鸡卵清蛋白上游启动子转录因子Ⅱ的功能及其在肿瘤中的作用

王明山 任 强 陆 树 白培明

(厦门大学附属中山医院，福建 厦门 361004)

鸡卵清蛋白上游启动子转录因子(COUP-TF)Ⅱ是一种转录调节因子，在器官发育和血管生成的过程中起着重要的作用，近几年来发现它能调节多个信号通路来控制多种肿瘤细胞生长和血管生成及淋巴管的生成，且被证实与多种肿瘤的发生和转移有至关重要的作用〔1〕。本文研究其在非腺癌膀胱癌中的表达，并重点对COUP-TFⅡ的表达、功能调节及其在相关肿瘤中的作用进行综述。

1 COUP-TFⅡ的结构及功能

COUP-TFs是类固醇激素/甲状腺激素受体超家族中孤儿受体家族的成员，有两个高度同源的亚型，COUP-TFⅠ和COUP-TFⅡ。COUP-TFs在1986年发现至今配体尚未被确认，所以被称为孤儿核受体〔1〕。在脊椎动物，两个COUP-TF同系物已确定，COUP-TFⅠ和COUP-TFⅡ也被称为核受体2家庭1和2(NR2F1和2)〔1〕。COUP-TFs拥有核受体的经典域结构，具体而言，它们包括两个高度保守基序：一个DNA结合域(DBD)含有两个锌指1和2，在配体结合域(LBD)有两个高度保守的区域Ⅰ和Ⅱ，其中COUP-TFⅠ和Ⅱ在DBD内存在98%的同源性〔1〕。此外，COUP-TFⅠ和Ⅱ分别在高度保守区域Ⅰ和区域Ⅱ共享96%和100%的同源性序列，因此COUP-TFⅠ和Ⅱ在许多方面的功能具有相似性，但还有很明显的区别。

COUP-TFs涉及许多重要生命过程，如器官形成、血管生成、代谢体内平衡、心脏畸形等其他各方面的发展及疾病当中。COUP-TFs在这些发展过程中涉及多种不同的细胞功能，比如细胞命运的决定，细胞分化，细胞存活率和细胞迁移等等〔1〕。当然COUP-TFⅠ和Ⅱ的功能还是有区别的，COUP-TFⅠ主要表达在中枢和周围神经系统的发展中。而COUP-TFⅡ表达在细胞核内，它的功能涉及多方面，包括在器官形成时的血管生成、淋巴管生成、脂肪生成、胃、肢体、骨骼肌、眼、视网膜、小脑发展，女性和男性生殖等多个方面的功能〔1〕。研究表明，异常表达的COUP-TFⅡ在多种疾病的发展中可能发挥关键作用，尤其是在肺、卵巢、乳腺、结肠、胃、前列腺，胰腺等多种肿瘤中〔2〕，且在各种器官间质和血管、脉管系统的发展中被检测到。

2 COUP-TFⅡ在肿瘤微环境中

众所周知，血管生成和淋巴管生成和淋巴转移在肿瘤的发展、侵袭和转移过程中是必要的过程。肿瘤的生长和发生转移需要血管和淋巴管提供营养和氧气。如果没有持续的血管形成来提供营养，肿瘤细胞必将凋亡或者坏死。所以，更好地了解肿瘤如何控制血管生成开关的机制将有助于发展新的治疗方法。研究显示，COUP-TFⅡ在老鼠正常发展的血管生成和淋巴生成中扮演重要角色。成年小鼠敲除COUP-TFⅡ基因会严重损害新血管生成，在异种移植小鼠模型中抑制肿瘤生长〔2～4〕。失活的COUP-TFⅡ在多个自发性肿瘤模型中也表现出阻碍肿瘤的发展和转移抑制血管生成，这表明COUP-TFⅡ在肿瘤微环境作为主要监管机构控制血管生成〔2〕。

在具体的调控机制中，COUP-TFⅡ能调节两大血管生成信号，血管紧张素(Ang)-1/Tie2和血管内皮生长因子(VEGF)/VEGF受体(R)-2。首先，COUP-TFⅡ能调节细胞外膜中Ang-1的表达。Ang-1是特定的内皮细胞酪氨酸激酶受体和Tie2的旁分泌配体〔3〕，而Ang-1/Tie2信号在维护血管静止和促进血管生成中扮演突出的角色〔5〕。COUP-TFⅡ能直接绑定到Ang-1的启动子并且增强了Ang-1的表达，因此激活Ang-1/Tie-2途径促进血管重塑〔3〕。其次，在内皮细胞中COUP-TFⅡ抑制了VEGFR-1在内皮细胞上的表达〔4〕。VEGFR-1充当诱饵受体，使VEGF从VEGFR-2的绑定中隔离开〔6〕。因此，COUP-TFⅡ可以通过抑制VEGFR-1从而增强VEGF/VEGFR-2的信号，促进血内皮细胞增殖和发芽。另外，COUP-TFⅡ还能上调E2F1信号及下调Notch信号〔7,8〕，这些都已经被证明通过VEGF/VEGFR轴调节血管生成〔9,10〕。

