钙网蛋白的抗肿瘤作用及机制研究进展

张建军，张冰，巴毅，路红涛，刘俊丽

(1河北大学附属医院，河北保定071000;2唐县妇幼保健院;3里县县医院)

钙网蛋白是一种主要存在于细胞内质网(ER)中高度进化保守的钙结合蛋白，通过干预主要组织相容性抗原Ⅰ(MHC-Ⅰ)分子及装配因子的加工折叠，影响抗原递呈细胞毒性T淋巴细胞，促进吞噬细胞对肿瘤细胞的摄取和吞噬，加速肿瘤细胞的凋亡［1，2］。机体杀死肿瘤细胞的关键环节是建立有效的抗肿瘤免疫反应，钙网蛋白在抗肿瘤免疫中扮演重要角色。现就钙网蛋白的抗肿瘤作用及机制进行综述。

1 钙网蛋白的抗肿瘤作用

1.1 肿瘤标记物 肿瘤组织中钙网蛋白突变及其裂解片段较正常组织增加，提示其可能成为一种新的肿瘤标记物［3］。Yu等［4］研究发现，米托蒽醌在产生强大的细胞毒性的同时可促进钙网蛋白在恶性黑色素瘤细胞表面表达。Lu等［5］报道，钙网蛋白可作为泌尿系肿瘤的潜在生物学标记物之一。Chi等［6］研究显示，在骨髓组织增生性肿瘤中钙网蛋白的突变率达70%，可能作为其诊断方法之一。Fu等［7］报道，钙网蛋白突变在原发性血小板增多症的诊断、预后分析及治疗中具有重要意义。Sheng等［8］研究发现，钙网蛋白高表达的胰腺导管癌患者平均存活时间明显延长，原因可能与钙网蛋白调节免疫反应有关。晚期卵巢癌患者化疗后，腹膜腔渗出物中钙网蛋白mRNA水平明显高于原发灶及转移灶，渗出物钙网蛋白高表达与肿瘤细胞对化疗的反应状态相关［9］。

1.2 肿瘤疫苗 肿瘤疫苗通过主动免疫发挥抗肿瘤作用，如肿瘤细胞、肿瘤抗原或肿瘤细胞裂解物等均可作为肿瘤疫苗，通过激活机体免疫系统来产生抗肿瘤效应。Liu等［10］以两位健康女性志愿者的外周血单核细胞为研究对象，培育出载有钙网蛋白与黑色素瘤相关抗原3组成CALR/MAGE-A3复合物的树突状细胞(DCs)，作为肿瘤疫苗作用于肿瘤细胞，结果发现，CALR/MAGE-A3促进 CD80、CD83及 CD86等表达，CALR/MAGE-A3复合物作用于DCs后，可促进CD+8细胞毒性T淋巴细胞分泌INF-γ，提示钙网蛋白疫苗复合物可诱导特异性抗肿瘤免疫应答。

1.3 免疫佐剂 钙网蛋白具有较强的免疫佐剂功能。采用光动力疗法(PDT)联合钙网蛋白作用于小鼠肿瘤鳞状癌细胞，发现钙网蛋白在肿瘤细胞表面聚集增加，可促进PDT对肿瘤细胞的抑制作用;如去除钙网蛋白的正性免疫调节作用，肿瘤细胞快速繁殖;证实钙网蛋白具有免疫佐剂功能［11，12］。

2 钙网蛋白抗肿瘤的作用机制

钙网蛋白是由高度折叠的球状结构的N结构域、富含脯氨酸的P结构域以及与集钙蛋白结构相似的C结构域组成。三个不同的结构域参与机体的不同生理功能，N结构域与新生蛋白的加工相关;C结构域是钙结合位点，对维持细胞内钙稳态发挥重要作用;P结构域参与蛋白质的折叠［2］。钙网蛋白在生物体内分布广泛，在内质网、细胞核膜、细胞膜表面以及细胞外基质均有广泛分布。Obeid等［13］研究发现，蒽醌类化疗药物诱导肿瘤细胞发生凋亡时，钙网蛋白从肿瘤细胞内转位到细胞膜表面高表达，募集树突状细胞和吞噬细胞等抗原提呈细胞，识别并吞噬肿瘤细胞，加工呈递给CD+4及CD+8T淋巴细胞，从而激发机体的特异性抗肿瘤免疫反应。钙网蛋白的抗肿瘤作用机制是多方面的。

