硫酸软骨素蛋白聚糖SRPX2在胃肠道肿瘤中的作用*

刘揆亮 余瑞金 综述 吴 静 审校

首都医科大学附属北京世纪坛医院消化内科(100038)

细胞外基质(extracellular matrix, ECM)是分布于细胞表面或细胞间的复杂的大分子网络结构，其组分由细胞合成并分泌至胞外，主要包括具有不同物理、生化特性的糖蛋白、蛋白聚糖、胶原等。作为组织中的非细胞成分，ECM具有多种生物学功能：①充当物理屏障，支撑组织结构，维持组织完整性，发挥分隔和定位作用；②调节细胞行为，影响细胞黏附和迁移；③通过与生长因子以及细胞表面受体结合参与信号转导，影响细胞的生长、增殖和存活，维持机体生理功能。ECM参与构成肿瘤细胞的局部微环境，其失调为肿瘤的重要特征之一。在肿瘤发生、发展的各个阶段，ECM与肿瘤相互影响，在促进细胞恶性转化、肿瘤相关血管生成和炎症反应以及肿瘤转移中起重要作用[1]。蛋白聚糖是ECM的主要组分之一，为细胞表面和细胞旁微环境的关键效应分子，可与相应配体或受体相互作用，调节肿瘤生长和血管生成，影响肿瘤进展[2]。认识ECM和蛋白聚糖在肿瘤生物学中的作用，对于揭示肿瘤的发生机制以及探索、开发相应治疗措施具有重要意义。含sushi重复蛋白X连锁2(sushi repeat-containing protein, X-linked 2, SRPX2)是一种硫酸软骨素蛋白聚糖(chondroitin sulfate proteoglycan, CSPG)，具有参与癫痫发作、血管生成、细胞黏附等多种作用。新近研究提示SRPX2可能在胃肠道肿瘤中起一定作用，本文就相关研究现状作一综述。

一、SRPX2概述

SRPX2基因最早于1999年由Kurosawa等[3]在白血病细胞中发现，其定位于染色体Xq22，为E2A-HLF融合基因的下游靶基因，编码蛋白当时命名为SRPUL(sushi-repeat protein upregulated in leukemia)。SRPX2蛋白由465个氨基酸组成(GenBank NP_055282)，含有1个信号序列、3个sushi重复结构域和1个HYR(hyaline repeat)结构域，其中sushi重复结构域又称补体调控蛋白(complement control protein, CCP)模块，含60个氨基酸，可通过介导特定的蛋白质-蛋白质和蛋白质-碳水化合物相互作用而影响细胞黏附功能[4]，HYR结构域的作用尚不确定，可能与免疫球蛋白样折叠相关，似亦参与细胞黏附过程[5]。SRPX2与SRPX、P-选择素(SELP)前体、E-选择素(SELE)前体、选择素样成骨细胞衍生蛋白-1(SEL-OB，又称SVEP-1)属于脊椎动物进化过程中形成的同一基因家族，SRPX2基因突变可致大脑中央沟和外侧裂言语区癫痫发作(表现为言语应用和认知障碍)、发育性言语失用和双侧外侧裂综合征的脑发育畸形[6-7]。

SRPX2基因表达于脑神经元以及心、肺、气管、卵巢、子宫、胎盘等正常组织，以肺和胎盘为著，外周血、脑脊液、骨髓表达量甚低[3,8]。SRPX2蛋白定位于细胞质，相对分子质量约为53 kDa(1 Da=0.9921 u)，作为一种分泌型蛋白，可在细胞培养基中被检出。Tanaka等[9]对SRPX2蛋白分子的生物化学分析显示，细胞分泌的SRPX2蛋白受到高度翻译后修饰，相对分子质量约为100～150 kDa，以硫酸软骨素抗体可检出其表达，证实其为一含糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)链的CSPG。Wilson等[10]通过蛋白质组学技术确认SRPX2为一ECM蛋白。

