骨桥蛋白在肾癌中表达的相关研究

王凤龙(综述)，周林玉(审校)

(安徽医科大学附属省立医院泌尿外科，合肥230001)

骨桥蛋白(osteopontin，OPN)在类骨质中由基质细胞产生的骨特异的、含唾液酸的蛋白质，在细胞和基质之间起桥连作用。自从1979年OPN被发现以来，一直是人们关注的热点。其作为一种新的细胞因子，在人体中发挥着重要的作用。多项研究显示OPN能促进肿瘤的发生、发展及浸润［1-3］。

1 OPN的历史

1979年Senger等［4］首次报道了与恶性转化有关的一种含RGD整合素结合区的磷酸化糖蛋白，将其称之为转化相关性磷酸蛋白。后来Franzen等［5］从骨基质和牙齿中分离出了一种磷酸化蛋白，其特性与转化相关性磷酸蛋白相类似，人们将其命名为OPN。

2 OPN的基因定位及结构

人的OPN基因定位在染色体4q13，是单一编码基因蛋白，8 kb大小，由7个外显子和6个内含子所组成。由大约300个氨基酸所组成，相对分子量为44×103，富含天冬氨酸和丝氨酸残基。一级结构中含有特异性的RGD序列，是一种黏附序列，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、细胞与基质之间的黏附。

3 OPN的受体

OPN被凝血酶切割后，一段可以直接和CD44v6受体结合，而另一段可以与整合素受体相结合［6-7］。整体为α和β两个不同的亚基组成的糖蛋白受体，OPN借助于RGD序列与其结合，参与调控细胞的趋化、迁移、吸附，以及多种细胞内的信号转导通路。研究认为OPN可以和不同的整合素受体在不同的细胞中激活相同或者不同的信号转导通路［6］。CD44是一种跨膜糖蛋白，参与介导细胞与基质，细胞与细胞间的相互作用。人类的CD44基因根据外显子的表达方式不同可以分为标准型CD44(CD44S)，即仅含组成型外显子的CD44转录子;和拼接CD44(CD44V)，为10个变异体外显子的选择性拼接。CD44是作为OPN的受体与其相互作用是非RGD依赖的。OPN与CD44结合通过磷脂酶C-γ/蛋白激酶C/磷脂酰肌醇3激酶/苏氨酸激酶信号途径，而引起抗凋亡、黏附等作用。OPN与CD44相互作用，通过Rac介导的通路可以增强H-Ras-V12转化细胞的肿瘤发生。而使用CD44阻断剂可抵抗这一作用［8］。对体外HepG2细胞株研究发现，OPN不仅与CD44v6结合，而且还调控CD44v6受体的表达，并调控细胞的迁移［9］。

4 OPN生物学功能

OPN广泛存在于人体多种组织，如骨、软骨、胃、乳腺、肾脏、前列腺、结直肠等，正常体液中也有少量的OPN。OPN的生理学功能主要有以下几个方面:①介导细胞的黏附。通过RGD与非依赖RGD序列与细胞表面的多种整合素受体相结合，并通过与细胞外基质结合参与细胞的黏附、迁移等。②通过诱导血管内皮细胞的迁移，上调血管内皮生长因子受体功能，促进内皮芽生，而诱导新生血管的形成。③调节钙化组织的形成与重建。④免疫应答。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;OPN还可以通过巨噬细胞的趋化，诱导产生白细胞介素12，从而产生炎性反应和免疫反应。⑤抑制细胞凋亡。OPN可通过与细胞表面的相关分子结合，活化核因子κB，从而抑制细胞的凋亡。⑥通过与整合素之间相互作用，参与细胞的信号转导。

5 OPN在肿瘤的作用机制

5．1 促进新生血管的生成 肿瘤丰富的血供与新生血管的形成关系密切，在肿瘤的侵袭过程中OPN与血管通透性因子/血管内皮生长因子发挥协同作用，促进血管内皮细胞的增生，诱导新血管形成，从而促进肿瘤细胞的生长。Cui等［10］用OPN基因稳定转染人类肺癌细胞株SBC-3，并分别将转染组与非转染组细胞注入裸鼠体内，结果转染组裸鼠体内肿瘤显著增长及新生血管形成显著增高。OPN可通过引起内皮细胞迁移、抗凋亡以及血管腔形成来诱导肿瘤血管生成。研究发现外源性和肿瘤源性OPN都可发挥作用，在血管内皮生长因子依赖肿瘤血管生成中OPN的作用尤其重要［11］。OPN在肿瘤的进展中可能发挥两种关键作用:①促使肿瘤细胞表达血管内皮生长因子;②使血管内皮生长因子刺激新生血管形成。

