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凝血酶敏感蛋白與癌癥關系的研究進展

2021-03-26 08:20原程華王繼紅寧淑香遼寧師范大學生命科學學院遼寧大連6033大連醫科大學藥學院遼寧大連6044
吉林醫藥學院學報 2021年1期
關鍵詞:黑色素瘤胞外基質前列腺癌

安 尉,原程華,張 萌,王繼紅,寧淑香* (.遼寧師范大學生命科學學院,遼寧 大連 6033;.大連醫科大學藥學院,遼寧 大連 6044)

凝血酶敏感蛋白(thrombospondin,TSP)是首先發現于人類細胞的細胞外基質蛋白,參與細胞與細胞間、細胞與細胞外基質間的信號傳遞。其能參與包括血管新生、增殖、凋亡,NO-cGMP依賴性蛋白激酶途徑和轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)活性調節等在內的生理活動[1-2]。

TSP家族由5個成員組成,分別為TSP-1、TSP-2、TSP-3、TSP-4以及TSP-5。每個家族成員都代表著一個單獨的基因產物。這些基因編碼的蛋白參與多種生物學反應。與大多細胞外基質蛋白相同的是,TSP也是由精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸模體及TSP結構域等幾個結構域組成,這些結構域負責著該蛋白家族的眾多生物學功能[3]。

TSP家族分為兩個亞家族:TSP-1和TSP-2形成三聚體為第一個亞家族;TSP-3、TSP-4和軟骨寡聚基質蛋白(COMP/TSP-5)形成五聚體為第二個亞家族[4]。TSP-5是組成骨骼和軟骨細胞外基質的成分,而TSP-1和TSP-2通常存在于特定的發育階段、組織重塑以及損傷或炎癥反應的特定生理過程中,并且可與TSP-β結合而影響血管新生[5]。

目前癌癥仍是人類健康的第一大殺手。據美國國立衛生院統計,僅2018年癌癥新增病例就超過170萬人次,到2030年預計每年新發癌癥病例數將增加到2360萬。因此,尋找并研發安全強效的靶向抗腫瘤藥物已刻不容緩??v觀已有報道,發現來源于人的細胞外基質糖蛋白TSP在腫瘤的發生和發展中起到促進或抑制完全相反的兩方面作用。

1 TSP與胃癌的關系

胃癌是全球最常見的癌癥之一,確診時多數患者已是中晚期,且具有較高的發病率和病死率。每年有九十多萬例新發病例和七十多萬例死亡病例[6]。

TSP-1表達的增加與腫瘤的分化有著密切的關聯[7]。成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor,FGF)可調節很多細胞和生理過程,包括增殖、血管新生、侵襲和遷移[8-9]。胃癌患者的組織中堿性成纖維生長因子受體2(fibroblast growth factor receptor2,FGFR2)的表達與胃癌組織的侵襲深度和臨床分期有著很密切的關聯[10]。

研究表明,與其他的正常組織相比,FGFR2和TSP-1在胃癌組織中的表達都有增加,與胃癌的發生和發展正相關。在體外,FGF7和FGFR都可以上調TSP-1,通過敲低FGFR2可在一定程度上抑制FGF7對胃癌細胞侵襲和遷移的刺激,也可以通過敲低TSP-1減少胃癌細胞的侵襲和遷移。此外,FGF7和FGFR2誘導的TSP-1上調主要與PI3K信號通路、Akt信號通路和mTOR信號通路相關[11]。

相對而言,TSP-2在胃癌細胞的表達及功能上卻與TSP-1呈現完全相反的表現。據報道,TSP-2也與多種胃癌細胞受體、生長因子和細胞外基質蛋白相互作用,并參與調節細胞凋亡、細胞增殖和黏附等過程[12]。

2 TSP與前列腺癌的關系

前列腺癌是泌尿系統發病率最高的惡性腫瘤,具有高發病率和致死率特點,嚴重危害中老年男性的健康[13]。

研究發現TSP-1和血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF,是實體瘤中重要的血管新生因子)的表達呈負相關。這表明VEGF和TSP-1在腫瘤血管新生的過程中相互作用,p53可以調控TSP-1和VEGF的表達[14]。在前列腺癌中,TSP-1的表達較低,而VEGF的表達則較高。VEGF在轉移性前列腺癌中的表達高于在原位前列腺癌中的表達[15]。進行抗VEGF抗體和TSP-1轉染,識別前列腺癌中涉及的血管新生因子并了解其調控機制,可為前列腺癌的診斷研究和治療提供策略[16]。

研究還發現,TSP-2隨著前列腺癌的發展而增加,尤其是在轉移性前列腺癌中這種現象更明顯。同時,TSP-2也與基質金屬蛋白酶2(matrix metallopeptidase 2,MMP-2)的表達相關[17]。TSP-2通過與CD36和整合素ανβ3結合,能夠促使細胞遷移及增加MMP-2的表達。通過抑制p38、細胞外調節蛋白激酶和c-Jun氨基末端激酶,可以消除TSP-2誘導的細胞遷移和MMP-2表達[18]。綜上所述,TSP-2通過增加MMP-2的表達來促進前列腺癌細胞的遷移[19]。因此,TSP-2有希望成為治療前列腺癌的新靶標。

