细胞粘附分子与宫颈癌的侵袭转移

【关键词】 宫颈肿瘤；细胞黏附分子；粘附转移

　　宫颈癌是全球妇女第二大恶性疾病，每年有超过28万的患者死亡，其中80％发生于发展中国家［1］，在其形成、进展、转移过程中，细胞粘附分子(CAMs)起着至关重要的作用。黏附分子是一种分布于细胞表面的跨膜糖蛋白，主要功能是作为受体介导细胞细胞、细胞细胞外基质(ECM)之间的黏附，它们与胞外基质中许多相关配体结合，构成细胞与周围组织的连接。CAMs主要分为钙粘附素族(Cadherins)、整合素族(Integrins)、选择素族(Seleetlns)、免疫球蛋白超家族(Immunoglobulins)、透明质酸受体类CD44及其它CAMs等六大类。肿瘤细胞浸润、转移必须首先脱离原发灶，然后降解ECM并通过降解的基质进行移动，这与细胞黏附功能异常有关，早在二十世纪四十年代，就有学者注意到癌细胞的相互粘连能力较正常细胞弱。浸润和转移是恶性肿瘤的基本生物学特征，探讨与肿瘤浸润、转移相关的因素，从而寻找预防和治疗肿瘤的有关途径是当今研究热点。CAMs中与肿瘤发生、侵袭、转移密切有关的主要是integrins中的β1integrin、CD44家族中的CD44V6和钙粘附素族中的上皮性钙粘附素E-cadherin（E-cad），因而近几年来倍受关注，在乳腺癌、神经胶质瘤、肺癌等疾病方面已有相关研究与报道，但在宫颈癌方面的研究还较少见。人乳头瘤病毒(HPV)感染现被认为是宫颈癌的主要致病原因．但只有一少部分有HPV感染的宫颈病变会发展为浸润性宫颈癌，因此其他一些癌基因、抑癌基因及微环境因子也在宫颈癌进展中发挥重要作用。β1integrin、CD44V6、Ecad与宫颈癌的侵袭、淋巴转移密切相关，认为可作为宫颈癌早期诊断及预后评估的生物学指针。

　　1 CD44V6

　　1.1 CD44的分子结构与功能

　　CD44又称淋巴细胞归巢受体和细胞外基质Ⅲ型受体，CD44家族是一类具有高度异质性的细胞表面跨膜糖蛋白，其转录产物主要是标准型(CD44standard，CD44S)和变异型(CD44variant，CD44V)。1980年Dalchau等［2］首先应用单克隆抗体F10442确定CD44并描述其分布于T 细胞、粒细胞等多种细胞表面，是白细胞分化成熟过程中出现的表面标记之一。其基因位于人的1l号染色体短臂llp13上，由至少2O个高度保守的外显子和长短不一的内含子组成，通过外显子的选择性剪接分为两种类型：标准型CD44(CD44S)及变异型CD44(CD44V)。变异型CD44的外显子(vlvl0)在前体mRNA水平以不同的组合方式进行选择性拼接后插入s5及s6之间，提供了与配体的结合位点，从而形成各种相应的变异型CD44(CD44V)转录子。CD44主要配体是HA，另外硫酸软骨素、纤粘蛋白、层粘蛋白、胶原等其他ECM成分也能成为其配体。CD44通过与配体问的相互作用，介导细胞与ECM 的粘附，调节细胞的积聚、迁移，参与细胞内增殖信号的传导、胚胎形成及发育的调节、器宫及组织结构的维持、创伤愈合等生理过程。

　　1.2 CD44v与肿瘤的发生、侵袭、转移

　　CD44v在肿瘤发生发展中的作用已被证实。最早发现CD44v分子与肿瘤生长和转移相关的是Gunthert的实验室。1991年Gunthert等［3］关于CD44与肿瘤浸润转移的相关性研究取得突破：无转移能力的癌细胞只表达CD44S，有转移能力的癌细胞能表达CD44S和CD44V；将CD44VcDNA转染非转移癌株模型鼠可使其获得转移能力，用抗CD44V的抗体预先处理细胞显示鼠癌细胞的转移潜能被终止，故认为CD44S与CD44V的表达失衡与肿瘤有关。此后在多种肿瘤与CD44相关性的研究中均发现有CD44V的表达，认为CD44V特别是CD44v6与多种肿瘤的演进、转移和预后有关。CD44V在转移中的作用可能有：①CD44V分子膜外成分的变异提高了与HA的亲和力，使细胞运动性增强；②CD44V引起细胞外HA降解，使细胞间、细胞与ECM 间的黏附力下降，为浸润转移奠定基础［4］，CD44V又能通过伪装逃避免疫系统的识别和杀伤；③通过与HA相互作用促进淋巴细胞归巢，使肿瘤细胞转移人淋巴结④CD44V还可与内皮细胞表面的硫酸类肝素(HS)结合，破坏正常细胞，促进血栓形成［5］。CD44V是肿瘤发生、转移的促进因素，其中以含有外显子V6的CD44V6异构体与肿瘤转移的关系最为密切，表达CD44V6的肿瘤细胞更易进入淋巴和循环系统，发生脉管浸润、淋巴结转移及远处转移。

