EMMPRIN与恶性肿瘤的研究进展

亢渝俊综述，姜 政审校（重庆医科大学附属第一医院消化内科，重庆 400016）

细胞外基质金属蛋白酶诱导因子（EMMPRIN）也简称为CD147，EMMPRIN广泛参与胚胎以及器官形态发生、骨质重建、伤口愈合等生理过程，同时还参与呼吸、循环系统疾病、关节炎及溃疡等病理过程。大量研究表明，正常组织中EMMPRIN的出现和调节可导致MMPs表达的升高；而在肿瘤组织中，间质细胞特别是成纤维细胞分泌MMPs的表达水平与EMMPRIN的表达相关，EMMPRIN对诱导MMPs的生成起关键性作用［1］。此外，EMMPRIN还具有诱导血管生成的潜能。有体内实验的结果显示，EMMPRIN的过度表达能明显促进肿瘤－宿主细胞血管内皮生长因子（VEGF）和MMPs的大量产生，导致肿瘤血管的加速生成和生长。因此，EMMPRIN、MMPs、VEGF三者共同作用刺激肿瘤血管的生成，从而促进肿瘤转移［1－2］。

1 EMMPRIN的分子结构及分布

人类编码EMMPRIN的基因位于第19号染色体短臂13.3，其mRNA约为1 676bp，与MHCⅡ类B链有一定同源性。EMMPRIN的CDS区编码269个氨基酸，由8个外显子组成，CDS的N端起始密码ATG之前的非编码区由115个核苷酸组成，其信号肽包含21个氨基酸，而成熟肽包含248个氨基酸。EMMPRIN由核糖体合成后，在信号肽引导下，定位于细胞膜上，其穿膜区由24个氨基酸组成，是一种典型的亮氨酸拉链结构，即3个Leu和1个Phe每隔7个氨基酸出现1次；C端的39个氨基酸组成胞内结构域，中间185个氨基酸组成细胞外结构域，胞外为典型的IgSF半球形结构域，由4个Cys形成2个二硫键构成。

EMMPRIN基因可编码27×103个蛋白，其胞膜外区有3个相似的N－糖基化天冬酰胺序列，有研究表明用Endo－F糖苷酶消化可使EMMPRIN相对分子质量减少20×103，表明此分子存在大量糖基化修饰并且其糖基化程度具有组织特异性。所以在不同组织纯化的EMMPRIN，相对分子质量为35×103～65×103。完整的EMMPRIN蛋白包括2个IgSF结构域，其中一个包含带电荷葡萄糖残基的膜区和胞内功能域。N末端的IgSF结构域属于C2型，而靠近胞膜的I F结构域则属于V型。此外，在不同种属中，蛋白分布及其糖基化方式亦有不同。不同糖基化方式的EMMPRIN蛋白在不同组织中发挥不同的功能［2］。

生理状态下EMMPRIN仅在上皮细胞、生殖细胞、左心室心肌细胞及脑血管内皮细胞有少量表达［2］，广泛参与许多生理功能，如胚胎以及器官形态的发生、骨质重建及伤口愈合等，同时还参与许多病理过程，如呼吸、循环系统疾病、关节炎及溃疡等。最新有大量研究证实，在各种器官的不同病理过程中，EMMPEIN的表达与各种MMPs的表达呈明显相关性［3］。

2 EMMPRIN的相关蛋白

EMMPRIN的疏水性跨膜区域包含一个带电荷的氨基戊二酸残基，跨膜区的这一非典型特征首次被描述于神经膜肿瘤蛋白中，并可促进寡聚化或增强蛋白质之间的相互作用。一些研究通过对CD2EMMPRIN嵌合体的研究，发现跨横膜区及胞浆区EMMPRIN就是细胞膜内蛋白质之间相互作用的关键因素［4］。单羧酸转运蛋白（MCT）家族中的两个成员：MCT1和MCT4在细胞膜的表达需要EMMPRIN作为它们的分子伴侣。另外，也有实验证明EMMPRIN与整合蛋白、小窝蛋白1（Cav－1）和亲环素（CyP）［4－5］。这些蛋白间的相互作用对EMMPRIN的功能及解释EMMPRIN复杂的生物学行为起着关键作用。

