葡萄糖调节蛋白78 与肿瘤相关性的研究进展

华正伟，侯君妍，汲坤

(1.沈阳医学院口腔医学院口腔医学专业2011 级1 班，辽宁 沈阳 110034;2.基础医学院病理生理学教研室)

肿瘤的发生发展涉及多个因素的参与，其发生机制尚不完全清楚，有研究表明，在肿瘤细胞中葡萄糖调节蛋白78 (glucose regulated protein 78，GRP78)的异常高表达有抑制肿瘤细胞凋亡，促进肿瘤的耐药、复发及转移的作用。GRP78 又称免疫球蛋白重链结合蛋白，是一个定位于内质网上的分子伴侣。抑制GRP78 的表达水平或将GRP78 的启动子连接自杀基因可以用于肿瘤的治疗，这可能是有效的抗癌疗法之一。本文将从GRP78 的定位、对肿瘤细胞的影响进行综述。

1 GRP78

GRP78 定位于9 号染色体长臂33 区3 带，由654个氨基酸组成，具有高度保守的EEVD 氨基酸序列，与热休克蛋白70 (Hsp70)家族有高度同源性，是Hsp70 家族的成员之一。它是细胞受到外来刺激后为了适应未折叠蛋白反应 (unfolded protein response，UPR)所产生的一类应激蛋白，在蛋白质的折叠和转运过程及内质网应激反应中发挥重要作用。它促进蛋白质的正确折叠，防止从中间聚集，并针对错误折叠蛋白的蛋白酶体降解，维持内质网的正常功能，维持肝脏、胰腺和脂肪组织等代谢器官的动态平衡。最近研究发现，GRP78 在主要的成熟器官，如脑、心脏、肺中，表达量在低基础水平，而其在某些肿瘤细胞中却呈高水平表达趋势。大多数肿瘤组织由于生长过快，相对缺血、缺氧的环境导致营养供应不足，而肿瘤细胞为了适应低糖、低氧以及低钙等慢性应激反应，可诱导GRP78 在肿瘤细胞的细胞表面表达，通过代谢调节使GRP78 表达上调，GRP78的这种表达上调又反过来增强肿瘤细胞的增殖、侵袭能力及抗癌药物的耐受性，GRP78 的过表达同时也对肿瘤血管生成有促进作用。休眠的肿瘤细胞和肿瘤内皮细胞也都依赖GRP78 逃脱化学药物治疗［1－4］。

2 GRP78 对肿瘤的影响

2.1 GRP78 与肝细胞癌(HCC) HCC 是最常见的肝脏肿瘤。为了阐明GRP78 在HCC 中的作用，Chen等［5］构建了一个肝脏特异性缺失PTEN和Grp78 双等位基因的的小鼠模型，实验结果显示在8～9个月的小鼠模型中，HCC 的进展是明显加快的，这与癌症病灶中GRP78 的高表达相一致;而只特异性缺失GRP78 的肝脏在14个月也未见恶变。这表明GRP78 作为一种新型的调节因子参与了PTEN 缺失介导的肝损伤和癌症的发展。

2.2 GRP78 与胃癌(GC) GC 在全球各种癌症中拥有高发病率和高死亡率［6］。Yang等［7］研究了240例GC 患者，其中160例患者是由D2 根治术及辅助化疗治疗的，80例患者通过ATP－肿瘤药敏试验在体外测试了癌症化疗敏感性，利用免疫组化法检测GRP78 的表达，分析了GRP78 表达与年龄、性别、肿瘤分化程度、浸润、临床分期、淋巴结转移以及化疗耐药的关系。结果显示GRP78 在胃腺癌表达的阳性率为68.8%，GRP78的阳性表达与年龄和性别无关，与肿瘤分化程度差、浸润深度、TNM 分期、淋巴结转移显著相关，而高表达GRP78 与GC 细胞对化疗药物的耐药性有关。因此提示GRP78 可能作为GC 恶性程度的评估和预测药物抗性的一种新的生物标志物，并可能有助于GC 患者的化疗方案的制定和预后评估。

