蛋白质芯片在肿瘤研究中的应用

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论文字数:**** 论文编号:lw2023116351 日期:2025-09-26 来源:论文网

【关键词】 卵巢癌转移;相关因素;研究进展

 卵巢恶性肿瘤是女性生殖器常见的三大恶性肿瘤之一。卵巢恶性肿瘤死亡率居妇科肿瘤首位,已成为严重威胁妇女生命和健康的主要肿瘤。卵巢癌缺乏早期诊断的指标,易早期转移、浸润以及其对化疗药物的耐受,是造成其高死亡率、影响预后的关键因素。侵袭和转移是一个复杂的病理生理过程,不仅涉及肿瘤细胞之间、肿瘤细胞与宿主细胞之间的相互作用,而且还涉及许多生物活性分子之间复杂的相互调控机制。本文就其侵袭转移相关因素的研究做一综述。

  1 粘附分子与卵巢癌侵袭转移的关系

  细胞粘附分子(cell adhesion molecules,CAMs)是指由细胞产生、存在于细胞表面、介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的一类分子,大多为糖蛋白,少数为糖脂,分布于细胞表面或细胞外基质(extracellular matrix,ECM)中,以配体-受体相对应的形式发挥作用,导致细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞-基质-细胞之间的粘附,参与细胞的信号传导与活化、细胞的伸展和移动、细胞的生长及分化等一系列重要生理和病理过程。迄今发现的粘附分子包括免疫球蛋白超家族、整合素家族、钙依赖粘附素家族、选择素家族、CD44家族、血管附着素家族,其中钙依赖粘附素家族、整合素家族、CD44家族、免疫球蛋白超家族、选择素家族都已被证实与肿瘤的转移密切相关[1]。

  1.1 整合素 整合素是(integrins)是细胞粘附分子的一大家族,是广泛分布于细胞表面的粘附受体,它参与细胞与细胞、细胞与细胞外基质的相互作用,介导细胞的增殖、分化、粘附、迁移等过程,从而在免疫、炎症反应、凝血、创伤修复、肿瘤生长、浸润、受精、胚胎着床及生长发育等许多生理、病理过程中起重要作用。无论是正常还是肿瘤细胞的生长都离不开与细胞外基质(extracelluar matrix,ECM)的粘附。肿瘤细胞与ECM粘附后,细胞的增殖能力、对化疗药物、放射疗法等诱导的细胞凋亡的抵抗能力均提高,同时,更易于发生侵袭和转移[2]。整合素是由α、β亚单位通过非共价健连接而成,目前已知至少有18种α亚单位和8种β亚单位[3,4]。VanWae的一项研究中[5]证实,整合素粘附分子在止血、血管形成、肿瘤、瘢痕、骨形成及受精、着床中都起重要作用。在整合素家族中,α亚单位与配体的识别有关,β亚单位则将信号传导至细胞骨架。整合素的主要功能是介导一些细胞间的相互作用,参与细胞的定位和附着以及一些细胞内外信息的传递,其机制尚不明确。研究表明,卵巢癌细胞株、患者卵巢癌组织标本及胸腹水癌细胞中均有许多不同的整合素表达,其表达有助于癌细胞侵入间皮细胞下基质[6]。在卵巢癌细胞中,整合素α5β1和αvβ3介导FN与细胞的粘附,β1介导细胞和Ⅰ型胶原及LM的粘附[7]。整合素最基本的粘附功能决定了它在肿瘤的侵袭和转移中起了不可替代的作用。有研究表明[8]:肿瘤细胞经整合素介导与ECM间粘附能力的改变直接或间接调控着肿瘤细胞的侵袭转移能力。Burlcson等从11位Ⅲ-Ⅳ期卵巢癌患者腹水中取得癌细胞球,在用其进行粘附细胞外基质和间皮细胞层的试验中发现,整合素β1的单克隆抗体可明显抑制这两种粘附的过程。Ahmed曾用流式细胞术方法检测了9种卵巢癌细胞株上整合素αvβ6的表达,结果表明,卵巢癌细胞普遍表达整合素αvβ6,同时还发现整合素αvβ6与卵巢癌细胞的侵袭能力有关,通过对卵巢癌组织中整合素αvβ6的检测得出了结论,即整合素αvβ6在卵巢癌的进展和恶性度方面发挥作用。近年来,整合素介导的细胞粘附对细胞凋亡有重要影响这一观点已得到公认。最近研究表明:ECM不但在细胞的生长分化方面起作用,而且也是凋亡的调整者。整合素的作用是把来自于ECM的信号传导入细胞内。当细胞与ECM的特殊组成成分失去粘连时会导致细胞死亡。

