肿瘤转移范文

时间:2023-11-15 19:10:45

肿瘤转移

肿瘤转移篇1

[关键词] CD24; 肿瘤

[中图分类号] R73-37[文献标识码] A[文章编号] 1005-0515(2011)-03-299-01

CD24是一种低分子量高度糖基化的蛋白质,由27个氨基酸组成,通过糖基磷脂酰肌醇锚定在细胞膜上,具有多个糖基化位点和丝、苏氨酸残基,使得CD24具有更典型的粘蛋白样结构。CD24最初被认为是B细胞分化标记物,在淋巴细胞成熟、神经系统发育以及在生理状态下的器官组织新陈代谢中发挥关键作用。近年来研究表明,该基因在肿瘤发生、发展过程中起关键作用,在多种肿瘤中高表达,已发现CD24在乳腺癌、前列腺癌、食道癌等肿瘤组织中上调,并且它的高表达与患者的预后相关。但其作用机制仍然不清楚。

1 CD24调节肿瘤细胞生长、增殖与凋亡

Smith等利用肿瘤细胞系的体外培养试验发现CD24对肿瘤细胞生长有调节作用。用RNA干扰技术下调膀胱癌细胞UM-UC-3、前列腺癌细胞DUl45、宫颈癌HeLa细胞、乳腺癌细胞MCF-7及骨肉瘤细胞SAOS-2等5种细胞株CD24表达后,培养的上述细胞数量明显减少、细胞生长受抑制、细胞集落生成减少、细胞运动骨架改变、胞内肌动蛋白丝减少且细胞凋亡加速,提示CD24在不同上皮或间质来源的癌细胞株生长过程中起着重要作用。Sagiv发现结直肠癌及胰腺癌高表达CD24,在体内、外试验中,使用抗CD24单克隆抗体或siRNA能明显降调节这两种细胞上CD24的表达,免疫印迹分析显示抗CD24单克隆抗体通过溶酶体降解途径来降调节CD24蛋白,用shRNA降调节CD24的表达则肿瘤细胞系的生长持续受抑制。Weifei Wang 等发现92.5%的人结直肠癌组织表达CD24,CD24能促进结直肠癌细胞生长,进一步研究发现CD24可能通过MAPK途径参与肿瘤发生,MAPK在细胞外至细胞核的信号转导过程中起着重要作用,哺乳动物的丝裂原活化蛋白激酶分为ERK, JNK和p38 MAPK,对细胞外的多种刺激,通过MAPK的级联反应决定细胞的生长、分化及凋亡。免疫组化实验显示在结直肠癌中,ERK1 2途径被激活,细胞外信号调节激酶和 p38 丝裂原活化蛋白激酶特殊抑制剂U0126 和 SB203580阻断激酶的作用,能抑制CD24诱导的体外细胞增殖活动。结直肠癌细胞在体内、外增殖需要CD24依赖的ERK1 2 和 p38 MAPK作用,然而在细胞程序化死亡或凋亡中起重要作用的JNK12不参与此过程。

2 CD24调节肿瘤细胞粘附与转移

近年来研究证实,肿瘤的转移、复发与癌栓存在与否具有很密切的关系。转移往往包含有肿瘤-血小板-白细胞组成的癌栓形成和它们与远处器官内皮细胞的相互作用。P-选择素是最早被识别且目前唯一被明确的CD24的配体,通过低聚糖与CD24基因特异性结合。P-选择素主要表达在激活的内皮细胞和血小板上。在正常生理情况下,CD24能促进单核细胞或中性粒细胞粘附到活化的内皮细胞或血小板,这两种细胞均表达P-选择素,在病理状态下,CD24通过与P-选择素结合促进肿瘤细胞与内皮细胞或血小板的相互作用来促进肿瘤的转移,抗P-选择素或抗CD24抗体可阻断这种黏附作用。因此CD24/P-选择素的黏附途径,被推测更有利于CD24基因阳性肿瘤细胞的浸润和转移行为。

Baumann等在覆盖纤维素的培养基中观察乳腺癌MTLY细胞株的运动发现,CD24+细胞能迅速与基质附着,而CD24-的细胞附着较慢,更重要的是,与CD24-细胞相比,CD24+细胞扩散速度明显加快,从而证实CD24可促进肿瘤的侵袭。细胞培养刮痕实验显示,在排除细胞增殖的影响下,表达CD24的MTLY单细胞层愈合速度明显比CD24阴性的细胞快。动物模型证实,CD24+的肿瘤细胞更易与血小板结合从而形成小的肿瘤栓子,而在某些缺乏P-选择蛋白或血小板水平低的动物中可以发现血液系统肿瘤细胞的减少。表达在乳腺癌细胞表面的CD24,不仅增强细胞与表达于内皮细胞的P-选择素结合,还间接刺激细胞粘附到纤维连接蛋白、胶原蛋白Ⅰ、胶原蛋白Ⅳ、层粘连蛋白a3β1 和整联蛋白a4β1的活动,调节乳腺癌细胞在肺内转移。此外,CD24的表达还增强了细胞伸展及浸润性。在肝细胞癌 ,CD24的高表达与β-连环蛋白在细胞质及细胞核的积累、肿瘤高增殖状态以及肿瘤的肝内扩散及远处转移显著相关,在CD24+的HCC患者中手术后辅肝动脉栓塞化疗能降低早期复发率(≤1年),但对CD24-患者无显著意义,总之,在HCC中,过表达的CD24与肿瘤的高侵袭转移潜能、肿瘤高增殖状态以及β-连环蛋白的活化途径相关,这些研究表明CD24对肿瘤细胞生长和转移起着重要调节作用。

3 与肿瘤预后

多项研究表明,CD24表达越高,肿瘤患者的生存时间越短,CD24是一个有意义的预后标志物。Sano等发现CD24在食道鳞癌中高表达并可作为食道癌的预后因素,在多变量分析中与肿瘤患者的无病生存率有关,细胞质中CD24表达越高,患者生存率越低。CD24的表达与食道癌的结节状转移和淋巴细胞侵润有关,但CD24的表达与食道鳞状细胞系的特征、肿瘤分化及临床期别无关。

在肝细胞癌,高转移性的肿瘤细胞系CD24的表达越高,下调CD24后细胞在体外增殖、迁移及侵袭能力显著下降,单变量及多变量分析显示,CD24是肿瘤总生存期及无复发生存期的一个有意义的预后指标,CD24与肿瘤的不良预后相关,且独立于甲胎蛋白、肿瘤淋巴结转移期别及埃德蒙森分级。

为了进一步揭示是否CD24是多种人类肿瘤的不良预后指标,Lee JH对不同肿瘤用meta分析了解CD24的表达与肿瘤预后特征,按照既定的标准用meta分析来研究出版在1990-2009年间的实验结果,在包括乳腺、胃肠道及泌尿生殖道肿瘤中,相对于良性病变,肿瘤组织明显过表达CD24,且与肿瘤的淋巴结转移、临床期别、短的总生存期显著相关。总之,meta分析明显显示,在各种肿瘤中,CD24是肿瘤恶性及不良预后的重要指标。而Ahmed研究发现在结直肠癌进展过程中,高表达CD24是一种早期而普遍的事件,它不是结直肠癌一个很好的预后指标,如果CD24表达丢失,则与结直肠癌的不良预后更相关。说明还需对CD24在肿瘤中的作用进行深入研究。

4 展望

肿瘤转移篇2

恶性肿瘤的转移与否是影响患者预后的关键因素,如何控制转移是目前医学界研究的热点。中医以其独特的辨证论治体系,在控制恶性肿瘤转移方面具有一定疗效,但对转移病因病机的认识目前仍处于探索阶段。本文就此问题将有关文献报道概述如下。

1 古代文献相关记载

中医对恶性肿瘤转移的认识最早可追溯到秦汉时期。《灵枢•百病始生》中关于“传舍”理论的描述,可以理解为古人对恶性肿瘤转移的朴素认识,其曰:“虚邪之中人……留而不去,则传舍于络脉……留而不去,传舍于经……留而不去,传舍于肠胃……留而不去,传舍于肠胃之外,募原之间。留著于脉,稽留而不去,息而成积。或著孙脉,或著络脉……或著于肠胃之募原,上连于缓筋,邪气淫,不可胜论。”[1]全面地阐述了病邪由局部向远处转移的过程,指出正虚是“传舍”发生发展的原因,而经络系统是病邪转移的途径。《灵枢•刺节真邪篇》云:“虚邪之入于身也深,寒与热相搏,久留而内著,寒胜其热,则骨疼肉枯……有所结,深中骨,气因于骨,骨与气并,日以益大,则为骨疽。”[1]描述了邪久留体内而致骨疼肉枯的症状,并将其病机概括为寒热相搏、寒胜其热,该症状类似于癌症晚期出现的骨转移痛和恶病质状态。宋代《仁斋直指附遗方论》指出“癌”有“穿孔透里”的性质,最早对恶性肿瘤易于浸润转移作了形象描述[2]。而多数古代文献对恶性肿瘤转移的认识仅局限于其临床表现的层面上。如《济阴纲目卷五•乳病门》[3]载:“左乳生痈,继又胸臆间结核,大如拳,坚如石,荏苒半载,百疗莫效。已而牵掣臂腋,彻于肩,痛楚特甚。”类似乳腺癌晚期转移至胸壁和腋下、锁骨下淋巴结,继而出现上肢淋巴水肿症状。又如《医宗金鉴》中云:“舌疳,……其证最恶,初为豆,次如菌,……久久延及项颌,肿如结核,坚硬痛,皮色如常。”[4]类似舌癌颈淋巴结转移症状。《外科正宗》云:“脏毒者,醇酒厚味,勤劳辛苦,蕴毒流注结成肿块。……有虚劳久嗽,痰火结肿,如粟者,破必成漏,沥尽气血必亡。”[5]类似于现代医学直肠癌、肛管癌肺转移症状。从这些论述可以看出,祖国医学对恶性肿瘤的转移性有一定认识,其中《内经》正虚致病及传变理论为后世研究肿瘤疾病奠定了基础,但有关其转移的病机研究尚未形成完整的理论体系。

2 现代中医对恶性肿瘤转移发生机制的研究

2.1 气失固摄:脏腑正气虚弱,失于固摄,导致癌毒扩散,形成转移的理论目前为众多学者所认可[6-8]。研究证实,益气养阴中药可通过改善机体免疫功能、调节癌基因、抑制血管生成、减少血小板表面糖蛋白表达等而达到抑制肿瘤转移的作用[9]。 “肾主骨生髓”,故有学者认为恶性肿瘤骨转移的病机以肾气虚弱为主,虚则不能养髓生骨,使其易被癌瘤所侵袭。临床上以补肾气、滋肾阴为主治疗骨转移癌取得良好疗效[10]。另外有学者提出阳气虚是恶性肿瘤骨转移的根本病因,并证实阳和汤联合双膦酸盐制剂治疗骨转移癌疗效优于单纯双膦酸盐制剂(P

