整合素连接激酶及其在消化道肿瘤中的研究进展

侯建章，张金生，侯振江

(1.沧州市人民医院肿瘤院区普外科，河北 沧州 061001；2.沧州医学高等专科学校甲状腺疾病研究所，河北 沧州 061001)

消化道是人类恶性肿瘤的好发部位之一，随着人们饮食结构和生活方式的改变，消化道肿瘤的发病率呈逐年上升趋势。2008年我国第三次死亡原因回顾性抽样调查结果显示，恶性肿瘤的发病率以年均3%～5%的速度递增，发病和死亡人数分别是2000年的1.25倍和1.22倍[1]，突出表现在消化道肿瘤[2]。据2011年美国癌症学会发布的最新全球癌症统计资料显示，食管、胃、肝脏、结直肠等消化道肿瘤的发病率和病死率在发展中国家均占前10位[3]。由于消化道肿瘤的早期症状不典型，确诊时多数已进入中晚期，综合治疗5年病死率在90%以上[4]，严重危害人类健康。因此，早诊断、早治疗是提高患者存活率的关键，寻找早期诊断敏感性高、特异性强的肿瘤标志物是目前研究的热点和焦点。临床常用的消化系统肿瘤标志物较多，但敏感性和特异性均不理想，因此，寻找早期诊断或监测预后理想的肿瘤标志物具有重要的临床价值。有研究表明，整合素连接激酶(integrin-linked kinase，ILK)参与整合蛋白、生长因子介导等信号转导通路的调控，参与细胞的增殖、分化、凋亡、黏附、迁移、细胞外基质沉积等，从而发挥不同的生物学作用[5-7]。ILK在肺癌[8]、乳腺癌[9]、卵巢癌[10]等肿瘤组织中过度表达，并与肿瘤的发生发展、浸润深度和淋巴结转移有关。现就ILK的结构、生物学特性及其在消化道肿瘤中的研究进展进行综述。

1 ILK的结构及生物学特性

ILK是1996年在酵母菌双杂合筛选中首先发现的一种具有3个结构单位的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，其相对分子质量为59 000，基因全长为8.8 kb，定位于11号染色体p5.5～11p15.4，包括12个内含子和13个外显子，其中前12个外显子参与翻译[11]。ILK属于整合素结合蛋白，分子中含有3个结构域：N端有4个锚蛋白重复序列，能与黏着斑蛋白和ILK结合蛋白结合，黏着斑蛋白对ILK具有定位和功能调节作用，锚蛋白重复序列可介导ILK与ILK相关磷酸酶的相互作用；中间为磷脂酰肌醇结合结构域(PH结构域)，与磷酸肌醇脂质相连，并与3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇结合；C端是蛋白激酶结构域，ILK通过自身的磷酸化、与3-羟基磷脂酰肌醇激酶的产物相结合以及PH结构域与三磷酸磷脂酰肌醇的结合而被激活，从而发挥不同的生物学作用[7，12]。ILK作为一种多结构域蛋白，与多种蛋白结合后，不仅在细胞与细胞外基质的粘连中发挥分子支架作用，还可通过多种信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、生长、黏附、迁移、浸润以及肿瘤血管生成等过程的调控，参与肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等[7]。ILK在各种肿瘤细胞内异常表达或激活，影响细胞的分化、侵袭和血管生成[13]。ILK过度表达可能是恶性肿瘤的基本特征，其表达水平的高低与肿瘤的预后、病理分期等有关，ILK在胶质瘤、舌鳞癌、膀胱癌等肿瘤组织内异常高表达，基因剔除膀胱癌、舌鳞癌、胶质瘤等肿瘤细胞内的ILK，肿瘤的恶性程度降低[14]。因此，ILK与肿瘤的形成、肿瘤细胞的黏附、侵袭和转移等密切相关。