  1.2 CD44 CD44分子是一种高度特异的细胞表面跨膜糖蛋白,包括标准型CD44(CD44s),上皮型CD44(CD44E),变异型CD44(CD44v)。CD44通过调控细胞内生长信号来调控凋亡过程。CD44v破坏了CD44s的正常功能,激活生长信号,促进细胞分裂增殖[9],参与肿瘤的发生发展过程。近年研究表明,CD44主要在转移起始以后起作用,它的升高可以促进自由的肿瘤细胞与细胞外基质、白细胞、血管内皮细胞的粘附,增加了肿瘤细胞与周围环境的密切接触,有利于肿瘤的浸润和转移;另一方面还可以激发活体细胞内某些信号的传导机制,使肿瘤细胞分泌蛋白水解酶,加速胞外基质的降解,有利于肿瘤细胞的扩散,CD44尤其是CD44v的表达在恶性肿瘤的侵袭、转移过程中起重要作用。人们应用多种分子生物学技术在肺癌、胃癌、结肠癌、食管癌、乳癌、皮肤癌、膀胱癌、宫颈癌、卵巢癌等肿瘤研究中均发现有CD44v的过表达,认为CD44v的表达与肿瘤进展程度、转移和预后密切相关。有研究认为,CD44v可通过促进癌细胞与血管内皮细胞和细胞外基质的粘附,促进癌细胞向基质侵袭,从而影响癌细胞的迁移和运动能力。也有结论认为CD44v可能通过影响癌细胞的骨架构象和分布,影响癌细胞的运动能力,从而导致癌细胞转移[10]。有研究表明,随着卵巢癌临床分期的进展及淋巴结转移,CD44v5/v6阳性表达率均显著增加。因此,CD44v5/v6可以作为判断卵巢癌远处转移尤其是淋巴结转移的指标之一。CD44v5/v6促进肿瘤转移的机制如下:①作用于细胞及细胞外基质,改变其粘附特性,有研究认为:CD44v5/v6可以改变卵巢癌破裂后播散到腹腔的肿瘤细胞的粘附性,使之容易粘附腹腔间皮并种植[11],有卵巢癌的腹腔播散中起到重要作用。②调节细胞运动及形态,同时锚定在宿主细胞外间质和基底膜上,使细胞更易侵犯脉管并定居生长[12];CD44v阳性细胞更易与毛细血管后小静脉的内皮结合,容易进入循环系统[13]。③可使肿瘤细胞获得淋巴细胞样的伪装,逃避免疫系统的识别和杀伤,容易进入淋巴结并转移。

