β1整合素与卵巢癌的研究进展

田 敏综述 马 玲审校

1 整合素的结构和功能

整合素(integrin)是由α和β两个亚单位通过非共价键结合的异二聚体，目前已知至少有18种α亚单位和8种β亚单位按不同的组合构成不少于24种的整合素受体。各亚基都具有1个较长的胞外域、1个跨膜域和1个较短的胞内域(30～40个氨基酸)［1］。其中，胞外域为整合素和配体的特异性结合部位，跨膜域的近膜区结构变异多样，为多种细胞因子及可溶性调节因子的作用点，而胞内域的羧基端形态多样，当胞内域β亚基与酪氨酸激酶(Src激酶)、黏着斑激酶(Fak)结合形成黏着斑复合体，再连接细胞骨架蛋白可启动胞内信号级联反应［2］。整合素通常以(2种构型存在:潜伏型和激活型，其活性能够通过自身反馈和各种生长因子、趋化因子信号通路调节，其形态多样，还可通过纽蛋白(vinculin)、辅肌动蛋白(actinin)和踝蛋白(talin)与细胞骨架蛋白连接而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［3，4］。整合素的主要功能是通过与相应配体结合介导细胞与基膜、细胞与细胞的黏附。整合素结合配体的机制，为整合素与细胞外间质蛋白在细胞膜上形成复合体(黏合斑)，是整合素介导细胞信号传导的结构基础。大多数整合素与其配体结合的信号是RGD(Arg-Gly-Asp)序列，另外还有 KQAGDV(Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val)、DGEA(Asp-Gly-GIu-AIa)等序列。整合素的另一重要功能是转导信号，可向细胞内外双向传导信号，并调节细胞的增殖、分化、迁徙、侵袭等各种生物学行为。不同的整合素可能采用不同途径传导信号，目前认为整合素的信号传递以影响胞内的钙离子浓度及对黏着斑激酶(FAK)和整合素连接蛋白激酶(ILK)的激活为途径［5～7］。

2 β1整合素的生物学作用

有研究表明，整合素β亚单位按功能分为β1亚群(VLA抗原)、β2亚群(LEU-CAMS或CD18抗原)和β3亚群(细胞黏附因子)。β1和β3亚群整合素主要介导细胞与细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)的黏附，而 β2亚群则介导细胞-细胞的黏附。β2亚群整合素主要分布于白细胞，β1和β3亚群整合素则广泛分布于各种类型的细胞。β1整合素又称为VLA(very late activation antigen)家族，含有VLA-1～6种整合素，与肿瘤细胞的耐药性相关。当β1整合素与α1、α5、αv等亚基组合构成整合素分子时，可与其配体Ⅳ型胶原蛋白、纤维黏连蛋白(fibronectin，FN)、玻璃体结合蛋白(vitronectin，VN)和层黏连蛋白(laminin，LN)等结合，调节多种细胞功能及肿瘤细胞的侵袭转移［8］。如某些整合素亚型缺失、突变，则可导致肿瘤的失控性生长并发生转移，高表达时可促进肿瘤细胞浸润、黏附和转移［9］。Mousa等［10］认为，在肿瘤生长侵袭过程中，肿瘤血管的生成至关重要，而整合素在血管内皮细胞的迁移分化过程中起重要调节作用。Malan等［11］也指出，β1整合素可调节血管的生成和分化，如果内皮细胞表达β1整合素减少会导致血管系统的缺陷。Askari等［12］实验证实了 β1整合素与黏着斑激酶(FAK)的激活和黏着斑(Focal Adhesion)的形成则密切相关。而Sood等［13］用免疫组织化学分析表明，卵巢癌分期越晚、分化级别越低、阳性淋巴结数量越多、存在远处转移病灶及整体生存时间越短等，则黏着斑激酶(FAK)过表达越明显。目前已有多项研究表明，β1整合素与多种肿瘤细胞凋亡、增殖和侵袭转移密切相关［14，15］。

