endocan的研究进展

赵 蓉，董士民，杜立建

(1石家庄市中医院，石家庄050051;2河北医科大学第三医院)

endocan最初是从人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的cDNA文库中克隆出的一种新颖的内皮细胞特异性分子-1(ESM-1)，主要在人类肺内皮细胞中表达，在肾内皮细胞中也有少量表达［1］。ESM-1作为一种可溶性的硫酸皮肤素蛋白聚糖(DSPG)分泌至血液中，由于其特异性地由内皮细胞分泌，故命名为endocan［2］。近年研究显示，endocan参与了体内炎症反应、血管生成及肿瘤细胞生存、细胞周期进程、迁移和侵袭等，可作为脓毒症和肿瘤的生物标记物。现将endocan近年来的相关研究进展综述如下。

1 endocan的结构

1．1 endocan的基因结构 endocan由单一基因编码，定位在人类第5号染色体5q11．2上，含有3个外显子。完整的endocan cDNA序列全长2 006个碱基对，包括一个含552个核苷酸的开放阅读框和一个1 398个核苷酸的3'端非翻译区(3'-UTR)［1］。endocan的启动子位于该基因的5'侧翼区，包含一个经典的TATA盒和转录因子可能的结合位点:3个Ets基序、1个cAMP反应元件、1个回文序列。基因突变分析显示，第1个Ets基序和cAMP反应元件在内皮细胞中介导endocan高水平表达，第2个Ets基序同新型的6 bp回文序列一样，被发现抑制其表达［3］。

1．2 endocan的蛋白结构 endocan编码184个氨基酸序列，成熟的endocan蛋白由165个氨基酸组成，分子量20 kD，NH2－末端为典型的19个氨基酸的疏水信号序列。endocan是一个富含18个半胱氨酸的分子，集中在NH2－末端，参与链内二硫键连接，赋予endocan刚性结构;紧挨着富含半胱氨酸的区域，有一个不含半胱氨酸的COOH－末端多肽尾部［1］。

endocan由一条含有165个氨基酸的核心蛋白以及一条硫酸皮肤素(DS)单链于位于137位的丝氨酸残基共价结合而成，以可溶的形式释放入血液循环。endocan呈剂量依赖性地增加肝细胞生长因子/分散因子(HGF/SF)介导的人胚肾细胞的增殖，而其非聚糖形式则无此作用，而且从endocan中纯化的DS链在HGF/SF存在下模仿endocan介导的细胞增殖的增加，证实endocan的生物学活性归功于作为HGF/SF协同因子的DS链［2］。研究已证实Endocan的核心蛋白在人体血液淋巴细胞、单核细胞、Jurkat细胞表面直接结合整合素CD11a/CD18(淋巴细胞功能相关抗原，LFA-1)，二者之间相互作用可能直接影响LFA-1的功能并涉及LFA-1/ICAM-1 通路调节［4］。

2 endocan的分布和表达

生理条件下，endocan表达于肺小静脉、小动脉和肺泡毛细血管内皮细胞以及支气管和黏膜下腺体上皮细胞中，在肾脏管状上皮细胞中以及人类肾移植排斥反应中的肾血管内皮细胞中、肠道固有层毛细血管和静脉中也可检测到［5］。Wellner等［6］首次发现endocan表达在人及大鼠脂肪细胞中，且被佛波酯和维甲酸激活后表达增加。Zhang等［7］采用免疫组化染色方法研究endocan在正常人体组织的表达，发现其选择性地表达于新生或活跃增生的组织或细胞，如腺体组织、新生血管内皮细胞、支气管上皮细胞、淋巴结生发中心等;另一方面，endocan不存在于沉默的或休眠的组织和细胞中，如大动脉内皮细胞和脾脏等。endocan在健康人血清中的表达水平很低，在脓毒症患者血清中表达显著升高，且与疾病严重程度相关［8，9］，在多种肿瘤如肺癌［10］、肝癌［11］、肾癌［12］、胃癌［13］中，严重创伤及肾移植后的急性排斥反应中也出现表达升高。

3 endocan与炎症

3．1 endocan受炎性细胞因子调控 endocan的合成和分泌受肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)的正调节。通常，在内皮细胞中联合加入TNF-α和干扰素-γ(IFN-γ)对多种促炎因子诱导表达具有协同作用。但对于endocan，单独应用IFN-γ没有任何作用，当联合加入 IFN-γ 和 TNF-α，IFN-γ几乎完全抑制了 TNF-α诱导的 endocan基因表达［1，5］。

3．2 endocan在炎症反应中的机制 LFA-1与可溶性的细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的相互作用在一些细胞事件中发挥重要作用，包括调节白细胞从血液到组织的迁移及特异性免疫应答过程中的许多细胞间合作［4］。endocan与LFA-1的结合位点与涉及LFA-1和ICAM-1的位点非常接近，但是有别于CD11a区域，二者之间具有高亲和力的实时动态相互作用，以剂量依赖的方式阻止ICAM-1的结合，潜在地抑制白细胞—内皮细胞黏附这一白细胞迁移到组织的关键步骤，或许扮演了一个抗炎分子。此外，endocan可能调节T淋巴细胞上的LFA-1/ICAM-1共刺激通路，并可能定位免疫反应中的Th1/Th2平衡［4］。

