色素上皮衍生因子与宫颈癌的研究进展

刘程程综述，叶红审校

(三峡大学第一临床医学院，湖北宜昌443000)

·综述·

色素上皮衍生因子与宫颈癌的研究进展

刘程程综述，叶红审校

(三峡大学第一临床医学院，湖北宜昌443000)

色素上皮衍性因子(Pigment epithelium-derived factor，PEDF)是一种可溶性的糖蛋白在正常组织中的存在，属于丝氨酸蛋白酶抑制超家族成员，并具有高度保守的序列和分子结构，不仅对神经有丰富的营养作用，而且对新生血管有抑制作用。近年来，PEDF在实体肿瘤中抗血管生成作用逐渐引起重视，多项研究表明PEDF具有抑制肿瘤血管生成，促进肿瘤细胞分化、凋亡和抑制肿瘤细胞侵袭、转移。本文就PEDF结构与功能和子宫颈癌的关系做一综述，为寻找子宫颈癌基因治疗的新靶点提供线索。

色素上皮源性因子；宫颈癌；基因

宫颈癌(Cervical cancer)又称宫颈浸润癌(Invasive carcinoma of cervix uteri，ICC)，在全球女性恶性肿瘤中宫颈癌的发病率仅次于乳腺癌和结直肠癌，位居第3位，是全球妇女中仅次于乳腺癌的第二常见恶性肿瘤，在发展中国家妇女中其发病率则在恶性肿瘤中排第一位[1]。其发生机制十分复杂，受多种癌基因及细胞因子的调控。目前子宫颈癌治疗通常仅限于手术、放疗和/或化疗。但宫颈癌放疗后仍易短期内复发或转移，且对化疗又不敏感，故预后不良。化疗和放疗在治疗的同时亦带来严重的副作用[2]。虽然在早期的预后诊断和治疗是有希望的，但非侵入性成功治疗晚期宫颈癌的方法尚未被发现。所以寻找新的药物治疗宫颈癌是必要的[3]。然而，近年来，研究其他类型的癌症已显示出使用抗血管生成化合物来治疗宫颈癌是大有希望的。

血管的新生在血管中是一个必不可少的环节。虽然这在生理条件下是一个必不可少的过程，如伤口的愈合，它也可能与炎症息息相关，如类风湿关节炎、中风和心血管疾病[4]。此外，也有研究表明其与眼睛在病理条件下有关，如糖尿病性视网膜[5]、缺血[6]，还有与年龄有关的黄斑性病变[7]。更有研究表明血管的新生在肿瘤的发生、发展和转移中密不可分[8]。现今，能够抑制新生血管生长的因子已成为肿瘤治疗的焦点。

血管的生成调控涉及促血管生成之间的相互平衡因素的影响，例如，血管内皮生长因子(VEGF)和抗血管生成因子色素上皮衍生因子(PEDF)。在伤口愈合的过程或其中一个上述的病理状态的刺激下，促血管形成因子的表达上调与抗血管生成因子表达下调的共同作用，在不干扰已生成的血管的条件下促进新的血管生成[9]。

1 PEDF的结构和发现

PEDF是丝氨酸蛋白酶超家族的成员,具有高度保守的序列和分子结构，它属于丝氨酸蛋白酶抑制剂的一种[10]。PEDF是1989年Tombran-Tink等[11]第一次在人体视网膜色素上皮细胞的培养液中发现和提取的一种新的神经营养因子，它可诱导视网膜母细胞瘤细胞向成熟的神经元分化。多项研究表明PEDF已经在大多数组织中有表达[8]。它是多肽链由418个氨基酸残基组成，分子量是4 613 kD，糖基化后其分子量为50 kD[12]。人类的PEDF蛋白编码基因位于人第17号染色体的短臂末端，它的分子量是50 000 kD，分子半径13.05 nm，在氨基末端有一个信号肽和一个N-糖基化位点，和一个开始于21号氨基酸的氨基末端的前体多肽。更为重要的是PEDF有两个肽段34个氨基酸(Asp44、Asn77)和44个氨基酸(Val78、Thr121)分别是抗血管新生和神经营养的部位[13]。

2 PEDF的功能与分布

近年来研究发现：PEDF具有能够抑制内皮细胞的增殖和迁移以及诱导内皮细胞细胞凋亡的功能[14-15]。由于它的发现，PEDF作为神经营养和抗血管生成的作用已被明确认可[16-17]。已有研究确定PEDF具有广泛的功能，包括免疫调控[18-19]、抗肝纤维化和氧化应激的保护作用[20-21]。相较于其他的抗血管生成因子如血管抑素和内皮抑素，PEDF已被证明其抗血管生成活性是最有力的。PEDF的主要来源是肝脏，它是在体外培养的人视网膜色素上皮细胞（RPE）分泌的产物中研究发现的。PEDF在眼球内主要表现在视网膜色素上皮细胞、角膜、睫状体上皮、玻璃体和房水中[22]。人类除了胎儿和成人眼部的组织外，还可在大脑在内的多种组织中都可有色素上皮衍生因子的转录[23]，包括造骨细细胞、内皮细胞等。PEDF在这些组织可以发挥重要的生理功能。

3 PEDF与肿瘤

近年来，研究表明，PEDF具有抗肿瘤特性主要是通过防止血管生成，促进肿瘤细胞分化，并启动细胞凋亡[24-25]。研究表明，PEDF在治疗肿瘤方面是一个具有明显优势和潜力的治疗剂，因为它具有直接针对肿瘤组织的能力并且并不影响周围的健康组织和血管。此外，当单独使用PEDF时，不仅观察到肿瘤的血管生成减少，并且对于肿瘤细胞有促使其凋亡和分化的作用[26]。

