刘雅玲,朱含梅,王徐,汪向明
(1.皖南医学院研究生学院,安徽 芜湖241002;2.皖南医学院弋矶山医院肝胆外科;3.皖南医学院弋矶山医院病理科)
胰腺癌是消化系统肿瘤中恶性程度极高的肿瘤之一,全球每年新发病例约43万例,死亡病例近46万例[1]。随着胰腺癌发病率的逐步增加,预测到2030年,胰腺癌将成为恶性肿瘤中死因的第二位[2]。数十年来,胰腺癌的诊治方法虽然获得了一定发展,但早期特异性诊断手段的缺乏、手术治疗效果不佳及化疗耐药等因素依然是影响胰腺癌患者长期生存的主要问题[3];虽然近年来化学疗法、放射疗法、免疫治疗及靶向治疗等多种治疗方式使其预后稍有改善,但其5年生存率仍不足9%[4]。我国的胰腺癌发病率呈逐年递增趋势,据中国国家癌症中心统计数据显示,2000至2011年中国胰腺癌的发病率逐步增加,2015年我国胰腺癌发病率居恶性肿瘤第9位,死亡率位居第6位[5]。胰腺癌的危险因素包括老年人、长期吸烟、酗酒、高脂饮食、活动过少、体重指数超标、伴发糖尿病或慢性胰腺炎、遗传因素等[6]。随着中国居民生活方式、饮食习惯的改变及人口老龄化,我国胰腺癌发病率处于逐步增长态势。胰腺癌已经成为威胁人类生命健康的重大问题,受到越来越多的关注。
胰腺癌根治性手术切除被认为是治愈或长期生存的唯一机会,但在确诊时,40%的病例已经发生转移,40%的病例已经处于晚期,因此,手术仅适用于20%的患者[7]。所以需要确定新的目标和开发新的治疗方法来提高胰腺癌的早期诊断和改善患者的预后。胰腺癌高死亡率的一个原因是胰腺癌细胞倾向于侵袭局部组织并在体内广泛传播;细胞间黏附的破坏是导致癌细胞侵袭和转移的重要因素之一。因此,阐明细胞黏附的分子机制,以便更好地了解癌细胞的侵袭和转移是必不可少的[8-9]。恶性肿瘤细胞间连接较松散,所以容易与原发灶分离且迁移至周围组织中;在此过程中,细胞黏附分子发挥着极为重要的作用。Nectins是近年来发现的一大类细胞黏附分子,属于免疫球蛋白超家族。Nectins家族成员均为同种异嗜性细胞黏附分子,不依赖Ca2+参与细胞间的连接,它们通过其胞质尾区片段与一种丝状激动蛋白结合蛋白afadin结合,形成Nectins/afadin复合体,与肌动蛋白细胞骨架相连[10]。Nectins与E-cadherin协同或独立作用,有助于形成细胞间连接。Nectins不仅作为黏附分子,在中间连接和紧密连接的形成中起重要作用,而且还调节细胞的增殖、运动、分化,并作为病毒受体,允许病毒侵入等活动[11]。现有研究证明,nectin-3在胆囊癌、肺腺癌、乳腺癌、卵巢癌及结直肠癌中高表达,与肿瘤的发生、发展、侵犯及转移密切相关[12-13]。现就nectin-3与胰腺癌的关系综述如下。
1.1 Nectins的分子结构及组织分布 Nectins蛋白家族共有4个成员:nectin-1、nectin-2、nectin-3及nectin-4[14-15]。它们(除了nectin-4)具有相似的结构特征:包含三个Ig样环,单个跨膜区域和胞质尾的细胞外区域组成;细胞外区域由单个V样结构域(第一个Ig样结构域)和两个C样结构域组成,并形成同型顺式二聚体,以促进同型或异型反式相互作用[16]。nectin-1、2、3在体内广泛表达,包括上皮细胞、神经细胞和成纤维细胞等[17],nectin-1和nectin-2经常与免疫系统器官的活动有关;nectin-2和nectin-3一般在无钙黏素表达的细胞中表达,如血细胞和精子细胞。McGregor等[18]提到nectin-4主要存在于胎盘,在鳞状上皮细胞中表达比较丰富;在人正常皮肤中的表达较少。有研究发现,CD155具有与免疫球蛋白超家族相似的保守氨基酸和域结构特征,CD155也被称为nectin-5,这些分子的结构域类似于Nectins家族,在细胞黏附和极化中起重要作用。CD155可以与nectin-3进行异源反式相互作用,共定位于上皮细胞-细胞连接处;CD155的过表达促进了细胞的迁移,此外,CD155的过表达刺激细胞增殖,并增强生长因子诱导的细胞增殖[19-20]。
