层黏连蛋白332在妇科肿瘤中的研究进展

谢伟民，吴宜林



层黏连蛋白332在妇科肿瘤中的研究进展

谢伟民，吴宜林△

【摘要】层黏连蛋白332（laminin 332）是上皮组织基底膜的主要组成蛋白之一，具有促进上皮细胞黏附、迁移和细胞分化等功能。Laminin 332是由3个不同基因编码的α3链、β3链和γ2链形成的异源三聚体糖蛋白。上皮细胞内合成的laminin 332是以前体形式存在的，分泌到细胞外基质后α3链和γ2链经蛋白酶水解而成熟。生理状态下，laminin 332的主要作用是维持上皮组织中上皮与基底膜的黏合。研究表明laminin 332在多种恶性肿瘤组织中过度表达，与肿瘤的发生、发展密切相关。综述laminin 332的结构、与恶性肿瘤的关系及其在妇科肿瘤中的研究进展。

【关键词】生殖器肿瘤，女（雌）性；层黏连蛋白；基底膜；膜糖蛋白类；层黏连蛋白332

作者单位：410011长沙，中南大学湘雅二医院妇产科

△审校者

（J Int Obstet Gynecol，2016，43：125-127，155）

基底膜（basement membrane，BM）是细胞外基质中介于上皮和内皮细胞与深部结缔组织的一层薄膜，对上皮和内皮细胞有支持和固定作用，并影响细胞的增殖、分化、黏附、迁移及基因表达［1］。基底膜的组成成分包括层黏连蛋白（laminins，LN）、Ⅳ型胶原蛋白（typeⅣcollagens）、巢蛋白（nidogens）、蛋白多糖如串珠素（perlecan）、腓骨蛋白（fibulins）及Ⅶ型胶原蛋白（typeⅦcollagens）等［2］。层黏连蛋白家族是细胞外基质中具有多种生物学功能的糖蛋白，在基底膜的构建及细胞功能的调节中发挥重要作用，其中层黏连蛋白332（laminin 332）在上皮组织基底膜中促进细胞黏附、迁移和细胞分化等方面比其他层黏连蛋白更有效［3］。大量研究表明，laminin 332在多种恶性肿瘤组织中表达异常，与肿瘤的发生发展密切相关，常可作为恶性肿瘤早期诊断和判断预后的分子标记物。就laminin 332的结构、与恶性肿瘤的关系及其在妇科肿瘤中的研究进展综述如下。

1　Laminin 332　的结构

层黏连蛋白是分子质量介于400～900 ku的糖蛋白，由3个不同基因编码的α、β和γ链组成异源三聚体。目前，已发现有5种α链（α1～α5）、3种β链（β1～β3）和3种γ链（γ1～γ3），共构成了至少17 种LN［4］。Laminin 332过去称为laminin 5（LN-5），是由α3链、β3链和γ2链通过二硫键结合形成的异源三聚体，其相对应的编码基因LAMA3、LAMB3和LAMC2分别定位于染色体18q11.2、1q32.2和1q25.3上［5］。与α3链和β3链不同，γ2链（laminin-5γ2）仅特定地存在于laminin 332中。

Laminin 332的三条链长臂的Ⅰ和Ⅱ功能区通过二硫键结合形成螺旋结构，经旋转投影电镜显示呈“十”字型结构。α3链长臂羧基端为球状结构，称为G功能区，具有5个表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）样重复序列，G1-G3与G4-G5之间由一段多肽连接。G1-G3亚功能区包含整合素受体的结合位点，G4-G5亚功能区具有肝素结合活性［6］。Laminin332的短臂主要由具有EGF样重复序列的Ⅲ/Ⅴ功能区和位于β3链氨基末端的Ⅵ功能区组成［6-8］。

上皮细胞内合成的laminin 332是以分子质量为460 ku的前体形式存在的，分泌到细胞外基质后α3链和γ2链经蛋白酶水解而成熟。190～200 ku的α3链依次经羧基末端和氨基末端的处理生成165 ku和145 ku产物，155 ku的γ2链氨基末端处理后生成105 ku的产物。α3链羧基端的水解位点为G1-G3与G4-G5之间，涉及的酶包括纤溶酶、基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）、膜型基质金属蛋白酶1（membrane type -1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP）、骨形态发生蛋白1 （bone morphogenetic protein-1，BMP-1）和哺乳动物Tolloid蛋白（mammalian Tolloid protein，mTLD）等；α3链氨基末端的水解使其整个短臂释放出来［8］。γ2链的水解位点在Ⅲ功能区中，可使其EGF样重复序列暴露出来，主要由BMP-1和mTLD完成［3，8］。当蛋白水解完成后，laminin 332投影由“十”字型转变为“Y”型结构。这些成熟过程对laminin 332整合到基底膜中并发挥其生物学功能至关重要。

