ADAM8在恶性肿瘤转移中的作用研究进展

贾 琦，刘兆国，余苏云，陈力川，祝娉婷，陈文星,3，王爱云,3，陆 茵,3

(1. 南京中医药大学药学院，2. 江苏省中药药效与安全性评价重点实验室，3. 江苏省中医药防治肿瘤协同创新中心，江苏 南京 210023)

◇讲座与综述◇

ADAM8在恶性肿瘤转移中的作用研究进展

贾 琦1,2，刘兆国1,2，余苏云1,2，陈力川1,2，祝娉婷1,2，陈文星1,2,3，王爱云1,2,3，陆 茵1,2,3

(1. 南京中医药大学药学院，2. 江苏省中药药效与安全性评价重点实验室，3. 江苏省中医药防治肿瘤协同创新中心，江苏 南京 210023)

转移是恶性肿瘤的重要生物学特征之一，与肿瘤患者的预后紧密相关。近年来研究表明，去整合素-金属蛋白酶8(a disintegrin and metalloprotease 8, ADAM8)在多种恶性肿瘤中呈现高表达状态，且在恶性肿瘤的转移中发挥着重要的作用。研究显示，ADAM8过表达可减弱肿瘤细胞间的黏附作用，并促进细胞外基质(extracellular matrix, ECM)降解和细胞膜上细胞因子释放，同时有助于肿瘤部位新生血管生成，从而促进了肿瘤细胞转移。因此，抑制ADAM8有可能对肿瘤转移产生抑制作用，这使得ADAM8成为恶性肿瘤的预后指标和潜在治疗靶点，备受关注。该文对ADAM8与肿瘤转移的研究进展进行综述，探讨ADAM8介导的肿瘤转移的机制和靶向ADAM8进行肿瘤转移治疗的策略，为后续研究和临床治疗提供重要的参考。

肿瘤; 肿瘤转移; 去整合素-金属蛋白酶8; ECM; 作用机制; 治疗策略

恶性肿瘤是人类所面临的主要健康问题之一，严重威胁人们的健康和生活质量[1]。目前，国内外对于肿瘤的治疗主要以手术切除并辅以放、化疗为主[2]。手术对尚未发生转移的肿瘤效果较好，但对已经发生转移的肿瘤疗效较差，且术后复发的风险较高[3]；化疗对肿瘤患者而言短时间内疗效明显，但长期用药后，药物的毒副作用较大，给患者带来很大痛苦[4]；放疗虽然能将大部分肿瘤细胞杀死，但同时正常细胞也受到损伤，导致患者身体虚弱、免疫力下降[5]。因此，找寻新的能够反映肿瘤病理特征的特异性生物标志物，并以此为靶点开展肿瘤治疗就成为了亟待解决的问题，去整合素-金属蛋白酶8(a disintegrin and metalloprotease 8, ADAM8)就是这样一个令人期待且给人鼓舞的肿瘤标志物[6-8]。研究显示，ADAM8在多种肿瘤细胞中高表达，且其高表达与肿瘤转移密切相关。与此同时，已有研究发现，ADAM8的过表达可减弱肿瘤细胞间的黏附作用[9-10]，并促进细胞外基质(extracellular matrix, ECM)的降解和细胞膜上细胞因子的释放，同时有助于肿瘤部位新生血管的生成。因此，靶向ADAM8具有潜在治疗肿瘤转移的可能，这使得该靶点极具吸引力。本文就ADAM8与肿瘤转移相关研究进展进行综述，并对ADAM8介导肿瘤转移的最新研究机制进行概述，同时，对靶向ADAM8开展肿瘤转移治疗的策略进行探讨，为临床研究提供重要参考。

1 ADAM8的结构与生理功能

ADAM8又名CD156，其基因定位在染色体10q26.3上，由824个氨基酸组成[8]。ADAM8的表达最初发现于巨噬细胞，随后相继发现在人B淋巴细胞、树突状细胞、神经胶质细胞及人嗜酸性粒细胞等细胞内均有表达。ADAM8的基本结构是由高度保守的序列所组成，共分为8个结构域，从N端到C端依次为信号肽、前导域、金属蛋白酶域、去整合素域、富含半胱氨酸结构域、表皮生长因子结构域、跨膜域及胞质域。同时，由于ADAM8外功能域存在金属蛋白酶域和去整合素功能域，因此，其也被称为去整合素-金属蛋白酶。研究显示，ADAM8的金属蛋白功能酶域包含蛋白酶活性序列HEXGHXXGXXHD，这表明ADAM8具有蛋白酶的活性，可水解并释放多种膜表面蛋白质[8]。已有研究表明，ADAM8的生理功能主要包括以下两个方面：① ADAM8具有蛋白水解酶的功能，可释放细胞表面蛋白的胞外功能区，进而影响多种细胞因子功能并参与ECM的降解[11-12]；② ADAM8可与基质蛋白竞争性地与整合素结合，参与对细胞信号传导、细胞周期、细胞形态及细胞运动的调节[13]。