3 TSP與肺癌的關系

肺癌包括非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)、腺癌、鱗狀細胞癌和大細胞癌,是全球致死率較高的主要癌癥種類[20]。在肺癌中,血漿和胸腔積液中可檢測到色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor,PEDF)[21]。有研究表明,重組PEDF顯著上調了TSP-1在胞漿中的表達和其在癌癥衍生的外泌體中的存在,促進了外泌體對TSP-1的分泌。而TSP-1可降低肺癌細胞的遷移特性,包括肺癌細胞遷移的距離和平均速度,細胞外泌體使這些特性更加明顯。這表明,PEDF通過調節TSP-1的表達來抑制肺癌細胞的轉移活性,即PEDF通過調節TSP-1在癌細胞衍生的外泌體中的表達和釋放來發揮其抗肺癌的作用[22-23]。PEDF和TSP-1通過抑制NSCLC細胞的遷移、侵襲和運動能力而大幅度降低其轉移能力,TSP-1抑制了與癌癥擴散相關的細胞骨架重排[24]。由上可見,TSP-1在肺癌的治療方面有著不可或缺的作用,值得更加深入的研究,為今后肺癌治療領域提供更新更好的方法。

Rouanne等研究發現,骨橋蛋白和TSP-1在原發性NSCLC中的作用相反。血清骨橋蛋白和TSP-1的表達水平與原發性NSCLC患者的生存率相關。血清骨橋蛋白每增加50單位,則NSCLC肺癌轉移風險增加69%,死亡風險增加95%;相反,TSP-1每增加10單位,NSCLC肺癌死亡風險則降低85%[25]。

4 TSP與結腸癌的關系

結腸癌是癌細胞起源于結腸上皮組織的惡性腫瘤,是消化道最常見的惡性腫瘤之一?;熤委熗砥诨蜣D移性結腸癌通常采用化療藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)或伊立替康(irinotecan,CPT-11)進行治療,但20例患者五年生存率僅為10%左右。Allegrini等運用TSP-1與CPT-11聯合用藥,在無胸腺裸鼠中進行結腸癌的治療試驗。實驗分為單獨腹腔注射TSP-1(每天5~40 mg/kg體重)組、單獨注射CPT-11(100~300 mg/kg體重)組、TSP-1(每天10 mg/kg體重)加CPT-11(125 mg/kg體重)組、TSP-1(每天20 mg/kg體重)加CPT-11(150 mg/kg體重)組。試驗到第28天的結果顯示,單獨使用TSP-1(每天5、10、20 mg/kg體重)組具有對移植瘤的劑量依賴性抑制作用。TSP-1與CPT-11聯合用藥則對腫瘤的抑制效果要好于TSP-1或CPT-11單獨用藥,并且還避免了單獨使用CPT-11的毒副作用[26]。

5 TSP與乳腺癌的關系

TSP-1與乳腺癌的關系在不同的研究結果中呈現完全相反的作用。

Clezardin等研究表明,正常乳腺導管細胞在體內合成TSP-1的mRNA,并能在基底膜中檢測到TSP-1的存在。而惡性乳腺細胞中,則幾乎檢測不到TSP-1的mRNA表達[27]。Weinstat-Saslow等報道,高水平的TSP-1表達可抑制乳腺腫瘤體內生長,這與TSP-1對體內血管新生的抑制功能有關[28]。

而Wong等通過對一組惡性和良性的乳腺組織表達TSP的研究結果對比分析表明,TSP可能在腫瘤浸潤中起作用。TSP有助于介導惡性細胞與細胞外基質的結合,并且在癌細胞侵襲中起重要作用,TSP可能在侵襲性腫瘤生物學中起促進作用[29-30]。

6 TSP與黑色素瘤的關系

Trapp等通過評估白藜蘆醇作用于與血管內皮細胞共培養的小鼠黑色素瘤細胞株在單層和三維球體中的功效發現,白藜蘆醇在三維共培養細胞中能夠抑制黑色素瘤細胞的生長,而這種抑制作用是通過黑色素瘤細胞的P53和TSP-1表達增加及缺氧誘導表達減少實現的,這說明TSP-1具有抑制黑色素瘤的功能。白藜蘆醇的抗血管新生活性是通過調節腫瘤細胞向細胞外基質釋放TSP-1、減少VEGF的表達、誘導血管內皮細胞凋亡實現的[31]。

綜上所述,多種因素影響腫瘤的發生與發展。大量研究表明,具有多個不同結構域的TSP-1在不同腫瘤及腫瘤發生的不同階段發揮不同的作用。TSP-1作為一種重要的細胞外基質糖蛋白,在正常人組織中分布很少,但在炎癥和損傷過程中大量表達。來源于人的TSP-1在腫瘤患者體內除在胃癌中和某些乳腺癌高表達外,在其余類型癌癥都處于低表達狀態。而其余類型的TSP蛋白也在人體內起到各種調節作用。深入探究TSP與腫瘤發生發展的關系,對腫瘤的早期診斷和預后的評估有重大意義。

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