2.2 邪毒积聚: 癌毒是恶性肿瘤转移的内在根本因素,其特性表现在以下两方面,一是易于扩散转移;二是易于耗散正气,导致正虚不固。有学者提出“耗散病机假说”,并运用固摄法治疗恶性肿瘤,取得良好疗效[13]。卢氏等[14]发现乳腺癌改良根治术后5年的160例患者,瘀毒内阻型乳腺癌5年发生血行转移率高达45% ,显著高于其他证型患者的转移率(P

2.3 气滞血瘀:郁氏[17]提出瘀血内阻类似于现代医学的血液高凝状态,是恶性肿瘤转移的重要因素。血液高凝状态为游离的癌细胞在小血管中着床,侵入其他组织形成转移创造了条件。贾氏等[18]提出“瘀毒传舍”理论,认为瘀毒同源,互为因果,瘀毒有流注和传舍的特性,“瘀毒传舍”为大肠癌转移的主要病机。研究发现,血瘀证与大肠癌远处转移及淋巴结转移间存在明显相关性,其机制可能与CD44V6、VEGF蛋白表达增强,p53mRNA表达量增多有关[19-22]。刘氏等[23-24]发现肺癌转移患者较未转移患者的纤维蛋白原含量、血小板活化标志GMP-140水平、血小板凝集最大值、血小板粘附率等均显著增高(P

2.4 痰凝湿阻:闫氏[31]认为,中医学痰浊流窜的特性与恶性肿瘤的转移特性相吻合。王氏等[32]提出“痰毒流注”病机假说,认为肿瘤及肿瘤术后正气亏虚、痰湿内生,“痰毒流注”经络、脏腑,阻滞气血,络损血瘀而致转移。谢氏[33]认为“湿”在癌症的形成以及病情的发展过程中具有重要的作用,易加重病情,使病情易于复发。基础研究发现痰与粘附分子性质颇多类似,化痰药可以影响癌细胞表面粘附分子的表达,从而减少肿瘤的生长和侵袭转移[34-36],故有学者提出痰瘀致肿瘤转移的病机与粘附分子理论相关的学说[37]。李氏[38]认为,燥湿类药可消除水肿,增强细胞的聚合力,从而减少癌细胞脱落入血的机会;五倍子、明矾提取物局部注射,具有纤维结缔组织包裹、抗扩散作用。燥湿方剂可显著降低淋巴道转移模型小鼠的肺转移率及转移指数、血道转移模型及Lewis肺癌细胞自发转移模型的肺转移指数(均P

2.5 寒邪凝滞:李氏等[40-41]认为“毒结、血瘀、寒凝”贯穿恶性肿瘤形成及转移的整个过程,是肿瘤转移灶形成的关键因素,并提出“温通降浊”法,选用保安丸加味,并证实该方具有抑制肿瘤生长和转移的作用。关氏等[10]认为寒凝则血滞,津凝为痰,形成寒痰瘀互结而蚀骨伤髓,导致恶性肿瘤骨转移。并认为其寒邪凝滞症候的出现还与过度使用清热之剂等有关。范氏等[30]研究发现,清热解毒药可造成肝癌大鼠基质降解相关基因和粘附分子表达增加,促进肿瘤转移,其原因可能是“寒性粘滞”促进了粘附分子的表达。

2.6 虚风内动:有学者认为肿瘤转移灶出现的不可预知性与 “风性善行而数变”的特征相似,提出肿瘤转移的“内风”学说,认为“内风暗旋、肝风内动”是恶性肿瘤机体所固有的一种病理特点[42]。恶性肿瘤导致脏腑功能失调,气血阴阳亏虚,渐至虚风内生,肝风内动,挟瘀、挟痰、挟毒,流窜全身脏腑经络,甚或停滞于内,聚结成积,而为转移瘤[43]。有研究发现,手术后单纯应用扶正祛风散结方具有抗肿瘤术后转移的作用,与化疗组相比无显著性差异[44]。

2.7 情志不遂:张氏等[45]认为情志不遂是癌症发展的主要原因之一,气机郁滞、阴阳失衡是情志致病的发病机理。周氏[46]报道以电刺激小鼠模拟精神应激,证实应激可促进动物移植性肿瘤的自发肺转移。

3 肿瘤转移途径

张氏等[6]认为经络是癌毒转移的途径。癌瘤形成后,癌毒播散,经由孙脉、络脉、经脉、输脉、伏冲之脉,进而侵犯脏腑组织。焦氏[47]认为,癌邪入络客脉过程类似于肿瘤血管的生成,是癌症进一步恶化的途径和必要条件。另外,有学者提出肿瘤转移的途径可分为经络之间传变、经络脏腑之间传变和脏腑之间传变,其途径多为由表及里,由浅入深[48-49]。

4 肿瘤转移器官特异性

4.1 与五脏生克有关:辛氏等[12]认为,恶性肿瘤始发必居于五脏某一脏系统中,其传变必遵循五脏生克善恶规律。从传变的难易程度来考察,相生为易,相克为难,故传变先从相生脏来传,再从相恶脏来传。有学者依据五行理论创立了防止消化道系统癌症转移的“治土护木法”,倡导在治疗胃肠道癌症的同时,努力保肝可减少转移性肝癌的发生,提高患者的生存率[50]。

4.2 与经络藏象有关:王氏等[51]提出肺、脑、肝脏易成为肿瘤转移靶器官和心、脾脏及肌肉不易成为肿瘤转移靶器官的中医经络藏象理论。常氏等[52]认为恶性肿瘤在经络关联比较密切的脏腑之间易于发生转移。

4.3 与脏腑虚损瘀滞程度有关:《临证指南医案》云“至虚之处,便是留邪之地”,高度地概括了肿瘤转移器官特异性发生的机制。这与现代医学提出的“转移前环境”概念有相似之处。徐氏[50]认为转移前环境的中医认识可以从转移灶形成前该部位的正虚及气滞血瘀痰凝两方面理解,癌毒在播散过程中,被诸邪阻于“最虚”之局部,即可形成转移瘤。

5 研究展望

基于肿瘤转移机理的复杂性及转移后的高死亡率,近年来广大学者从中医角度对其进行了大量的研究,但主要侧重于实验室及临床疗效的研究,对肿瘤转移的中医基础理论研究仍显不足,运用中医理论尚难以全面系统地阐明肿瘤转移的机制。如对于肿瘤转移途径及转移器官特异性的研究,目前运用单一学说仅能解释部分肿瘤转移的方向,无法全面系统的解释多种复杂的临床转移现象。部分中医病机与现代医学研究存在矛盾,如肿瘤转移患者的血瘀证表现与部分活血化瘀药物现代药理研究结果不符。这些均严重阻碍了中医治疗恶性肿瘤临床疗效的提高。因此,笔者认为,恶性肿瘤转移的中医病机研究有待深化。肿瘤转移过程中不同阶段气滞、血瘀、痰凝、湿阻、寒凝、毒聚等病理因素的特点及其相互影响的关系有待进一步阐明;不同病机特点与患者体质、肿瘤部位、组织类型、转移方式等之间的关系有待细化。在进一步明确肿瘤转移中医病机的基础上,探索相应的中医治疗方法,对于提高恶性肿瘤治愈率具有重大意义。

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肿瘤转移篇3

作者:魏路军 任新友 徐林浩

【关键词】 肿瘤;钙黏蛋白E;多形上皮黏蛋白;PTEN

肿瘤的发生发展是一个十分复杂的过程,细胞的完全恶性转化,一般需要多个基因的改变,如数个癌基因的激活或肿瘤抑制基因的失活以及其他基因的变化。弄清肿瘤的分子生物学基础可为临床诊断、治疗、预测预后提供简便有效的方法。E钙黏蛋白(Ecadherin)是具有特殊生物学特性、与癌细胞侵袭转移密切相关的上皮细胞分布性黏附分子。多形上皮黏蛋白(MUC1)对正常的上皮起润滑和保护作用,同时还介导信号转导和细胞黏附,肿瘤组织中 MUC1多出现异常表达,表现为量和质的改变并与肿瘤的浸润、转移及预后相关。与张力蛋白同源、第10号染色体丢失的磷酸酶基因(PTEN)为第一个被发现的具有双重特异性磷酸酶活性的肿瘤抑制基因, 调控细胞的生长发育和细胞的凋亡,影响肿瘤细胞的浸润、转移和骨架蛋白的组装, 对细胞的信号转导和其他生物过程有着复杂而重要的作用。现对Ecadherin、MUC1、PTEN与肿瘤转移的相关性做一综述。

1 Ecadherin

1.1 Ecadherin的结构特点及功能

Ecadherin属膜整合糖蛋白家族, 其N 端位于细胞外而C 端位于细胞内,属于钙黏蛋白超家族,位于16q22.1,位于相邻细胞连接面, 通过钙离子形成同源二聚体, 是介导表皮细胞间黏附及同类细胞间相互作用的主要黏附分子, 对于维持正常上皮功能完整性必不可少。当Ecadherin表达降低或其他因素损害Ecadherin的黏附功能时,肿瘤细胞就易于脱离原发灶发生侵袭转移。FUMIHIM等[1]研究表明,Ecadherin是一类介导细胞与细胞间互相黏附的同质型钙依赖型跨膜糖蛋白。Ecadherin 低表达可促进癌细胞侵袭、去分化和转移,表明Ecadherin是一种抗侵袭分子[2]。Ecadherin与肿瘤相关抗原RCAS1、抗黏附蛋白dysadherin、β酪蛋白肽等相互作用, 通过免疫逃避、肿瘤转移的细胞分子机制、肿瘤信号传导通路等方面影响侵袭行为。另外,Ecadherin 转录水平表达下调的机制类似于胚胎发育过程中涉及细胞黏附性和运动性改变的典型时期的一些特征。

1.2 Ecadherin在某些肿瘤中的表达及意义

Ecadherin 表达的研究涉及多种人体肿瘤包括胃癌、肝癌、乳癌、前列腺癌、膀胱癌、食管癌等。GOULD等[3]的研究表明,在胃癌、肠癌和乳腺小叶癌组织中, Ecadherin的表达下降甚至可以作为肿瘤转移的一个标志物。Ecadherin 缺失或低表达可以成为预测非小细胞肺癌疾病进展、淋巴结转移及预后评估的有效指标[4]。ROCA等[5]研究显示,血清Ecadherin 含量变化与结肠癌的发生、浸润转移密切相关。