2 ADAM8异常表达与肿瘤研究

研究显示[14]，在多种组织肿瘤的转移过程中均出现ADAM8表达的异常，如在肺癌、乳腺癌、胰腺癌、肝癌等多种肿瘤细胞及其衍生的细胞系中，均存在ADAM8的异常表达，且ADAM8作为促癌基因，在上述肿瘤中均高表达，说明ADAM8的异常表达可能与肿瘤的转移密切相关。

2.1 ADAM8与肺癌相关研究 Ishikawa等[15]研究表明，ADAM8在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)组织中的表达明显高于正常对照组织；组织芯片结果显示，ADAM8的表达与肿瘤细胞淋巴结转移和TNM(tumor node metastasis)分期存在一定相关性，且分期越高，肿瘤细胞淋巴结转移越明显，相应的ADAM8的表达也越高。与此同时，胶质分析显示转染了ADAM8 cDNA的肺癌细胞株NIH3T3和COS-7与转染模拟噬菌体的细胞株相比，前者在基质胶上的侵袭活性明显增强，这表明了ADAM8的高表达有利于肿瘤细胞的侵袭和转移。另外，研究结果还显示，ADAM8在鳞癌和腺癌间的表达水平差异无统计学意义，这一结果与Zhang等[16]的研究结果一致。以上研究结果表明，ADAM8的过度表达与NSCLC的转移密切相关，因此，临床上可将ADAM8作为NSCLC的辅助诊断方法之一，具有重要的临床价值。

2.2 ADAM8与乳腺癌相关研究 ADAM8在多种乳腺癌组织中存在过度表达，且有实验证明ADAM8与乳腺癌的转移密切相关。已有研究表明[17]，使用微阵列数据分析可确定ADAM8是NF-κB RelB多级通路的下游靶点之一，其能够促进乳腺癌的侵袭。Alexe等[18]使用乳腺癌亚型微阵列分层研究发现，在原位乳腺癌到浸润性乳腺癌的各阶段，不同级别和亚型中肿瘤ADAM8基因的表达存在异质性。Romagnoli等[19]的研究通过公开获取的微阵列分析数据库表明，ADAM8往往在高侵袭性乳腺癌中过表达，如三阴性乳腺癌，且与不良预后紧密相关。进一步使用敲除和抗体靶标方法发现，ADAM8促进了三阴性乳腺癌肿瘤的生长、血管的生成、循环肿瘤细胞(circulating tumor cells, CTCs)的扩散和在正常小鼠模型中的转移。同时，使用ADAM8的抗体后可有效减少原发肿瘤的发展和转移[20]。这些研究表明，ADAM8是一个治疗恶性乳房肿瘤很有发展前景的治疗靶点。

2.3 ADAM8与胰腺癌相关研究 研究表明，胰腺癌的发生发展过程中ADAM8蛋白呈现异常表达，且与胰腺癌细胞的转移关系密切。Valkovskaya等[21]研究发现，胰腺导管腺癌中ADAM8的表达明显增高，且ADAM8蛋白及mRNA水平的增高与患者的存活时间呈负相关；而在沉默ADAM8基因后，胰腺癌细胞的侵袭性明显受到抑制，且细胞培养上清中的肿瘤细胞蛋白水解酶活性明显下降。Puolakkainen等[22]通过观察荧光标记的胰腺癌肿瘤细胞在基底膜的迁移比率发现，抗炎巨噬细胞可通过诱导ADAM8的表达来促进胰腺癌基底膜中肿瘤细胞的迁移。Schlomann等[23]通过对不同ADAM8表达的胰腺导管腺癌细胞进行分析后发现，胰腺导管腺癌细胞的迁移及渗透与ADAM8的表达水平密切相关，且机制研究显示，ADAM8可通过调节多种基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)活性来控制胰腺导管腺癌的转移。

2.4 ADAM8与肝癌相关研究 临床研究显示，ADAM8的表达与肝癌的临床病理特征及患者的生存状况密切相关。Zhang等[24]通过对105例肝癌患者的组织样本进行免疫组化分析后发现，ADAM8的表达与肝癌患者肿瘤的大小、分化、复发及转移都密切相关。生存分析表明，高表达的ADAM8可导致肝癌患者的预后变差。另外，多变量分析结果显示，ADAM8的表达水平是肝癌患者总体生存率的一个独立预后参数。Zhang等[25]通过将HepG2细胞移植入裸鼠体内后发现，ADAM8在肝肿瘤组织中的表达明显高于正常肝组织。与此同时，研究结果还发现，ADAM8的高表达与血清甲胎蛋白(alpha fetoprotein, AFP)的水平、肿瘤大小、组织学分化、肿瘤发展的阶段以及肿瘤复发、转移的几率均呈正相关。通过慢病毒载体敲除ADAM8后，可明显降低体外细胞生长、迁移和侵袭，同时体内实验结果也与体外一致。

