覃泽邦,韦花媚,浦涧
(1. 右江民族医学院研究生学院,广西 百色 533000;2. 右江民族医学院附属医院,广西 百色 533000)
作为最常见的恶性肿瘤之一的肝细胞癌,我国患者占50%以上,严重威胁患者的生命健康安全,手术切除肿瘤是目前最有效的治疗方式[1]。随着临床医学工作者对肝癌认识不断加深、手术方式的不断改良、治疗理念的进步,肝细胞癌的手术切除率得到明显提高,但肝细胞癌的早期转移及高复发率极大地影响了治疗效果,即使术后联合靶向药物、免疫药物等,治疗效果仍不理想,术后复发率仍高,5年总生存率很低[1]。研究肝细胞癌复发及转移等相关的关键分子和信号通路,对肝细胞癌的临床治疗有重要意义。近年来,Fascin-1对肝细胞癌发生发展的影响已受到医学研究者的高度重视,希望其能成为治疗肝细胞癌复发及转移的靶点。现就Fascin-1的相关研究进展作一综述。
1.1 Fascin-1的概念、结构和分布 Fascin-1是一种肌动蛋白结合蛋白,又名成束蛋白,是构成细胞骨架的一部分,而细胞骨架能改变细胞膜结构,在降低细胞间稳定的同时,还增加细胞的运动能力,从而增强细胞的侵袭转移,导致很多恶性肿瘤发生早期的转移及术后复发。Fascin-1属于Fascin基因家族的一员,该基因家族 最早由Bryan等[2]在海胆卵母细胞质中发现,是一个分子量约为55 kDa的球形单体,含有4个串联的β-三叶草样结构域,并已证明这种结构排列在与F-actin交联中起关键作用[3]。Fascin是一个基因家族,通过基因序列的复制进行扩增,目前发现共编码有Fascin-1、Fascin-2和Fascin-3三种类型。Fascin-1是目前研究最广泛同时也是功能最重要的一种Fascin,它广泛表达于正常间叶组织和神经组织中,在正常上皮组织不表达或弱表达,但在人类癌症组织中表达上调,Fascin-2在视网膜感光细胞特异性表达,Fascin-3在睾丸中特异性表达,后两者在人体的作用研究较少,仍有很多机制尚不清楚[4]。
1.2 Fascin-1的生物学功能 在人类正常组织中,Fascin-1有两个肌动蛋白结合位点,Fascin-1最重要的功能是通过这两个位点与F-actin结合并连接成微丝束,该微丝束有序、平行,同时,Fascin-1作为主要的肌动蛋白结合蛋白,可参与以肌动蛋白为核心的细胞膜突出物的形成,这些结构的形成在细胞黏附、转移和侵袭中发挥重要作用[5-6]。在正常人体的胚胎发育、创伤愈合等重要生理过程中,Fascin-1都呈高表达。李雪鹏等[7]发现脊髓损伤修复过程中Fascin-1呈高表达,但无法明确其是否是关键通路的因子。丝状伪足是细胞能够侵袭转移的重要结构,在体外细胞的研究中发现,肌动蛋白微丝的高效集结成束对丝状伪足的形成至关重要,紧密平行的肌动蛋白束对丝状伪足的稳定是必须的[8]。Fascin-1在丝状伪足中聚集,并且特异性的定位于丝状伪足的整个全长,为丝状伪足提供稳定性,并且Fascin-1动态循环可有效协调丝状伪足中机动蛋白微丝束的伸展和结合,从而增强了细胞转移的能力[9]。侵袭性伪足中含有由Arp2/3复合物和形成素组装成的高动力肌动蛋白,还含有膜运输装置,如动力蛋白、皮动蛋白[10]。Fascin-1是侵袭性伪足的整体性构件,在稳定侵袭性伪足的肌动蛋白中发挥重要作用,可增加伪足的侵袭性,蛋白激酶C可通过与其在Fascin-1上的结合位点结合,使Fascin-1磷酸化,从而可以间接调控侵袭性伪足的形成[11]。
1.3 Fascin-1在正常组织的表达 Fascin-1首先在棘皮动物中被发现,主要位于体腔细胞的突起、卵母细胞的微绒毛和海星的精子头部[12]。De Arcangelis A等[13]对小鼠胚胎研究发现,在小鼠胚胎发育的过程中,Fascin-1的表达根据时间进程,在不同的组织中表达是不相同的,最先在神经上皮表达,后面在间叶组织也表达,这可能与胚胎的生长发育的顺序有相关性,而在相关的研究中发现人类的胚胎和正常组织中也存在相似的表达[14]。