  2 神经营养因子与卵巢癌侵袭转移的关系

  神经营养因子家族作为一类生长因子在维持中枢神经系统神经细胞的存活、分化等方面起着重要的作用。迄今为止,在哺乳动物中共发现了4种神经营养因子:神经生长因子(nerve growth factor,NGF)、脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)、神经营养因子3和神经营养因子4/5。它们通过作用于两类不同的跨膜受体发挥作用,即P75神经营养因子受体(P75 neurotrophin receptor,P75 NTR)和Trκ酪氨酸激酶受体家族(包括TrκA、TrκB和TrκC)。神经营养因子可在多种肿瘤细胞中表达,而且在不同的肿瘤中作用也不相同,主要取决与肿瘤细胞的类型。近年研究发现,脑源性神经营养因子BDNF与卵巢癌的侵袭转移有关。脑源性神经营养因子BDNF主要分布在大脑皮层、髓质、小脑、海马等中枢神经系统,主要由脑组织细胞合成,是一种能够维持中枢神经系统多种神经元存活及促进神经细胞分化的碱性蛋白分子。其通过与其受体酪氨酸激酶B(TrκB)结合,对细胞增殖、分化有着重要的促进作用。神经营养因子通过作用于Trκ酪氨酸激酶受体家族,进而激活其下游信号转导通路(磷脂酸肌醇3-激酶信号转导通路和丝裂原活动蛋白激酶信号级联通路),通过抑制促凋亡蛋白BAD的表达同时促进抗凋亡蛋白Bcl-2及CREB的活动及表达,从而发挥其维持细胞存活的作用。失巢凋亡[14]是由于细胞与细胞外基质及其他细胞失去接触而诱导的一种程序化死亡形式。与正常细胞不同,癌细胞具有失巢凋亡抑制的能力。失巢凋亡抑制是转移癌细胞在循环体系中生存的先决条件,发生在肿瘤转移的起始阶段,抗失巢凋亡抑制是肿瘤治疗的最新策略[15]。失巢凋亡抑制在卵巢癌的转移和化疗耐受中发挥重要作用[16]。而TrκB是一种抑制失巢凋亡和诱导转移的蛋白,TrκB及其配体脑源性神经营养因子BDNF主要在神经母细胞瘤中高表达,BDNF/TrκB信号通路激活与神经母细胞瘤的转移、化疗耐药及不良预后有关。于晓辉[17]等采用RT-PCR、Westornblot方法检测TrκB在卵巢上皮性癌细胞系OVCAR-3中的表达,从而研究发现TrκB可能是介导卵巢癌失巢凋亡抑制的因子,而BDNF是TrκB的高亲和力配体,细胞受到相关信号刺激后BDNF从细胞质中释放到细胞外,与全长形式而大量表达于细胞膜上的高亲和力受体TrκB的胞外区结合,受体二聚体化及胞质部分的激酶区域的特异的酪氨酸残基磷酸化而激活,形成信号传导通路下游接合分子的结合部位,从而介导信号下传。

  3 细胞因子与卵巢癌侵袭转移的关系

  细胞因子(cytokine)是同免疫细胞和某些非免疫细胞活化合成并分泌的具有调节并介导免疫炎症反应的小分子多肽或糖蛋白,细胞因子通过其相应的受体传导信号可作为神经系统的信使分子,近年来许多研究发现卵巢癌的侵袭转移同多种细胞因子有关。

  3.1 白细胞介素6(interleukin-6,IL-6) 白细胞介素6(IL-6)是一种多功能细胞因子,它与多种肿瘤和疾病的发生、发展存在密切关系。IL-6在免疫调节、血细胞生成、炎症和肿瘤发生等方面发挥重要作用,尤其是其与肿瘤生长的密切作用,使之成为抗肿瘤治疗中重要的细胞因子之一。研究发现,在胃癌、结肠癌、直肠癌、前列腺癌患者血清、腹水中IL-6显著增高;在子宫颈癌IL-6能诱导子宫颈癌细胞的生长和分化,并有一定的抗凋亡作用。大量研究报道,在卵巢癌患者血清及腹水中IL-6的表达异常升高[18],但在卵巢癌的发生、发展过程中,癌组织中IL-6的表达情况,以及与IL-6刺激相关的JAK/STAT信号转导途径如何发挥作用,国内外尚未见明确的报道。IL-6与卵巢癌的发生、发展之间的关系有两种不同观点。国外有学者认为,体外卵巢癌细胞培养上清液中可测得IL-6活性及IL-6受体(IL-6R)mRNA表达,并发现它可以刺激细胞增殖,在卵巢癌患者血清及腹水中,IL-6水平明显增高,随癌肿恶性程度的增高而显著上升,并且在卵巢癌不同的细胞系与不同的组织学类型中表达也有差异。但持相反观点的学者认为,IL-6作为IFN具有干扰素共同的抗病毒作用,可以抑制多种恶性肿瘤细胞系包括乳腺癌、白血病、淋巴瘤等生长。有研究发现,IL-6可明显提高肿瘤细胞表面MHC类分子的表达,增强免疫监视作用,调节体液免疫反应,增强体内外抗原持异性的初次和二次抗体应答;在肿瘤的免疫治疗方面,利用编码IL-6和肿瘤特异性抗原的DNA疫苗能增强树突状细胞的抗原递呈能力,并且延长树突状细胞的寿命,增强抗肿瘤特异性抗原的T细胞免疫和体液免疫。Angelo等研究证明,IL-6可通过上调血小板中的VEGF2A间接促进肿瘤的血管生成。近年来研究发现,卵巢癌患者腹水中存在的大量溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid,LPA)是卵巢癌细胞产生IL-6的强诱导剂。IL-6可以通过其受体活化胞内的一系列信号蛋白分子,从而实现IL-6反应基因的诱导表达。

