Delta样配体4、神经导向因子2及与卵巢癌的研究进展
2014-03-08综述佟秀琴审校
李 娅(综述),佟秀琴(审校)
(1.内蒙古医科大学,呼和浩特 010059; 2包头市中心医院妇产科,内蒙古 包头 014040)
卵巢癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤之一,发病率居第3位,约占女性生殖系统恶性肿瘤的23%,尽管近年来诊断技术在不断改进,但因其解剖部位较隐蔽,临床症状不典型,许多患者就诊时已到晚期,而其病死率居第1位[1]。目前对卵巢癌采取以手术为主、化疗为辅的综合治疗,但肿瘤细胞具有原发性和获得性多药耐药特点,多数患者由于对化疗药物的耐药而复发,晚期卵巢癌5年生存率较低。随着人们对肿瘤发生机制研究的不断深入,发现恶性肿瘤进行性的生长、转移和复发与肿瘤血管生长密切相关。近年来的研究表明,Notch-Delta样配体4(Delta-like4,DLL4)、神经导向因子(Slit homogene,Slit)Robo通路广泛参与恶性肿瘤的发生、发展、侵袭和转移等各种生物学行为。因此,将DLL4与Slit2的研究现状予以综述。
1 DLL4
1.1DLL4结构与功能 DLL4是Notch通道的配体之一,表达在血管发展的网络之中,参与血管的生成。Notch信号通路最早于1919年在果蝇体内发现,由于其功能缺陷引起果蝇翅膀出现缺失(Notchs)而命名,并于1987年由Hartley等[2]首次克隆成功。哺乳动物Notch受体有4种(Notch1~Notch4),配体有5种,分别称为DLL1、DLL3、DLL4、Jagged1和Jagged2。现有研究已证实Notch的配体DLL4是5个配体中唯一特异性存在于内皮细胞的配体,它是由685个氨基酸组成的Ⅰ型单次跨膜蛋白,在血管、淋巴管的新生、发育和成熟及肿瘤血管生长过程中起关键作用[3]。它位于血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)信号下游,基因定位于染色体15q14。人DLL4蛋白在膜外段有8个VEGF样的重复肽段,4个潜在的糖基化位点和1个由45个氨基酸组成的DSL(Notch 配体又名为 DSL)位点,这些结构有助于DLL4与受体Notch1、Notch4结合。在DLL4与Notch结合后,DLL4胞内段被剪切,调节基因转录。
1.2DLL4促进肿瘤血管途径 Notch-DLL4是一条保守的信号传递途经,该信号传递途径主要由Notch受体、DLL4配体及细胞内效应器分子三部分组成,在组织细胞的生长、分化及器官的发育中起着重要调控作用。①在哺乳动物体内,DLL4配体与Notch受体结合后传递,Notch通路激活过程需要3次蛋白裂解,在此过程中的关键酶分别是成对碱性氨基酸蛋白酶样转化酶、去整合素-金属蛋白酶家族及γ-分泌酶,作用后的Notch受体释放其胞内活化片段Nicd(notch intracellular domain)并进入细胞核,与DNA黏附蛋白、Mam(mastermind)蛋白结合形成CSL-Nicd-Mam三聚体(CSL根据CBF-1、Suppressor of Hairless、Lag-1三个首写字母的缩写而得名,它们分别是此蛋白在哺乳动物、果蝇及丝虫中的名称),激活下游靶基因Notch通路靶基因主要包括发状分裂相关增强子(hairy/enhancer of split)及其阻遏蛋白家族,它们参与并调节细胞分化和组织发生[4-5]。②Gerhardt等[6]研究发现,新生血管上的内皮细胞有尖端细胞和杆细胞两个亚型,两种细胞的比例影响到整个血管的形成过程,尖端细胞调控血管出芽和产生新血管分支,杆细胞对新生血管分支起到延伸作用,进一步证明了通过尖端细胞和杆细胞的适当比例,Notch-DLL4信号传递建立新血管萌芽和分支模式,另外此信号传递可与其他信号传递系统配合来调节远距离的细胞,而不仅是相邻的细胞。