1.2 Nectins的主要生物学功能 Nectins作为一种细胞表面膜蛋白,可以将细胞内部与外部环境有机地结合起来,形成一个统一的整体;Nectins是不依赖于Ca2+的免疫球蛋白超家族细胞黏附分子,Nectins的成员们通过其胞外域相互作用,来支持细胞与细胞之间的黏附;每一个nectin分子首先形成顺式二聚体,同一个细胞表面两个单体组合,每一个nectin蛋白形成同源亲和反式二聚体,即相对的细胞膜表面上两个相同的顺式二聚体相互作用,nectin蛋白通过顺式二聚体和反式二聚体的作用,调节细胞间的黏连[21]。nectin-3可以与nectin-1及nectin-2形成异源亲和反式二聚体,nectin-4可以与nectin-1形成异源亲和反式二聚体,而nectin-1与nectin-2之间则不能形成二聚体,这种异源亲和反式二聚体相互作用,对于形成细胞之间黏附结构很重要,存在同源性,具有相似的功能及作用模式;Nectins分子在接受外界信号刺激后,能够有效地将信号传导至细胞内,引起细胞生物学功能的改变[21-22]。当Nectins分子间形成黏附结构时,可以诱导、激活分子质量较小的G蛋白Cdc42和Rac,从而激活p38MAPK途径及JNK激酶途径,导致肌动蛋白细胞骨架重组,从而调节细胞间连接蛋白的形成,并参与细胞的黏附、转移和极性选择等过程[16]。
1.3 nectin-3的主要特点 Nectins家族的第三个成员命名为nectin-3,不依赖于Ca2+的免疫球蛋白超家族细胞黏附分子。nectin-3具有三个剪接体,nectin-3α、nectin-3β和nectin-3γ。三个剪接体具有相同的胞外区域,不同点在于他们的跨膜区域和胞质区域。nectin-3α形成顺式-二聚体,引起同型细胞之间的黏附[23]。nectin-3通过与nectin样蛋白或nectin的异源反式相互作用(例如在Sertoli-精子连接处与PVRL2/nectin-2的反式相互作用)在细胞间黏附中发挥作用[23]。
现有大量研究证实Nectins家族的成员及类似于Nectins家族的成员与多种肿瘤的发生、发展及侵袭和转移存在相关性。nectin-1蛋白在胃癌组织中高表达[24]。有研究发现,在食道鳞状细胞癌及卵巢癌等组织中,nectin-2蛋白的表达上调[12,25]。Lee等[26]用Western blot方法在结直肠癌细胞系中研究发现,nectin-3蛋白与结直肠癌的转移、侵袭和预后密切相关。Martin等[27]发现,nectin-3蛋白在106例乳腺癌组织、MDA-MB-231和MCF-7两个乳腺癌细胞系中高表达。Xu等[28]研究发现,卵巢癌组织中nectin-3蛋白表达明显增高,且nectin-3蛋白的高表达增加了卵巢癌细胞的侵袭和转移的能力,同时发现nectin-3蛋白的高表达与患者较短的总生存期也有相关性。Maniwa等[29]报道nectin-3蛋白的细胞膜表达是肺腺癌的独立预后因素,研究发现nectin-3的细胞膜表达与肺腺癌较高的胸膜浸润、远处转移和血管侵犯的发生率有关。