二、SRPX2的作用机制

SRPX2所具有的sushi重复结构域和HYR结构域的结构特点，及其与选择素家族SELP、SELE、SVEP-1的高度同源性均提示SRPX2可与各种黏附分子相互作用，参与细胞黏附、迁移过程。因此研究者最初的关注点在于SRPX2在调节细胞生物学行为方面的作用。

黏着斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)是一种胞质蛋白激酶，其为最主要的黏着斑相关蛋白，可由生长因子和整合素激活而调控细胞黏附和迁移。FAK途径位于整合素下游，是调节细胞间黏附信号的主要途径之一，通过调节一系列信号分子参与细胞的黏附、迁移、增殖、凋亡等重要生物学过程。Tanaka等[8]发现，将SRPX2基因导入HEK293细胞可增强其迁移活性，来源于过表达SRPX2的HEK293细胞的条件培养基可增强胃癌细胞株SNU-16的迁移活性，此外SRPX2还可显著增强胃癌细胞株SNU-16和HSC-39的黏附能力并上调其FAK磷酸化水平，提示SRPX2系通过FAK信号途径增强细胞的迁移和黏附能力。Schwanzer-Pfeiffer等[11]发现抑制SRPX2表达可使经脂多糖(LPS)处理的THP1单核细胞条件培养基刺激的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的可溶性细胞间黏附分子-1(sICAM-1)和可溶性SELE分别增加11%和14%，提示SRPX2可调节ICAM-1和SELE的脱落，影响膜结合黏附分子表达。

Tanaka等[8]发现SRPX2在HUVEC中呈过表达，提示其具有促血管生成作用。Royer-Zemmour等[12]应用酵母双杂交技术筛选出19种可能与SRPX2相互作用的蛋白，并通过免疫共沉淀等多种技术最终确认SRPX2可与尿激酶型纤溶酶原激活物受体(uPAR)、半胱氨酸蛋白酶组织蛋白酶B(CTSB)和金属蛋白酶ADAMTS4相互作用，这三种蛋白均为ECM蛋白水解机制的关键组分，且CTSB为uPA激活剂，提示由SRPX2以及与之相互作用的蛋白组成的网络参与了ECM的水解重塑。Roll等[13]的研究发现转录因子FOXP2对SRPX2/uPAR复合物具有调节作用，可与两者的启动子区结合而抑制其转录。Miljkovic-Licina等[14]的研究发现新生血管内皮中存在SRPX2与uPAR共表达，且沉默SRPX2基因可特异性抑制内皮细胞迁移，阻碍血管芽形成，证实SRPX2/uPAR具有调节内皮细胞迁移和促血管生成作用。

三、SRPX2在胃肠道肿瘤中的表达和作用

Tanaka等[8]的研究发现SRPX2在胃癌(44As3、MKN7、SNU-16)、结直肠癌(WiDr、COCM-1)、肺癌(PC-9)、间皮瘤(MSTO)、胶质瘤(U251)等多种人类肿瘤细胞株中呈过表达。结合SRPX2为白血病细胞E2A-HLF融合基因的下游分子[3]，研究者推测其在肿瘤发生中起一定作用。该研究还以实时RT-PCR技术检测了24例胃癌组织与配对非癌黏膜的SRPX2 mRNA表达，发现癌组织表达量显著高于非癌黏膜；扩大样本量至57例分析SRPX2表达与胃癌临床特征的关系，发现总体生存期小于6个月者的SRPX2表达量显著高于总体生存期大于6个月者，表明SRPX2过表达与预后不良相关。之后该研究小组对15例结直肠癌组织与配对非癌黏膜行微阵列分析，发现癌组织SRPX2 mRNA表达量较非癌黏膜上调20.5倍，该结果在30例结直肠癌组织和10例配对非癌黏膜中经实时RT-PCR检测证实[9]。Øster等[15]对6例配对结肠癌、腺瘤和正常组织行外显子表达分析，亦发现SRPX2在结肠癌组织中表达上调，腺瘤表达量居于癌组织与正常组织之间，该结果在104例结直肠癌组织和19例配对正常黏膜中经实时RT-PCR检测证实。然而新近Wang等[16]以实时RT-PCR技术检测了112例胃癌患者的术前外周血有核细胞SRPX2表达，并以107例健康志愿者作为对照，发现两组间SRPX2表达量无明显差异。对于SRPX2在消化道肿瘤患者外周血中的表达情况和表达机制，尚待进一步研究。