大量的实验和临床研究证明,Ecadherin 表达下降或丧失与肿瘤低分化、高侵袭、高转移和高复发率呈正相关,是判断肿瘤进展及预后的指标之一。Ecadherin已成为公认的肿瘤浸润和转移抑制因子,肿瘤细胞通过不同机制干扰Ecadherin黏附系统。因此,检测Ecadherin在肿瘤组织中的表达有助于对肿瘤的生物学表型和预后做出判断;促使Ecadherin在癌细胞表达正常有望成为治疗癌症的新途径。由于Ecadherin的表达缺失是许多肿瘤的一个共同特征,所以将Ecadherin 重新导入肿瘤细胞可减少肿瘤细胞的侵袭和转移,针对Ecadherin 表达调控的癌症治疗有望成为一种控制肿瘤扩散的有效方法。

2 MUC1

2.1 MUC1的结构特点及功能

MUC1又称多形上皮黏蛋白(PEM),是Mucins黏蛋白家族成员,是一种主要分布于腺上皮细胞的跨膜糖蛋白,最先由SHIMIZA于1982年从人的乳汁中分离得到。MUC1的多肽链从N端到C端依次包括:信号序列、FIB区、SEA区、跨膜区和胞内区。PTS区包括了由20个氨基酸组成的连续重复序列,其中富含丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸。 PTS区中丝氨酸和苏氨酸是潜在的O型糖基化位点, 同时在靠近跨膜区的非PTS区有5个潜在的N型糖基化位点。大量的O型糖链占了MUC1相对分子质量的50%~60%。在这种高度糖基化的结构中,一些特殊的糖基表位与配体结合后(如ICAM1、植物血凝素、唾液酸黏连素等)可能介导上皮细胞与其他细胞的相互作用,另一方面,高度糖基化的结构也给细胞提供机械屏障,起到保护细胞的作用。

研究证明,MUC1在肿瘤细胞的表达与正常细胞不同, 主要表现在以下几个方面:①MUC1在肿瘤细胞表面的表达量较正常细胞显著升高;②MUC1在正常细胞上呈极性分布,集中位于腺上皮细胞的腔面;而在肿瘤细胞上MUC1却呈失极性,均匀地分布于细胞的表面;③MUC1在肿瘤细胞与正常细胞中的糖基化有不同的格局。由于MUC1在肿瘤细胞上表达的量和质都发生了变化,因此通常认为MUC1是一种肿瘤相关抗原。

由于MUC1糖链中含有大量的唾液酸使细胞带上较大量的负电荷,同时MUC1在肿瘤细胞表面表达量较高,这些因素阻碍了细胞与细胞、细胞与基质的相互作用。有实验证明,转染了MUC1的肿瘤细胞与未转染MUC1的肿瘤细胞相比转移能力明显下降,细胞与细胞外基质的相互作用也被抑制。但也有文献报道MUC1可能是黏附分子ICAM1的配体,从而增强细胞间的黏附。MUC分子中的某些糖基表位可与植物血凝素发生特异性结合, 增强抗原对T细胞的呈递。MUC1也是唾液酸粘连素的配体,唾液酸粘连素只分布于巨噬细胞表面,MUC1通过与其结合可以募集大量的巨噬细胞到肿瘤组织的局部。肿瘤细胞利用MUC1等膜型黏蛋白调节局部微环境的可能机制包括影响细胞间互动、影响细胞间受体及配体结合等。SUWA等[6]证明当肿瘤细胞转染MUC1 基因后,肿瘤细胞获得了更高的移动性和侵袭性。

MUC1既可以调节细胞间黏附作用,也可以调节细胞间的抗黏附作用。正常糖基化的MUC1胞外VNTR序列在细胞表面可以形成杆状结构,发挥其抗黏附作用;然而肿瘤细胞中MUC1的过度表达可以降低细胞间的黏附作用,以及细胞与基质之间的黏附作用,在癌变细胞表面,由于MUC1 糖基化不全等原因才得以暴露,表现为异常糖链表位和肽链表位暴露,因此其具有肿瘤抗原相对特异性,目前已用于肿瘤的诊断和生物学治疗。

2.2 MUC1在某些肿瘤中的表达及意义

庄则豪等[7]对50 例食管鳞癌的研究显示,MUC1的表达与淋巴结转移及癌组织进展密切相关。UEN等[8]对胃癌研究结果表明,MUC1与肿瘤侵袭的深度、淋巴结转移、肿瘤分期、血管侵袭和术后转移均密切相关, 同时MUC1表达阳性病人的预后较阴性者差。 WOENCKHAUS等[9]应用免疫组化的方法检测MUC1在非小细胞肺癌组织的表达, 结果显示MUC1的异常表达与预后不良有关,并提出MUC1可作为判断非小细胞肺癌病人预后的标志物。WANG等[10]的研究应用抗MUC1粘液腺体对卵巢组织进行检测,结果显示MUC1高表达与临床分期及转移密切相关。RAHA等[11]研究结果提示,MUC1非极化的分布与乳癌的淋巴结转移相关。 GHOSH等[12]研究证实,MUC1在膀胱癌组织中异常高表达,可能是膀胱癌恶性演进和淋巴结转移的标志。THIRLL等[13]报道,MUC1蛋白上的SialyLewisx表位可以作为选择素的配体,与炎症损伤的血管内皮细胞作用, 使瘤细胞易黏附于血管壁, 穿过血管, 从而有利于肿瘤的转移。因而监测MUC1蛋白的水平,对肿瘤病人的病情观察、治疗评估和预后判断均有重要的意义。

3 PTEN

3.1 PTEN的结构特点及功能

PTEN又称PTEN/MMAC1/TEP1基因,由LI等[14]于1997年从原发性乳癌、前列腺癌以及胶质母细胞瘤细胞株克隆得到,是一种迄今为止惟一具有酪氨酸、磷酸丝氨酸/苏氨酸双特异性磷酸酶活性的新型抑癌基因,在肿瘤细胞浸润、血管生成以及肿瘤转移中起重要作用。PTEN位于染色体10q23.3,全长200 kb,含9个外显子和8个内含子。PTEN cDNA的5′端有一长的非翻译区,含多个CGG 重复序列, 为甲基化调节提供了可能。PTEN 的高甲基化使基因处于静止状态, 导致PTEN 低水平转录及PTEN 蛋白的减少甚至缺失。肿瘤细胞基因突变导致磷酸酶及下游调节酶活性改变, 肿瘤细胞无限制增殖, 细胞凋亡受到抑制,使细胞发生迁移。PTEN可能参与细胞骨架重组并影响细胞迁移能力, 从而调节肿瘤细胞的侵袭和转移。

众多研究结果表明,PTEN基因的突变或缺失与肿瘤的发生、发展和转移等密切相关,在信号转导和凋亡、细胞生长、黏附、迁移、侵袭等方面起重要作用。PTEN具有诱导细胞凋亡,使细胞对凋亡刺激敏感性增强的作用。它可通过拮抗 AKT通路促进 BAD和 forkhead的活性,抑制NF2κB的活性,最终诱导凋亡的发生。PTEN+/2小鼠和细胞株中 Fas依赖的凋亡发生减少,且能被PI3K激酶抑制剂恢复,提示 PTEN可通过拮抗 PI3K通路而影响 Fas凋亡途径发挥促凋亡活性。较多研究证实,PTEN可参与细胞周期调控,致 G0/G1期阻滞,阻止细胞进入 S期。PTEN可通过拮抗 AKT信号通路激活 forkhead,而发挥调控细胞周期的作用。研究表明, PTEN能选择性抑制整合蛋白介导的细胞黏附与迁移,该作用可能与 PTEN使 FAK和 SHC去磷酸化有关。其中, FAK与细胞持续性的定向迁移有关,而 SHC则与细胞的随机迁移有关。在 PI3K或 AKT过表达的细胞中 VEGF的 mRNA水平明显增高,PI3K的抑制剂 LY294002能降低这种升高的水平,提示PI3K在调节 VEGF表达方面起重要作用。PTEN则能抑制 PI3K或 AKT所诱导的广泛新生血管形成。有报道 PTEN参与内、中、外胚层的分化, PTEN等位基因的丢失可引起皮肤、胃肠道、前列腺等过度增生进而形成肿瘤。

3.2 PTEN在某些肿瘤中的表达及意义

人类多种肿瘤的发生发展均与 PTEN表达异常有关; PTEN基因失活与细胞信号转导、肿瘤的发生发展、预后均密切相关。FEI等[15]研究认为, PTEN mRNA 及蛋白低表达或失表达在胃癌组织中普遍存在,且可能是由基因突变、缺失之外的机制引起。于文成等[16]应用免疫组化法对非小细胞肺癌及癌旁组织研究显示,肺癌组织PTEN蛋白表达显著低于癌旁正常肺组织; PTEN 蛋白表达与肺癌的组织类型、临床分期无关,而与组织的分化程度、淋巴结转移和病人的预后密切相关。BOSE等[17]研究显示, PTEN 的表达与乳癌的恶性程度及转移有关。TACHIBANA等[18]应用免疫组化的方法研究 97例食管癌标本,发现有 48例 PTEN蛋白定位于细胞核, 随着肿瘤恶性程度的升高其表达有下调的趋势。

MUTTER等[19]用改变的 PTEN表达作为一个标志来诊断早期的子宫内膜前期癌。 通过基因转移使 PTEN产物过表达可能是治疗某些肿瘤的有效方法。 深入地研究 PTEN在肿瘤发生中的机制,将为肿瘤的诊断、开发新的抗肿瘤药物、指导临床治疗提供新的策略。

4 Ecadherin、MUC1、PTEN三者的相关性

目前三者之间两两关系的研究较多,MUC1上 Sialy LeX表位可作为 Ecadherin的配体,与损伤或有炎症的血管内皮细胞上的Ecadherin作用,使瘤细胞与血管内皮细胞黏附,易于穿过血管壁,从而利于瘤细胞转移。MUC1 可使 Ecadherin表达下调,可能因此而有利于肿瘤的侵袭和转移,亦可与肿瘤病人的预后相关。在晚期转移癌病人中经常观察到PTEN 基因的丢失,可能与PTEN 参与调节细胞的粘连和移动, 从而负性调节肿瘤细胞的迁移和浸润有关。由于 PTEN抑制细胞的增殖和分裂,在肿瘤细胞侵袭转移中起到一定作用, 推测 PTEN基因可能通过影响 Ecadherin的表达而影响肿瘤细胞侵袭转移。它们在肿瘤转移的不同阶段发挥着不同的作用, PTEN基因表达丢失主要发生在肿瘤的进展晚期, 而 Ecadherin蛋白表达丢失可能是肿瘤的早期事件,提示二者在肿瘤恶性演进过程中起到某种协同作用。