EMMPRIN已经被证实可同MCT家族中的2个成员MCT1和MCT4发生相互作用产生共免疫沉淀反应。近年有证据证实，EMMPRIN在细胞膜中与MCT1或MCT4的联合是MCT介导的乳酸盐转运必不可少的［6］。肿瘤细胞在低氧环境下大量增殖，但是它们高糖分解的性质导致产生大量的乳酸盐，MCT能通过控制乳酸盐的产生来影响肿瘤细胞生存。MCT的高表达可作为恶性肿瘤早期的诊断指标。

免疫沉淀反应和荧光免疫检验法的定位实验鉴定出α3β1和α6β1这2种整合蛋白亚型在细胞之间相接触的点上与EMMPRIN相联合。已有证据证明这些整合蛋白优先与构成基质膜的主要成分层粘连蛋白和非胶原蛋白进行结合［7］。这就提示：整合蛋白与EMMPRIN的联合在肿瘤细胞发生转移的各过程中包括促进细胞粘连、血管再生、MMPs的诱导生成［7］、肿瘤细胞的化学趋向性及增殖中起着关键作用。

Cav由3个亚型组成（Cav－1，2，3），只有 Cav－1直接与EMMPRIN相关。这种关联显然始于高尔基体，随着Cav－1与细胞膜上EMMPRIN的结合以及EMMPRIN低糖基化的形成，从而导致自身聚集的形成。高糖基化的EMMPRIN则导致MMPs的产生［8］。Cav－1是EMMPRIN的负向调节器，利用RNA干扰技术降低Cav的表达可导致受损的MMPs的产生［5］。近年，也有学者证实下调Cav－1的表达可降低高糖基化EMMPRIN的表达［9］。

近年，有报道指出，观察到与CyP结合的环孢素A可对EMMPRIN的表达起到负面影响，这一现象提示CyP可调节EMMPRIN的表达［8－9］，并且EMMPRIN已被确认是必不可少的CyP中介信号［10］。有学者在诱发哮喘的小鼠模型气道观察到Cyp的水平升高，以抗EMMPRIN单克隆抗体观察到CyPEMMPRIN的相互作用可降低活化的Th－2细胞聚集到肺的炎性反应组织里，导致炎性反应因子和嗜酸性粒细胞聚集的减少从而大大降低肺部的炎性反应和病理过程［11］。显然，Cyp可通过与EMMPRIN的特定联系来调节免疫应答。

有研究表明，表皮生长因子（EGF）和双调蛋白3（AR）能通过表皮生长因子受体酪氨酸蛋白激酶的激活途径诱导EMMPRIN的表达，同时EGF和AR的反义cDNA可以下调EMMPRIN的表达和 MMPs活性［12］。

3 EMMPRIND的功能：MMPs的诱导剂

EMMPRIN最初是在肿瘤细胞和成纤维细胞共同培养体系中观察到间质胶原酶（MMP－1）的表达增强从而被发现的。进而大量研究证实，EMMPRIN不仅能够诱导MMP－1的表达，还能诱导 MMP－2、3、9、11的表达。用外源性重组的EMMPRIN蛋白处理成纤维细胞可观察到MMPs的表达增加，与EMMPRIN通过腺病毒转导成纤维细胞对MMPs的影响一致［13］。许多研究表明，膜结合型的EMMPRIN及溶解型的EMMPRIN均能诱导纤维母细胞产生大量的MMPs。在条件培养基里可以检测到以全长蛋白或是部分微囊泡形式存在的可溶型EMMPRIN［14－15］，而且在形式上，由 MMPs介导的EMMPRIN从细胞表面分裂部分跨膜区及胞浆区［16］。

最新有大量研究证实，在各种器官的不同病理过程中，EMMPEIN的表达与各种MMPs的表达呈明显相关性［3］。有研究发现，在急性心肌梗死后的心室重塑过程中，左室心肌细胞中EMMPRIN、MMP2和MMP9的表达均有增强［17］。有研究观察到在动脉粥样硬化中EMMPRIN的表达增加，可能与斑块的不稳定性有关［18］。组织中EMMPRIN广泛高表达，它是MMPs的诱导剂，通过诱导MMPs的表达增强对细胞外基质和基底膜的降解，从而促进恶性肿瘤的侵袭和转移。

