肿瘤转移相关分子与鼻咽癌转移关系的研究进展
2014-01-22谭俞佳综述江青山审校南华大学附属第一医院耳鼻喉科湖南衡阳421001
谭俞佳 综述,江青山 审校(南华大学附属第一医院耳鼻喉科,湖南 衡阳 421001)
鼻咽癌(carcinoma of nasopharynx,NPC)是国内高发肿瘤之一,从流行病学调查资料显示,广东、广西、湖南、福建、江西为世界鼻咽癌高发区;男性发病率约为女性的2~3倍,40~50岁是高发年龄组。鼻咽癌98%属低分化鳞状细胞癌,首选放射治疗,放疗5年生存率为50%左右[1],局部复发与远处转移是主要死亡原因[2],约60%的患者在确诊鼻咽癌时已发生淋巴结转移,导致治疗的失败。肿瘤的浸润、转移是连续而又复杂的过程,随着人类基因组计划的完成,吸引了众多的研究者从基因组学和蛋白质组学方面突破对鼻咽癌的传统认识,探索鼻咽癌转移的相关分子及其机制,从而改变治疗方式。
1 鼻咽癌转移相关基因
1.1 CD44基因与鼻咽癌
CD44基因位于人类11号染色体短臂(11p13),其编码产生的单链糖蛋白是一种重要的细胞粘附分子,在多种生理及病理进程中均发挥作用。免疫学研究发现,CD44信号通路的激活会使细胞的形态发生变化,如出现伪足、使细胞运动能力增强等。近年来研究发现其与恶性肿瘤细胞的浸润与转移关系密切[3]。CD44在鼻咽癌组织中表达已得到证实。
王爽等[4]发现高转移特性的鼻咽癌细胞中CD44的表达明显高于低转移特性的鼻咽癌细胞;利用带有CD44基因的脂质体转染低转移特性的鼻咽癌细胞,发现其转移能力明显增强,进一步发现其间质标志物基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)的表达明显增高,表明CD44与鼻咽癌转移关系密切,且通过调控上皮细胞间质化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)进程影响鼻咽癌细胞的转移能力。因此,临床上检测CD44的表达,可以预测鼻咽癌细胞转移能力,从而预测患者的预后情况;通过靶向抑制CD44,可以抑制EMT的进程,从而降低鼻咽癌的转移率,提高5年生存率。
1.2 EZH2与鼻咽癌
EZH2位于人染色体7q35,与胚胎发育、细胞分化、肿瘤干细胞的自我更新及多种恶性肿瘤的发病密切相关。其编码的蛋白可通过催化DNA甲基化来阻止转录子与启动子区结合,导致基因的沉默。多项研究表明其高表达可以促进癌细胞的浸润和转移。比较基因杂交技术(comparative genomic hybridization,CGH)证实此染色体区带可能存在与鼻咽癌转移相关的基因。
梁碧君等[5]收集临床标本发现鼻咽癌组织中EZH2表达明显高于炎性组织;在细胞实验中发现具有高转移特性的鼻咽癌细胞中EZH2表达明显高于低转移特性的鼻咽癌细胞;临床随访资料分析发现高表达EZH2蛋白的鼻咽癌患者5年生存率明显低于低表达者。进一步实验证实EZH2的沉默使鼻咽癌细胞转移能力减弱,且上皮标志物的表达增高、间质标志物表达降低;而高表达则明显促进鼻咽癌细胞的转移,且上皮间质标志物的表达呈现相反的结果,表明EZH2可通过调控EMT来影响鼻咽癌的转移。因此,临床上也可将EZH2作为预测鼻咽癌患者预后情况的指标。且抑制EZH2可降低鼻咽癌的转移率。
1.3 THY1与鼻咽癌
THY1基因也称白细胞分化抗原CD90,位于人染色体11q22~23区域,该区域与鼻咽癌密切相关。THY1编码的蛋白质属于免疫球蛋白超家族中的一员,是一种高度糖基化的细胞表面糖蛋白。THY1与机体免疫反应、细胞增殖、分化、细胞因子释放、血管生成及凋亡等细胞功能有重要关联。
Lung等[6]发现在鼻咽癌组织及细胞中THY1的表达明显低于正常组织与细胞,且THY1表达的缺失可能与其启动子高度甲基化有关。具有高转移特性的鼻咽癌细胞在转染THY1基因后,呈现出生长速度减慢及转移率降低的特点,表明THY1基因能够抑制鼻咽癌细胞的生长及转移,可作为鼻咽癌的一个候选抑癌基因。