3 β1整合素在卵巢癌中的研究

3.1 β1整合素在卵巢癌发生发展中的作用

卵巢癌是目前严重影响妇女健康的恶性肿瘤之一，由于卵巢癌早期发病隐匿且缺乏有效的早期诊断方法，多数患者确诊时已属晚期，盆腹腔已发生广泛种植转移。目前认为肿瘤发生的早期，局部整合素表达水平是下降的，从而导致瘤细胞与基膜或细胞外基质(extracellularmatrix，ECM)的黏附作用减弱，有利于肿瘤在局部生长与扩散。而后，当瘤细胞进入血循环，整合素的表达受多种因素的影响而增高，有利于瘤细胞黏附于血管内皮，继而发生转移。有研究［16］表明，β1整合素在卵巢癌中高表达，尤其在卵巢癌SKOV3细胞的高侵袭克隆株100%表达。由于肿瘤细胞与细胞外基质(ECM)发生黏附和附着是肿瘤侵袭转移的第一步，当β1整合素高表达或活性增强时可通过与细胞外基质(ECM)的相应配体(如FN、LN、VN和CA等)结合，提高肿瘤细胞在 ECM 的迁移力［17］。Iyer等［18］认为，细胞外基质(ECM)降解是肿瘤细胞与ECM黏附后发生的重要变化，也是瘤细胞迁移、浸润基质的前提。α3β1整合素能够增强基质金属蛋白酶9(MMP9)mRNA的稳定性，失去α3β1整合素的作用，MMP9mRNA将很快降解，当β1整合素与纤黏蛋白结合时可诱导卵巢癌细胞黏附并表达MMP2基因，分泌蛋白酶降解细胞外基质，从而促进肿瘤侵袭转移。现已发现整合素β1缺失可改变细胞的形态、细胞与细胞外基质的黏附状态及基因的表达，对肿瘤的生长和血管的生成有重要的影响。由于晚期卵巢癌患者腹腔中积聚大量腹腔积液，其中含有大量的癌细胞和癌细胞团簇，Burleson等［19］从11例Ⅲ～Ⅳ期卵巢癌患者腹水中取得癌细胞球，在用其进行黏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黏附的过程。目前认为在腹膜转移的过程中，有种微小细胞团的存在，这种细胞团是癌细胞腹腔微小转移中的重要形式。整合素β1可以促进这种微小细胞团的形成及其对腹膜的黏附。陈洁等［20］研究发现卵巢上皮性肿瘤由良性向恶性转化过程中整合素β1的总阳性率及强阳性率均升高。整合素β1在临床Ⅰ期及高分化组的总阳性率和强阳性率显著低于Ⅱ～Ⅳ期及低分化组。而且侵袭能力较高的S1亚系整合素β1的表达强度明显高于侵袭能力较低的S14。说明整合素β1的高表达与卵巢肿瘤组织分化程度低、高度黏附和侵袭生长等恶性表型密切相关，并可能对其恶性表型起正性调节作用。通过黏附抑制试验和体外侵袭抑制试验，进一步说明抗整合素β1抗体可明显抑制癌细胞黏附侵袭的过程。故认为β1整合素在卵巢癌的侵袭转移中具有重要作用，调节其表达或活性可能成为治疗卵巢癌的1种新策略。

3.2 β1整合素与卵巢癌耐药的关系

卵巢癌的标准治疗方案是手术后辅以化疗，有报道约15%的卵巢癌患者对化疗原发性耐药，至少80%的卵巢癌患者最终形成多种药物联合化疗的耐药。故肿瘤细胞的多耐药性已成为恶性肿瘤化疗失败的重要原因之一，也是卵巢癌死亡率高的主要原因之一，因而进行化疗增敏或寻找新的治疗手段具有重要意义［21］。现在已经阐明，卵巢癌细胞的耐药发生存在多机制、多途径、多环节。如 P-糖蛋白(P-GP)、多药耐药相关蛋白(MRP)、GSH和GST的含量及活性增加、DNA损伤修复能力增强、肿瘤细胞凋亡抑制等。细胞黏附介导引起的卵巢癌细胞耐药是新近提出的1个耐药机理。广泛存在于肿瘤细胞表面的整合素受体蛋白及其引发的信号传导机制，是肿瘤细胞避免凋亡的1个重要原因。实验表明［22］由于整合素表达及功能的变化，导致细胞转移浸润能力及抗凋亡能力增强，细胞通过其表面的整合素β1与细胞外基质(ECM)发生黏附，抑制了化疗药物诱导的细胞凋亡，使细胞获得耐药性，如果能阻断细胞黏附，或者阻断由细胞黏附引起的促凋亡和抗凋亡因子的改变，可能会去除细胞耐药性。Zhang等［23］认为凋亡抑制是肿瘤细胞生物学特性之一，β1整合素可能通过激活有丝分裂原、蛋白激酶(MAPK)、蛋白激酶B/丝苏氨酸激酶(PKB/AKT)抑制凋亡的发生，从而使细胞永生化。研究表明β1整合素与肿瘤耐药关系密切，其高表达可引起卵巢癌细胞对细胞外基质(ECM)的黏附力增强，而β1与FN结合可通过抑制细胞凋亡使其获得耐药特性，从而导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药或抵抗，阻断β1与FN的结合可以逆转肿瘤耐药［24，25］。因此可推测卵巢癌细胞可能由于整合素与ECM作用而获得耐药表型，通过调控细胞凋亡而产生耐药。因此对整合素受体蛋白在正常与卵巢癌细胞中所激发的不同信号传导机制进行深入研究，将有助于我们发现一些潜在的途径用于卵巢癌的治疗。

综上所述，β1整合素作为1种重要的细胞黏附分子受体，在卵巢癌的侵袭转移及卵巢癌细胞的耐药中发挥重要作用，其作用机制已成为目前研究的热点。根据β1整合素的表达情况可判断卵巢癌的恶性程度及预后。并针对其在肿瘤发生、发展过程中的各个环节，对肿瘤的治疗起到相应的指导作用，如β1整合素反义寡核苷酸可抑制β1整合素基因的表达，从而减少β1整合素蛋白的表达量，在基因水平上抑制了肿瘤细胞的侵袭和转移［26］。又如β1整合素拮抗剂可通过拮抗β1整合素的作用抑制肿瘤的转移［20］。总之，β1整合素在卵巢癌的早期诊断、早期治疗、浸润转移及提高生存率方面有着重要的作用。虽然目前作用机制尚未明了，但随着研究的不断深入，β1整合素在肿瘤的诊断和治疗方面将有更为广阔的应用前景和深远意义。

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