CD105在妇科恶性肿瘤中的应用及研究进展

王晓雨，向阳

妇科肿瘤研究

CD105在妇科恶性肿瘤中的应用及研究进展

王晓雨，向阳△

肿瘤血管的生成在肿瘤的生长和转移中至关重要，其可以满足肿瘤生长的代谢需要并为远处转移提供血管通路，因此被认为与肿瘤的预后密切相关。CD105又名Endoglin，是转化生长因子β（TGF-β）受体超家族的成员之一，在标记肿瘤新生血管中具有较好的特异性。近年来，CD105越来越多地应用于妇科恶性肿瘤的诊断及预后判断，其在血管内皮细胞以外的肿瘤实质及间质细胞中的作用及机制正逐步被揭示，全面了解CD105的生物学特性将为探究妇科恶性肿瘤的发生发展机制、预防、诊断及治疗提供新的思路和治疗靶点。

转化生长因子β；生殖器肿瘤，女（雌）性；受体，转化生长因子β；CD105

卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌是妇科常见的三大恶性肿瘤，其发生、发展及肿瘤细胞的浸润转移离不开新生血管。目前的治疗，早期患者多以手术为主，晚期患者辅以放疗、化疗等综合治疗，但疗效不满意，复发率较高，且手术的并发症以及放疗、化疗的不良反应均严重影响着患者的生活质量。CD105又名Endoglin，是一种同型二聚体细胞膜糖蛋白，分子质量约为180 ku，人类CD105编码基因位于9号染色体长臂（9q34-qter），是转化生长因子β（TGF-β）受体超家族的成员之一。作为一种与增生有关的细胞膜抗原，CD105在评价肿瘤血管生成和预后上具有较好的特异性［1］。同时，CD105在肿瘤实质及间质细胞中也具有十分重要的作用，沉默CD105基因可抑制肿瘤细胞生成。本文就CD105的结构、功能及其在妇科恶性肿瘤中的研究和应用进行综述。

1 CD105的结构

人类CD105为658个氨基酸组成的长链蛋白，由较短的细胞内结构、跨膜区域和较长的细胞外结构组成。细胞外结构包含了孤立和透明带结构域，其中后者含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽（RGD）链接序列，其可成为整合素作用位点，最近发现在白细胞黏附和游出中CD105也发挥重要作用［2］。透明带结构域可与TGF-β受体Ⅱ（TGF-βRⅡ）和活化素受体样激酶（ALK）结合，而细胞内结构包含丝氨酸和苏氨酸残基，可被TGF-βRⅡ、ALK-5、ALK-1等磷酸化。交替的剪切变异编码了两种CD105亚型（LCD105和S-CD105），两种亚型细胞内区域的长度有区别，其中L-CD105在内皮细胞中表达占优势。

2 CD105的表达部位

传统研究认为，CD105在人类组织中的分布特点是高表达于组织血管内皮细胞的浆膜面上，同时表达于间叶干细胞以用于成血管作用和早期造血系统的发育，在胎盘的合体滋养细胞中也有较高表达。在子宫内膜组织里，CD105主要表达于腺体的管腔中，较少表达于间质细胞中，在围着床期表达上升并与子宫内膜容受性有关［3］。实性肿瘤体中，CD105高表达于肿瘤实质、肿瘤附近的血管内皮细胞和肿瘤的间质成分中，参与血管生成。但是对乳腺癌［4］、卵巢癌［5］等实体瘤的研究发现，CD105不仅仅在肿瘤血管内皮细胞中表达上调，同时在肿瘤实质细胞中表达，并与不良预后有关，抑制CD105表达可以起到抗肿瘤生成作用［6］。对卵巢癌细胞系的相关研究表明，CD105在卵巢癌细胞表面和细胞核周围的细胞质中均见表达［5］。作为一种膜蛋白，CD105的胞外成分可被蛋白酶裂解，因此游离形式的CD105也被发现存在于生理和病理状态的血液循环中，子痫前期孕妇血清中CD105水平明显升高，乳腺癌和结肠癌患者血液中CD105水平显著高于健康人，卵巢癌患者的腹水中也可检测出CD105表达［7］。由此可见，CD105不仅仅是内皮细胞特殊标志物，在其他某些特殊类型的细胞中也可高表达并与某些疾病的发生有关。