2 ILK表达与消化道肿瘤的关系

2.1ILK在食管癌中的应用 食管癌是世界上最常见的十大恶性肿瘤之一，居我国恶性肿瘤病死率的第四位[15]。有资料表明，我国每年食管癌的发病和死亡人数分别为47.79万和37.5万人，居世界之首，其中食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)是食管癌的主要组织学亚型[16]。余俊隆和温剑虎[17]报道，ESCC组织ILK的阳性率(68.89%)显著高于对照组(20%)，Ⅲ～Ⅳ期和有淋巴结转移者的阳性率(88.89%和81.25%)显著高于 Ⅰ～Ⅱ 期和无淋巴结转移者(38.89%和38.46%)，而高、中分化鳞癌的阳性率(54.17%)显著低于低分化鳞癌(85.17%)。因此，ILK可作为诊断ESCC和判断预后的主要依据。李胜水等[18]发现，ESCC组织ILK的阳性率显著高于癌旁黏膜组织，且随ESCC细胞的分化程度、浸润深度和淋巴结转移的升级而增高(P<0.05)，提示ILK高表达与预后密切相关。与Driver和Veale[19]对ESCC组织ILK表达的研究结果类似，证实ILK的阳性表达可能参与ESCC的发生、发展过程，并在浸润和转移中发挥重要作用。

2.2ILK在胃癌(gastric cancer，GC)中的应用 GC是临床常见的消化道恶性肿瘤之一，其发病率和病死率仅次于肺癌，居第二位[3]。我国GC的发病率较高，仅2015年GC的发病率和病死率分别高达 679.1/10万和498.0/10万，且发病年龄呈年轻化趋势，预后较差，5年生存率<30%，严重影响人类健康和患者的生活质量[16]。邬麟等[20]报道，GC组织中ILK信使RNA的阳性率(93.3%，28/30)显著高于癌旁组织(65.0%，13/20)和正常胃黏膜组织(45.0%，9/20)，但后两组间的差异无统计学意义(P=0.341)，GC组织中ILK信使RNA阳性率的高低与病理类型、侵袭深度、淋巴结转移及临床分期无关(P>0.05)，但GC组织中ILK信使RNA含量随侵袭程度、淋巴结转移和临床分期的递增而增加(P<0.05)，即GC组织中ILK信使RNA的含量显著高于癌旁组织和正常胃黏膜组织(P<0.01)，而癌旁组织也高于正常胃黏膜组织，说明GC组织中ILK信使RNA的表达水平与临床分期、侵袭深度、淋巴结和远处转移密切相关，ILK信使RNA高表达预示恶性度高、侵袭性强、容易转移，预后不良，提示ILK信使RNA可作为反映GC转移和侵袭性的分子标志物。Ito等[21]报道，正常胃黏膜组织中ILK呈低表达，GC组织中呈高表达，ILK表达水平与肿瘤的浸润深度和淋巴结转移呈正相关。李胜水等[22]对120例GC及癌前病变组织ILK的表达进行了研究，发现随着正常胃黏膜、慢性浅表性胃炎、慢性萎缩性胃炎伴肠上皮化生、慢性萎缩性胃炎伴不典型增生以及GC的进展，ILK的阳性率呈上升趋势，GC与其他各组的差异均有统计学意义(P<0.05)，且ILK的表达与GC的浸润深度、分化程度、临床分期显著相关，浸润越深、分化越差、分期越晚，其阳性率越高，提示ILK的过度表达与胃癌的发生、发展密切相关。Li等[23]将微RNA-196b转染胃癌细胞后，发现细胞的磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B水平和G0/G1期比值上调，且细胞的克隆形成、增殖和迁移能力显著增强。刘文宗等[24]发现，人胃癌细胞(HGC-27和KATOⅢ)过表达ILK，可显著促进其增殖和迁移能力。提示ILK通过磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B途径参与GC的发生发展过程，加深了对GC发生分子机制的认识，为GC诊断和治疗提供了新的分子标志物和靶点。