5．2 促进细胞的趋化，转移及黏附 OPN是一种重要的趋化因子，可引起巨噬细胞、T细胞和树突状细胞的趋化和迁移，其引发细胞的迁移同时还需要多种多种生长因子受体激活的协同作用。另外，其作为肿瘤进展的一种启动因子，可以为各种肿瘤预后不良的指示器［12］。

5．3 促进细胞外基质的降解 细胞外基质的降解是肿瘤浸润的关键环节之一。Gong等［13］利用OPN小干扰RNA(siRNA)分别瞬时、稳定转染胃癌细胞株BGC-823，与未转染组和空白质粒组进行比较，转染组的OPN表达明显下调。进一步实验证明了OPN表达下调可以降低基质金属蛋白酶2和人尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase type plasminogen activator，uPA)的表达从而减弱细胞外基质降解，抑制胃癌的生长、浸润和转移能力。

5．4 抑制细胞的凋亡 肿瘤细胞有很强的抗凋亡作用。OPN不仅可通过激活磷脂酰肌醇3激酶/AKt通路抑制细胞的凋亡［14］，也可与内皮细胞整合素υβ3结合阻止细胞凋亡。OPN还能通过抑制一氧化氮合酶，阻止炎性细胞的氧爆发，尤其是阻止激活的巨噬细胞产生一氧化氮，从而提高肿瘤细胞的生存力。

6 OPN与肾癌

多项研究认为OPN能够通过促使细胞的趋化、黏附、血管生成、抑制凋亡等，从而促进肿瘤的发展［15-17］。Yeatman等［18］通过对12 000个基因筛选，确定OPN可为临床首选的肿瘤标志物。而在肾癌中，国内徐松涛等［19］用免疫组织化学的方法研究了57例肾癌的患者，结果显示OPN在肾癌组织中表达明显高于正常肾组织，并随着病理分期的增加表达增高。国外Matusan等［20］利用免疫组织化学的方法对171例肾透明细胞癌组织中OPN的表达进行了研究，结果显示OPN的表达与肿瘤大小、福尔曼核分级、病理分期、Ki-67增殖指数等相关，OPN表达阳性者预后明显低于低表达者。Matušan-Ilijaš等［21］利用免疫组织化学及聚合酶链反应方法分别检测OPN蛋白和OPN mRNA在肾透明细胞癌中的表达，以及分析肿瘤细胞凋亡指数，结果显示OPN能够部分抑制肿瘤细胞的凋亡。以上均提示OPN在肾癌细胞中高表达，并能够促进肾癌的进展，其机制可能是通过抑制细胞的凋亡，从而延长肿瘤细胞的生存期，促进血管的生成，进一步促进肿瘤细胞的生长及浸润。OPN亦可促进肿瘤的远处转移，其可能机制为:细胞外基质的降解和重构在肿瘤转移的过程中发挥非常重要的作用，而OPN导致的基质金属蛋白酶表达增加可以使基膜的主要成分Ⅵ型胶原的降解加快，为肿瘤细胞的组织浸润及转移提供有利条件，促进自身向周围迁移。在机体内环境和局部微环境适宜的情况下，形成转移灶［22］。对OPN进行检测可能对肾癌的诊断有所帮助，并可对判断肾癌的进展及浸润提供参考，对评估肿瘤的预后提供一定的帮助。此外，关于其是否可以作为肾癌基因治疗的靶点，也做了很多研究。如2005年Wai等［23］通过RNA干扰技术抑制OPN的表达，发现肿瘤细胞凋亡增加，生长受到抑制。2010年Zhang等［24］利用OPN siRNA抑制人肾透明细胞癌皮肤转移细胞中OPN的表达，结果显示OPN被抑制后肿瘤细胞凋亡增加以及侵袭受到抑制。国内柳昊等［25］通过构建获得OPN反义基因真核表达载体转染人肾癌ACHN细胞，认为OPN在肾癌ACHN细胞的增殖和侵袭过程中发挥了重要作用，反义OPN基因能抑制肾癌细胞的恶性表型。所以其作为肾癌基因治疗的新靶点应用于临床是很有潜力的。

OPN作为一种新的细胞因子，在肾癌中的研究越来越显示出其具有的重要作用及意义。虽然现在对其在肾癌中的具体作用机制还不是十分了解，但是其在肾癌发生、发展中的作用是明确的，它的表达对肾癌的病理分期、肿瘤分级及预后和进展都有着重大的意义，并可能成为肾癌基因治疗中具有无限潜力的新靶点之一。

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