S100A8/A9异二聚体在卵巢恶性肿瘤微环境中作用的研究进展

张 倩，郑艳莉

(南通大学第二附属医院妇产科，南通 226001)

B.W.MOORE[1]1965年首次从牛的大脑中分离出一个神经系统所特有的蛋白质，该蛋白在中性条件下可较好地溶解于100%饱和硫酸铵，因此将该蛋白命名为S100蛋白。S100蛋白是一组分子质量接近10 ku的小分子钙结合调节蛋白，蛋白家族中含两个多肽S100A、S100B，均含有两个结合钙离子的EF手型结构域[2]。该蛋白家族成员有包括S100A8及S1-00A9在内的20多位成员，S100A8、S100A9的表达失调与多种恶性肿瘤的发生发展有关，如乳腺癌[3]、食管鳞癌[4]、皮肤癌[5]、肺癌[6]等。可能是由于其染色体定位于lq21区带[7]，而现有的研究[8]发现该区域的染色体稳定性差，易发生缺失、易位、重组等改变，因此这可能是S100蛋白家族与肿瘤发生发展密切相关的原因。

1 S100A8/A9的分子生物学特性

S100蛋白是一类低分子量的酸性Ca2+结合蛋白，含EF-hand结构域，可在特定的时空中参与Ca2+的信号传导，并调节多种细胞生物学活动，如信号转导、细胞增殖、细胞移动、周期调整、运输及分化等分子生物过程。S100A8、SA00A9是S100蛋白家族中的重要成员，又称髓样相关蛋白8(myeloid related protein 8,MRP8)、MRP14。S100A8和S100A9常以Ca2+依赖方式形成S100A8/A9异二聚体，S100A8/A9异二聚体是中性粒细胞强有力的化学趋化性和黏附性诱导剂，它除了在炎症反应过程中发挥重要作用外，还参与了细胞生长抑制、诱导细胞凋亡等过程。S100A8/A9异二聚体主要分布于脾、肺及皮肤等器官，主要在中性粒细胞、角化细胞、单核细胞的胞浆和细胞外液中表达，也有部分转移至细胞骨架及质膜上，利于钙离子的聚集而后引起细胞多种生理功能改变[9]。在多种肿瘤细胞和浸润部位的免疫细胞中S100A8/A9异二聚体均有表达，并作为致炎因子在肿瘤微环境中发挥重要的生物学功能[10]，从而在肿瘤的起始、促进及演变的各个阶段发挥相同或不同的作用。

S100A8/A9异二聚体是损伤相关分子模式(damage associated molecular pattern,DAMP)分子的重要成员，可溶性S100A8/A9异二聚体对炎性细胞的迁移、黏附起调控作用[11]。与S100蛋白家族其他成员不同的是，因为S100A9具有独特的C-尾，其中包括3组连续的氨基酸残基，可使脂肪酸羧基组结合到S100A8/A9异二聚体上[12]，因此S100A8/A9异二聚体是唯一可以和多不饱和脂肪酸相结合的蛋白分子[13]。S100A9特有的C端尾巴还被认为可使中性粒细胞停滞、抑制内源性凝血级联反应的始动、调节S100A8/A9异二聚体在细胞骨架中的移位等[14]。在细胞内花生四烯酸的代谢中S100A8/A9异二聚体也起着重要的作用。因此，S100A8/A9异二聚体被认为是在炎性位点上作为转运花生四烯酸的工具，将其转运到邻近的细胞。由此可推断S100A8/A9异二聚体参与了炎症微环境中各细胞的自分泌和旁分泌。此外，p38丝裂原活化蛋白激酶抑制剂可明显抑制由S100A8/A9异二聚体介导的促细胞因子的产生，而核因子κB几乎可以完全抑制S100A8/A9异二聚体介导的促细胞因子的生成[15]。由此提示：活化的组织外巨噬细胞所分泌的S100A8/A9异二聚体可放大炎症中细胞因子的级联反应，且极有可能是通过p38 MARK活化和核因子κB途径来实现的。

2 S100A8/A9与卵巢癌

病理学、流行病学和临床证据显示，在癌症的发生过程中炎症起着非常重要的作用，相关炎症指标及白细胞的上升均与癌症的发生发展密切相关。其中，DAMP分子是组织或细胞在损伤、缺氧等因素刺激后释放的一类细胞内成分。1863年德国著名病理学家RUDOLF VIRCHOW发现多种肿瘤组织中有大量白细胞浸润，肿瘤常发生在慢性炎症部位，由此提出了肿瘤起源于慢性炎症这一假说[16]。21世纪初进一步研究发现，非可控性炎症可诱导肿瘤的形成，且在肿瘤发病进程和转归中起到重要作用，可能参与了肿瘤的发生、发展、侵袭、转移等多种病理过程[17]，因此将炎症称为肿瘤的第七大生物学特征[18]。