2.3ILK在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)中的应用 原发性肝癌是全球病死率较高的恶性肿瘤之一，在癌症的病死率位居第二，其发病率呈上升趋势，严重威胁人类的生命健康[25]。HCC是原发性肝癌最常见的病理类型。张书俊[26]发现，HCC患者ILK的阳性率(63.3%，50/79)显著高于对照组(16.9%，12/55)，ILK高表达者的生存时间显著短于低表达者。与安阳等[27]的结论相同，提示ILK在HCC的发生和发展过程中起重要作用，并与预后相关。另据赵占学[28]报道，HCC组织ILK的阳性率(71.67%，43/60)显著高于癌旁组织(15%，9/60)，且与性别、年龄无关，与临床分期、分化程度和淋巴结转移密切相关，中低分化者 ILK的阳性率(92%)显著高于高分化者(57.14%)，Ⅲ～Ⅳ期的阳性率(83.78%)显著高于Ⅰ～Ⅱ期 (52.17%)，有淋巴结转移者的阳性率(88.46%)显著高于无淋巴结转移者(58.82%)(P<0.05)，表明 ILK可能在HCC的发生发展和侵袭转移过程中发挥重要作用。

2.4ILK在胆管肿瘤中的应用 胆管系统肿瘤绝大部分来源于胆管上皮细胞恶性病变，根据发病部位可分为胆囊癌和胆管癌，胆管癌又分为肝内胆管癌和肝外胆管癌[29]。流行病学资料显示，胆管癌在各类肿瘤的患病率并不高，但发病率和病死率在过去的30年中呈显著进行性增加趋势，且我国胆管癌的发病率显著高于西方国家，达到7/10万[30]。胆管癌是一种来源于胆管上皮的恶性肿瘤，早期一般无症状，临床发现时多属晚期[31]，目前尚无理想的早期诊断指标。胆囊癌是常见的胆管恶性肿瘤之一，早期诊断率低，发现时多数已进入中晚期，手术切除率低，恶性程度高，预后较差。李胜水等[32]报道，胆囊癌组织ILK的阳性率(66.7%，32/48)显著高于对照组(36.0%，9/25)，且低分化组的阳性率高于高、中分化组，随分化程度的降低，ILK的阳性率有升高趋势，有浆膜浸润和淋巴结转移者的阳性率显著升高，提示ILK阳性表达与胆囊癌的分化程度、浸润深度和淋巴结转移等密切相关。

2.5ILK在胰腺癌中的应用 胰腺癌是消化系统恶性程度最高、预后最差的恶性肿瘤之一，平均生存期不超过半年，5年生存率<5%，这与早期诊断困难、易较早发生转移有关[33]。近年来，我国胰腺癌的发病率占常见恶性肿瘤的1%～2%，有逐年升高的趋势，居恶性肿瘤死亡原因的第四位[34]，多数患者确诊时已转移或侵袭至胰腺外器官而无法切除，只能采用放、化疗等姑息治疗手段，但疗效欠佳，不良反应较大。刘伟等[35]发现，ILK在胰腺癌的阳性率(65.0%，39/60)和表达水平显著高于癌旁组织(18.8%，6/32)(P<0.05)，与肿瘤的临床分期和淋巴结转移有关，提示胰腺癌组织ILK的高表达与恶性程度有关，而与肿瘤的分化程度无关。朱相宇和白静慧[34]报道，胰腺癌组织ILK的阳性率显著高于癌旁组织和正常胰腺组织，且随病理分级的增加和淋巴结的转移而增高，与肿瘤的分化程度无关，说明ILK高表达可能参与胰腺癌的发生、发展和侵袭转移过程。张凤梅等[36]报道，胰腺癌组织ILK的阳性率(67.7%，44/65)显著高于癌旁组织(15%，3/20)，ILK的表达水平与性别、年龄无明显关系，而与肿瘤大小、分化程度、淋巴结和远处转移密切相关(P<0.05)，提示ILK的高表达可能参与胰腺癌的发生、发展，并在浸润和转移过程中发挥重要作用。ILK异常表达及活性高低影响胰腺癌的肿瘤特性，细胞增殖能力的增强，直接影响胰腺癌的预后，故抑制肿瘤细胞的增殖对提高疗效至关重要[37]。