　　1.3 CD44V6与宫颈癌的侵袭、转移及预后

　　宫颈癌的扩展主要通过局部组织或脉管浸润、淋巴结转移，多项研究表明CD44V6的表达与肿瘤进展程度、转移和预后密切相关，CD44V6高表达的癌细胞可能获得淋巴细胞的“伪装”，逃避人体免疫系统的识别和杀伤，更易进入淋巴结。Costa在对宫颈癌的临床试验研究中发现，表达CD44V6者盆腔淋巴结转移率高、脉管浸润率亦高、但癌周反应率低、患者总生存率低；无盆腔淋巴结转移者中CD44V6或CD44V7-8阳性者预后差，CD44V6低表达是预测患者对辅助性化疗敏感度的重要指标，可作为制定治疗方案的一个参考因素。Bouda［6］报道: CD44v6在宫颈癌的分化、浸润及转移过程中起着重要的作用，对早期预测肿瘤侵袭和评估预后是一种良好指标。罗仪［7］报道：从正常宫颈上皮发展到原位癌，再到早期浸润癌，CD44v6的阳性表达量明显升高；有盆腔淋巴结转移、脉管或(和)间质侵袭、年龄小于35岁患者的CD44v6阳性表达量较其对应组增多(P&<0.０5)；CD44v6的表达在鳞癌中高于腺癌(P&<0.05)，认为CD44V6表达在宫颈鳞癌的进展和淋巴结转移过程中起关键作用。上述研究结果表明，CD44V6能利用淋巴细胞归巢等机制，使细胞在发生恶变的早期就在淋巴结中植入、定居及快速增殖， CD44V6参与肿瘤的浸润及转移可作为预测宫颈癌侵袭转移及估计预后的1个独立指标，检测CD44V6将成为宫颈癌预防、早期诊断、判断预后和寻找早期终止疾病进程的新指针。

　　2 整合素族(Integrins)

　　2.1 整合素族概述

　　整合素(integrins)家族是一类由一个α亚单位和β亚单位通过非共价键连接而成的异二聚体跨膜粘蛋白。整合素每个亚单位均由长的细胞外区，短的胞浆区和穿膜区三部分构成(只有整合素B4有较长的胞内区)。目前已经确认的有18种α亚单位和8种β亚单位，共组成至少24种整合素［8］ ，它们与配体结合，形成配体整合素细胞骨架跨膜信息系统，整合素家族是一组受体，与细胞外基质蛋白如纤维连接蛋白、层黏连蛋白、胶原等结合，进而与胞质内的肌动蛋白一细胞骨架成分相互作用，最终影响细胞的形态和移动力。整合素细胞表面的跨膜糖蛋白，主要介导细胞间及细胞与细胞外基质的反应，参与细胞信号传递，细胞粘附、迁移，控制细胞分化、增殖及调节及肿瘤血管生成等各个生理、病理过程［9］，其中细胞粘附和信号传递是它们的两大基本功能，整合素是连接细胞与细胞外基质相互作用的最重要的受体。整合素广泛地表达于肿瘤细胞和血管内皮细胞的表面，通过调节细胞黏附和迁移，能显著提高肿瘤的转移潜力，已在多种恶性肿瘤中得到证实与侵袭和转移有关。