2.1 参与MHC-Ⅰ类分子的折叠及装配 肿瘤细胞表面的MHC-Ⅰ类分子主要呈递细胞内的抗原，是细胞毒T淋巴细胞发挥免疫保护功能的基础。钙网蛋白参与MHC-Ⅰ类分子高质量的折叠及装配，主要通过不同路径进行［2］。首先，肽结合复合物(PLC)在MHC-Ⅰ类分子介导的细胞内装配过程发挥关键作用，钙网蛋白可维护PLC的稳定性，促进其发挥功能;其次，分子伴侣tapasin具有桥联抗原处理相关转运蛋白和MHC-Ⅰ类分子的作用，钙网蛋白参与tapasin的折叠及稳定作用，在MHC-Ⅰ类分子装配中发挥重要功能;再次，钙网蛋白可促进MHC-Ⅰ类分子片段的聚集。

2.2 参与细胞间信号传导 肿瘤的免疫原性细胞死亡是程序化细胞凋亡的一种，该过程受到细胞间通讯和细胞内信号转导的严格调控。细胞间通讯和细胞内信号转导机制十分精细和复杂，危险分子相关模式能够介导肿瘤细胞免疫原性细胞死亡［14，15］。钙网蛋白在细胞表面高表达是肿瘤细胞被吞噬细胞摄取及吞噬的关键，钙网蛋白能够对吞噬细胞释放“吃我”和“不吃我”的信号［2］。通过钙网蛋白的作用，T淋巴细胞、NK细胞和抗原递呈细胞发挥特异性抗肿瘤免疫作用［16］。

2.3 参与补体系统对肿瘤细胞的作用 补体系统被激活后形成膜攻击单位，作用于肿瘤细胞膜上，导致靶细胞的溶解，是机体抗肿瘤免疫的重要防御机制。补体因子1q(C1q)能够识别凋亡细胞、促进及调节吞噬细胞释放细胞因子，钙网蛋白作为C1q的感受器，与其共同参与免疫应答，促进凋亡细胞被巨噬细胞吞噬［17］。

2.4 参与巨噬细胞对肿瘤细胞的作用 在巨噬细胞对肿瘤细胞的识别和吞噬过程中，钙网蛋白是一个关键的效应器，可促进肿瘤细胞的清除［18］;另外，钙网蛋白能诱导巨噬细胞活化，促进TNF-α和IL-6释放［19］。钙网蛋白暴露和肿瘤细胞免疫原性死亡所介导的TNF释放可导致肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)产生。TRAIL是TNF家族中的一员，是重要的免疫效应分子，与其受体结合引导细胞的免疫原性死亡，参与自然杀伤细胞、T淋巴细胞等在各种免疫反应中的作用［20，21］。此外，钙网蛋白可与TNF家族成员FasL结合形成FasL/钙网蛋白复合体，介导细胞凋亡［22］。

总之，CRT翻转至肿瘤细胞表面在肿瘤细胞的ICD进程中发挥关键作用，为肿瘤的诊断及免疫治疗开辟了新方向，提供了新途径。

［1］de Bruyn M，Wiersma VR，Helfrich W，et al.The ever-expanding immunomodulatory role of calreticulin in cancer immunity［J］.Front Oncol，2015，(5):35.

［2］Raghavan M，Wijeyesakere SJ，Peters LR，et al.Calreticulin in the immune system:ins and outs［J］.Trends Immunol，2013，34(1):13-21.

［3］Chi J，Manoloukos M，Pierides C，et al.Calreticulin mutations in myeloproliferative neoplasms and new methodology for their detection and monitoring［J］.Ann Hematol，2015，94(3):399-408.

［4］Yu X，Du L，Zhu L，et al.Melanoma therapy with transdermal mitoxantrone cubic phases［J］.Drug Deliv，2015，(2):1-6.