2.6ILK在结肠癌中的应用 结肠癌因难以早期诊断及高发病率和病死率而备受关注[38]。流行病学资料显示，结肠癌的发病受饮食习惯、精神因素、年龄、结肠病变及遗传因素等影响[39]。我国结肠癌的发病率呈逐年上升和年轻化趋势，由20世纪70年代的12/10万上升至2015年的56/10万，年均增长率为4.2%，显著高于国际水平[40]。结肠癌的发生、发展受多基因、多步骤的调控，结肠癌的形成是一个缓慢而复杂的过程，最长可达20年之久，随着诊断技术的不断进步，尽管在过去的20年结肠癌病死率显著下降，在全球癌症相关死亡原因中排第四位，但发病率仍居高不下，且临床分期、淋巴结转移、血管及淋巴浸润等因素均可影响结肠癌的预后[41]。在过去的数十年中，结直肠癌的发病率增加了2～4倍，影响预后的主要因素是侵袭和转移，也是导致死亡的重要原因[42]。寻找影响结肠癌的关键基因成为远期结肠癌治疗的可靠手段[43]。杨凤武和梁后杰[44]发现，ILK信使RNA在不同结肠癌细胞系中均有表达，且表达强度均在中度以上，而正常结肠黏膜内ILK无表达或极微弱表达，这与Hannigan等[12]报道的结果一致。何静华等[45]报道，结肠腺癌组织ILK的阳性率为57%(53/93)，且Dukes A～B期ILK阳性率(69.6%)显著高于Dukes C期(40.5%)，有淋巴结转移者的阳性率(40.5%)显著低于无淋巴结者(67.9%)，与患者的临床分期和淋巴结转移有关，而与性别、年龄、肿瘤复发、分化程度无显著相关。Bravou等[46]发现，原发性结肠癌和淋巴结转移灶中ILK的阳性率分别为98.4%(123/125)和100%(45/45)，且转移者的表达水平显著增高，并与肿瘤的浸润、分级和分期密切相关，推测ILK可能通过体内调节E-钙黏蛋白、β-联蛋白和蛋白激酶B途径，在结肠癌的进展中发挥重要作用。刘伟等[47]发现，结肠癌组织ILK的阳性率(66.0%，33/50)显著高于正常结肠组织(24%，6/25)，ILK的表达水平与淋巴结转移和浸润深度密切相关，结肠癌组织中ILK水平也高于正常结肠组织(P<0.05)，ILK在低分化中的阳性率有上升趋势，但与肿瘤的分化程度无关。与Bravou等[46]对结直肠癌组织ILK的表达情况的研究结果类似。提示结肠癌组织ILK的高表达，可激活某些肿瘤相关因子及肿瘤转移相关的信号转导通路，促进结肠癌的发生、侵袭和转移，在结肠癌转移中起重要作用。

3 小 结

ILK蛋白具有癌基因的特性，在细胞和细胞外基质的信号转导、骨架形成、细胞黏附、凋亡和细胞周期等方面具有重要的生理和病理作用，经多条信号转导途径影响并参与肿瘤细胞的分化、侵袭和转移等。ILK在食管、胃、肝、胆囊、胰腺和直结肠等消化道肿瘤组织中的高表达对肿瘤的诊断和预后判断具有重要的临床价值，动态监测可能对判断肿瘤的临床分期、淋巴结转移和复发提供重要的临床依据。应用抗ILK单克隆抗体或ILK反义寡核苷酸疗法与抗肿瘤药物联合应用，具有显著的协同作用，可能抑制肿瘤的进展，为以ILK为靶点的基因治疗开辟了新的途径，并展示出更加广阔的应用前景。