2　Laminin 332　在基底膜的作用

生理状态下，laminin 332的主要作用是维持上皮组织中上皮与基底膜的黏合，这对于皮肤和复层鳞状黏膜等组织抵抗外力作用有重要意义。在正常皮肤中，laminin 332位于基底膜透明层和致密层之间，可视为连结表皮基底细胞和真皮的桥梁。在基底细胞侧，α3链羧基端的G1-G3亚功能区可与整合素α3β1、α6β1和α6β4结合，其中α6β4是半桥粒的跨膜型糖蛋白，两者结合能形成稳定的锚链接触［9-10］。在真皮侧，β3链氨基末端的Ⅵ功能区可与Ⅶ型胶原蛋白的NC1功能区结合［8］。Ⅶ型胶原蛋白来源于真皮，其二聚体构成锚链纤维并与真皮的其他胶原蛋白结合。除了稳定表皮，laminin 332还存在于其他上皮组织的基底膜中并发挥类似的作用［6］。

上述的各种结构不仅对上皮细胞起到了支持和固定作用，laminin 332还可以作为信号分子，参与调节细胞行为、基因表达和维持细胞活性［8］。在创伤修复过程中，laminin 332介导上皮细胞的迁移对伤口的愈合起着至关重要的作用［5］。

3　Laminin332与肿瘤

3.1Laminin 332在肿瘤中的表达大量研究显示，laminin 332或其亚链在恶性肿瘤中呈过度表达状态，特别是laminin-5γ2在多种肿瘤组织的侵袭前沿过度表达，可作为恶性肿瘤的典型分子标记物［4］。Laminin 332在不同恶性肿瘤中的表达情况不一致。一般来说，上皮组织起源的肿瘤中laminin 332高表达，而间叶组织起源的肿瘤如肉瘤中laminin 332不表达。

生长因子和促癌因子在调节laminin 332表达中的作用尚不明确。一些学者报道EGF、转化生长因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等均可在体外诱导上皮细胞laminin 332过度表达［11］。TGF-β1协同肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）可激活LAMC2基因启动子的AP-1 DNA结合位点并导致laminin-5γ2过度表达，而其他两条链的转录编码没有被激活［7］，这种laminin 332的不同链之间的表达差异可能与laminin-5γ2在恶性肿瘤的侵袭前沿过度表达有关。

Wnt基因是一种原癌基因，在胚胎发育中Wnt基因调控的重要信号传导系统即为Wnt信号通路。经典的Wnt信号通路即Wnt/β-catenin通路的异常激活可同时诱导laminin-5γ2和MT1-MMP的表达。在结肠癌中，E-cadherin的减少和β-catenin在核内累积均可激活Wnt信号通路而上调laminin-5γ2在肿瘤侵袭前沿的表达［12］。

近年来研究显示，微小RNA（miRNA）也参与了LAMC2基因表达的调节。miRNA是一类在物种进化中高度保守的非编码的小RNA分子，可通过与靶mRNA的3′UTR结合而抑制靶mRNA的翻译或介导靶mRNA的降解，从而调控靶基因在转录后水平的表达。最近的研究表明，LAMC2和整合素α3的mRNA是miR-29s的靶mRNA［13］。因此，在某些肿瘤中miR-29表达下调可能导致LAMC2过度表达，从而促进肿瘤进展。

3.2Laminin 332的信号通路Laminin 332作为基底膜的组成成分，不仅参与基底膜的构建和介导上皮细胞与基底膜的黏附，并且可作为信号分子在肿瘤的侵袭转移过程中发挥重要的作用，但其机制至今尚不完全明确。

整合素α3β1和α6β4是细胞膜表面受体，与laminin 332结合可激活细胞内信号通路。Laminin 332与整合素α3β1结合可激活丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）信号通路从而促进肿瘤细胞增生［14］，laminin 332与整合素α3β1结合也可激活FAK/Src/Rac1信号通路从而诱导板状伪足的形成［15］。Laminin 332与整合素α6β4作用可导致整合素β4胞质区的磷酸化，激活MAPKs和核因子κB（NF-κB），从而导致细胞增生、分化、骨架重组和迁移［11］。此外，laminin 332与α6β4结合能够诱导MMP-9的产生，从而降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的侵袭转移［16］。

近年来研究表明，laminin 332可激活磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）信号通路。Laminin 332的G1-G3亚功能区和整合素α6β4的相互作用可导致β4胞质区酪氨酸残基的磷酸化，从而激活PI3K信号通路，一方面下传细胞生存信号，一方面激活Rac1而促进细胞迁移和肿瘤侵袭［9］。β4胞质区磷酸化的过程是由FYN激酶的作用完成的，而这需要表皮生长因子受体（EGFR）信号通路的激活。γ2链的裂解可使Ⅲ功能区的EGF样重复序列暴露，Ⅲ功能区和EGFR的相互作用可促进EGFR信号通路的激活［9］，进而参与激活PI3K信号通路。