张海生等[20]对52例胰腺导管癌进行的免疫组化研究显示,MUC1阳性表达和Ecadherin异常表达与病人性别、肿瘤大小无关, 与肿瘤侵袭状况、淋巴结转移、肝转移有关(P

综上所述,肿瘤发生、侵袭及转移是个极其复杂、多因素参与的过程,从分子生物学角度说,是个多基因参与的过程,应联合检测多个癌基因、抑癌基因才更有意义。在恶性肿瘤发生机制的癌基因研究中,许多学者提出了基因协同作用假说,认为在恶性肿瘤发生、发展和转移的各阶段,至少有2 个或2 个以上功能不同异常激活的基因各自发挥作用,并在时间和空间上相互配合,促进了细胞的癌变。Ecadherin 基因是一个重要的肿瘤转移抑制基因,而MUC1可使Ecadherin表达下调,有利于肿瘤的侵袭和转移, PTEN基因可能通过影响Ecadherin的表达而影响肿瘤细胞侵袭转移,PTEN基因表达丢失主要发生在肿瘤的进展晚期,而 Ecadherin蛋白表达丢失可能是肿瘤的早期事件。通过多种技术来研究3种基因在肿瘤转移之间的相关性,可能会产生较大的社会效益和经济效益,为肿瘤的预防和治疗提供更广阔的前景。

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肿瘤转移篇4

相互作用的结果,最早是Liotta提出的粘附、降解、移动学说,每个步骤也是有多

个因素的共同参与,因而其具有复杂性。它是目前肿瘤患者死亡的主要原因。当前

确定肿瘤转移主要是依据常规病理切片的结果,但有些患者虽进行了根治手术,且

常规病理切片淋巴结无转移,但随后仍出现肿瘤转移。所以单纯根据常规病理切片

来进行预后的判断往往欠科学,因此急需发展新的手段来检测肿瘤的转移。近年来

随着免疫学与分子生物学的发展,为更敏感地检测到淋巴道、血道中转移的肿瘤细

胞提供可能,本文对该领域的研究进展作一综述。

1 常规病理学方法

淋巴结转移的检测通常是HE染色,但敏感性较低,一般为104~105个正常细胞

中能检出一个肿瘤细胞,连续切片检测能增加结果的稳定性,最早对淋巴结的微小

转移灶的检测方法是连续切片法,有作者对400例乳腺癌常规切片阴性的淋巴结进

行连续切片检测,检出率为13%。Wilkinson和Fisher的研究表明连续切片检测可使

检出率提高14%~24%。但由于该法工作量大且有较高的假阴性,所以难以推广应用

2 免疫组织化学方法

2.1 粘附分子

肿瘤要产生转移必须先从原发灶脱落,然后游走至血管、淋巴管,与之产生粘

附并进入管腔才能产生转移,而粘附分子在其中起着重要作用。粘附分子有许多种

类,与肿瘤的转移有关的研究主要集中在上皮粘附素(E?cadherin)和CD44这两个

因子上。

2.1.1 上皮粘附素

E?cadherin是一种钙依赖性的具有使细胞之间产生粘附功能的糖蛋白,是产

生细胞连接的分子基础。有研究表明许多肿瘤如乳腺癌、结肠癌、胃癌、膀胱癌均

可出现E?cadherin的减少,E?cadherin的减少使肿瘤细胞之间的粘附力降低,肿

瘤细胞容易脱落而出现转移。因此E?cadherin被看作抑制肿瘤转移的因素[1]。

Hunt[2]的研究表明,对于较小的乳腺肿瘤,E?cadherin的表达与淋巴转移具有

相关性,认为E?cadherin的减低是肿瘤转移过程中的早期事件。

2.1.2 CD44

另一个粘附分子CD44主要参与细胞与基质间的粘附,且参与细胞的伪足形成,

与细胞的迁移有关[3]。许多研究表明,CD44基因的表达与肿瘤的转移具有显著

相关性,尤其CD44v与细胞骨架的相互作用在肿瘤的发展与转移中起着重要作用[

4]。且CD44v6阳性患者的预后显著较差,经多因素分析认为CD44v6是独立于肿瘤

分期、淋巴结状态的预后指标[5]。

2.1.3 其他粘附分子

其他的粘附分子有整合素族与选择素族。整合素族为细胞表面的糖蛋白受体,

是由α、β亚单位通过非共价键连接的异二聚体,可以与纤粘蛋白、层粘蛋白、胶

粘蛋白等结合,参与细胞与基质的粘附。有研究表明,恶性肿瘤细胞间粘附力降低

、侵袭力增加与整合素受体表达下降有关,Gui的研究对正常、良性、恶性乳腺组

织的整合素受体表达水平进行了比较,发现恶性肿瘤的整合素受体表达明显下降,

多因素分析结果表明β?1、α?1、α?v亚属可作为乳腺癌腋淋巴结转移的重要

指标。选择素族有P、E、L三种亚型,有研究表明E?选择素在乳腺癌的转移中起着

重要作用[6]。

2.2 自分泌运动因子及受体

自分泌运动因子(AMF)是一种分子量为55KD?66KD的热溶蛋白质,它是一个家

族,通过与受体(AMFR)作用而刺激细胞运动,AMFR是一个分子量为78KD的糖蛋白,

研究证实AMF受体gp78的表达直接与肿瘤的转移能力有关,人癌标本中的gp78表达

与临床病理特征和病人预后有关。Maruyama[7]的研究表明101例食道癌中有55例

gp78表达阳性,它的表达与肿瘤生长方式、肿瘤大小有关,且淋巴结有转移者gp7

8表达率较高,说明与AMFR相关的肿瘤细胞运动促进了肿瘤的生长与转移。有淋巴

转移的大肠癌其gp78表达率明显增高,gp78阳性患者的5年生存率明显低于阴性者

[8]。

3 多聚酶联反应(PCR)方法

近年来,在这方面的研究取得了长足的进展,多采用RT?PCR法扩增外周血、

骨髓或淋巴结在正常情况下不表达的组织或肿瘤特异性mRNA,其敏感性为1×106。

因为mRNA在细胞外很不稳定,所以一旦在组织或体液中检测到特异性mRNA就意味着

有肿瘤细胞转移,且有些肿瘤尽管有RNA表达但无蛋白表达,因此RT?PCR法比蛋白

测定具有更高敏感性。

3.1 前列腺特异性抗原mRNA

有研究者对前列腺癌的微转移进行了研究,检测了前列腺癌患者外周血、骨髓

或淋巴结中前列腺特异性抗原(PSA)表达,结果表明:在确定有转移的患者外周血

中PSA的检出率为40%,显著高于无转移的10%。且具有良好的特异性[9,10]。

3.2 细胞角蛋白mRNA

细胞角蛋白(CK)是一个多基因家族,主要在上皮细胞表达,CKs有20多个不同

亚类构成,主要有CK8、CK19、CK20等,由于CK8、CK19能在正常人外周血中表达,

而CK20不在外周血中表达,所以CK20可作为有些肿瘤如乳腺癌、膀胱癌和大肠癌的

血道转移指标[11]。Soeth用巢式RT?PCR监测了57例大肠癌患者的骨髓CK20mRN

A表达,阳性率为65%[12]。CK19作为乳腺癌淋巴结的转移指标也取得了较好的结

果,10个常规切片阳性的淋巴结CK19mRNA也为阳性,而53个阴性淋巴结中有5个CK

19mRNA为阳性,表示有微小转移[13]。CK是目前检测肿瘤微转移使用较多的一个

指标。特别是检测食道癌与头颈鳞癌的淋巴转移方面,得到大家的认可。

3.3 酪氨酸酶mRNA

酪氨酸酶是黑色素细胞合成黑色素的关键酶,在正常情况下黑色素细胞不会出

现在外周血,所以一旦在外周血检出酪氨酸酶可提示有血道转移。Wang[14]对2

9例黑色素瘤患者的区域淋巴结,其中一半作HE染色,不确定时作HMB?45或S?10

0免疫组化染色,另一半作酪氨酸酶mRNA的RT?PCR检测。29例临床Ⅰ、Ⅱ期黑色素

瘤常规病理检查有11例淋巴结阳性,而检出酪氨酸酶的有19例,18例阴性的淋巴结

RT?PCR阳性有8例,平均随访1年后,这8例患者全部复发。因此酪氨酸酶mRNA的R

T?PCR对于判断术后是否需要全身化疗以及化疗效果具有指导意义。有研究者报道

,应用RT?PCR法能敏感地检出黑色素瘤免疫治疗后患者血与骨髓中的残留细胞,

对预示复发及探讨复发机制具有重要意义。

3.4 肿瘤排斥抗原mRNA

肿瘤排斥抗原MAGE也被列为肿瘤转移指标,有研究表明,94%的食道癌,81%的

大肠癌,80%的乳腺癌,83%的胃癌在12种MAGE基因亚型中至少有一种阳性。在14例

常规病理检查为阴性的淋巴结中,有7例MAGE阳性,其中有5例出现血管侵袭。该方

法的特异性高,假阳性率很低,但由于有12种基因亚型给实验操作带来困难。

3.5 癌胚抗原mRNA

癌胚抗原CEA曾被广泛用于恶性肿瘤的诊断,近来有研究表明检测外周血中CE

AmRNA的表达可以作为是否存在血道转移的指标,31例结直肠癌肝转移患者中有26

例外周血CEAmRNA的表达阳性[15]。从102例消化道肿瘤、乳腺癌的606个淋巴结

中进行CEA检测发现,常规组织切片淋巴结阳性率为16%,而CEA诊断阳性率为56%。

从预后结果来看,CEA与组织学诊断的阳性率在根治切除患者中分别为64%与4%,在

相对治愈切除患者中分别为85%与37%,在姑息切除患者中分别为100%与86%,在复

发患者中分别为100%与85%。由此可见CEAmRNA可作为一个重要的检测指标。Mori[

16]对13例大肠癌患者的117个淋巴结进行了CEAmRNA检测,发现88个常规检测阴性

的患者淋巴结有47个淋巴结CEAmRNA阳性。该作者还对65例消化道肿瘤及乳腺癌患

者的406个淋巴结进行CEAmRNA的RT?PCR检测并进行了随访,微转移率为40.1%,有

淋巴转移的15例患者6例复发,29例有微转移的患者4例复发。21例无微转移患者无

复发,这进一步说明了CEAmRNA的重要性[17]。

3.6 蛋白溶解酶类mRNA

癌细胞合成和释放溶解酶是促进癌细胞从瘤体分离继而引起转移的一个重要因

素。肿瘤部位细胞外液中许多酶活性增高,如肽酶和组织蛋白酶,这些酶多来自于

癌细胞的溶酶体,也可来自肿瘤坏死区的巨噬细胞,这些酶在癌细胞分解细胞外基

质与松解细胞粘附中起重要作用。

3.6.1 内糖苷酶mRNA

内糖苷酶能特异地降解基底膜成分硫酸乙酰肝素,该酶的活性与一些肿瘤细胞

的转移能力有关[18]。

3.6.2 Ⅳ型胶原酶mRNA

Ⅳ型胶原是基底膜的主要成分,它能被Ⅳ型胶原酶特异性水解,它至少有三种

不同形式,它不仅能降解Ⅳ型胶原,还能降解Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ型胶原,纤粘蛋白,