2.3 GRP78 与子宫内膜癌 子宫内膜癌是女性生殖道最常见的恶性肿瘤［8］。Gali等［9］报道了GRP78 在子宫内膜肿瘤中表达增加，然而GRP78是否在子宫内膜癌细胞的生长或侵袭中发挥作用仍然是未知的。应用MTT 和Transwell 小室迁移吸附试验的方法进行分析，结果表明，GRP78 的沉默表达影响人子宫内膜腺癌细胞株Ishikawa 和AN3CA 的生长和侵袭。免疫荧光和细胞膜生物素化的实验结果表明除了内质网，质膜同样有GRP78 定位。同时发现所显示的子宫内膜样腺癌组织类似于AN3CA 细胞，有GRP78 质膜定位。这些数据表明，GRP78 和它的质膜定位，可能在子宫内膜癌的发生和发展中起作用，对于子宫内膜癌的治疗，也可能构成一个新的目标。

2.4 GRP78 与卵巢浆液性囊腺癌 为探讨GRP78在卵巢浆液性囊腺癌中的表达及作用，Fan等［10］采用126例卵巢肿瘤和30例正常卵巢组织手术标本，采用免疫组织化学、RT-PCR 和Western blot检测GRP78 的mRNA 和蛋白的表达。免疫组织化学结果显示GRP78 的mRNA 和蛋白在正常卵巢组织、卵巢浆液性囊腺瘤和卵巢浆液性囊腺癌的表达存在差异，在卵巢浆液性囊腺癌中表达最高。这表明GRP78 表达在卵巢囊腺癌中显著高于正常卵巢组织和卵巢囊腺瘤组织;GRP78 的mRNA 和蛋白表达在不同病理分级的卵巢浆液性囊腺癌间差异无统计学意义，故在卵巢浆液性囊腺癌中，GRP78 的表达与病理分级、年龄、临床分期无关。在卵巢浆液性腺癌中，GRP78 呈高表达，而卵巢良性肿瘤和恶性肿瘤之间这种GRP78 表达的显著性差异也提示了GRP78 与卵巢癌的发生、发展密切相关。

2.5 GRP78 与前列腺癌 GRP78 在胚胎发育和发展以及许多癌症的治疗中发挥重要作用。有研究发现，在PC-3 细胞中GRP78 的表达水平比在DU-145 细胞中高。当在PC-3 细胞中使用GRP78 特异性小干扰RNA 使GRP78 的表达沉默时，PC-3 细胞的增长速度和黏附能力均下降，在GRP78 缺失的PC-3 细胞中细胞迁移急剧减少。对GRP78 所涉及的信号转导通路分析了解到在GRP78 的表达沉默后，抑癌基因maspin 表达上调，maspin 基因的表达上调和COX-2 的表达下调可能会导致细胞增殖能力和侵袭能力的下降。因此，GRP78 的沉默表达可以通过maspin 基因和COX-2 调控来抑制前列腺癌细胞的增殖、黏附和迁移［11］。另有研究表明在前列腺癌的患者中，GRP78 表达强阳性的病例化疗后癌症的复发和死亡率高于GRP78 表达弱阳性的病例。这些都提示着GRP78 的表达与前列腺癌发生和发展密切相关。