过表达nectin-3蛋白的鼻咽癌细胞的黏附、侵袭及转移的能力明显高于敲除nectin-3后的鼻咽癌,结果表明鼻咽癌细胞过表达nectin-3蛋白可能可以促进鼻咽癌细胞的黏附、侵袭和转移[30]。nectin-3蛋白的过表达导致乳腺癌细胞侵袭性表型显著降低,细胞的活动度降低,生长缓慢[27]。nectin-4蛋白在结直肠癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌等恶性肿瘤中高表达[31]。大量研究均表明Nectins家族成员与多种肿瘤的发生、发展、侵袭与转移,以及患者的总生存期存在相关性。
nectin-3蛋白不仅介导细胞间的黏附,而且对细胞的生物学行为产生影响,nectin-3的异常表达,能够使细胞失去稳定性,增强细胞的运动能力和增殖活性,促进细胞转化功能,与恶性肿瘤的发生、发展密切相关。据文献报道,nectin-3在胰腺癌、卵巢癌、肺腺癌及乳腺癌组织中过度表达,并与恶性肿瘤组织转移、血管侵犯存在密切相关性[32]。Izumi等[32]在49例胰腺癌的研究中发现,nectin-1、nectin-2和nectin-3在正常胰腺的插层导管、小叶内导管和小叶间导管中均显示细胞膜和细胞质较弱的表达;而没有nectin-4染色;胰岛细胞中nectin-1呈阴性表达,而nectin-2和-3在胰岛细胞中表现出膜状和胞质表达;但nectin-2表达很弱;有胰岛细胞胞质中表达nectin-4;在胰腺腺癌细胞中,nectin-1和nectin-3表现出细胞膜和细胞质强表达,nectin-2和nectin-4在胰腺腺癌细胞膜和细胞质中也有表达,但表达程度通常较弱;nectin-3主要表达部位在癌细胞膜/细胞质,在胰腺癌组织中的表达率为100%,同时胰腺癌nectin-3的弥漫表达与肿瘤的预后较好相关,其是胰腺癌预后有关的一个独立因子。Hirabayashi等[11]检测78例胰腺神经内分泌肿瘤组织(pancreatic neuroendocrine tumors,PanNETs) 中nectin-3表达,结果显示,nectin-3在62例(79.5%)PanNETs组织中低表达,nectin-3低表达的病例明显与肿瘤大小(直径>20 mm)、G2/G3级肿瘤,更高的Ki67标记指数(≥3%)及淋巴管侵犯存在相关性,结果表明,nectin-3低表达与PanNETs肿瘤侵袭性增强有相关性。有研究针对nectin-4与胰腺癌之间的关系,发现nectin-4高表达于胰腺癌组织中,在胰腺的非癌组织中表达较低,同时发现nectin-4表达高的患者与nectin-4低表达的患者相比,预后较差;这也表明nectin-3与nectin-4于胰腺癌组织中的表达对癌组织的发生和发展存在差异[33]。以上这些研究均表明,nectin-3在肿瘤中的表达与其恶性程度,例如其侵袭、转移和预后的关系,可能是因恶性肿瘤的组织学类型和肿瘤起源不同而不同。
大量研究发现,Nectins家族的多个成员与恶性肿瘤的侵袭、转移及预后存在相关性。nectin-3是一种细胞黏附分子,参与了胰腺癌的发生、发展过程,并且与胰腺癌的侵袭、转移和预后密切相关。但nectin-3在各种恶性肿瘤中的表达与其预后的相关性存在差异。其差异是否是因为其肿瘤的组织学类型及起源不同引起,还需进一步研究。nectin-3对判断胰腺癌的恶性程度、预测肿瘤侵袭转移和评估其预后是一个有价值的生物学指标。但是,还需要进一步深入研究内在机制。