弹性蛋白及白明胶。有研究发现,该酶的水平在许多高转移性肿瘤细胞中增加,因

此该酶在肿瘤的侵袭与转移中起着重要作用。在小鼠杂交瘤细胞和癌基因转染的细

胞中,Ⅳ型胶原酶的表达与转移能力相关。Pyke等利用原位杂交发现在大部分浸润

型基底细胞癌和鳞癌中可见Ⅳ型胶原酶的mRNA表达[19]。有研究者对高转移与非

转移口腔癌细胞株的金属蛋白酶2(MMP2)表达进行研究,发现高转移口腔癌细胞株

主要表达MMP2,且MMP2的活性与淋巴转移和对局部下颌骨侵袭显著相关[20]。

3.6.3 血纤维蛋白溶酶原激活酶mRNA

血纤维蛋白溶酶原激活酶(PA)是一种特异性的丝氨酸蛋白酶,它催化非活性血

纤维蛋白酶转化为活性血纤维蛋白酶。血纤维蛋白酶是一种广谱蛋白酶。它催化血

纤维蛋白、粘连蛋白及层粘连蛋白。还能活化潜在的蛋白酶。它以组织型(t?PA)

与尿激酶(u?PA)型两种形式存在,它们的功能是不同的,参与癌侵袭与转移的是

u?PA。

3.6.4 组织蛋白酶B、DmRNA

组织蛋白酶B、D是溶酶体蛋白酶,参与对细胞外基质的溶解,有一些实验结果

表明,它们也与肿瘤转移有关[21]。

3.7 血管内皮生长因子C及受体mRNA

血管内皮生长因子(VEGF?C)是血管内皮生长因子家族中的一员,是近年来才

被发现的一种生长因子。Jeltsch[22]发现转血管内皮生长因子C基因鼠皮下出现

大量扩张淋巴管,这才确立了血管内皮生长因子C在淋巴管生成中的重要地位。它

可由肿瘤细胞或基质细胞产生,作用于淋巴管内皮细胞上的酪氨酸激酶受体(flt?

4)而后出现淋巴内皮细胞增殖。这样,对肿瘤淋巴转移的分子机制有了新的、更进

一步的认识。有研究者运用原位杂交技术对前列腺癌的血管内皮生长因子C(VEGF?

C)及受体的表达进行了研究,发现血管内皮生长因子C及受体mRNA表达在淋巴结转

移阳性组明显高于阴性组[23]。Kurebayashi[24]对乳腺癌的VEGF?A、B、C、

D的mRNA进行PCR检测,发现淋巴结转移阳性组只表达VEGF?C,这进一步说明了VE

GF?C在淋巴转移中的重要作用。但也有作者发现在恶性间皮瘤中VEGF?C的表达与

淋巴转移无关[25]。在这一方面还存在较大的争论。我们认为从理论上说既然肿

瘤淋巴转移是肿瘤细胞脱离原发部位,通过肿瘤周围淋巴管游走至淋巴结,且有充

分证据证明VEGF?C是与淋巴管增生有关,那么VEGF?C很可能参与肿瘤转移的过程

,这当然需要研究的更进一步证实。

4 基因水平分析方法

肿瘤基础研究表明,肿瘤细胞转移须通过多个步骤才能完成,且每个步骤多由

多个基因共同控制,只有在转移相关基因与转移抑制基因平衡失调才最终决定是否

导致转移。近年来有关该领域的研究一直是肿瘤基础研究的热点。由于肿瘤的发生

发展与癌基因的激活有关,所以部分癌基因的表达可能与肿瘤的转移有关。1984年

Vousden等发现小鼠淋巴瘤有了活化的c?K?ras基因表达时,同时也就获得了转移

性。1987年Collard以人的c?H?ras癌基因转染非侵袭性、无转移能力的小鼠BW5

147T淋巴瘤细胞,发现转染后的细胞侵袭力增高,将这种细胞经尾静脉注射,可发

生肝、肾等器官的转移,且这种转移与细胞的ras基因的表达水平有关。有研究者

用fos基因转染大鼠3Y1细胞,可使其获得较高的肺转移能力。

随着近年来对癌基因的临床意义的阐明,一些癌基因不仅可作为肿瘤的常规诊

断指标,而且可被列为转移的指标。原癌基因RET可作为转移性髓样甲状腺癌的诊

断指标[26];Zhang[27]的研究表明P53基因突变可作为结直肠癌淋巴结转移的

前兆,而在头颈部鳞癌中P53基因的过表达也有明确的诊断意义:P16往往表达在转

移的淋巴结中[28];c?erbB?2已被列为膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌的恶性指标;

最近有研究发现口腔与肺鳞癌中有c?erbB?2的过表达[29]。有研究者[30]从

鼠高转移乳腺癌细胞中筛选出转移相关基因mtal,它在高转移乳腺癌细胞株中的表

达比低转移株高4位,且与转移潜能有关。还有研究者[31]发现c?Myc与Bcl?2

基因在乳腺癌中的共同表达与淋巴转移有关。

5 展 望

肿瘤转移一直是肿瘤基础研究的热点,随着近年来分子生物学的发展,在该领

域研究取得了突破,但怎么找到更敏感,更具特异性的指标始终是肿瘤研究工作者

的奋斗目标。敏感性提高的同时怎样降低假阳性率,确定肿瘤微转移与个体的预后

之间的关系,以及阐明肿瘤转移相关基因之间的相互作用还需我们付出更多的努力

,总之,随着肿瘤转移相关机理因素的进一步阐明,必将对肿瘤转移的早期诊断、

治疗方案的选择及预后的判断带来深远的影响。

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肿瘤转移篇5

肿瘤转移是肿瘤患者预后不良的一个重要因素。目前的研究发现,新生淋巴管是影响肿瘤转移的一个重要因素,随着对淋巴管标记物和新生淋巴管生长因子研究的深入,新生淋巴管与肿瘤转移之间的关系已成为当前肿瘤转移研究中的重点,本文即对两者关系研究中的进展作一综述。

1 淋巴管的来源及功能

胚胎中淋巴管的来源目前有两种理论。一种认为其来源于胚胎静脉的内皮细胞,并且通过内皮细胞的出芽形成组织和器官周围的淋巴管。另一种理论认为:在可能存在的淋巴管瘤的间质中存在原始的淋巴管,它们可通过淋巴管的断裂口进行融合,并进一步通过向心性生长进行融合及与静脉连接。

淋巴系统是一个广泛的毛细管网状结构,它收集渗透到器官内的大多数管道内的液体。它是一个两端开放性的,单向的转运系统。相对于血液循环来说,淋巴系统的主要功能是保持组织间液的平衡和蛋白质的对流。同时,组织间液的流动有助于沿着淋巴内皮细胞移行的淋巴管道的形成、增殖、并最终形成有功能的毛细淋巴管网[1]。

在肿瘤转移过程中,对于血管来说,要求肿瘤细胞穿透其基底膜并且迁移到血管的细胞层。相对来说,由于淋巴管的基底膜薄且不连续,不能对肿瘤细胞构成有效的屏障作用,因此肿瘤细胞侵入淋巴管要容易一些。此外新生淋巴管可从外部逐渐长入肿瘤内部,减少细胞基质的连接,使肿瘤细胞被动进入新形成的淋巴管。

2 新生淋巴管的标记物

要了解新生淋巴管是否参与肿瘤转移,首先必须知道肿瘤转移过程中是否有新生淋巴管形成,因此寻找新生淋巴管的标记物是研究过程中的一个重要方面。目前已知的淋巴内皮细胞标记物有:血小板内皮细胞粘附分子/CD31(PlastocyteEndothelial cell adhesion molecule, PECAM/CD31), CD34, 血管假性血友病因子(Von Willebrand Factor, VWF),血管内皮生长因子受体3(vascular endothelial growth factor receptor 3,VEGFR3),淋巴管透明质烷受体1(lymphatic vessel hyaluronan receptor 1,LYVE1),PROX1,Podoplanin,趋化因子受体D6(Chemokine receptor D6),巨噬细胞甘露糖受体(Macrophage mannose receptor),Desmoplakin,5核苷酸酶等。

PECAM/CD31和VWF在内皮细胞中广泛表达,其在淋巴管内皮细胞中的表达不具有特异性。

LYVE1是连接蛋白超家族的一员,它是CD44透明质烷的同系物。LYVE1可能与跨淋巴管内皮细胞的透明质烷转运有关,特别是与组织透明质烷从间质向淋巴转运有关,LYVE1可能调节粒细胞或肿瘤细胞进入输入淋巴管的管腔,从而提高了区域淋巴结的转移[2]。

VEGFR3是一种受体酪氨酸激酶,最早在胚胎发生的血管内皮中表达,是早期胚胎大血管形成中的一个关键因素。在成人中,VEGFR3主要存在于淋巴管内皮中,活化后可以引起新生淋巴管的形成。现在的研究已证实,VEGFR3是成人淋巴管内皮细胞特异性的标志物。

Podoplanin是一个43KD的质膜蛋白,缺乏Podoplanin的小鼠由于淋巴管的缺陷一出生即死亡,这些淋巴管的缺陷包括淋巴管转运的减少、先天性的淋巴管水肿和淋巴管的膨胀[3]。

PROX1是内皮细胞亚群的一个标记[4],定向剔除PROX1基因后不影响血管系统的发展,但却可特异性的抑制淋巴系统的出芽生殖。

Desmoplakin是连接淋巴系统扁平内皮细胞的一个蛋白,它可标记小淋巴管,但在大的淋巴管中则不表达。

巨噬细胞甘露糖受体是一180KD的甘露糖受体,主要在巨噬细胞谱系中表达,但也可在小鼠淋巴内皮表达,不过在人类淋巴管中尚未发现该受体[5]。

随着对这些受体研究的深入,我们可以清楚地了解肿瘤转移过程中新生淋巴管的生长、分布及所起的作用。

3 影响新生淋巴管生长的因素

如果肿瘤转移与新生淋巴管形成之间存在必然的联系,则新生淋巴管的形成是一个必然的步骤,影响其生成的因素也必然会影响肿瘤转移。目前影响新生淋巴管生成的分子因素包括生长因子、酶、受体,基质蛋白和转录因子等等。其中对血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)家族的研究是目前一大热点。