4　Laminin 332与妇科肿瘤及妇科疾病

4.1卵巢癌卵巢癌在妇科恶性肿瘤中的发病率占第3位，但其病死率却高居首位。Kato等［17］运用免疫组织化学法检测了laminin-5γ2在20例卵巢透明细胞癌（clear cell carcinoma，CCC）和5例交界性透明细胞肿瘤的表达，结果发现laminin-5γ2在20例CCC的肿瘤间质中均呈局灶或弥漫性阳性，在胞质内表达不明显，而交界性肿瘤的间质和胞质几乎未显示阳性；laminin-5γ2在卵巢CCC的表达与肿瘤分期和患者预后无相关性。在体外实验中，laminin-5γ2可以明显促进卵巢CCC细胞株迁移，且迁移作用能被抗整合素α3抗体阻断。提示CCC细胞和细胞外积聚的laminin-5γ2之间的相互作用是细胞迁移和CCC间质浸润的原因。

4.2子宫内膜癌子宫内膜癌是女性生殖道常见的三大恶性肿瘤之一。Määttä等［18］运用免疫组织化学和原位杂交的方法检测了laminin 332的3条链在正常子宫内膜、增生性内膜和子宫内膜腺癌组织中的表达，结果发现α3、β3和γ2链在3种组织的基底膜中均有表达，而γ2链可在增生性内膜上皮细胞内散在地表达，在子宫内膜癌细胞质内显著表达，肿瘤间质亦可见弥漫性表达。提示laminin-5γ2在子宫内膜癌的过度表达可能与肿瘤细胞的侵袭有关。

4.3宫颈癌迄今为止，laminin 332在宫颈癌的研究主要以宫颈鳞癌为主，而在宫颈腺癌中的研究少见。Skyldberg等［19］运用免疫组织化学法检测了laminin-5γ2在宫颈鳞状上皮病变的表达，结果发现：所有的宫颈上皮内瘤样病变（CIN）1和CIN2病变及21例CIN3病变laminin-5γ2染色阴性，11例CIN3病变和所有的宫颈鳞癌laminin-5γ2染色阳性，认为laminin-5γ2染色可作为宫颈鳞癌早期浸润的一个敏感标记物。Imura等［20］发现laminin-5γ2在正常的宫颈黏膜中不表达，在宫颈腺体增生和宫颈原位腺癌的表达定位于基底膜，而在宫颈腺癌中的表达定位于肿瘤细胞质和肿瘤间质，可作为评价宫颈腺癌浸润有用的分子标记物。

4.4子宫内膜异位症（EMs）EMs是以子宫内膜在子宫腔以外的部位生长为特征的良性疾病，但具有类似肿瘤的侵袭、转移等特性。Locci等［21］应用免疫组织化学法和逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）法检测laminin-5γ2在EMs在位内膜、异位内膜和正常内膜中的表达，结果发现：EMs及正常女性子宫内膜在整个月经周期均有LAMC2 mRNA的表达，异位内膜mRNA的表达比在位内膜明显增高，免疫组化结果显示在位内膜laminin-5γ2的表达比正常内膜明显增高，提示在位内膜laminin-5γ2的表达改变可能为EMs的诊断和治疗提供新的机遇。

5　展望

综上所述，laminin 332作为基底膜的一种糖蛋白分子，不仅在结构上对上皮细胞与基底膜的稳定结合起着关键作用，而且在促进细胞黏附、迁移和细胞分化及创伤修复等方面均有重要的意义。Laminin 332的异常表达与妇科肿瘤的发生、发展密切相关，有望为妇科肿瘤的早期诊断及靶向治疗提供新的理论依据。

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［本文编辑王琳］

Research Progress of Laminin 332 in Gynecological Tumors

XIE Wei -min，WU Yi -lin. Department of Obstetrics and Gynecology，The Second Xiangya Hospital of Central South University，Changsha 410011，China

【Abstract】Laminin 332 is a major component of the basement membrane in epithelial tissues and plays roles in the adhesion，migration and differentiation of epithelial cells. Laminin 332 consists of three different gene products，α3，β3 and γ2 chains，resulting in a heterotrimeric glycoprotein. Laminin 332 is synthesized by epithelial cells as a precursor. After secretion into the extracellular matrix，the α3 and γ2 chains undergo specific proteolytic processing to produce a mature form. Under the physiological condition，the key function of laminin 332 is sustaining the stable adhesion of epithelial cells to the underlying basement membrane in epithelial tissues. Laminin 332 has been shown to be highly expressed in various types of human malignant tumors and correlate well with tumor occurrence and development. The article is intended to review the structure of laminin 332，its relationship with malignant tumors and research progresses with gynecological tumors.

【Keywords】Genital neoplasms，female；Laminin；Basilar membrane；Membrane glycoproteins；Laminin 332

通信作者：吴宜林，E-mail：wuyilinlaoshi@126.com

Corresponding author：WU Yi-lin，E-mail：wuyilinlaoshi@126.com

收稿日期：（2015-09-20）