胶原三螺旋重复蛋白1与转化生长因子-β在恶性黑色素瘤增殖及侵袭中的作用研究进展

周怡璇 综述，李 娟，李 灵△ 审校

(1.泸州医学院，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院· 四川省人民医院皮肤病性病研究所，四川 成都 610031)

胶原三螺旋重复蛋白1与转化生长因子-β在恶性黑色素瘤增殖及侵袭中的作用研究进展

周怡璇1综述，李 娟2，李 灵2△审校

(1.泸州医学院，四川 泸州 646000；2.四川省医学科学院· 四川省人民医院皮肤病性病研究所，四川 成都 610031)

近年来，胶原三螺旋重复蛋白1(Cthrc1)被证明有促进肿瘤细胞迁移和侵袭的作用，可抑制转化生长因子-β(TGF-β1)诱导的Ⅰ型胶原的表达，而两者在恶性黑色素瘤(malignant melanoma，MM)中的单独或相互作用尚未明确。本文就Cthrc1在MM增殖及侵袭中的作用，及其与TGF-β的相互作用的研究进展进行综述，为MM发病机制及治疗提供一定思路。

胶原三螺旋重复蛋白1；转化生长因子-β；恶性黑色素瘤

恶性黑色素瘤(malignant melanoma，MM)是一种高度恶性肿瘤，多发生于皮肤，主要源于表皮黑素细胞，占皮肤恶性肿瘤的第三位(6.8%～20%)。黑色素瘤只有在最早阶段可通过手术治愈，在远处转移的患者中，患者1年、2年总体生存率分别为32%、18%[1]。

随着分子生物学的发展，对MM发病机制的研究逐步深入，胶原三螺旋重复蛋白1(collagen triple helix repeat containing protein 1，Cthrc1)作为一种新型基因，其在肿瘤发展中的作用机制越来越受关注，而转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)拥有复杂的信号通路途径，可作用于肿瘤细胞及其微环境[2]。本文就Cthrc1在MM增殖及侵袭中的作用，及其与TGF-β的相互作用的研究进展进行综述。

1 Cthrc1的表达及其在MM中的作用

Cthrc1通常表达于上皮-间叶细胞的交界处，包括表皮和真皮、角膜上皮基底等[3]。研究显示，Cthrc1在不同类型细胞中有不同的表达，或者说Cthrc1通过自己的信号通路发挥其特异性的调控作用。在骨组织的研究中，Cthrc1刺激成骨细胞增殖和分化，增加骨形成率[4]。Stohn等研究显示，Cthrc1具有产生垂体前叶、下丘脑-神经垂体和骨的特异性循环激素功能，其激素功能包括调节脂质存储和细胞糖原水平，影响细胞代谢和生理[5]。

此外，有研究显示，Cthrc1与肿瘤的发生、发展以及预后有关。Tang等对多种肿瘤的研究表明，Cthrc1在胃肠道、肺部、乳腺、甲状腺、卵巢、宫颈、肝脏和胰腺等肿瘤中表达异常[6]。在随后的研究中，证明Cthrc1能促进肿瘤细胞的迁移和粘附，改变肿瘤微环境，进一步促进肿瘤的发展[7～10]。在我们前期研究中，证实了Cthrc1可作为隆突性皮肤纤维肉瘤与皮肤纤维瘤的鉴别指标[11]。

然而，Cthrc1在肿瘤的发生、发展中的具体机制还不清楚，可能与TGF-β/Smad、Wnt/ PCP等途径有关[10]。在口腔鳞状细胞癌的研究中，N-糖基化联合典型Wnt信号转导可诱导Cthrc1，促进细胞迁移和肿瘤发展[12]。最新研究显示，Cthrc1可通过ERK途径上调MMP9，从而增强结肠癌细胞的侵袭能力[13]。近年研究表明，Cthrc1高表达的大肠癌[10]、胃癌[14]患者的总生存率较低，经多变量分析，Cthrc1高表达可作为一个独立的负性预后因子。

Tang等的研究表明，Cthrc1基因在转移性黑色素瘤中高度表达，但在正常的色素痣中几乎检测不到；Cthrc1蛋白存在于原发性和转移性黑素瘤细胞中，而在良性痣或无创性黑色素瘤细胞中无显著表达。经非特异性 siRNA 转染Cthrc1，黑色素瘤细胞的迁移减弱[6]。可见，Cthrc1参与恶性黑色素瘤的发生和发展。