VEGF家族包括:VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD和胎盘生长因子(placenta growth factor,PIGF)。每种因子都有自己特定的受体。其中与新生淋巴管形成关系密切的是VEGFC和VEGFD,其受体是内皮生长因子受体2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)和VEGFR3。由于VEGFR3主要在淋巴管内皮表达,故VEGFC的功能主要是调节淋巴管的生长。通过VEGFC/VEGFD/VEGFR3信号系统,VEGFC和VEGFD可刺激组织和肿瘤的新生淋巴管和血管形成,影响肿瘤内淋巴管发展和转移的速度。例如:Hachisuka等的实验表明:25例胃癌患者当中,10例VEGFC表达阳性者伴有淋巴管密度增高[6]。李庆昌等[7]的实验表明:在76例非小细胞性肺癌患者的细胞中,55例VEGFC和40例VEGFR3呈阳性,且VEGFC和VEGFR3的表达和淋巴结的转移、淋巴系统的侵犯呈正相关(P

除了VEGF家族外,还有其他影响新生淋巴管形成的因素。如周宏志等以Balb/c小鼠为模型研究发现:小鼠肝细胞瘤性腹水细胞——H22细胞可以加速新生淋巴管形成[9]。Alanna等[10]人在原癌基因的研究中发现:Cmyc的表达可以刺激血管和淋巴管形成,而这可导致表达Cmyc的肿瘤快速生长和转移。同时Lmyc与肺癌转移到淋巴结和其他器官密切相关。Su等[11]对肺癌的研究表明环氧化酶2(Cyclooxygenase2,COX2)可通过EP1/Src/HER2/Neu途径上调VEGF基因,从而提高淋巴管的密度,促进淋巴结的转移,降低患者的生存率。

虽然我们已经找到了这些影响新生淋巴管生成的分子因素,但是否还有其他影响因素存在仍不清楚,并且新生淋巴管形成和其调控仍有许多不明之处。

4 新生淋巴管对肿瘤转移的影响

在肿瘤转移的过程当中,淋巴管的形成也许是一个重要的促进因素,但两者之间的关系是否具有必然性还没有定论。目前已有一些这方面的研究提示新生淋巴管参与了肿瘤转移的过程。如Padera等[12]通过在T241小鼠纤维肉瘤和B16F10小鼠黑色素瘤中过表达VEGFC的方法发现:肿瘤边缘功能性的淋巴系统对淋巴转移很重要,其依据在于(1)淋巴系统表面区域的增加与VEGFC过表达的肿瘤中淋巴道转移机会的增加相一致;(2)缺乏瘤内LYVE1染色的肿瘤仍然发生转移。Koukourakis等[13]在对肺泡组织的研究中发现:在肺癌组织的边缘可以发现LYVE1阳性的淋巴管,在肺癌组织中心部位未发现淋巴系统的网状结构。并且尽管新生淋巴管可以在侵袭性肿瘤的边缘发生,但是整体的淋巴系统并未形成,故推测通过淋巴系统传播的肿瘤可能是靠肿瘤边缘细胞侵袭到周围正常的淋巴系统来完成,或通过旁路在侵袭性肿瘤的前缘以活动性的新生血管、新生淋巴管的形成来实现。Alanna在对Cmyc与血管、淋巴管早期功能性扩张关系的研究中发现肿瘤细胞可以产生促进新生淋巴管生成的因子,而这可促进淋巴管的生长,并使肿瘤转移到淋巴结更容易。一旦肿瘤细胞种植到引流淋巴结,就可刺激淋巴窦的生长,淋巴流动的加强可增加肿瘤播散到远处的机会[10]。还有一些实验表明:缺乏瘤内淋巴管的肿瘤可发生淋巴结转移,表明肿瘤边缘的淋巴管是导致肿瘤产生淋巴转移的原因,并推测足够数量的肿瘤周边淋巴管是肿瘤细胞经淋巴管侵润的必要条件。

如果阻断新生淋巴管的形成可以抑制肿瘤的转移,则可从另一方面说明两者之间可能存在必然联系,目前有一些研究提示了这种可能性。Achen等[14]在分泌VEGFD的小鼠模型中发现一个可使VEGFD失效的单克隆抗体能阻碍VEGFR2和VEGF3的粘合,这就可以阻断VEGFC/VEGFD/VEGFR3信号系统,从而阻止新生血管、淋巴管的形成及淋巴系统转移。Eliane等[15]的实验表明:对移植到小鼠体内的刘易斯肺癌细胞,基质金属蛋白酶抑制剂270(matrix metalloproteinase inhibitor 270, MMI270)除了可抑制淋巴内皮细胞形成新生淋巴管样结构,还可以阻断其淋巴结转移。但是目前对阻断新生淋巴管形成是否一定能抑制肿瘤转移还有待于进一步的研究。

5 展望

随着对新生淋巴管和肿瘤转移研究的深入,两者之间的关系将越来越清楚,这将为临床治疗肿瘤转移开辟道路,相信在不久的将来,可以通过调控淋巴管的形成来减少肿瘤转移的发生。

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肿瘤转移篇6

[关键词] SDF-1/CXCR4;肿瘤转移;研究进展

[中图分类号] R73 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2016)11(c)-0034-05

Research progress of SDF-1/CXCR4 axis and tumor metastasis

YANG Yong1 YU Mingwei2 YANG Guowang2 WANG Xiaomin2 XU Weiru2

1.Beiing University of Chinese Medicine, Beijing 100029, China; 2.Department of Oncology, Beijing Traditional Chinese Medicine Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing 100010, China

[Abstract] Chemokines and their receptors are thought to play an important role in tumor metastasis. SDF-1 and its receptor CXCR4 are currently studied. CXCR4 is highly expressed in high metastatic tumors. SDF-1/CXCR4 axis can activate avariety of signaling pathways involved in tumor invasion and metastasis, which can enhance cell motility, migration and invasion ability, promote matrix degradation, cell adhesion and angiogenesis. It is suggested that the precision intervention of SDF-1/CXCR4 biological axis can inhibit tumor metastasis, which has potential clinical application prospects.

[Key words] SDF-1/CXCR4; Tumor metastasis; Research progress

趋化因子是细胞因子超家族中具有化学趋化性的单链小分子蛋白质(分子量8~10 kDa),能与G蛋白偶联受体结合,不仅参与血管生成、造血、胚胎发育等生理过程,因其能对嗜酸粒细胞、中性粒细胞等多种细胞产生趋化作用,也在机体免疫反应、炎症及肿瘤发生中发挥作用。趋化因子根据半胱氨酸(Cys)残基和二硫键位置的不同分为4个亚类,C亚类(仅有一对二硫键)、CC亚类(二硫键间无氨基酸)、CXC亚类(插入一个氨基酸)和C3XC亚类(插入三个氨基酸残基)[1]。目前共发现50多种趋化因子和20余种趋化因子受体[2]。基质细胞衍生因子-1(SDF-1)及其受体CXCR4就是其中研究较多的两个。CXCR4属于趋化因子受体CXC亚家族,1996年发现时被命名为Fusin,基因定位于人染色体2q21,是由352个高度保守的氨基酸组成的7次跨膜G蛋白偶联受体,通过胞外N端与配体SDF-1结合并启动下游信号通路[3]。CXCR4主要表达在外周血淋巴细胞、单核细胞、中性粒细胞、树突状细胞、血管内皮细胞、神经元、肝脏干细胞等,可以非特异地与糖蛋白的硫酸肝素结合到细胞表面。SDF-1即CXCL12,属于CXC类趋化因子家族,基因定位于10号染色体长臂[4],基因编码区全长267bp,编码89个氨基酸多肽。SDF-1主要由骨髓基质分泌,具有趋化作用。SDF-1是CXCR4已知的唯一配体,分为SDF-1α和SDF-1β两个亚型。SDF-1与CXCR4两者亲和力高,两者结合后激活下游多条信号通路,调节细胞存活、迁移与侵袭等过程。此轴生物学功能主要可以概括为以下几个方面:①介导免疫及炎性反应;②调控造血干细胞迁移及归巢;③感染;④参与胚胎发育过程;⑤恶性肿瘤的浸润转移[5]。其在恶性肿瘤转移中的作用是近年研究热点,多项研究表明,SDF-1/CXCR4轴与肿瘤细胞增殖、浸润、迁移及侵袭等作用均有关,具有成为抑制肿瘤生长、转移重要靶目标的潜力。

1 SDF-1/CXCR4与肿瘤转移

1.1 SDF-1/CXCR4信号通路与肿瘤转移

SDF-1和CXCR4的相互作用激活各种细胞内信号转导通路和下游的效应分子,介导细胞的增殖、趋化、迁移和黏附,而这些过程在肿瘤转移中起重要作用。SDF-1与CXCR4触发多个信号转导通路可以调节细胞内钙离子流出,转录和细胞存活[6],如NF-κB、JAK/STAT、PI3K-AKT途径以及mTOR和JNK/p38 MAP。在与钙离子协同作用下,甘油二酯(DAG)激活蛋白激酶C和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),促进细胞迁移[7]。激活PI3K导致许多黏着斑成分的磷酸化,有助于重组肌动蛋白细胞骨架和做出有利于细胞迁移的变化。另外,JAK/STAT信号转导通路,可能与其他信号通路协同作用,促进细胞形态变化,导致趋化反应。目前认为,CXCR4和介导肿瘤细胞的致瘤性信号转导通路之间存在正反馈循环。CXCR4基因启动子具有NF-κB结合位点,一些配体如肝细胞的刺激作用生长因子(HGF)、P65和P50的NF-κB亚单位结合CXCR4启动子,转录激活CXCR4并促进肿瘤侵袭[8],反过来SDF-1/CXCR4通路激活MAPKs信号转导,从而促进趋化和增殖,诱导磷脂酶C(PLC)/蛋白激酶C(PKC)-钙离子信号P促进细胞w移,并影响PI3K/Akt促进细胞生存,SDF-1可以调节肿瘤的生长是通过激活PI3K/Akt通路[9]。此外,SDF-1/CXCR4信号通路还可能激活(EGFR)/Her2-neu信号通路促进侵袭信号和乳腺癌、前列腺癌和卵巢癌的转移性生长。最近的研究显示,在胰腺癌和胃癌[10-11]中主要通过mTOR信号通路,在人肾癌细胞CXCL12诱发特异性mTOR靶点磷酸化[12]。最后,除了这些经典的信号转导通路,在套细胞淋巴瘤和原发性急性髓系白血病(AML中),CXCR4触发酪氨酸激酶(BTK)磷酸化和下游MAPK通路,也提示两者存在一个潜在的相互作用。