2.1 Fascin-1在肿瘤细胞中的表达 Fascin-1作为肌动蛋白调控蛋白,在不同组织中表达不相同,影响其表达的具体因素尚不清楚,主要表达在神经和间叶组织中,例如神经细胞和微血管内皮细胞。相关实验研究提示,Fascin-1的表达在很多恶性肿瘤细胞中是相似的,都呈现较高的表达水平,对临床评估预后、复发等有一定作用[15]。Wang CQ等[16]发现,Fascin-1是在三阴性乳腺癌中高表达,可作为三阴性乳腺癌的诊断指标。李菊明等[17]研究发现Fascin-1与软骨肉瘤恶变的发生发展过程密切相关,并且Fascin-1表达水平越高,软骨肉瘤的分化程度越低。结直肠恶性肿瘤发展快、易转移,通过对瘤组织进行检测发现,Fascin-1是高表达的,同时与患者预后相关,可能是独立危险因素之一[18]。赵青等[19]研究发现Fascin-1与肺腺癌的发生发展及不良预后密切相关。苏宝威等[20]研究发现Fascin-1对肝内胆管细胞癌转移有密切关系。林跃丰等[21]进行体外肝癌细胞实验研究发现,抑制Fascin-1表达时会引起肌动蛋白微丝的破坏,这可能不仅抑制肝癌细胞增殖,还通过影响细胞活动能力而减少肝癌细胞的转移。Wang YF等[22]发现,体外细胞使用抗转移性Fascin-1抑制剂NP-G2-044后可抑制肿瘤细胞的转移,同时还可减少某些特定亚型癌症的生长。恶性肿瘤具有快速增殖、转移的特征,而Fascin-1在常见的恶性肿瘤中均呈高表达,说明其有可能在恶性肿瘤的生长、转移的部分或全部过程起作用。
2.2 Fascin-1在肿瘤细胞中的调节机制 许多研究发现,在肿瘤组织中,Fascin-1表达受多种分子机制和信号通路的调控。Fascin-1被上游因子调控的,也可调控下游因子,如Lee MK等[23]在体外细胞实验发现,IL-β可使Fascin-1表达增多;而Kang JX等[24]研究发现Fascin-1可通过调节河马途径诱导黑色素瘤的发生和干细胞化。还有学者研究发现,细胞外囊泡是肿瘤细胞真正的侵入性结构,而Fascin-1对该结构也具有一定的调节作用[25]。Fascin-1表达的调控可发生在转录水平,也可发生在转录后水平。蛋白激酶C可通过与Fascin-1中9位丝氨酸位点结合,使其磷酸化,进而调控Fascin-1与肌动蛋白的结合能力[26]。近年来,研究还发现MicroRNA(miRNA)可以对Fascin-1转录后水平进行调控,如miR-133a/b,miR-143和miR-145均可调控Fascin-1的表达。Urdinez J等[27]报道了在软骨瘤中,miR-143/145可起抑制作用,并证实至少部分抑制作用是通过调节Fascin-1基因来实现的。
在体外试验研究中,林跃丰等[21]通过小干扰RNA(small interfering RNA,siR-NA)抑制人肝癌细胞HepG2中Fascin-1的表达,实验结果表明,RNA干扰72h,肝癌细胞的增长被显著抑制,同时导致细胞微丝结构呈絮状,部分细胞变小。Fascin-1表达下调可能破坏了细胞骨架结构的完整性,表明Fascin-1与细胞骨架结构重建有很大关系。Gkretsi V等[28]研究发现,癌细胞侵袭、转移能力与黏附能力有关,而Fascin-1可通过损耗有抑制附着功能的结构蛋白,从而使癌细胞黏附能力变强,说明Fascin-1可间接促进癌细胞转移。Iguchi T等[29]对137例确诊为肝细胞癌患者进行研究,使用免疫组化方法检验Fascin-1在正常肝脏及肿瘤组织中的表达,结果表明,正常肝脏中极少表达,被定为Fascin-1阳性共有23例。发现具有Fascin-1免疫反应性的肿瘤细胞呈散在或局部分布,这意味着在整个肝癌组织中,癌细胞的特性是变化不定的,这些细胞的特性可能导致癌细胞出现侵袭转移等演变。同时比较了Fascin-1阳性和Fascin-1阴性组的临床病理结果,发现Fascin-1阳性组比Fascin-1阴性组甲胎蛋白(AFP)值更高,肿瘤分化程度更低,更易发生门静脉侵袭、胆管侵袭和肝内转移,总生存率更低,这提示了肝细胞癌发生早期侵袭、转移的某些关键通路或分子影响了Fascin-1的表达或两者相互影响促进。Huang XD等[30]通过免疫组化检测研究77例肝细胞癌和7例正常肝组织中Fascin-1表达,分析Fascin-1与患者临床病理参数和生存时间之间的关系,结果表明,正常肝细胞中Fascin-1的表达同样很少,而在癌组织中表达很多,并且高表达,在所研究的病例中,Fascin-1阳性47例,Fascin-1阴性30例,在7个正常肝脏样本中,1例为Fascin-1阳性,6例为阴性,表达差异是有统计学意义的,说明Fascin-1与肝细胞癌组织学类型、转移、肿瘤分期和术后患者生存时间密切相关。
肝细胞癌一直是人们在生命健康道路上需要战胜的重大挑战,治疗上主要采用外科手术切除为主,但总体治疗效果仍差。Fascin-1是许多恶性肿瘤疾病预后的独立危险因素,有望成为肝细胞癌术后预后评估的生物指标之一,能够指导临床治疗,降低术后复发率。目前我们对Fascin-1在肿瘤发生发展的具体作用仍不清楚,Fascin-1有可能是某些通路的产物,也有可能是某些通路关键的分子,还需要更多更深入的研究。