然而，Cthrc1促进恶性黑色素瘤的发生、迁移和侵袭的确切机制还不清楚，可能有以下几方面的因素：①Cthrc1可被TGF-β和骨形态发生蛋白-4(BMP4)诱导[15]，TGF-β、BMP4的表达都与肿瘤细胞的迁移有关[16，17]。另外，经对Cthrc1启动因子的序列分析显示，具有一个Smad结合点，通过该结合点，Cthrc1将会响应TGF-β、BMP4的调节作用[7]。因此，在黑色素瘤细胞中，激活 TGF-β/BMP4途径，Cthrc1可促进肿瘤发展。②肿瘤微环境是肿瘤细胞生长、生存、侵袭和转移的关键。细胞外基质(ECM)(如胶原蛋白、粘着蛋白等)和不同细胞类型(如成纤维细胞等)构成的结构网络是MM侵袭和转移的第一防线。研究表明，Cthrc1可抑制Ⅰ型胶原蛋白沉积[15]。LeClair等的研究表明，Cthrc1可作为TGF-β的抑制剂，抑制Ⅰ型胶原沉积，增加肿瘤细胞的迁移功能[18]。因此，Cthrc1的表达可以减少细胞外基质的成分，为肿瘤的生存、侵袭和转移提供微环境。③此外，近年有研究显示，Cthrc1蛋白质的表达增加将导致黑色素瘤细胞形态学和肌动蛋白的改变，增强肿瘤细胞粘附、增殖，减少其凋亡[19]，进而提高肿瘤细胞生存能力，为其生存、侵袭和转移提供适宜的细胞外环境[6]。④Wnt/PCP 信号通路：Wnt/PCP信号转导通路在恶性癌症中的异常激活，导致肿瘤侵袭和转移[20]。Cthrc1作为一种多功能蛋白，通过激活Wnt/PCP信号通路，促进细胞迁移和减少胶原蛋白基质沉积[21]。上皮-间充质转化(EMT)是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程，近年研究显示，Cthrc1通过激活Wnt / PCP信号通路，促使EMT，诱导肿瘤发生、发展[22]。

2 TGF-β及其与Cthrc1在MM中的相互作用

TGF-β是一种具有多功能调节的多肽家族，这一家族除TGF-β外，还有骨形成蛋白(BMP)等，对多种细胞的生长、分化具有调控作用。在哺乳动物中有TGF-β1、TGF-β2及TGF-β3三种异构体，其中，TGF-β1比例最高，活性最强，是一种具有多种功能的细胞因子[23]。在肿瘤演进过程中，TGF-β的作用复杂：在肿瘤发生的早期阶段，通过调节细胞周期停滞和凋亡机制，抑制肿瘤的发生；随着肿瘤的发展，由于TGF-β信号转导通路失活或细胞周期不良调节，肿瘤细胞抵抗TGF-β的生长抑制作用，这时TGF-β的作用则变为了促进肿瘤细胞的发展[2]。

胞质蛋白Smads作为TGF-β受体下游信号转导因子，建立起细胞膜与细胞核之间的信号转导通路，是一条经典的TGF-β信号转导途径。TGF-β/Smads途径可通过调控原癌基因等相关性基因转录和表达，进一步调控肿瘤的发生、侵袭和转移。除此之外，还有一些不依赖Smad的TGF-β非经典途径，例如MAPK信号、Ras/Erk信号通路、JNK途径等，为TGF-β超家族发挥多种不同的细胞及生理功能提供了条件。例如，在黑色素瘤细胞中，MEK/ERK途径作为JNK途径的上游激活剂，参与SMAD2/3链接器磷酸化，干扰TGF-β信号转导，而促进黑色素瘤细胞的生长[24，25]。

Cthrc1可被TGF-β和BMP4诱导[15]，并能促进肿瘤细胞迁移。Gu等研究显示，启动子脱甲基化也可引起Cthrc1在胃癌细胞中表达上调。在离体胃癌细胞的研究中，对于TGF-β1的刺激，Cthrc1的mRNA和蛋白水平逐渐增加，同时TGF-β介导的Smad信号的激活也增加[14]。TGF-β/Smad途径是TGF-β信号转导的经典途径，在黑色素瘤中，对Cthrc1启动子区域进行序列分析显示，其上有个Smad的结合位点，能响应TGF-β的蛋白调控[6]。此后实验证明，Cthrc1通过抑制Smad2/3磷酸化而减少细胞外胶原沉积[18]。因此，可推测TGF-β、BMP4等途径可诱导Cthrc1在肿瘤中的表达，而后Cthrc1通过抑制Smad2/3磷酸化，经TGF-β途径减少细胞外基质中胶原蛋白的沉积，促进肿瘤细胞的侵袭和迁移。

我们的前期研究，在国内外首次阐明瘢痕疙瘩成纤维细胞中，TGF-β1诱导Cthrc1表达增加，Cthrc1可抑制TGF-β1诱导的Ⅰ型胶原的表达，提示Cthrc1 作为一种强效的抑制胶原基质沉积的调节剂[26]。

综上所述，Cthrc1是一种新型基因，其在肿瘤发生与发展中的研究是目前的热点，与TGF-β存在一定联系。在MM中，Cthrc1、TGF-β可单独或相互作用，促进MM的增殖、侵袭和迁移，但具体作用机制还不清楚。在前期瘢痕疙瘩研究的基础上，我们将进一步研究两者在MM中的关系，为皮肤MM发病机制及治疗提供一定思路。

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The research progress of Cthrc1 and TGF-β promoting cell proliferation and invasion in malignant melanoma

ZHOU Yi-xuan，LI Juan，LI Ling

国家自然科学基金资助项目(编号：30305030531)；四川省卫生厅科研基金资助项目(编号：30305030343，30504010129)

R739.5

B

1672-6170(2015)01-0168-03

2014-10-27；

2014-11-18)

△通讯作者，硕士生导师