Jiang等[26]通过ELISA对126例肝癌患者、50例肝硬化患者及50例健康人的血清进行检测和分析。结果表明，62.7%的肝癌患者和32%的肝硬化患者中发现有ADAM8的蛋白表达，且ADAM8的表达与血清AFP、肿瘤大小、组织学分化、肿瘤复发及转移呈正相关。Kaplan-Meier生存分析显示，ADAM8阳性肿瘤患者与阴性肿瘤患者相比生存期大大缩短。这些证据表明，ADAM8的表达是肝癌不良预后的一个生物标志物，可能成为治疗肝癌的潜在靶标。

2.5 ADAM8与其他恶性肿瘤相关研究 Wildeboer等[14]研究发现，原发性脑肿瘤中ADAM8的mRNA表达明显增高，且研究发现ADAM8的表达水平及蛋白金属酶的活性，与恶性胶质瘤细胞的侵袭活性存在相关性。Huang等[6]研究发现，胃癌组织中ADAM8的表达明显增高，且其表达水平与病理分期相关，在分期较晚的组织中，ADAM8呈现更高的表达水平，患者的预后更差。Abd El-Rehim等[27]通过对61例原发性和11例转移性骨肉瘤患者进行免疫组化分析后发现，85.2%的骨肉瘤患者均表达ADAM8，其中55.4%患者出现高表达，且ADAM8的表达与肿瘤大小、转移、低生存率密切相关。该研究结果表明，ADAM8在人骨肉瘤发展及转移中发挥重要作用，同时也提示ADAM8的高表达可作为骨肉瘤患者不良预后的可靠标志物。另外，亦有研究发现，ADAM8的表达与颈部鳞状细胞癌[28]、髓母细胞瘤[29]等恶性肿瘤的侵袭密切相关，且往往预示着不良预后。

3 ADAM8介导恶性肿瘤转移的作用机制

目前，有关ADAM8参与调控肿瘤转移的分子机制研究较少，归纳起来主要有以下4种方式：

3.1 ADAM8参与肿瘤黏附分子的激活，促进肿瘤转移 ADAM8的蛋白水解酶活性可水解释放多种细胞表面蛋白的胞外功能区，如TNF-α、EGFR配体、ErbB2、ErbB4的受体以及L-选择素等大量蛋白。而胞外功能区的脱落可影响细胞膜上多种生长因子和细胞因子的功能，继而影响下游的信号传导过程[30]。如细胞黏附分子胞外功能区的脱落使细胞逃离周围组织，游离的胞外功能区可传导一系列促进细胞存活、迁移、增殖的信号。

3.2 ADAM8通过促进ECM降解为肿瘤扩散提供条件 ECM是机体阻挡肿瘤细胞进入血液循环的重要屏障，ECM的降解是肿瘤细胞浸润、转移的重要过程之一。而MMPs是一类降解ECM的重要蛋白水解酶。ADAM8的金属蛋白酶结构域中拥有锌指基序HEXGHXXGXXHD，其存在使ADAM8拥有蛋白水解酶的活性，可水解ECM中的多种蛋白成分[11]，帮助肿瘤细胞从原发灶中游离出来，同时从ECM中释放出一些生长因子，作用于肿瘤细胞，进一步促进肿瘤细胞的增殖和转移。

3.3 ADAM8通过与整合素相互作用来影响肿瘤转移 ADAM8结构中的去整合素部分可竞争基质蛋白与整合素的结合过程，而整合素可通过某些接头蛋白联系着细胞骨架和ECM，因此，ADAM8可参与细胞信号传递、细胞间黏附和细胞迁移、增殖等过程。

3.4 ADAM8可刺激血管生成来促进肿瘤的转移 肿瘤的生长和转移都离不开新生血管，肿瘤的生长需要新生血管提供氧气和养料[31-32]，游离的肿瘤细胞进入血液循环是肿瘤转移的重要步骤。ADAM8在肿瘤细胞和血管内皮细胞中均高表达，暗示着肿瘤的血管新生中有ADAM8的参与。在低氧诱导视网膜新生血管模型中[29]，敲除ADAM8基因的小鼠血管新生明显减少，体内异位移植肿瘤细胞的生长也受到抑制，这表明ADAM8对于肿瘤血管新生产生了正向刺激。另有研究表明[19]，ADAM8促进肿瘤血管的新生是通过促进VEGF-A的释放和β1-整合素激活血管内皮细胞的迁移，敲除ADAM8后，肿瘤周围血管化程度明显好转。