　　2.2 β1整合素(β1integrin)与肿瘤的关系

　　整合素可按β亚单位不同分成β1β8家族，其中以β1家族最为重要，β1可与α1，α2，α3等组合构成各种整合素。整合素β1亚家族也可按识别不同配体分为三大类，包括：（1）1识别精甘天冬(RGD)序列的整合素包括α5β1、αvβ1。（2）识别非RGD序列的整合素包括α2β1、， α4βl。（3）识别序列不明确的整合素包括仅αlβl、a6β1、α7β1、α8β1等。整合素介导的配体的粘附作用大多数是因为它们能识别配体上特殊氨基酸序列，如纤维连接蛋白(FN)，玻连蛋白(VN)，层粘蛋白(LM)等中的RGD序列。FN是细胞外基质中的重要结构成分，具有调节细胞生长、分化，促进细胞迁移、增殖和信息传递的功能，而β1整合素是FN的主要受体，FN只有和其受体结合后才能发挥其功能。β1整合素在肿瘤细胞粘附中的作用主要为：（1）β1整合素使肿瘤同质性粘附（指同种细胞与细胞之间的粘附）下降，从而促使肿瘤细胞易于从瘤体上脱落。（2）β1整合素使肿瘤异质性粘附（指肿瘤细胞与宿主非肿瘤细胞之间的粘附）增强。整合素分子细胞通过介导细胞与细胞和细胞与基质问的粘附，从而导致肿瘤与周围组织粘附。近年的研究表明β1整合素表达的异常及其信号转导通路的异常与肿瘤的发生发展及分化异常关系密切，β1整合素表达缺失或过表达，可使干细胞不能按正常途径进行分化增殖，从而导致上皮细胞病变乃至癌变。研究发现，β1整合素表达缺失与乳腺、膀胱、肾上腺等肿瘤的发生及侵袭和转移密切相关，恶性肿瘤组组织中β1integrin的表达明显低于正常组织中β1integrin的表达［10～12］ 。

　　2.3 β1integrin与宫颈癌的发生、侵袭和转移

　　宫颈癌以直接侵犯邻近组织和淋巴结转移为主，血行转移极少，其中淋巴结转移是显著的独立预后因素。β1integrin在宫颈癌方面的研究还比较少，国内学者孙妍等［13］通过对宫颈正常鳞状上皮(normal squamous epithelium，NSE)20例、宫颈鳞状上皮非典型增生(dysplasia squamous epithelial hyperplasia． DSEH)19例、宫颈鳞状上皮原位癌(squamous carcinoma in situ，SCIS)39例、浸润性宫颈鳞状上皮癌(invasive squamous epithelial carcinoma，ISEC)20例标本的研究，结果显示β1整合素蛋白在宫颈NSE、SCIS、DSEH、ISEC各组组织中的表达呈逐渐降低趋势，ISEC组与NSE、DSEH组两两相比差异均有显著性，β1integrin mRNA在各组中的表达虽然未见明显差异，但表达下降的趋势与整合素蛋白是一致的，而且近三分之一的原位癌病例和一半的浸润癌病例不表达，认为：在上皮癌变过程中β1整合素的表达异常起到了重要作用，而这种作用可能与B整合素影响了上皮细胞的终末分化有关。周颖［14］报道:β1integrin蛋白仅在正常宫颈鳞形上皮的基底层单层细胞呈强阳性表达，旁基底层及以上均阴性；在CINⅡⅢ组织中可以发现保持完整的基底层细胞对于β1integrin蛋白的表达均呈阴性或极弱阳性，提示在CINⅡⅢ组织中虽然其基底层组织学形态仍然保持正常，但是基底层细胞一细胞、细胞一胞外基质之间的黏附已经减弱，其基底层的防御功能也已经下降；在宫颈癌组织中β1integrin蛋白的表达均呈阴性。可见β1integrin的表达异常与宫颈癌的侵袭和转移关系密切。

　　3 上皮性钙粘附素(Ecadherins)

　　3.1 上皮性钙粘附素的结构与功能：Ecadherin是钙依赖性的具有细胞与细胞黏附特征的单链跨膜蛋白，既是受体，又是配体，是钙粘附素族中一个重要成员，是一种重要的细胞细胞间黏附分子。人类Ecad基因定位于16q22.1，其编码蛋白的分子量为120KU，主要分布于所有上皮组织的同种上皮细胞侧面的粘附小带处，通过α、β、γ连环素(catenins)经羧基端细胞内域与细胞骨架连接形成复合体，是上皮细胞间相互黏附的关键分子，Ecad介导的细胞黏附系统是上皮建立与保持正常极性及同型细胞间紧密联接的分子基础，在细胞分化、上皮极性与完整性的维持方面以以及维持细胞黏附过程中起重要作用。Ecad广泛分布在胚胎组织和成年组织上皮细胞中，在胚胎发育时期Ecad调节细胞间的识别、黏附和组织形成，而在成年组织中，它促使上皮细胞间的相互黏附，维持组织结构的完整性。在正常细胞内Ecad的表达是稳定的，但在癌细胞中的表达则常不稳定。