3 CD105的功能和应用

3.1 对TGF-β的调节作用TGF-β/Smad通路为多功能信号通路，在机体组织通过与不同的靶基因结合，可发挥广泛的生物学功能。TGF-β是调节内皮细胞增殖和肿瘤生长、调节细胞分化、迁移、细胞外基质形成的多肽生长因子，CD105可以识别多种TGF-β超家族成员，如TGF-β1/3、激活素（Activins）、骨形态发生蛋白（BMP）等。在TGF-β传导通路中CD105可作为多种TGF-β的受体复合物之一，与TGF-βRⅠ和TGF-βRⅡ结合，进而激活ALK，募集并磷酸化下游特异的效应蛋白Smad，随后从膜受体脱落，进入细胞核调节相关靶基因的转录。CD105可通过Smad2通路促进滑膜起源的间充质干细胞生成软骨［8］，在内皮细胞中，CD105主要起到维持BMP9-ALK1-pSmad1/5/8通路与TGFβ1/3-ALK5-pSmad2/3通路之间的平衡作用。前者被认为与促进内皮细胞增殖、迁移、管腔形成有关，而后者则抑制上述作用［9］。

3.2 肿瘤血管内皮细胞增殖的标记新生血管是肿瘤生长、转移的标志，可为肿瘤的演进提供氧气和营养物质。CD105基因敲除的裸鼠在受孕的第9天，卵黄囊内的原始血管未能发育成熟，引起血管扩张、破裂，心内膜垫缺失，在胚胎的第10～11天死于血管和心脏发育缺陷。将肺癌细胞接种于敲除CD105基因的小鼠上，肿瘤的血管数目和肿瘤体积明显小于正常对照小鼠，在乳腺癌细胞中，沉默CD105基因可明显抑制肿瘤血管生成并促进肿瘤血管破坏［10］。在上皮性卵巢癌组织中分离培养卵巢癌起源的原始内皮细胞，可检测出高水平的CD105表达并可在体外自然形成血管样组织，抑制CD105可减少细胞增殖和血管结构形成［11］。以上实验均提示CD105参与血管生成并在肿瘤血管新生中起着至关重要的作用。运用特异性抗体标记肿瘤组织血管内皮细胞，计算单位面积中的微血管数目，即微血管密度（MVD），MVD被认为是目前反映肿瘤新生血管生成情况最直观形象的方法。CD105作为一种新的血管内皮标志物，通过优先结合在参与血管生成的各种组织或肿瘤组织边缘血管起源的内皮细胞上，调节细胞对TGF-β的反应，且对小血管染色较大血管敏感，因此对新生血管更具特异性。目前利用CD105标记的MVD广泛应用于卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌的评价中，并与患者的生存期有关，可以作为独立的预后指标［12］。

3.3 恶性肿瘤的分子成像分子成像技术是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，可对疾病进行无创、实时、动态、靶向性的诊断。由于CD105与肿瘤血管生成有关，将CD105应用于无创分子成像技术，可以观察到全身肿瘤CD105表达水平，成为当前分子成像领域的研究热点［13］。如在多参数磁共振成像（multiparametricmagnetic resonance imaging，mMRI）显像中，与传统的Gd包被抗体相比，利用放射性59Fe包被的CD105MJ7/18抗体可以增加检测小鼠皮下肿瘤的敏感性［14］。在乳腺癌小鼠中应用89Zr和IRDye800CW标记的CD105抗体，同时将近红外荧光技术和正电子发射型计算机断层显像（PET）结合，可使癌细胞迅速、持久地显影［15］。在前列腺癌裸鼠模型中，同时用64Cu标记抗组织因子和抗CD105可明显提高肿瘤PET成像的敏感性和特异性［16］。越来越多的研究表明CD105在MRI、PET等显像技术中具有潜在的应用前景，这将为妇科恶性肿瘤的早期诊断、治疗和疗效评估等方面提供重要的参考依据。