1.2 SDF-1/CXCR4表达与肿瘤转移

Muller等[13]首次研究发现,乳腺癌细胞高表达趋化因子受体CXCR4,其配体SDF-1多表达于乳腺癌的特异转移部位肺、肝脏、骨髓等,提示其与特异性转移有关。CXCR4的高表达在不同类型的癌症中广泛存在,包括食管癌[14]、胃癌[15]、结肠癌[16]、肝癌[17]、胰腺癌[18]、甲状腺癌[19]、卵巢癌[20]、肺癌[21-22]与脑肿瘤[23-24]等,而在正常M织和器官表达量很低。一项非小细胞肺癌的荟萃分析对1049例非小细胞肺癌患者的11项研究进行分析,转移性非小细胞肺癌CXCR4表达量明显高于非转移性非小细胞肺癌[25]。动物实验表明,高表达CXCR4的肿瘤细胞,可能在SDF-1趋化、牵引下转移至SDF-1表达较高的某些器官,形成器官特异性转移。Castellone对表达CXCR4的甲状腺癌细胞给予SDF-1刺激,发现细胞侵袭及转移能力增强[26]。Sun等[27]发现,小鼠前列腺癌转移较多的部位如肝、肾、股骨SDF-1水平更高,提示SDF-1与靶向转移有关,而抑制CXCR4表达后,上述部位转移明显减少,也说明SDF-1/CXCR4在肿瘤转移中的作用。Kim等[28]对结、直肠癌的研究表明,高表达CXCR4患者,肝转移和肿瘤的复发明显增多,而且这部分结、直肠癌患者其远期生存率也较低。临床中显示,CXCR4的表达水平与淋巴结转移显著相关[29]。那些有CXCR4过表达的患者,其肿瘤复发和癌症相关性死亡的风险明显高于CXCR4低表达的患者[30]。所以,在多种癌症中,CXCR4都可能是一种潜在的治疗靶点。

1.3 SDF-1/CXCR4与肿瘤细胞的运动

高表达CXCR4的肿瘤细胞迁移能力较强。Niu等[31]研究人喉癌Hep-2细胞,用慢病毒介导的ShRNA沉默CXCR4后发现,Hep-2细胞的运动能力明显下降。Mercurio等[32]通过SDF-1刺激人恶性胶质瘤细胞U87MG,Transwell实验显示,较单纯下室加血清的对照组,细胞迁移能力明显增加。Kim等[33]用100 ng/mL的SDF-1诱导C6胶质瘤细胞24 h后,发现细胞迁移率增加了215%,用Boyden小室实验进一步验证为226.3%,结果一致。Muller等[13]发现,SDF-1作用于乳腺癌细胞后,不仅F-肌动蛋白的数量快速增加,而且分布也迅速出现变化,伴随骨架蛋白数量和厚度增加,PI3K激活、钙流量增加和伪足形成,细胞迁移能力大大增强。

1.4 SDF-1/CXCR4与基质降解

肿瘤细胞完成转移,产生降解细胞外基质和基底膜的蛋白酶是必要条件。SDF-1可以通过结合CXCR4受体激活NF-kB通路,影响细胞因子的分泌。比如SDF-1刺激后细胞会分泌更多的MMP-2和MMP-9,分解血管基底膜较远,促进肿瘤细胞穿过。在宫颈癌,SDF-1不但提高宫颈癌HeLa细胞MMP-2的mRNA水平,其活性也得到增强[34]。Yu等[35]在研究人卵巢癌中发现SDF-1/CXCR4轴通过p38 MAPK信号通路上调MMP-9的表达从而增加了卵巢癌SKOV3细胞的侵袭潜力。同样,用SDF-1诱导CXCR4高表达的前列腺癌细胞时,MMP-2基因表达和蛋白分泌明显上调[36]。有学者用SDF-1刺激胶质瘤细胞C6同样发现引起MMP-2和MMP-9的表达上调。胰腺癌也有类似现象,SDF-1不仅诱导胰腺癌增加MMP的表达,还能刺激内皮细胞提高蛋白酶活性,增加局部微环境中MMP含量,降解肿瘤细胞外基质,从而增强胰腺癌的转移能力。另外,乳腺癌细胞受到SDF-1刺激后,MMP-2、MMP-9、MMP-13分泌增多,分解构成上皮组织和血管基底膜的Ⅳ型胶原,使基底膜产生局部的缺损,协助肿瘤细胞穿透基底膜向周围组织浸润、转移[37-38]。由此可见,SDF-1/CXCR4轴通过调控多种蛋白酶的表达或活性来降解细胞外基质和基底膜,从而在肿瘤的侵袭、转移中发挥作用。

1.5 SDF-1/CXCR4与黏附

肿瘤细胞的黏附能力也是决定转移能否成功的关键因素,SDF-1/CXCR4轴可以活化细胞表面多种黏附分子,从而调节肿瘤细胞与层粘连蛋白、纤维蛋白原、间质细胞及内皮细胞的黏附。整合素是细胞黏附分子中的一员,有报道发现,SDF-1可以激活造血干细胞表面整合素LFA-1、VLA-4和VLA-5的表达,增强细胞的黏附能力[39]。体外实验表明,乳腺癌和卵巢癌细胞用SDF-1刺激后,整合素β1表达增强,上调的整合素β1可以增加肿瘤细胞与胶原Ⅳ和纤连蛋白的黏附[40]。Yu等[35]的研究表明,暴露于SDF-1因子刺激下24 h的SKOV3卵巢癌细胞,黏附于层粘连蛋白和纤连蛋白能力明显提高,与对照组有显著差异,而用趋化因子受体SiRNA可以减弱这种黏附,说明趋化因子通过与受体结合而发挥细胞黏附作用。值得注意的是,黏附分子和CXCR4的表达之间存在正反馈,如CXCR4阳性的淋巴细胞中,CXCR4调节细胞表面黏附分子的功能,而L-选择素激活后又能增加CXCR4的表达,从而增强了肿瘤细胞的侵袭、转移能力[41]。

1.6 SDF-1/CXCR4促进肿瘤血管生成

越来越多的证据表明,CXCR4在癌细胞的表达水平与微血管密度呈正相关,包括肺癌、乳腺癌、前列腺癌和胶质瘤等癌症类型。席妍等[42]用免疫组化方法检测了62例非小细胞肺癌组织及12例肺癌组织,发现非小细胞肺癌组织中CXCR4和微血管密度(MVD)均明显升高,且两者显著正相关。此外,CXCR4表达在肿瘤浸润性浆细胞和肿瘤间质中大血管的内皮细胞,表明SDF-1/CXCR4的相互作用在肿瘤血管生成中起重要作用。SDF-1/CXCR4对肿瘤血管生成的四种可能作用机制:①SDF-1/CXCR4通过激活PI3K/Akt信号通路上调VEGF在肿瘤组织中的表达,促进血管生成[43];卵巢癌中VEGF和SDF-1病理性的聚集,协同作用且高效能诱导体内血管生成[44],因此,有可能在SDF-1/CXCR4和VEGF间存在一个促进血管生成的正反馈回路,如神经胶质瘤和乳腺癌细胞自身分泌VEGF,反过来VEGF又能诱导CXCR4的表达,从而促进SDF-1对细胞的趋化性迁移[45]。②SDF-1降低糖酵解酶激酶1(PGK1)的表达,从而减少VEGF分泌导致血管生成;PGK1是糖酵解酶,催化1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸,PGK1可以减少二硫键丝氨酸蛋白酶,从而导致肿瘤的血液释放血管抑素;过表达PGK1可以减少VEGF和IL-8的分泌,增加血管抑素从而抑制血管生成,SDF-1可抑制PGK1表达和促进血管生成。③明显上调多种血管生成相关的基因表达,如癌细胞中的干扰素诱导蛋白27α,IL-6,骨形态发生蛋白、SOCS2和环氧合酶-2,其中,IL-6是最早与上调表达最高的基因,转录SDF-1调节IL-6转录是通过ERK1/2的磷酸化和NF-κB复合物的激活介导的IL-6可间接诱导血管生成,促进血管内皮生长因子、成纤维细胞生长因子或环氧酶的表达[46],因此,SDF-1可通过诱导IL-6促进血管生成。④SDF-1可以招募内皮祖细胞附近的新生血管,Orimo等[47]表明,肿瘤相关成纤维细胞分泌的SDF-1负责招募内皮祖细胞,使细胞转化为肿瘤肿块,从而促进肿瘤血管生成,而打断这些途径有可能成为抑制肿瘤新生血管的有效方法。

2 展望

SDF-1/CXCR4趋化因子及趋化因子受体轴对全身多个器官有重要的生理功能,如介导免疫及炎性反应,参与胚胎发育及感染等。其肿瘤转移中,与肿瘤细胞增殖、浸润、迁移、侵袭及血管生成等作用均有关。虽然SDF-1/CXCR4在肿瘤转移中作用已经明确,但不同类型肿瘤转移中具体机制仍不清楚,下一步应分类并深入研究其分子机制。另外,目前研究大多集中在游锸笛椋真实模拟人体环境进行研究仍需探索。作为抗肿瘤治疗有前景的靶点,CXCR4阻断剂具有良好的临床应用潜力,在大量体内外实验中,抑制SDF-1/CXCR4的功能对控制恶性肿瘤的转移有显著效果,但此类方法治疗肿瘤过程中必须针对治疗靶细胞,使用特异性干扰机制,避免对趋化正常细胞归巢的损害。精准的靶向性干预SDF-1/CXCR4生物轴从而抑制肿瘤生长与转移,有望为肿瘤治疗开辟一条新的道路。

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肿瘤转移篇7

整合素(integrin)分布广泛[1],属于细胞黏附分子家族。研究发现整合素可以调节细胞-细胞、细胞-细胞外基质(extracellular matrix,ECM〕间的黏附。整合素所介导的肿瘤细胞与ECM间的相互作用影响肿瘤的发生、增殖、侵袭和转移到其他组织的能力。现就整合素的结构、功能及其对肿瘤侵袭和转移的影响予以综述。