［5］Lu CM，Lin JJ，Huang HH，et al.A panel of tumor markers，calreticulin，annexin A2，and annexin A3 in upper tract urothelial carcinoma identified by proteomic and immunological analysis［J］.BMC Cancer，2014，(14):363.

［6］Chi J，Manoloukos M，Pierides C，et al.Calreticulin mutations in myeloproliferative neoplasms and new methodology for their detection and monitoring［J］.Ann Hematol，2015，94(3):399-408.

［7］Fu R，Xuan M，Zhou Y，et al.Analysis of calreticulin mutations in Chinese patients with essential thrombocythemia:clinical implications indiagnosis，prognosis and treatment［J］.Leukemia，2014，28(9):1912-1914.

［8］Sheng WW，Dong M，Zhou JP，et al.Clinicopathological significance of the expression of calreticulin in human pancreatic cancer［J］.Zhonghua Wai Ke Za Zhi，2013，51(1):58-61.

［9］Vaksman O，Davidson B，Tropé C，et al.Calreticulin expression is reduced in high-grade ovarian serous carcinoma effusions compared with primary tumors and solid metastases［J］.Hum Pathol，2013，44(12):2677-2683.

［10］Liu X，Song N，Liu Y，et al.Efficient induction of anti-tumor immune response in esophageal squamous cell carcinoma via dendritic cells expressing MAGE-A3 and CALR antigens［J］.Cell Immunol，2015，295(2):77-82.

［11］ Korbelik M，Banáth J，Saw KM，et al.Calreticulin as cancer treatment adjuvant:combination with photodynamic therapy and photodynamic therapy-generated vaccines［J］.Front Oncol，2015，(5):15.

［12］Venkateswaran K，Verma A，Bhatt AN，et al.Modifications of cell signalling and redox balance by targeting protein acetylation using natural and engineered molecules:implications in cancer therapy［J］.Curr Top Med Chem，2014，14(22):2495-2507.

［13］Obeid M，Tesniere A，Ghiringhelli F，et al.Calreticulin exposure dictates the immunogenicity of cancer cell death［J］.Nat Med，2007，13(1):54-61.

［14］Krysko O，Lve Aaes T，Bachert C，er al.Many faces of DAMPs in cancer therapy［J］.Cell Death Dis，2013，(4):e631.

［15］ Krysko DV，Garg AD，Kaczmarek A，et al.Immunogenic cell death and DAMPs in cancer therapy［J］.Nat Rev Cancer，2012，12(12):860-875.

［16］Panzarini E，Inguscio V，Fimia GM，et al.Rose bengal acetate photodynamic Therapy(RBAc-PDT)induces exposure and release of damage-associated molecular patterns(DAMPs)in human HeLa cells［J］.PLoS One，2014，9(8):e105778.

［17］Verneret M，Tacnet-Delorme P，Osman R，et al.Relative contribution of c1q and apoptotic cell-surface calreticulin to macrophage phagocytosis［J］.J Innate Immun，2014，6(4):426-434.

［18］Feng M，Chen JY，Weissman-Tsukamoto R，et al.Macrophages eat cancer cells using their own calreticulin as a guide:Roles of TLR and Btk［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2015，112(7):2145-2150.

［19］Duo CC，Gong FY，He XY，et al.Soluble calreticulin induces tumor necrosis factor-α (TNF-α)and interleukin(IL)-6 production by macrophages through mitogen-activated protein kinase(MAPK)and NFκB signaling pathways［J］.Int J Mol Sci，2014，15(2):2916-2928.

［20］Kobayashi E，Kishi H，Ozawa T，et al.A chimeric antigen receptor for TRAIL-receptor 1 induces apoptosis in various types of tumor cells［J］.Biochem Biophys Res Commun，2014，453(4):798-803.

［21］Bremer E.Targeting of the tumor necrosis factor receptor superfamilyforcancerimmunotherapy ［J］. ISRN Oncol， 2013，(2013):371854.

［22］de Bruyn M，Wiersma VR，Helfrich W，et al.The ever-expanding immunomodulatory role of calreticulin in cancer immunity［J］.Front Oncol，2015，(5):35.