4 EMMPRIN与恶性肿瘤

侵袭和迁移作为恶性肿瘤的生物学行为之一，是恶性肿瘤发生浸润及转移的重要步骤，其机制复杂，包含信号转导、血管的生长、酶与基因的作用，其过程包括肿瘤细胞的黏附、运动、细胞外基质的降解与周围血管的生成。其中基底膜和细胞外基质的降解是整个过程中的重要环节，是影响患者生存预后的重要因素。MMPs通过降解细胞外基质从而改变肿瘤生长的微环境，包括肿瘤血管因子和基质细胞，还可以调节肿瘤微转移病灶的生长，对肿瘤细胞的侵袭、迁移、增殖以及VEGF的生成从而导致肿瘤血管生成，甚至对肿瘤的多重耐药起着重要的作用［19］。肿瘤的多重耐药和浸润转移是肿瘤临床治疗中两大难题，有研究表明底物化疗药物可以促进P－糖蛋白（P－gp）与EMMPRIN及 MMPs的表达［20］。

EMMPRIN在肿瘤组织中广泛高表达，它不仅通过刺激成纤维细胞及肿瘤细胞表达 MMPs，增强对细胞外基质和基底膜的降解，促进恶性肿瘤的侵袭和转移，还能通过激活尿激酶型纤溶酶原激活物促进肿瘤细胞浸润［21］。同时，它以旁分泌的方式作用于血管内皮细胞，以及凭借AKt信号提高VEGF的表达，刺激肿瘤血管生成［22］。有研究证实，EMMPRIN还可通过抑制肿瘤细胞前凋亡相关蛋白来抑制肿瘤细胞巢式凋亡［23］，并可诱导透明质烷促进肿瘤细胞耐药的发生。有实验证实：EMMPRIN及乙酰肝素酶的表达与癌细胞的侵袭转移及患者预后明显相关［24］。近年来，许多免疫组化研究显示EMMPRIN广泛参与不同种类肿瘤的生长及预后，如肝细胞癌、宫颈癌、肺腺癌和肾癌［25－26］。另有研究表明，EMMPRIN在胃癌中的表达水平同微血管的密度呈正相关，EMMPRIN表达的增强可促进胃癌的发展及浸润。同时EMMPRIN在胃肠道癌中的高表达也促进了癌细胞的增殖及肝转移［27］。

EMMPRIN可能参与不同肿瘤的生长及预后。有学者通过研究前列腺癌和肾癌生长过程中EMMPRIN的表达，提出EMMPRIN可作为判断肿瘤预后的独立因子［28］。也有研究发现在早期肝癌组织中包括在天冬氨酸转氨酶和γ－谷氨酰转肽酶表达水平很低的患者的肝癌组织中，EMMPRIN的表达明显高于正常组织者，提示EMMPRIN可能对诊断早期肿瘤具有重要意义［29］。在对比口腔良性病变、癌前病变及口腔肿瘤中EMMPRIN的表达后，有学者发现：在良性病变及正常口腔黏膜中，EMMPRIN仅在基底细胞中低表达；在癌前病变如黏膜白斑中，EMMPRIN表达增强并与病变的不良程度呈正相关；口腔肿瘤中，EMMPRIN在细胞表面呈强表达［30］。也有学者观察124例膀胱移行癌患者接受顺铂化疗后EMMPRIN及生存素的表达发现：在已经发生肿瘤转移的患者中，EMMPRIN及生存素的表达可作为判断预后的独立指标；在尚未发生转移的患者中，二者的表达对预测5年生存率有着重要的意义；并且EMMPRIN还可以作为恶性肿瘤对化疗效果的评价指标［31］。

EMMPRIN在肿瘤的生长、侵袭、转移过程及多重耐药中起重要作用；许多研究提示EMMPRIN有望成为一些恶性肿瘤早期诊断、评价预后、分期、分级及耐药性评价的指标，但是具体分子作用机制尚未完全明确，需进一步研究。

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