Hellstrom等[7]研究发现,γ-分泌酶抑制剂抑制Notch-DLL4信号传递,可溶性的肽类推动Notch-DLL4信号通路。Harrington等[8]在人脐静脉内皮细胞中发现,Notch-DLL4信号传递系统能上调血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)1、VEGFR3的表达,从而促进血管的生长,肿瘤的血供,与此同时有研究报道,Notch-DLL4信号传递可下调VEGR2,可能起到负反馈调节作用,但具体机制不详[9]。
1.3阻断Notch-DLL4信号传递 目前有研究证实,抑制DLL4在抗肿瘤血管发展过程中起到一定作用,阻断Notch-DLL4信号传递途径主要有以下方式:可运用反义RNA[10]、RNA干扰,也可利用单克隆抗体[11]直接抑制Notch受体;使用γ-分泌酶抑制剂[12],对DLL4配体进行封闭。
阻断配体可以抑制肿瘤的生长,其机制可能是①新生血管密度增加,肿瘤灌注量减少;②产生非功能的血管。至于两者是如何相互影响的,目前尚不清楚。研究还发现,在血管中DLL4是VEGF的重要下游基因,它通过对VEGF的负反馈来限制其作用,造成肿瘤组织供血不足,减少血管的过度生长[13]。因此,对于抑制VEGF疗法不敏感的肿瘤,可采用联合阻断Notch-DLL4信号疗法来抑制肿瘤发展。
2 Slit2
2.1Slit2结构与功能 神经导向因子Slit2是在线虫、果蝇和脊椎动物中发现的,不仅介导神经轴突导向生长而且还在神经元定向迁移中发挥重要作用。近几年,神经迁移因子Slits已被克隆,包括Slit1、Slit2和Slit3三个成员[14]。Slit2在包括神经系统在内的多种组织中均有表达[15],分布于神经组织、血管内皮细胞、多种实体瘤组织中,Slit是相对分子质量约为20×103的分泌型蛋白,能分解N端和C端两个部位,人Slit2由14×103的N端(Slit-N)和60×103的C端(Slit-C)组成,Slit和Slit-N均能与其受体Robo(roundabout)(一种单通道跨膜蛋白)结合并产生轴突导向功能[16]。肿瘤细胞中Slit/Robo信号通路以Slit2和Robo1、Robo4受体为主。
2.2Slit2与肿瘤血管生长的关系 Wang等[17]研究了Slit2对血管内皮细胞的作用,显示Slit2蛋白是参与介导肿瘤新生血管形成的重要分子。在体外实验系统中发现,Slit2以浓度依赖的方式促进血液中内皮细胞定向迁移和促进细胞外基质中血管样结构的形成,其机制主要包括以下两方面:①肿瘤细胞分泌Slit2,Slit2结合血管内皮细胞上的Robo1受体,Slit2的第2个富含亮氨酸重复单位与Robo1细胞外结构域Ig区(Ig1~2)结合——Slit2 D2区结合,吸引血管内皮细胞向肿瘤内迁移,从而诱导肿瘤的新生血管的形成[18]。②Slit2/Robo信号以旁分泌(肿瘤细胞Slit2-血管内皮细胞Robo1)方式促进肿瘤血管形成。有研究表明,Slit因子在直肠癌[19]、乳腺癌[20]等肿瘤中高表达。然而,有研究显示Slit2可以抑制肿瘤的生长,作为抑癌基因的机制主要有以下两方面:①Robo1胞外区的特异性抗体R5阻断Slit2/Robo1信号,可使肿瘤血管密度明显降低和肿瘤体积明显缩小;②在体外试验中,Slit2/Robo4抑制VEGF-165诱导的内皮细胞迁移,而相关分子机制不清楚[21]。由于Slit2启动子超甲基化、缺失、突变等原因导致其失活[22],Slit2表达水平在肺癌、乳腺癌、宫颈癌、原发性肝癌等常见恶性肿瘤中常明显下调,过度表达Slit2可以显著抑制肿瘤细胞的生长,重组的Slit2能够抑制肿瘤细胞的侵袭[23]。不同实体肿瘤Slit2表达的差异性说明 Slit2/Robo信号通路与肿瘤血管形成密切相关。