4 CD105在妇科恶性肿瘤中的研究和应用

4.1 CD105与卵巢癌上皮性卵巢癌的首要治疗药物是以铂为基础的化疗药，但此类药物容易产生耐药性，而且机制尚不明确，成为疾病治疗的阻碍。Ziebarth等［5］抑制卵巢癌细胞株CD105的表达后发现细胞的稳定性降低，凋亡增加，并通过对DNA修复基因的调节引起DNA的破坏，从而提高癌组织对铂类药物的敏感性。王丹等［17］研究发现，CD105在卵巢上皮性肿瘤无论良恶性中均有表达，但在卵巢癌组织中表达水平与卵巢囊腺瘤相比明显增高。同时，CD105在卵巢癌组织中表达随着肿瘤的分化程度下降而上调，与肿瘤的恶性程度相关。Bock等［7］对于卵巢浆液性上皮癌渗出物（胸腹水）中的卵巢癌细胞和间皮细胞研究发现，两种细胞均可见CD105表达，化疗后肿瘤实质细胞CD105表达升高，间皮细胞表达降低，可能与两种细胞不同的蛋白作用有关。而对渗出物、原发肿瘤和转移瘤的比较中，CD105在转移性卵巢癌细胞中表达最高，渗出物肿瘤细胞中CD105表达最低，可能与转移瘤具有更强的血管生成作用以提供营养有关。然而，卵巢癌组织血管上皮细胞中CD105和Ki67缺乏共表达，提示卵巢癌中内皮细胞的激活和增殖可能是两个不同的步骤，这也为抗血管生成治疗提供了新的思路［18］。

4.2 CD105与宫颈癌宫颈鳞癌的演变是一个连续过程：宫颈上皮内瘤变（CIN）→早期浸润性癌→浸润性癌。在宫颈鳞癌和相关的癌前病变中比较，具有淋巴结转移的宫颈癌患者血清中CD105表达明显高于宫颈正常患者、CIN患者及无淋巴结转移的宫颈癌患者［19］。组织学研究发现，CD105在正常的宫颈组织中无表达，CD105阳性的血管数量与淋巴结转移数目呈正相关，CD105表达越强，预后越差［20］。同样，Stepan等［21］对不同级别的宫颈病变进行CD105染色发现，CD105主要表达于小而不规则的血管或血管分支中，而在大血管中表达阴性，CINⅢ较CINⅠ/Ⅱ以及中-低分化鳞癌较高分化鳞癌CD105表达均增加。以上结果提示CD105在鳞癌的血管生成中是有特异性的。而对于不同的宫颈腺癌亚型，Barbu等［22］观察到黏液腺癌CD105表达最高，而无论组织类型、肿瘤分期及浸润深度，肿瘤外周血管CD105表达均强于肿瘤内部血管，且随着离肿瘤距离的增加表达下降。Cimpean等［23］对宫颈癌组织的CD105和Ki67双染也得出了类似Pirtea等［18］研究的结论，宫颈癌组织血管上皮细胞中CD105和Ki67同样缺乏共表达，进一步验证了肿瘤血管内皮细胞的激活和增殖可能是两个独立的步骤。