2.6 GRP78 与非小细胞肺癌 Koomagi等［12］研究分析了GRP78 在62例肺癌患者中的表达，并检查GRP78 与一些抗性蛋白和微血管密度(microvessel density，MVD)之间是否存在关系。另外，他们还评估了在缺氧条件下的癌细胞系、敏感条件下及抗性细胞系中GRP78、LRP56 和GST-π 的关系。研究发现，GRP78 和抗性蛋白P170 (多药耐药蛋白P-糖蛋白170)、LRP56 和GST-π 在人肺癌中存在关系。此外，他们观察到在抗性细胞系LUTCML54、OAW-DOX 和OAW-TAX 中存在GRP78 的上调，但不存在于敏感的细胞系中。而恶性肿瘤的异常血管与缺氧区域的发展相关联，在缺氧区域，一些蛋白质，包括耐药性蛋白质均大量表达。另外，在缺氧条件下GRP78、GST-π 和LRP56 在A-549 细胞系RPMI-2650 和SC-MES-1 的蛋白表达增加。同时，研究还发现GRP78 与MVD 呈负相关，MVD 表现的癌，GRP78 呈高表达。研究结果表明，缺氧、肿瘤血管和许多耐药相关蛋白，包括GRP78 的表达可能对药物反应和治疗效果具有重要作用，从而影响对非小细胞肺癌的治疗。

2.7 GRP78 与神经母细胞瘤 GRP78 对神经母细胞瘤细胞的分化至关重要，当细胞经历凋亡时，选择性诱导这些细胞。一些结果表明，GRP78 可能影响神经母细胞瘤的肿瘤反应。Hsuw等［13］研究评估了临床病理因素与GRP78 表达的神经母细胞瘤患者的关系，并利用免疫组化法对68例神经细胞瘤患者的GRP78 表达进行了半定量调查，通过实时PCR 和Western blot 分别量化在肿瘤组织中测定GRP78 的mRNA 和蛋白表达水平。研究结果显示，68例神经细胞瘤中40例(58.8%)的GRP78呈阳性表达，且与临床病理分级呈负相关，在发生分化的肿瘤组织中，GRP78 阳性的免疫染色比例增加。GRP78 阳性表达与MYCN 基因扩增呈负相关，癌基因MYCN 异常扩增是判断神经母细胞瘤预后的重要指标之一，被认为是神经母细胞瘤药物及基因治疗的重要靶点。多因素分析进一步表明，GRP78 的表达是一个独立的预后因素。因此，GRP78 可作为神经母细胞瘤患者的一个独立的、新型的、有利的预后因素。

2.8 GRP78 与口腔癌 为了检测GRP78 在口腔癌进展和在口腔癌前病变的预后价值的潜力，Lin等［14］通过检测204例口腔癌患者和86例癌前病变(28例白斑、30例红斑、28例疣状病变)患者，利用Western blot 法分析确定了GRP78 在病变组织的表达，并采用Fisher 检测法、Kaplan-Meier 法或Cox 回归方法对GRP78 与临床病理或疾病预后的关系进行了检测。结果显示，GRP78 在白斑患者、红斑患者、疣状病变患者和口腔癌患者阳性表达率分别为14%、27%、50%、74%，GRP78 的表达随着口腔病变恶变潜能的增加而增加，这表明GRP78 在口腔癌变过程中至关重要。

3 GRP78 的研究展望

各种关于GRP78 与肿瘤关系的研究表明，GRP78 的表达水平与肿瘤预后有极紧密的关系。在人HCC 病例的观察中，GRP78 的表达水平增高往往肿瘤的恶性度也增高;在GC 患者中，GPR78阳性表达的病例预示着的淋巴结转移和更差的预后，并且GRP78 的高表达与较差的临床分期相伴随;在前列腺癌的患者中，GRP78 表现强阳性的病例化疗后癌症的复发和死亡率均较弱阳性患者明显增加等。对于一些肿瘤，GRP78 的研究还不够深入，有待进一步探索和研究。同时，GRP78对肿瘤细胞亦有保护作用，抑制GRP78 的基因表达或抑制其功能可作为化疗的目标或组成部分，抑制应激过程中诱导出的GRP78 可以促进肿瘤细胞的凋亡、减慢肿瘤细胞的生长。因此GRP78 的研究可能会创建一种新的、有效的抗癌疗法。

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