骨桥蛋白与肝癌的研究综述

万幼峰（综述） 陈玉强（审校）

厦门174医院肿瘤中心（361003）

我国是肝癌的高发国家，肝癌的病死率占恶性肿瘤的第2位。尽管肝癌的基础和临床研究取得了很大进展，但是其机制尚未完全明了。目前，肝癌的预后仍很差，侵袭和转移是影响其预后的两大因素，即使完全切除的肝癌，其复发率也高达60%～70%[1]。肝癌的转移和复发是多基因参与、多阶段发展的过程，有些很小的肝癌已具有明显的转移潜能，个体差异很大。因此，早期预测和防止肝癌转移复发是肝癌治疗的中心工作。已发现许多分子在肝癌转移复发中发挥作用，其中p16异常[2]、p53突变[3]、EGFR[4]、VEGF[5]、ICAM-1[6]等与肝癌转移复发正相关，但是其敏感性和特异性不尽如人意。

近年来，许多研究表明，骨桥蛋白（Osteopontin，OPN）是一种与多种肿瘤细胞生长、增殖、浸润、转移和预后密切相关的生物因子[7]，是一种新的肿瘤标志物，也可能成为一种新的抗癌治疗靶点。本文就OPN与肝癌的研究进展作一综述。

1 OPN的结构

1979年，Senger等[8]在恶性转化的上皮细胞株中首次发现OPN，时称转化相关磷酸蛋白。1985年，Franzen等[9]从骨组织中分离出一种磷蛋白，经证实其特性与Senger等发现的磷酸蛋白相同，并正式命名为骨桥蛋白。

人类OPN 基因位于染色体4q13，是一个独立编码基因，由7个外显子和6个内含子组成。OPN是一种具有多种生物学活性的分泌性钙结合酸化糖蛋白，属于小整合素结合配体N端联结糖蛋白家族，由近300个氨基酸组成，相对分子量44×103，富含天冬氨酸和丝氨酸残基。OPN的一级结构中含有特异性的RGD序列（Arg-Gly-Asp序列），它是一种黏附基序，在与其主要受体如整合素等的结合中起重要作用，从而增强细胞与细胞、细胞与基质的黏附，介导细胞的移行。

OPN广泛存在人体多种组织，如骨、软骨、胃、乳腺、肾脏、前列腺、结/直肠等，正常体液中也有微量的OPN。肿瘤发生、发展及转移过程中OPN表达上调。Yeatman等[10]通过筛选12000个基因，确定OPN为临床首选的肿瘤标志物。

2 OPN的生理功能

来源于不同细胞的OPN可能有不同的结构特点，不同程度糖基化的OPN功能差异较大，这些因素决定了OPN在生物体内具有多种生理功能。OPN的生理功能主要有：①介导细胞黏附[11]：OPN通过细胞黏附序列RGD和非依赖RGD序列与细胞表面的多种整合素受体（аνβ3、аνβ5、CD44ν6）结合，通过某些机制与ECM结合参与细胞的黏附、迁移和增殖；②调节矿化组织的形成与重建；③免疫应答：OPN曾被称为早期T淋巴细胞活性蛋白1，在细胞免疫应答过程中，OPN是重要的也是最早期起作用的细胞因子，可加强Th1并抑制Th2的表达；同时OPN还可以通过巨噬细胞的趋化，诱导产生IL-12，而产生炎性反应和免疫反应；④通过与整合素的相互作用，以来Ca2+的方式参与细胞信号转导；⑤通过诱导血管内皮细胞的迁移，上调血管内皮生长因子（VEGF）受体效应，促进内皮芽生，而诱发新生血管形成[12]；⑥抑制细胞凋亡：OPN通过与细胞表面的аνβ3结合，活化NF-κB，从而抑制细胞凋亡。

3 OPN与肝癌

Coppola等[13]发现OPN在人类的许多肿瘤中高表达，包括肝癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、食管癌、神经胶质瘤、前列腺癌、结直肠癌、卵巢癌、头颈部鳞癌等。随后许多基础与临床研究证明，OPN与许多肿瘤的发生、进展、转移、复发密切相关。近几年，OPN与肝癌的发生、发展以及转移复发的关系是国内外的研究热点。在原发性肝癌细胞中大量合成并分泌OPN，血清中OPN也显著升高，它通过RGD序列与整合素、CD44、VEGF、EGFR、肝细胞生长因子（HGF）、基质金属蛋白酶（MMP）等相互作用促进细胞的趋化、黏附和迁移。

3.1 OPN与肝癌的发生

Tuck等[14]运用基因转染技术在鼠PAP2细胞表达反义OPN mRNA，来检测反义OPN mRNA的表达对该细胞的致癌能力和转移能力的影响，从而发现那些能表达反义OPN mRNA的癌细胞株接种到鸡胚和裸鼠身上，与不表达反义OPN mRNA的癌细胞株相比较，它们致癌能力减弱或消失，即使产生肿瘤，其生长速度大为减慢，用Northern-blot分析发现这些癌细胞也没有表达反义OPN mRNA。转染试验结果表明OPN的高表达可使良性肿瘤向恶性转化，证明OPN在刺激肿瘤发生、生长过程中起重要作用。