  3.2 胰岛素样生长因子IGF 胰岛素样生长因子(IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ)在肿瘤发生和发展中起重要作用[19]。IGF作用受其6个结合蛋白(IGFBP)调节,其中IGFBP-3是主要的调节蛋白,其次为IGFBP-2。IGFBPs通过竞争抑制IGF与其受体结合,从而阻断IGF的效应。研究发现IGF-Ⅱ前体多肽可经修饰转化为大的(big)和成熟(mature)IGF-Ⅱ,进而改变其与IGFBPs的结合活性以及相关生物学功能。IGFBP-2,-3及IGF受体在卵巢上皮细胞中都有表达,IGFBP-2,-3水平的改变可影响卵巢癌的预后[20]。血循环中大约90%-95%的IGF与IGFBP-3对酸敏感的亚基(acid labile subunit)结合而形成大的三元复合体,从而限制了IGF到基质外环境中发挥作用。因此正常血清标本经煮沸失活后,可导致结合复合体释放出bigIGF-Ⅱ和mature IGF-Ⅱ进而测得其含量增加。而在卵巢癌患者,由于IGFBP-3有显降低使得结合复合物形成减少,致使游离状态big IGF-Ⅱ和mature IGF-Ⅱ增多。已有研究发现有生物学功能的IGF-Ⅱ在生理状态下主要和IGFBP-3结合,而不与IGFBP-2结合。因此当卵巢癌血循环中IGFBP-2增加而IGFBP-3减少时,可导致游离的big IGF-Ⅱ增加,进而发挥其生物学功能,促进肿瘤细胞生长。IGFBP-2在许多恶性肿瘤中的表达都明显升高,且与肿瘤的生长和侵袭性有关。在对卵巢癌的研究中也发现,IGFBP-2在恶性卵巢上皮性癌囊液中的含量明显高于良性卵巢肿瘤囊液,主要原因是由于肿瘤细胞mRNA和蛋白的表达增加所致。IGFBP-3是一种潜在的抗细胞增生蛋白,可以抑制肿瘤细胞增生,并诱导癌细胞凋亡。血浆IGFBP-3水平的降低与许多恶性肿瘤有关,包括卵巢癌。IGFBP-3抗细胞增生的作用主要是可以和IGF-Ⅰ以及IGF-Ⅱ形成复合物,进而阻止它们激活IGF-Ⅰ受体以及由此诱导的细胞增生。

  3.3 血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF) 血管内皮生长因子是目前发现的最重要的促血管生长因子,在肿瘤生长和转移中具有重要意义[21],它是一种多功能的细胞因子,能够诱导血管生成,导致肿瘤的生长、侵袭及远处转移。在肝癌的研究中它可作为衡量肝癌转移和预后的一个独立指标。Cheng等报道,宫颈癌VEGF表达与盆腔淋巴结转移和脉管浸润密切相关,VEGF可能是一个有价值的宫颈癌预后指标。VEGF是血管内皮特异性的有丝分裂原,对血管内皮细胞的增殖、水解基膜、迁移和血管构建的调控作用较强。VEGF可增加血管的渗透性,使包含基质形成因子的血浆蛋白外渗,为肿瘤转移提供基质。研究表明,卵巢癌组织中VEGF表达量明显高于正常卵巢癌组织。其表达量随临床分期、淋巴结转移增加而增高。而且在VEGF高表达卵巢组织中,其蛋白表达水平亦明显升高,因此,VEGF在卵巢癌发生、转移过程中发挥重要作用。

  4 结 语

  卵巢癌的患者大多死于癌的侵袭转移,因此癌的侵袭转移是有效治愈卵巢癌的最大障碍。近年来对细胞粘附分子、神经营养因子、细胞因子的研究,对预测卵巢癌的侵袭转移和指导临床治疗有十分重要的意义。

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