。这些证据提示，Cripto-1可能是诊断肿瘤和判断预后的新型生物标志物。

鉴于Cripto-1在肿瘤中发生发展中的作用，将其作为治疗靶点具有重要意义。目前有效的靶向治疗包括反义寡核苷酸(AS)、单克隆抗体、抑制肽、小分子拮抗剂和针对与Cripto-1结合配体的抗体。①AS:在体外研究中，靶向Cripto-1表达的AS可以抑制乳腺癌、结肠癌和卵巢癌细胞株的生长，当与其他靶向致癌因子(如TGF-β)的AS寡聚核苷酸结合时抑制效果更好[25]。②单克隆抗体：单克隆抗体对癌细胞有很强的靶向性，目前针对Cripto-1的抗体已用于各种模型，对减少细胞增殖和抑制肿瘤生长具有显著作用。基于Cripto-1致癌作用与两个关键结构域(CEC和EGF)相关，其抗体主要是针对这两个结构域设计的。针对CFC基序产生的mAb[26]在睾丸癌和结肠癌异种移植动物模型中显著抑制了肿瘤细胞的生长，主要是通过减轻Cripto-1介导的激活素B信号传导和生长抑制的阻断来发挥抑癌效应。靶向EGF样基序的抗体，也被发现可以通过破坏Cripto-1与Nodal的相互作用来抑制Nodal信号。Xing等[26]已经研究出大鼠单克隆IgM抗体(C4、C13)，其也靶向Cripto-1的EGF样基序，并且已经被证明可以抑制乳腺、结肠、肺、前列腺和白血病癌细胞系的生长。体外研究发现，C4和 C13可以增强化疗药物的细胞毒性作用，并可提高多重耐药性细胞对药物的敏感性。③抑制肽、小分子拮抗剂和CR-1结合配体：研究表明，GRP78抗体可以破坏Cripto-1/GRP78复合物，进而有效地消除NCCIT细胞中的AKT/MAPK信号传导，从而阻止肿瘤的进展。阿兰内酯是一种来源于几种植物的天然小分子，其可通过破坏Cripto-1与活化素受体ⅡA的结合来减弱Cripto-1介导的活化素信号传导阻断，模拟单克隆抗体靶向Cripto-1的CFC基序的效应。总之，Cripto-1表达的消除和与激活素/ TGF-β信号复合物的结合，在肿瘤的治疗中具有很大的发展潜力。

综上所述，Cripto-1是一种胚胎基因,其再表达于人类多种肿瘤中，在功能上是几种不同的胚胎信号传导途径(如Nodal、Notch和Wnt/β-catenin)的重要关联点，这些信号途径涉及调节人类肿瘤的发生和进展。深入研究调节Cripto-1上游基因表达、活性及Cripto-1下游基因的信号通路，可揭示癌症中其他潜在的新型治疗靶点，为肿瘤的诊断和治疗提供更多的思路。