3 DLL4、Slit2与卵巢癌
DLL4是Notch通路中的配体,在正常人组织血管中含量少,但在一些恶性肿瘤中通过启动Notch-DLL4信号疾病传递呈现高表达(如膀胱癌、乳腺肿瘤、肺鳞癌、大肠癌、脑星型细胞瘤等),并且进一步证实了DLL4蛋白与患者的性别、年龄无密切关系,与肿瘤大小、分化程度、临床分期及淋巴结转移密切相关。
在乳腺癌中,Jubb等[24]研究表明DLL4在73%乳腺癌组织中高表达,这些人群的5年生存率呈逐渐下降、复发率呈上升趋势。郎志强等[25]在乳腺导管原位癌、浸润性导管癌Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级中研究发现DLL4阳性表达呈阶梯状上升趋势,推测DLL4在肿瘤演进过程中晚期表达较早期明显,且这种表达与肿瘤的大小、临床分期及淋巴转移呈正相关。王群等[26]运用免疫组织化学方法检测DLL4在青年型和老年型乳腺癌中的表达分别为63.77%(44/69)、40.4%(53/69),加上通过对两种类型腋窝淋巴数目转移比较,得出青年型阳性率显著高于老年型DLL4的表达,推测DLL4的青年型乳腺癌比老年型的转移更强、更快。乳腺与卵巢均是受激素分泌影响的器官,那么DLL4在卵巢癌表达情况如何?国内外报道甚少,李慧珍等[27]运用免疫组织化学法对恶性卵巢组织、良性卵巢组织及正常卵巢组织中Notch1的表达情况进行研究,结果表明Notch1在卵巢癌中高表达,得出其表达情况与卵巢癌的病理分级及淋巴结转移相关,与分期、年龄及组织学类型无关的结论。Hu等[28]研究表明,DLL4在卵巢癌和卵巢癌内皮细胞中扮演着重要的角色,推测DLL4可以作为一个评估卵巢癌生存率的独立因子,提出同时抑制DLL4及VEGF可以进一步提高卵巢癌的综合治疗效果。而关于Notch受体在卵巢癌中表达情况,国内外均有报道,至于DLL4配体单独表达及其与受体Notch结合后,是否促进卵巢癌的进展需进一步研究。
Slit2在神经血管形成方面已证实。在卵巢癌方面,Dong等[29]运用甲基化特定聚合酶链反应分析,得出Slit2启动子甲基化在36例卵巢癌组织中有29例患者为低表达,推测Slit2可以提高卵巢癌早期诊断。Qiu等[30]运用聚合酶链反应法发现当肿瘤活跃生长时,Slit2抑制其生长并表达遗传学沉默,推测Slit2抑制卵巢癌发展,可能对卵巢癌治疗提供新方向。代彩凤[31]应用卵巢肿瘤组织芯片研究发现,其在颗粒细胞瘤和无性细胞瘤中阳性表达率均为100%,对于人重组Slit2蛋白采用浓度递增5、10、100 g/L,4 d后与其对照组(增殖率100%)比较,其不同浓度Slit2因子对卵巢癌细胞亚系卵巢癌OVCAR-3(ovarian carcinoma-3)增殖侵袭率为111%,113%,113%,对卵巢癌细胞株 SKOV3细胞增殖率为109%,103%,97%,但差别无统计学意义,得出人重组Slit2蛋白对两种细胞系的增殖无明显促进作用,至于Slit2在卵巢癌中的具体机制有待于进一步探讨。
4 结 语
国内学者运用动物模型,通过特定载体连接DLL4制备成含有DLL4的质粒作为肿瘤疫苗,另外利用DLL4促血管生成作用,对于放疗不敏感的肿瘤,可以过度激活Notch-DLL4信号途径,导致大量血管生成,从而提高放疗敏感性。DLL4在不同临床分期,病理分级及初发、复发患者表达量的变化可作为评估预后的指标之一。Slit2在神经细胞迁移方面已有较为深入的研究,但在肿瘤血管生成方面仍持有不同见解,在卵巢癌组织中,有学者研究发现DLL4因子促进肿瘤血管形成及生长,Slit2因子通过甲基化对癌组织起抑制作用。两者相互对立、制约,有望成为预测预后的临床指标,进而为临床提供有针对性的治疗措施,为卵巢癌的发病机提供新的靶向治疗。
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