　　3.2 上皮钙黏附素与肿瘤的关系：肿瘤细胞从原发部位脱落是肿瘤转移的第一步，体外培养的癌细胞失去“接触抑制”的生长特性是细胞间黏附功能障碍的直观表现。目前Ecad作为癌细胞转移抑制分子已得到确认，Ecad对维持正常上皮细胞的极性和分化十分必要，在恶性肿瘤发生发展过程中有抗肿瘤转移功能，是肿瘤恶性转化、侵袭转移的抑制因素，Ecad粘附功能的丧失是细胞失分化并获得侵袭性表型的关键一步。Ecad主要介导同型细胞的黏附功能，Ecad表达下降或缺失，细胞间的相互黏附力下降，造成细胞容易分散而向外周浸润性生长，一旦获得转移的必要条件，就可脱离原发灶而发生转移［15］。大量研究表明，肿瘤分化程度和分期情况越差，Ecad表达情况越差，分化良好的癌组织Ecad表达多正常，癌细胞之间保持了较好的粘连状态，浸润性生长较少见；相反Ecad表达下降的分化不良的癌组织、癌细胞之间的粘连松散，具有明显的浸润生长倾向。

　　3.3 Ecad与宫颈癌的发生、侵袭和转移: Ecad粘附功能的丧失是细胞失分化并获得侵袭性表型的关键一步，目前认为ECadhefin功能异常的分子基础有基因突变、启动子、甲基化及转甲基酶在宫颈癌的表达。Vessey等采用IHC法对正常宫颈上皮、CIN、浸润癌及转移癌中Ecad的表达方式进行了研究，发现Ecad在正常上皮的基底细胞和副基底细胞中主要呈膜型表达，而在CIN中呈胞浆型表达，且表达部位与CIN分级密切相关：CINⅠ级胞浆表达主要见于基底层细胞，CINⅡ级则见于基底及中层细胞，在CINⅢ级胞浆表达位于全层上皮；鳞癌中Ecad 膜表达减少，浆表达增加，且此特征在低分化鳞癌中更为明显；转移灶中大部分Ecad膜型表达缺失，认为在宫颈癌形成、进展过程中Ecad膜型表达下调或缺失及定位的变化具有一定的诊断及预后意义。有学者［16］检测ECadherin在宫颈癌的表达，结果显示在宫颈浸润癌中ECadherin的表达降低甚至丢失。Widschwendter等［17］测定了宫颈癌血清ECadherin的甲基化态，有43％的患者血清ECadherin存在异常甲基化，而这部分患者的生存率显著降低。乐江华［18］研究结果提示Ecad在子宫颈癌和正常宫颈组织中的表达差异有极显著性，Ecad蛋白在宫颈癌组织中阳性表达率为62%，显著低于正常宫颈组织(100％)，Ecad的表达与病理分级和盆腔淋巴结转移有关。以上研究结果均说明了表明随着宫颈癌的进展，Ecadherin的表达逐渐受到抑制而减弱，细胞间粘附连接作用也逐渐降低，细胞逐渐失分化并获得侵袭能力，故ECadherin表达的丢失和表达异常与宫颈癌浸润的及转移密切相关。

　　4 展 望
　　
　　宫颈癌早期治疗效果比较好，但当其发生浸润、转移后很难达到彻底根治，也是导致患者死亡的最主要原因。因此随着科技发展，探讨与宫颈癌浸润和转移有关的黏附分子生物学指标，一方面对宫颈癌的转移早期诊断、预测转移倾向有重要的参考价值；另一方面根据已知的作用机制，找到特异性增加或者减少黏附分子在肿瘤中的表达物质，或者切断其作用机制中的某个环节，将有可能有效阻止并控制肿瘤的侵袭和转移，对改进治疗、改善预后等方面都有重要意义；对指导开发治疗宫颈癌转移的新药物，亦具有潜在的应用前景。

　　致谢：
　　
　　本综述的撰写参考了International A、Dalchau R，Kirkley J、Gunthert U，Hofmann M等作者的文章，在此表示衷心感谢。

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