目前，对于ADAM8功能与肿瘤转移之间关系的机制研究尚不成熟，有待进一步研究证实。

4 展望

ADAM8在肿瘤的转移及血管新生过程中发挥重要作用，这提示ADAM8在肿瘤的诊断、治疗以及预后中有巨大的潜在研究价值。目前，ADAM8在肿瘤治疗中应用前景主要有以下两个方面：① 作为生物标志物：ADAM8可能是多种恶性肿瘤的一个很有前景的诊断指标。检测ADAM8的表达可以反映肿瘤状态，有效预测患者预后，表达水平越高提示分期越晚[33-34]。在针对肝癌、骨肉瘤、结肠癌、胃癌和肺癌的研究中，临床研究和动物实验一致表明，ADAM8的过表达与肿瘤的发展、转移和患者的预后情况紧密相关。尤其是在肺癌中，ADAM8的诊断效能和癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)相当，和CEA联合检测时可将敏感度提升至80%[15]。② 作为药物设计的靶标：ADAM8还可作为恶性肿瘤的一个较好的治疗靶点。除非被炎性刺激或肿瘤诱导，ADAM8在功能上与体内稳态无关，而ADAM8的过表达则会影响体内的免疫反应、细胞黏附和体内肿瘤血管的生成，因此，使用ADAM8选择性抑制剂抑制ADAM8可能会产生较好的治疗作用。Schlomann等[23]使用ADAM8抑制剂BK-1361阻止ADAM8的多聚化，观察到肿瘤的浸润和转移明显减少。Yim等[35]通过对化合物RLsKDK的研究也表明，靶向ADAM8是针对肿瘤转移的一种高效治疗策略。此外，设想从ADAM8反义寡核苷酸、ADAM8功能结构域的小分子抑制剂以及ADAM8的抑制性抗体着手开发新的药物，但仍需要进一步实验验证。综上所述，笔者认为ADAM8蛋白有望成为一种新的抗肿瘤靶点并具有广阔的应用前景。

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Role of ADAM8 in tumor metastasis

JIA Qi1,2, LIU Zhao-guo1,2, YU Su-yun1,2, CHEN Li-chuan1,2, ZHU Ping-ting1,2, CHEN Wen-xing1,2,3, WANG Ai-yun1,2,3, LU Yin1,2,3
[1.SchoolofPharmacy,NanjingUniversityofChineseMedicine,Nanjing210023,China;2.JiangsuKeyLabforPharmacologyandSafetyEvaluationofChineseMateriaMedicine,Nanjing210023,China;3.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofTraditionalChineseMedicine(TCM)PreventionandTreatmentofTumor,Nanjing210023,China]

Tumor metastasis is one of the important biological characteristics of malignant tumor, which is closely related with the prognosis of the cancer patients. High expression of ADAM8 in varieties of tumors was revealed in many recent studies, and such aberrant expression played a crucial role in regulating of tumor metastasis. Studies showed that overexpression of ADAM8 attenuated the intercellular adhesion effect, promoted tumor angiogenesis, and enhanced the degradation of ECM as well as the releasing of cytokines. Therefore, suppression of ADAM8 may lead to inhibition of tumor metastasis, which makes ADAM8 a particular attractive target as it can be used as a prognostic indicator and a potential therapeutic target of malignant tumor. A review about the relations between ADAM8 protein′s abnormal expression and tumor occurrence was discussed in this paper, also include discussion about the mechanisms of ADAM8 protein′s disorder-induced tumor formation, as well as therapeutic strategies based on ADAM8-targeted, which may provide references for follow-up research and clinical treatment.

tumor; tumor metastasis; a disintegrin and metalloproteinase 8; ECM; mechanisms; therapeutic strategy

2017-03-28,

2017-04-26

国家自然科学基金项目资助 (No 81673725，81673648，81573859)；江苏省自然科学基金资助项目(No BK2012854)

贾 琦(1993-)，女，硕士生，研究方向：活血化瘀中药对肿瘤转移的影响，E-mail：jiaqi850@163.com； 陆 茵(1963-)，女，博士，教授，博士生导师，研究方向：活血化瘀中药对肿瘤转移的影响，通讯作者，Tel：025-85811239，E-mail：luyingreen@126.com

时间：2017-7-7 11:04 网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170707.1104.002.html

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.08.001

A

1001-1978(2017)08-1037-04

R-05；R345.63；R730.5；R73-37；R977.3