1.4 NGX6与鼻咽癌
鼻咽癌相关基因6(nasopharyngeal carcinoma associated gene 6,NGX6)是新的转移相关抑癌基因,可抑制肿瘤的增殖、侵袭和转移能力[7]。目前研究已证实NGX6基因的表达可抑制鼻咽癌的增殖,侵袭和转移能力,其机制可能是通过调节多种肿瘤相关基因的表达,引起信号转导通路分子改变,在调控肿瘤细胞周期,肿瘤细胞粘附迁移及肿瘤血管生成等环节发挥重要作用。
吴静娴等[8]发现在非转移鼻咽癌组织中NGX6表达高于转移鼻咽癌组织,其蛋白阳性表达率随T分期、N分期的增高呈下降趋势;NGX6蛋白的表达与鼻咽癌组织微淋巴管密度呈负相关性,由此推测NGX6抑制鼻咽癌组织淋巴管的生成而抑制其侵袭转移。随着抑癌基因NGX6在鼻咽癌发生发展,侵袭及转移中作用机制的逐步明确,NGX6蛋白的检测可能在辅助鼻咽癌淋巴结转移的风险预测和预后判断方面发挥作用,并可能成为鼻咽癌基因治疗中新的重要靶点。
2 鼻咽癌转移相关分子
2.1 LMP1与鼻咽癌
潜伏性膜蛋白1(latent membrane protein 1,LMP1)是EB病毒基因组中发现的第一个能改变细胞形态的癌基因,与鼻咽癌的侵袭和转移密切相关。LMP1的基因位于EB病毒基因组U5-TR区的BNLF-1基因,由386个氨基酸残基组成的跨膜蛋白[9]。
LMP1是EB病毒编码的主要致瘤蛋白,其阳性表达是诱导鼻咽癌侵袭转移的重要因素。李刚等[10]发现抑制LMP1的表达,则鼻咽癌细胞的增殖、转移能力减弱。Wang等[11]发现LMP1可通过激活MEK/ERK1/2和JAK3信号传导通路,活化STAT3结合位点,上调血管内皮生长因子的表达和分泌,为瘤细胞转移提供血管基础。还可通过激活JAK/STAT、AP-1、NF-κB、PI-PLC-PKC等多条细胞内信号传导通路,促进鼻咽癌细胞的EMT进程,赋予鼻咽癌细胞高侵袭高转移能力;Liu等[12]则发现LMP1可上调鼻咽癌细胞MMP9的活性,促进EMT进程;阻断转录因子e-Jun和Ets1的表达,LMP1对MMP9活性的诱导降低,表明了e-Jun和Ets1调控鼻咽癌MMP9的表达。申志华等[13]研究认为EBV-LMP1可通过上调Ezrin的表达来介导对鼻咽癌转移能力的影响,Ezrin蛋白可通过与CD44分子、E-钙粘素、整合素等细胞表面分子形成复合体,调节细胞粘附,参与肿瘤细胞信号转导。
2.2 VEGF与鼻咽癌
血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是血管内皮细胞特异性肝素结合生长因子,是目前已知的作用最强、特异性最高的促血管生成因子。肿瘤转移与其诱导血管增生的能力关系密。肿瘤血管增生一方面促进了肿瘤组织生长,另一方面为肿瘤细胞转移提供了重要通路。已有研究显示VEGF与肿瘤的发生、发展、治疗及预后关系密切。
姜武忠等[14]发现VEGF在鼻咽癌组织中的表达率高于炎性及正常鼻咽上皮组织;颈淋巴结转移的鼻咽癌组织中表达高于未转移组织;晚期鼻咽癌组织中表达显著高于早期鼻咽癌组织,表明VEGF的高表达与鼻咽癌的浸润发展及转移密切相关。孙军[15]比较鼻咽癌放疗患者血清中VEGF发现,放疗前VEGF量高于正常人,放疗后VEGF减少,复发患者VEGF量较未复发者量多。它显示检测VEGF对预测鼻咽癌预后有一定的价值,可作为预后不良的指标之一。
2.3 PFK1与鼻咽癌
6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphofructo-1-kinase,PFK1)是糖酵解途径中的第二个限速酶,是糖酵解途径三个限速酶中最重要的一个。近年来研究发现恶性肿瘤细胞中普遍存在糖酵解途径的增强,而PFK1与恶性肿瘤关系密切,在很多肿瘤组织中,PFK1表达明显增强,在肿瘤细胞的糖酵解和细胞增殖中起重要作用。