初步研究提出PEDF可以间接作用于目标肿瘤，随着对PEDF深入研究，人们已经把眼光发展到使用PEDF作为抗血管生成治疗肿瘤的候选药物。虽然有人进行了使用外源性PEDF在治疗癌症的研究，但PEDF在体内如何作用于肿瘤细胞的进展和/或治疗中的作用尚未完全明确。从首次报道PEDF在体外对肺癌的治疗起，许多人开始在多种癌症中研究探讨了PEDF的作用，包括胰腺癌[27]、黑色素瘤[28]、前列腺癌[29-30]、卵巢癌[31]、神经胶质瘤[32]和骨肉瘤[33-34]。

4 PEDF与宫颈癌

多项研究表明了PEDF对癌症治疗的应用价值，但鲜少有使用PEDF治疗宫颈癌的研究。在这个问题上Yang等[35]检查了宫颈癌组织中PEDF的表达，他们发现，在正常宫颈上皮细胞中PEDF的表达是增高的，但它在宫颈癌细胞巢中的表达是降低的。而且他们还通过腹腔注射的方式对PEDF治疗宫颈癌进行研究，研究中他们发现，PEDF可以使宫颈癌模型小鼠内的肿块减小68%，治疗后的肿瘤组织微血管密度显著下降。PEDF还可以抑制上皮细胞的增殖和诱导其调亡，并呈剂量关系。此外，虽然PEDF治疗导致人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的细胞凋亡和可行性的增加，但是在HeLa细胞(细胞系来自子宫颈癌)中未观察到效果。因此，抑制新的血管生成是PEDF对宫颈癌的主要作用，PEDF对宫颈癌细胞没有细胞毒性的作用。

要确定PEDF在宫颈癌细胞的抑制作用机制Hockel等[36]和Young等[37]观察了在缺氧的条件下，增加外源性的PEDF对促进血管形成的主要因素血管内皮生长因子的表达。缺氧是肿瘤生长和转移的主要有关特征之一。Young等[37]通过观察发现增加PEDF后血管内皮生长因子的表达减少，表明PEDF在宫颈癌组织中的抑制宫颈癌生长的作用是通过PEDF对血管内皮生长因子的下调来实现的。此外，PEDF调控血管内皮生长因子的发生是通过HIF-1α，一种被激活的转录因子，可以导致缺氧条件和抑制新生血管的生成，使肿瘤生长时没有直接的血液供应，这项研究已经确定了PEDF是如何发挥其抗肿瘤血管的生成来影响宫颈癌的。这个研究观察了PEDF在体内对于人类肿瘤的效果，比许多先前的有关PEDF在癌症治疗中的研究在细胞培养环上境更进了一步。

5 PEDF对宫颈癌的治疗和展望

PEDF有着良好的临床应用前景，可以对编码PEDF的腺病毒转染肿瘤细胞，在VEGF存在的情况下，PEDF可以明显阻止血管内皮细胞管腔形成和迁移。而对患有CNV/AMD的患者体外实验也发现，在PEDF大量减少的情况下，内皮细胞有明显迁移；而对照组中正常水平的PEDF，则抑制了内皮细胞的迁移。肝的血管系统也处于Pr-Dr与VEGF的共同调节下，在肝细胞癌发生者，VEGF的两种亚型121和189增生，引导血管增生和肿瘤发展。而PEDF正是VEGF的拮抗因子。对裸小鼠的载体实验以及鼠的肺癌模型也同样证明了Pr-Dr对肿瘤的抑制作用。其机制乃因PEDF减少肿瘤微血管的密度，因而可被用于抑制肿瘤新生血管，从而抑制肿瘤的生长[38]。

PEDF的治疗具有多项优点:可用其可溶的蛋白质或者通过载体介导的基因转染进行治疗；只针对新生血管的形成，对已有的正常组织不会产生影响；注射时稳定而无毒性；其生物活性在其他血管增生抑制因子是最强的；并且可以促进肿瘤细胞分化及神经保护作用，还具有较强的抑制肿瘤细胞增殖迁移的作用[39]。

虽然Young等[37]的研究证实了PEDF对宫颈癌的治疗是有效的，但是在以后仍然有许多问题等待我们解决。已有多项研究证实了使用更小、更便宜的PEDF多肽在癌症治疗方面有着广阔的前景[40-41]。在以后治疗宫颈癌时可以考虑使用最小的PEDF肽链来代替全长PEDF肽链。此外，还必须观察在肿瘤中这些外源性肽抑制血管生成的活性和可行性，以及其在体内的稳定性和时间的长短。虽然Young等[37]的研究已经表明了这些短期的外源性PEDF并不影响非癌组织，但是未来我们还要对PEDF长期在女性生殖道包括非癌组织和女性月经周期的影响进行审查。PEDF治疗肿瘤的基本策略包括基因治疗和蛋白质治疗。我们还可以应用PEDF基因目前常用腺病毒作为载体来进行PEDF基因治疗宫颈癌的研究。随着对PEDF抗肿瘤作用机制的深入了解和进一步临床实验研究，PEDF有可能成为一种新的有效的抗宫颈癌靶向治疗药物。

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R737.33

A

1003—6350（2014）01—0062—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.01.0022

2013-03-28)

叶红。E-mail：yehong998@hotmail.com