4.3 CD105与子宫内膜癌及早发现子宫内膜的癌前病变将有助于阻止病变的进一步恶化，术前寻找合适的评估淋巴结是否转移的指标有助于指导手术方式。目前CD105在子宫内膜癌中的作用存在争议，先前多项研究表明子宫内膜癌组和非典型增生组的CD105表达均高于正常对照组，CD105在子宫内膜癌微血管中强烈表达，而在较大的血管中表达量很少，因此可成为预后的评价因素。同时将子宫内膜息肉与子宫内膜癌组织进行CD105染色，两组之间无明显差异，推测可能与血管生成作用在两种疾病的子宫内膜病理性增生中机制相似有关［24］。而测定子宫内膜癌组织和正常内膜组织中Endoglin（ENG）、TGF-β1和TGF-βRⅡ基因在mRNA水平中的表达发现，ENG无明显差别，而TGF-β1和TGF-βRⅡ在子宫内膜癌组织中表达下降，其中低分化癌和肿瘤浸润深肌层的组织中表达最低。而在蛋白水平，无论病理类型，子宫内膜癌中CD105均表达升高［25］。CD105的表达水平与临床分期、浸润肌层深度及局部淋巴结转移有关，并可成为一个独立预后指标［26］。然而Saarelainen等［27］对不同手术病理分期的患者术前血清中CD105检测并未发现明显区别，而伴有和不伴有淋巴结转移患者的子宫内膜癌组织中CD105无明显表达差异，可能与样本量较少以及个体间血清CD105水平存在较大差异有关，最终结论尚需要更大的样本分析。

4.4 CD105与其他妇科恶性肿瘤CD105在其他妇科恶性肿瘤中的研究较少。Mitsui等［28］对子宫平滑肌肉瘤进行了相关研究发现，CD105阳性的患者生存期明显低于阴性患者。对子宫平滑肌肉瘤细胞系抑制CD105表达后，肉瘤细胞的迁移和侵袭能力明显下降，但是未引起Smad1/5/8和Smad2表达改变，提示CD105在不同细胞中对TGF-β/Smad信号通路可能有不同的作用。

5 前景与展望

总之，对于CD105的研究已经不仅仅局现于肿瘤血管的生成与发展过程中，人们的关注点开始向不同的肿瘤实质及间质细胞中转移，CD105更深入的作用及机制正逐步被揭示。目前已有人类抗CD105的抗体（TRC105）问世，在肝癌、前列腺癌等实体肿瘤中以CD105为靶点的抗肿瘤治疗也陆续进入了临床试验［29-30］。但是在妇科恶性肿瘤领域，对CD105应用的研究还有许多存在争议以及尚需深入探索的问题，了解CD105生物学特征及其调控妇科恶性肿瘤细胞的信号通路，将为探究妇科恶性肿瘤的发生发展机制、预防、诊断及治疗提供新的思路和治疗靶点。

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Application and Research Progress of CD105 in Gynecological Malignant Tumors

WANG Xiao-yu，XIANG Yang.

Departmentof Gynaecology and Obstetrics，Chinese Academy ofMedical Sciences&Peking Union Medical College，Peking Union MedicalCollege Hospital，Beijing100730，China

XIANGYang，E-mail：xiangyang65@gmail.com

Angiogenesis is important in the development and metastasis of tumors，which can meet requirement of organism metabolism and provide vascular access for distantmetastasis，and considered to be closely related to prognosis. CD105 also named as Endoglin，which is amember of TGF-βsuper family receptors，has great specificity in marking tumor neovascularization.Recently，with the further researches in the function andmechanism of tumor cellsand stromal cells，CD105 has increasingly application in diagnosis and prognostic evaluation for gynecological malignant tumors.Comprehensive understanding of biological characteristics of CD105 can provide a breakpoint of prevention，diagnosis and therapy for gynecologicalmalignant tumors.

Transforming growth factor beta；Genital neoplasms，female；Receptors，transforming growth factor beta；CD105（JInt Obstet Gynecol，2016，43：485-488）

2016-04-20）

［本文编辑王琳］

100730北京，中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院妇产科

向阳，E-mail：xiangyang65@gmail.com

△审校者