李烁等[16]发现PFK1在鼻咽癌组织中表达高于鼻咽部炎性组织;鼻咽癌淋巴结转移组织中表达高于未转移组织,说明PFK1与鼻咽癌转移关系密切。PFK1表达的增高促进了肿瘤组织中糖酵解比例的增高,能够为肿瘤的侵袭和转移提供能量支持,而糖酵解产生的酸性代谢产物可以破坏正常的细胞基质,为侵袭和转移提供有利的环境。因此,PFK1可能是鼻咽癌转移的分子标志之一。
3 微小RNA与鼻咽癌
微小RNA(microRNA,miRNA)是一类编码长度为17~25个核苷酸组成的非编码单链RNA分子,参与基因表达调控,尤其在转录后调控中发挥重要作用。miRNA能与下游靶基因mRNA的3’UTR碱基配对,引导沉默复合物抑制mRNA的翻译或降解mRNA,这种特性使其参与生物合成和肿瘤的发展过程。在已注解的miRNA分子中,有超过50%的miRNA定位于肿瘤相关基因位点,说明miRNA在肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用。很多研究表明,miRNA在鼻咽癌组织和细胞中表达高于正常鼻咽上皮组织,扮演了抑癌基因或原癌基因的角色,并通过多种分子机制参与调控鼻咽癌的浸润与转移。它们极其可能成为未来鼻咽癌的生物标志物和治疗靶点。
Luo等[17]发现miR-149在鼻咽癌细胞中的表达明显高于正常鼻咽上皮细胞。miR-149过表达能增强鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力;反之,抑制miR-149的表达则出现相反的结果。进一步实验研究发现。miR-149能降低E-钙粘蛋白的表达,说明其可通过调节EMT在鼻咽癌的侵袭转移中发挥重要作用。
Li等[18]利用miRNA芯片筛选发现miR-18a在鼻咽癌组织中表达上调。Luo等[19]研究发现高表达miR-18a能促进鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭,反之则降低。进一步研究发现miR-18a通过Dicer1促进鼻咽癌的发展。Dicer1是miRNA合成酶的关键分子,在miRNA合成过程中,Dicer1控制成熟的miRNA合成。miR-18a下调Dicer1的合成,从而下调miR-200家族的表达,而miR-200家族能调节EMT标志分子物的改变,说明miR-18a的调控网络中包括促进EMT进程,从而促进鼻咽癌的转移。
Zhang等[20]发现miR-144在鼻咽癌组织中表达上调,实验发现沉默miR-144可以减少鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和转移。进一步研究其作用机制发现,它主要通过抑制磷酸酶及张力蛋白同源性基因(phosphatase and tensin homolog,PTEN)这一抑癌基因来增加磷酸化丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(pAKT)和周期素D1向G1期转化,并且通过降低E-钙粘素促进EMT进程。
综上所述,多种鼻咽癌转移相关分子参与了调控EMT进程,且调控机制多样,各种相关分子相互协同或制约,构成错综复杂的调控网络。鼻咽癌的侵袭转移是一个复杂的过程,对其相关分子的不断了解,为肿瘤标记物的筛选及药物治疗靶点的选择成为可能;也为治疗后转移风险的预测提供了更多的科学依据。但目前研究发现的鼻咽癌转移相关分子缺乏特异性,难以应用于临床实践。因此,进一步寻找特异性鼻咽癌转移相关分子标志物,并深入探讨其作用机制仍是未来鼻咽癌防治研究的重点。
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