尽管上述研究结果证实SRPX2在胃癌和结肠癌组织中呈过表达，但其在胃肠道肿瘤中的作用机制仍不甚明确。前文述及SRPX2可通过FAK信号途径促进胃癌细胞迁移和黏附[8]，提示其可能通过该途径影响肿瘤细胞的生物学行为。此外，SRPX2还可通过uPAR作用于血管内皮细胞，发挥促血管生成作用[14]。已知SRPX2结构中含有GAG链，而肝细胞生长因子(HGF)等多种肿瘤相关生长因子可与GAG链相互作用。Tanaka等[9]应用IAsys共振镜生物传感器技术证实HGF可剂量依赖性地结合SRPX2，且SRPX2可增强HGF促HUVEC增殖的作用，提示HGF与SRPX2之间的相互作用有利于血管生成。然而，Øster等[15]分析了结直肠癌组织中SRPX2表达与血管内皮生长因子(VEGF)及其受体表达和微血管密度(MVD)之间的相关性，结果提示SRPX2可能并不通过VEGF-A途径参与肿瘤血管生成。由于VEGF途径仅为血管生成相关信号途径之一，目前仍不清楚SRPX2是否可通过促进血管生成而影响肿瘤进展。

Øster等[15]的研究还关注了SRPX2在结直肠癌中表达的上游调节机制。该研究通过全基因组筛查发现SRPX2为结直肠癌中的非CpG岛低甲基化基因之一，该结果在662例结直肠癌组织DNA样本中得到验证；对SW620、HCT15、HCC2998、HT29四个甲基化结直肠癌细胞株的研究证实SRPX2受DNA甲基化表观调控，去甲基化可增高其表达水平。该研究还发现结肠癌组织中miR-149表达下调并与SRPX2表达呈负相关，在结直肠癌细胞株HCT116中异位表达miR-149可显著降低SRPX2的表达水平，提示miR-149为结直肠癌中SRPX2的转录后调控因子。

综合上述发现，SRPX2表达异常可能参与了消化道肿瘤的发生、发展，但其确切作用机制仍有待进一步探索。

四、总结和展望

作为一种CSPG，SRPX2虽与同为CSPG/lecticans家族的聚集蛋白聚糖(aggrecan)、多能蛋白聚糖(versican)、神经蛋白聚糖(neurocan)、短蛋白聚糖(brevican)一样具有sushi重复结构域，但在分子结构上与四者存在显著差异，提示其可能具有相对独特的功能[9]。现有研究提示SRPX2可与uPAR结合，而uPAR是纤溶酶原激活系统的关键组分，在纤溶、免疫反应、炎症反应、血管生成以及细胞的增殖、黏附、迁移中均发挥重要作用，其不仅表达于血管内皮细胞，在肿瘤细胞中亦有广泛表达。近年研究发现uPA/uPAR复合物可通过水解ECM蛋白以及多种信号途径参与调控肿瘤细胞的增殖、存活、黏附、迁移、侵袭等生物学行为，且uPAR表达常与预后不良相关[17]。另有研究[18]证实胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)和HGF可通过激活uPA/uPAR系统诱导结直肠癌细胞迁移和侵袭。结合上述发现以及目前研究所揭示的SRPX2在胃肠道肿瘤中呈高表达并与患者预后相关，考虑到分泌型SRPX2作为一种ECM组分的CSPG生物学属性，有理由推测肿瘤微环境中的SRPX2与uPAR结合形成复合物可广泛影响胃肠道肿瘤细胞的增殖、存活、凋亡、迁移相关信号途径。目前对SRPX2在胃肠道肿瘤中作用的认识还比较局限，关于肿瘤组织中SRPX2表达的上游调控机制、SRPX2与其他配体之间是否存在相互作用以及自分泌或旁分泌的SRPX2在肿瘤微环境中是否起不同作用，均有待进一步的研究加以揭示。

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