而目前导致上皮性卵巢癌发生的最主要的假说是排卵学说，排卵的生理过程有许多炎症反应的特征，包括产生大量的炎症细胞因子以促进卵泡的生长、发育、重塑和排卵伤口的修复[19]。反复的损伤和愈合导致卵巢表面上皮的DNA和细胞损伤。因此认为卵巢连续排卵可增加卵巢癌发生的风险。由于月经血逆行和下生殖道感染而使输卵管长期暴露于炎症因子中，因此输卵管很有可能是卵巢肿瘤的另一个起源部位。子宫内膜异位症、滑石粉等刺激物的暴露和肥胖等因素引起的全身性低级别炎症也可能与卵巢癌风险增加有关。炎症介质通过为输卵管和卵巢的转化细胞提供促增殖、抗凋亡和血管生成环境，而成为肿瘤启动子[20]。T.V.CLENDENEN等[21]直接证实多种炎症标志物，特别是白细胞介素(interleukin,IL)-2、IL-4、IL-6、IL-12和IL-13可能与上皮性卵巢癌的风险有关，进一步证明炎症参与了该疾病的发展。C-反应蛋白的异常表达对卵巢癌的检测及诊断具有预测价值，已被纳入卵巢癌的OvPlexTM筛查试验中，且已被证明与国际妇产科联盟疾病阶段的增加有关[22-23]。

同样作为重要炎症因子的S100A8/A9异二聚体被证明在卵巢癌中有异常表达。M.J.BAILEY等[24]利用蛋白质重组技术，结合分离和相对定量技术，以检测有症状的卵巢癌患者血浆中含有卵巢癌相关蛋白的表达，期望从中寻找到敏感、准确的卵巢癌生物学标志物。在该实验使用的蛋白重组技术中共显示了76个蛋白条带，S100A9被鉴定为27和28条带的差异表达蛋白(Ⅱ期卵巢癌患者的分析)，Western Blot、酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA) 等方法则进一步证实了S100A9的高表达，表明S100A9的增加可能是由原发性侵袭过程中巨噬细胞浸润、活化所致。既往研究[25]证明，炎症性“M1样”巨噬细胞可在体外分泌S100A9。在卵巢癌相关组织中，S100A9只在有浸润性巨噬细胞[26]的地方被观察到。结果表明，在卵巢癌转移的早期，如大网膜的局部浸润，可能涉及炎症细胞的募集，导致S100A9在Ⅱ期的释放短暂增加。虽然这些结果需要使用更大的分期特异性队列实验来确认，但Western Blot和ELISA均已识别出卵巢癌Ⅱ期患者S100A9的特异性表达，使S100A9成为一种潜在的有价值的卵巢癌早期血清学标志物。吴文娟等[27]则从卵巢癌患者的唾液经芯片分析和实时荧光定量逆转录聚合酶链反应验证得到进一步的转录组数据，支持了唾液蛋白组学特征的同时证实了卵巢癌患者体内S100A8蛋白的表达持续上调，并证明其与癌症的进展和转移有关。

卵巢癌患者耐药也是近年来卵巢癌患者治疗的热点。S.L′ESPÈRANCE等[28]利用基于iTRAQ技术的蛋白质组学方法结合生物信息学方法分析，结果显示卵巢癌组与对照组间筛选出了56个表达有差异的蛋白质,卵巢癌组与良性肿瘤组间筛选出39个差异表达蛋白质，铂类耐药组与铂类敏感组间筛选出62个差异表达蛋白质。通过检索Haplotter数据库对差异表达蛋白质进行正选择分析显示卵巢癌铂类耐药组患者的S100A9蛋白表达明显上调。而在另一项研究[29]选取6例接受了卵巢癌手术的患者化疗前、化疗后的部分肿瘤组织，由于患者末次化疗至二次手术时间差异较大(3～40个月)，因此该实验选择对同一患者的化疗前、化疗后肿瘤样本进行基因表达比较，所有的微阵列实验均重复进行3次以上。通过实验筛选后发现化疗后的肿瘤组织较原发性肿瘤组织中有121个基因普遍上调，54个基因普遍下调。121个上调基因的功能类群主要包括代谢(14%)、信号转导(13%)、肿瘤进展(12%)、耐药(7%)、转录调节(7%)、细胞生长(6%)、蛋白生物合成与修饰(6%)、转运(5%)、细胞结构成分(4%)、发育(3%)、凋亡(1%)、DNA修复(1%)，其余(21%)部分基因功能未知。而在该实验发现的上调的121个基因中S100A9则被证明可能与卵巢癌的进展与耐药有关。

3 展望

虽然卵巢癌的发病率在妇科恶性肿瘤中位居第三，但其病死率却一直高居首位。主要原因是卵巢癌患者早期症状不明显，大多数患者就诊时已处在癌症晚期[30]，且卵巢癌相较于其他肿瘤有易转移的特点。Ⅰ期卵巢癌患者通过手术及化疗5年生存率一般可达90%以上，但目前医疗水平下，Ⅰ期即获得明确诊断的患者尚不足25%。尽管随着医疗技术的不断发展，新的治疗方法层出不穷，且大多数晚期患者对初始治疗反应较好，但卵巢癌的复发仍不可避免，且再次治疗效果明显下降。复发的卵巢癌患者中有70%～90%死于化疗耐药。因此，卵巢癌的早期诊断和治疗尤为重要。

S100A8/A9异二聚体在炎症与肿瘤的发生发展过程中发挥着重要作用，有望成为卵巢癌患者早期诊断的新指标。但S100A8/A9异二聚体在在卵巢癌领域相关研究尚未涉及，进一步探索S100A8/A9异二聚体在卵巢癌中作用机制及最终作用效果具有一定的临床意义，有望成为卵巢癌患者个体化治疗的新指标。