3.2 OPN与肝癌的复发与转移

Ye等[15]通过对伴随转移的人原发性肝癌的基因表达特征研究发现，OPN是转移性肝癌中过表达的一个主要基因，同时在高转移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中，OPN特异性抗体能有效阻断肝癌细胞的侵袭性，能明显抑制肝癌细胞在裸鼠体内的肺转移的发生，因此推测肝癌中OPN的表达赋予细胞转移表型。陈荣新等[16,17]将OPN转染SMMC-7721细胞株获得稳定高表达OPN的细胞株，体外观察细胞运动、侵袭能力明显增强，经基因芯片检测发现，SMMC-7721细胞株高表达OPN后有88个肿瘤转移相关基因表达上调，6个肿瘤转移相关基因表达下调，同时用ELISA方法检测细胞培养上清液，发现SMMC-7721细胞株高表达OPN后MMP-2、u-PA水平明显升高，而MMP-9变化不大，与基因芯片结果相符，表明OPN可能是通过上调MMP-2、u-PA等基因表达促进肝癌转移。近几年，许多临床试验也证实OPN与肝癌转移、复发显著相关。Gotoh等[18]用定量PCR检测30例肝癌临床标本，肝癌组织OPN表达明显高于正常组织，而且OPN表达阳性的细胞多见于癌结节周边，临近细胞外基质，但OPN的高表达与肿瘤血管浸润或肝内转移无关。Pan等[19]分析了240例肝癌标本OPN mRNA表达情况，证明OPN mRNA高表达与AFP升高、p53突变、大肿瘤、分期晚、分级高、早期复发或转移以及10年生存率低有关，在早期肝癌，OPN mRNA高表达可以预测早期复发。

OPN与肝癌复发、转移相关的可能的一些机制：①OPN通过RGD序列与肿瘤细胞表面的整合素受体аνβ3等相互作用，诱导多种激酶（如PI3、NIK、PLC、PKC、MAPK）的磷酸化与活化，这些活化的激酶进一步激活相关转录因子（如NF-κB、AP-1）进而诱发合成、分泌基质降解相关的蛋白酶如u-PA、MMPs，从而溶解细胞外基质屏障，最终导致细胞运动性增强，肿瘤发生浸润转移。②OPN与血管通透因子（VPF）和血管内皮生长因子（VEGF）发挥协同作用，大大提高肿瘤细胞的迁移能力。③OPN通过诱导肿瘤细胞新生血管形成而促进肿瘤生长、转移，新生血管不仅为肿瘤快速生长提供营养，而且还是肿瘤经血液转移的重要条件。④OPN通过抑制激活的巨噬细胞产生NO，使转移的肿瘤细胞易于成活。⑤OPN通过分泌途径发挥作用。肿瘤细胞分泌的OPN 能与自身细胞表面的整合素受体结合，促进自身生长和迁移。⑥OPN介导肿瘤细胞免疫逃逸作用。

3.3 OPN与肝癌的诊断与筛查

目前临床对肝癌的筛查与诊断主要依靠AFP，但是仍有25%～30%的肝癌患者AFP阴性，这些患者需要完善肝穿刺细胞学或组织学检查以确诊。但是肝穿刺为有创检查，且加重了患者经济负担，部分患者可能抗拒，另外在一些基层医院开展受限制，这些可能会导致部分患者病情的延误。研究发现，肝癌细胞产生大量OPN，部分释放入血，致血浆OPN水平升高，且OPN在血浆中相对稳定，OPN的升高与AFP并不完全一致，甚至有研究表明OPN检测较AFP更为灵敏，至少OPN与AFP的联合检测能提高临床肝癌的诊断与筛查能力。刘兵团等[20]研究表明，肝癌患者血清OPN显著高于正常对照（P＜0.01），并根据血清OPN表达曲线分析结果将76.2μg/L作为诊断肝癌的临床指标，其诊断肝癌的灵敏度、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为90.2%、90.6%、93.8%、85.3%。鉴于以上研究样本量的问题，以及仅仅是单中心研究，相似的研究还不多，OPN诊断筛查肝癌的实验室标准还需要进一步确定，但是，作为一项诊断筛查指标，OPN的价值是确凿无疑的。

3.4 OPN与肝癌的靶向治疗

肝癌的靶向治疗方兴未艾，近年来，立卡汀在肝癌的治疗中获得了长足的进步。OPN与肝癌发生密切相关，是其复发、转移的关键分子，随着科研的进一步深入，针对OPN的治疗有可能在肝癌治疗领域取得重大突破。如运用基因工程技术针对OPN转录、翻译及翻译后水平的调控，从而调节OPN的表达，有可能改变肝癌的恶性表型，有可能降低肝癌转移、复发的能力；随着对OPN参与的肝癌复发、转移的信号转导通路的进一步研究，对其中的关键分子、关键环节进行调控，可能控制肝癌的转移、复发；陆健、曾文等[21,22]研究均表明OPN在肝癌组织中表达显著高于肝硬化及正常肝组织（P＜0.05），且OPN的表达和HBV感染显著相关（P＜0.05），HBV感染被公认在肝癌的起因、发生发展中发挥重要作用，尤其在我国更是如此，目前针对OPN与HBV关系的研究不多，规模也较小，研究也不够深入，下一步随着OPN与HBV关系的逐步阐明，是否可以通过抑制HBV的复制从而可以抑制OPN的表达，进而降低肝癌复发转移风险；目前，单克隆抗体如Rituximab、Cetuximab、Bevatuximab等，在肿瘤治疗中占有重要地位，体外试验表明OPN特异性抗体能降低肝癌细胞穿透基质的能力，另外的研究表明OPN特异性抗体能抑制高转移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中肝癌细胞在裸鼠体内的肺转移的发生，目前OPN与肝癌复发转移的机制仍有待进一步阐明，且OPN有种属特异性，OPN抗体在肝癌的临床治疗仍有相当长的一段路要走。

4 小 结

总之，OPN与肝癌的发生发展密切相关，是肝癌转移复发的分子标签，随着分子生物学的纵深发展，临床上肝癌转移复发预警体系将得到进一步完善，同时OPN在肝癌的临床诊断筛查中也有着重要价值。另外，随着研究进一步深入，针对OPN的靶向药物的发现及应用必将使肝癌的诊治水平提高到一个新的高度。

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