3．3 endocan在炎症性疾病中的研究进展 Bechard等［5］报道，分泌型endocan在健康人体内的血清浓度为1．081 ng/mL，在脓毒症休克患者血清中急剧升至7．815 ng/mL，认为endocan在急性和严重炎症反应过程中被正调节。Scherpereel等［8］报道，脓毒症患者的血清endocan水平较健康受试者和全身炎症反应综合征患者平均升高了4倍，脓毒症休克组显著高于严重脓毒症组，死亡组显著高于生存组。endocan在区分10 d和28 d生存中具有较高的预测价值，在区分SIRS和脓毒症中具有100%的特异性。然而该研究也存在局限性，由于endocan水平仅在入住ICU时测定，不确定其分泌在这个时间点是否达到高峰;另外在脓毒症研究中缺乏动态监测数据。

endocan由激活的肺血管内皮细胞特异性分泌，在控制肺部炎症反应中发挥关键作用。Mikkelsen等［14］的一项前瞻性对照研究表明，血清低水平endocan预测肺损伤(ALI)的高风险，且在低endocan水平与钝挫伤的ALI发生间存在显著相关性。推测在钝挫伤患者中，ALI的高发生率具有更低的血清endocan水平，反映了内皮细胞调节异常，激活的中性粒细胞抑制了endocan的功能，导致不受调节的白细胞募集和活化。该结果可由肺内皮细胞减少释放endocan或由中性粒细胞丝氨酸蛋白酶增加了endocan蛋白水解来解释。De Freitas Caires等［15］通过中性粒细胞酶切endocan产生一个新型的14 kD的endocan肽片段，命名为P14，它由被组织蛋白酶G特异性裂解endocan而产生。免疫测定显示，在55例严重脓毒症患者中，20例血浆P14水平升高，其可能作为一种新型的生物标记物参与脓毒症的发病机制。另一个重要发现是，在脓毒症患者中，P14和endocan之间没有任何相关性，这种差异可能与不同的半衰期有关，有待进一步研究。

4 endocan与肿瘤

4．1 endocan与肿瘤血管生成和侵袭密切相关 血管内皮生长因子(VEGF)是目前惟一被证明对血管生成严格特异的VEGF血管内皮生长因子，endocan在肿瘤中过表达且受VEGF的调控。通过比较人浸润性膀胱癌和正常膀胱组织血管内皮的转录模式，endocan在肿瘤血管中高度上调且与肿瘤侵袭性强烈相关，endocan表达通过VEGFR-2的磷酸化和活化作用由VEGF-A激活，通过VEGF-A促进细胞迁移和管腔形成［16］。

在人乳腺癌、骨肉瘤特别是恶性胶质瘤和脂肪肉瘤的小鼠异种移植模型中，肿瘤从休眠到成倍增长间的转换与endocan基因的调节和激活高度相关，endocan被认为是涉及从休眠到血管生成肿瘤间转换的基因之一，在所有血管生成快速增长的肿瘤中显著升高［17］。在肝癌患者中，endocan与微血管密度(MVD)、血管和静脉侵袭浸润及VEGF表达呈正相关［18］。CD34-MVD在endocan表达阳性的胃癌中高于阴性组，且新生血管密度与肿瘤血管变异相关［11］。对垂体瘤的微血管形态学分析表明，平均血管面积在内皮细胞表达endocan的肿瘤亚群中显著升高，可作为垂体瘤中血管侵袭相关的标记物［19］。

4．2 endocan在肿瘤中的研究进展 endocan具有促进肿瘤生长的特性。许多研究显示，endocan可作为肿瘤的生物标记物用于临床。endocan在肝癌内皮细胞中显著过表达，endocan水平与血清甲胎蛋白显著相关，其水平升高与患者生存期呈负相关，可作为肝癌早期诊断和总生存期的独立预后标记物。Kang等［20］研究发现，与肝炎或肝硬化患者或正常人相比，肝癌患者血清endocan水平显著升高，对肝癌的诊断准确度优于甲胎蛋白;同时endocan基因沉默降低了细胞存活、迁移和侵袭，并且在肝细胞癌中调节细胞周期进程。对大肠癌的研究也表明，endocan在大肠癌患者血清中显著升高，可用作早期检测大肠癌的血清标记物;endocan siRNA的表达使endocan基因沉默通过依赖AKT的NF-κB通路的抑制减少细胞生存，通过感应PTEN诱导G1期细胞周期停滞，导致细胞周期蛋白D1的抑制并且抑制结肠癌细胞的迁移和侵袭［21］。在胃癌中，endocan显著过表达且与肿瘤远处转移和Borrmann分期Ⅳ期有关，与血管侵袭有很好的相关性，阳性表达患者显示出较低的5年生存率。多因素分析显示endocan是胃癌独立的预后因素之一［13］。此外，endocan在垂体瘤［19］、恶性胶质瘤［22］、急性粒细胞性白血病［23］等多种肿瘤中也存在过表达。

4．3 endocan为靶点的肿瘤治疗 endocan的促癌性与其结构的特定区域有关，用单克隆抗体阻断苯丙氨酸富含区域导致肿瘤生长显著降低。VEGF-A是endocan转录特异性的诱导物，Sunitinib可抑制VEGF介导的endocan合成释放;转录因子Hhex、PI3K则可作为转录抑制物阻遏endocan转录［24］，均提示endocan可作为肿瘤治疗的新靶标。

综上所述，endocan可能作为一种新型的生物标记物用于脓毒症及肿瘤的早期诊断、严重程度评估及预后判断，并可能成为抗肿瘤治疗的新靶点。

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