1 整合素的结构和功能

1.1 整合素的结构:整合素是由α、β两个亚基以1∶1比例通过非共价键连接而构成的异二聚体。至今发现脊椎动物受体家族包括至少17个α亚基和9个β亚基,共同组成超过25种不同的整合素[2]。整合素由胞外区、跨膜区和胞内区三部分组成:(1)胞外区:为整合素与配体的特异性结合部位。α亚基存在一个插人区域,对整合素与配体的结合非常重要;β亚基的N端有一个空间结构高度卷曲的插人样区域,与特异性配体结合。(2)跨膜区:相对保守,近膜区域侧却变异多样。多种细胞因子及可溶性调节因子通过与此作用调节整合素的功能。(3)胞内区羧基末端形态多样,与细胞骨架蛋白连接可引起细胞的形态变化,与连接蛋白结合可激活胞内酶链系统,引起信号转导。

1.2 整合素的功能:整合素作为细胞与ECM相互作用的桥梁,是肿瘤细胞实现细胞-细胞、细胞-ECM黏附的重要受体[3],这个过程是通过结合配体中的“精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸”(Arg-Gly-Asp)简称RGD序列[4,5]实现的。整合素通过胞外区与ECM蛋白―胶原(Collagen,CO)、层黏连蛋白(Laminin,LN)、玻黏蛋白(Vitronectin,VN)、纤黏连蛋白(Fibronectin,FN)及一些细胞表面分子(如ICAM-1、MadCAM-1)结合;通过胞内区与细胞内的骨架蛋白如肌动蛋白(actin)、踝蛋白(talin)、钮蛋白(Vinculin)等相互作用。整合素将ECM与细胞内骨架蛋白连接在一起,维持细胞的形态,影响细胞的黏附、运动、吞噬等作用。

整合素的另一大功能是将ECM承载的信号经过复杂的通路传递至细胞核内,对细胞的形态、运动、存活和增殖产生重要调控作用[6]。目前认为信号传导主要有以下几个途径:(1)调节细胞内钙离子浓度。当整合素激活磷脂酶C(PLC)时,PLC分解磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)产生IP3,IP3刺激胞内钙离子库释放[7,8]。钙离子浓度的变化可调节磷脂酶(phospholipidase,PL)和蛋白激酶(protein kinase,PK)等多种酶的变化,因此阻断钙离子通道就能抑制整合素介导的黏附作用。(2)激活黏着斑激酶(FAK)和整合素连接蛋白激酶(ILK),二者都是酪氨酸蛋白激酶。整合素与配体结合可引起酪氨酸磷酸化,最终通过MAPK/JNK途径传导信号至细胞核内,调节mRNA的转录和蛋白的表达[9]。(3)通过GTP结合蛋白家族介导信号传导。(4)通过cAMP途径介导的信号传导。Enserink等[10]在已知GTP酶可以介导信号传导的前提下,研究了cAMP在信号传导中的作用。结果发现cAMP信号途径只在α3β1整合素与LN-5中发挥作用。

2 整合素与肿瘤侵袭和转移机制的研究进展

2.1 整合素参与肿瘤细胞的黏附

2.1.1 肿瘤细胞与宿主细胞的黏附:肿瘤细胞在人体血液循环中主要与白细胞、血小板和内皮细胞黏附。(1)含β2亚基的整合素主要存在于各种白细胞表面,它可以与肿瘤细胞表面的其他细胞黏附分子如ICAM 结合,有助于召集肿瘤细胞在脉管内聚集及穿出管壁向远隔组织转移。(2)含β3亚基的整合素主要存在于血小板表面,它参与介导血小板与肿瘤细胞结合,使肿瘤细胞免受吞噬细胞的清除。(3)肿瘤细胞与内皮细胞间的黏附是其穿出脉管的第一步,主要通过肿瘤细胞上的整合素如AII-bβ3、β2、α4β1(VLA4)等与内皮细胞结合。

2.1.2 肿瘤细胞与ECM的黏附:肿瘤细胞与基底膜黏附后方能穿出血管壁。基底膜是一种特化的ECM,它的主要成分包括IV型CO、LN和FN等,这些均可与多种整合素结合,同时不同亚型的整合素如α1β1、α2β1、α3β1、α6β1、α6β4和α7β1等也均可与LN 结合[11]。LN-5(α3β3γ2)是LN家族中和肿瘤转移关系最密切的分子之一。γ2对LN-5的功能有很重要的作用,很多表达LN-5的肿瘤细胞都上调γ2的表达。

2.2 整合素与ECM的降解:目前所知与肿瘤侵袭、转移有关的基质降解酶有两大类:蛋白酶类和糖苷酶类,前者主要降解ECM中的蛋白成分,如基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)和尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase plasminogen activator,uPA);后者主要降解其中的糖蛋白及蛋白聚糖中的多糖链。参与破坏ECM的酶类具有不同程度的特异性,MMP是主要的直接作用者,它通过对ECM中不同成份的降解,在肿瘤侵袭转移中起关键性作用。整合素能调节肿瘤细胞MMP的表达和活性从而提高肿瘤的侵袭和转移能力。

2.3 整合素与肿瘤的血管形成:血管内皮细胞激活是血管形成的第一步,血管内皮生长因子(VEGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)参与此信号途径。有研究表明整合素β3与ECM蛋白相互作用在血管平滑肌细胞(VSMC)黏附与迁移方面起重要作用[12,13]。体外培养VSMC随β3的表达增加而迁移增加,使用β3抗体能阻断骨桥素诱导的VSMC迁移,表明ECM对VSMC的影响主要是通过β3来实现。而且β3能够通过激活内皮生长因子受体-2(FlkI),使VEGF发挥刺激内皮细胞增生和毛细血管形成的作用[14,15]。Matou[16]等的研究也表明整合素α6与血管生成相关。体外实验中,单用α5β1或ανβ3整合素的拮抗剂并不足以影响内皮细胞形成血管管腔的能力,而同时抑制ανβ3和α5β1整合素的功能,血管生成受阻,说明α5β1和ανβ3之间有协同作用。

2.4 整合素介导的细胞凋亡:凋亡信号启动机制的丧失是肿瘤形成的关键。整合素结合到ECM配体,激活几种生存机制,从而阻止凋亡。Kozlova[17]等用荧光激活细胞分类器,PT-PCR方法研究发现,肿瘤细胞与ECM接触,基质被破坏后会产生一种激活信号而引起细胞凋亡,此信号的传感器就是整合素ανβ3。ανβ3可促进癌细胞与胶原基质结合而抑制肿瘤细胞凋亡,而对于基质脱离的癌细胞,ανβ3又可下调自身表达而阻断肿瘤anoikis(失巢凋亡)的发生。上述两种不同作用对肿瘤的局部生长和侵袭转移均有重要意义。锚定黏附性细胞在凋亡过程中丢失了结合到固定ECM的能力。研究表明[18],整合素αν的耗竭使细胞和ECM分离,从而介导凋亡,细胞经历一种被称为“整合素调节性死亡”(integrin mediated death,IMD)的凋亡形式。他们在胶原明胶这样缺少整合素配体的基质上所做的实验表明,ανβ3的表达将导致Caspase-8在细胞膜上重新出现,从而使Caspase激活,导致细胞死亡。

3 整合素与肿瘤的关系

整合素α6亚基主要和β1和β4亚基结合,组成的α6β1和α6β4是LN的特异性受体[19],该受体与肿瘤侵袭转移有关。肝癌极易发生血行浸润,引起肝外及肝内侵袭转移。因此可以推测在原发性肝癌(HCC)致癌作用中某些特定的LN受体发生改变。据报道,在包括HCC在内的多种恶性肿瘤中均显示层黏连蛋白结合蛋白(LBP)及整合素α6有显著增高,且与其侵袭转移能力呈正相关[19]。

上皮性卵巢癌(EOC)通过肿瘤细胞脱落种植于腹腔间皮细胞发生扩散,EOC迁移受多种整合素β1亚基与ECM蛋白相互作用的调节。癌细胞向FN、Ⅳ型CO和LN的迁移分别由α5β1、α2β1和α6β1介导。α5β1是FN介导EOC与间皮结合的主要受体,它促进约50%的EOC细胞与腹膜间皮结合;α2β1介导的EOC细胞与Ⅰ型CO的相互作用可能在多个水平上促进EOC细胞的转移播散。ανβ6可促进EOC细胞侵入间皮细胞下基质,其高、中度表达与ECM的纤溶酶原依赖性降解增强相关[20]。

整合素通过识别特殊的黏附分子如ICAM等来改变细胞的黏附性。Yasuda等[21]通过实验发现刺激整合素β1能降低肺癌细胞上ICAM-1的表达,使肺癌细胞间黏附能力下降,有利于其进入血流后形成细胞团,抵御免疫细胞的杀伤。有学者报告整合素β1抗体可明显抑制几种人肺癌细胞的黏附作用,证明了β1在人肺癌细胞黏附到基底膜过程中是不可缺少的[22]。Murkhopadhyay等[23]通过体外试验发现使用整合素β1可以使肺癌细胞内酪氨酸磷酸化,从而在提高肺癌细胞Ⅵ型CO的黏附作用中起重要作用。

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肿瘤转移篇8

[关键词]肝癌;胸壁转移;误诊分析

肝癌为消化道的恶性肿瘤,早期症状常不明显,门诊发现多已属中、晚期。临床表现主要有肝区或右上腹疼痛、腹胀、腹块、纳差、乏力和消瘦等。部分患者以发热、腹泻、黄疽、消化道出血、急性腹痛为突出症状;也有仅表现为肺、骨、脑等部位转移瘤的症状者。其最早和最常见的转移是肝内血行播散,其次经淋巴转移到附近淋巴结;也可直接浸润横膈、胸腔、心包、腹壁和其他脏器。我院收治1例以胸壁肿物为主要症状的患者,在门诊行肿物切除,最终确诊为肝癌胸壁转移。现回顾如下:

1 病例简介

患者男性,57岁,工人。因右侧胸骨旁肿物逐渐增大2月来我院就诊。找到熟识的医生看病。为使患者少花钱,在未作任何辅助检查、未详问病史及仔细查体的情况下,判断为简单的体表肿瘤而在门诊行肿物切除。手术中出现难以制止的出血而请上级医生会诊。即转入手术室处理。查体见右侧胸骨旁6―7肋间可见如鸽卵大小肿物,大部分已切除,与周围组织界限不清,颜色较暗,质脆,基底深入肋骨下,不断有新鲜血液自肋间溢出。探查未破入胸膜腔,无法直视下止血,以明胶海棉填塞、纱布压迫止血后缝合切口。术后追问病史:近一年常有上腹饱胀不适,偶有肝区、胃部隐痛。常自行服用胃药。近2月体重略有下降,食欲欠佳。腹部B超见右半肝多个低回声占位;胸部x线片见右肺下叶实质性占位影。鉴于我院条件所限,转诊上级医院,诊断为肝癌,肺、胸壁转移。

2 讨论

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