在肿瘤微环境，COUP-TFⅡ和E2F1、Notch信号和VEGF/VEGFR信号之间可能存在复杂的相互作用网络一起协调血管生成。除了血管生成，COUP-TFⅡ还能调节肿瘤淋巴管生成、转移。乳腺癌和胰腺癌小鼠模型消除COUP-TFⅡ的表达后淋巴管生成受损和淋巴结转移受到抑制〔4〕。119例乳腺肿瘤病人COUP-TFⅡ表达水平与淋巴结转移呈正相关〔10〕。COUP-TFⅡ是肿瘤血管生成和淋巴管生成的中心调节因子，通过调节VEGF/VEGFR，Ang-1/Tie2和其他途径参与操纵肿瘤微环境〔11〕。这些研究表明COUP-TFⅡ可以作为一个对抗肿瘤血管生成和淋巴转移的新途径，能对癌症进展的防治起到积极的作用。

另外，在微环境当中COUP-TFⅡ在调节血管生成中起作用，在癌症进展和转移中也起关键作用。NR2F2的异常表达涉及多种人类癌症，包括乳腺癌、胰腺癌、结肠癌、前列腺癌和肺癌〔2,12〕。

3 COUP-TFⅡ在各种肿瘤中的研究进展

3.1腺癌

3.1.1乳腺癌 许多证据表明，COUP-TFⅡ可能在乳腺癌的发生发展中发挥着重要作用。Nagasaki等〔13〕使用免疫组化染色结果显示，59%的119例人类乳腺癌病例中COUP-TFⅡ的免疫组织化学染色阳性，而且COUP-TFⅡ的高表达与预后差和临床结果及淋巴转移密切相关。此外，COUP-TFⅡ和雌激素受体(ER)α状态之间的正相关关系已被证明〔2,14〕。其他研究显示，减少COUP-TFⅡ会增加ERα阳性的浸润性导管癌的肿瘤级别，表明COUP-TFⅡ与肿瘤级别呈负相关〔2〕。对比COUP-TFⅡ表达不同的乳腺癌样本表明其在不同的乳腺癌发展阶段具有复杂的功能。COUP-TFⅡ可能参与乳腺癌的发生和发展，也许会为乳腺癌治疗提供新思路。

3.1.2卵巢癌 免疫组化的研究结果表明，COUP-TFⅡ在健康卵巢的基质中明显表达，而卵巢上皮却表达很少或无表达，COUP-TFⅡ这种表达模式在卵巢癌中却是相反的，癌中的卵巢基质表达明显降低和上皮中的表达却很高〔15〕。在细胞系的实验中，研究发现针对COUP-TFⅡ表达建立卵巢癌细胞系能增强卵巢细胞的凋亡并且使其增殖活力增加〔2〕。此外，COUP-TFⅡ还能调节NIMA相关蛋白激酶(NEK)2，维甲酸诱导蛋白(RAI)14及参与细胞周期的其他多个基因的表达，这表明失调的COUP-TFⅡ通过潜在途径影响卵巢癌的表达。研究还发现COUP-TFⅡ表达在卵巢上皮和间质成分中被破坏并且失调的COUP-TFⅡ表达可以通过一些目前未知的通路来调节卵巢上皮细胞凋亡，而在卵巢癌上皮间质中则未受到影响〔2〕。在卵巢癌当中，COUP-TFⅡ在卵巢基质中高度表达，卵巢肿瘤上皮细胞中低表达，而这个表达式模式在正常卵巢组织却是相反的，另外病人的COUP-TFⅡ上皮/基质中表达比率高会减少肿瘤的复发率〔2,16〕。这些结果揭示COUP-TFⅡ在卵巢癌中扮演了一个新的角色，其在卵巢基质和上皮当中具有完全不同的功能，也就是癌基因和抑癌基因，总体上扮演了一个抑制癌症作用的基因。因此，COUP-TFⅡ表达的改变在卵巢癌的发生发展过程中起着重要作用。

3.1.3结肠癌和卵巢癌 COUP-TFⅡ在95例结直肠癌患者标本的免疫组化中，COUP-TFⅡ在超过57%的肿瘤样本阳性表达，只有一个正常结肠黏膜中表达COUP-TFⅡ，并且COUP-TFⅡ阳性肿瘤患者比COUP-TFⅡ阴性肿瘤患者有一个更好的整体存活率〔17〕，这表明COUP-TFⅡ阳性跟肿瘤标本有明显相关性，且有利于结肠癌患者的远期生存，COUP-TFⅡ在结肠癌中起着一个抑制癌症的功能。研究COUP-TFⅡ在结肠癌中的作用将有利于结肠癌的防治。COUP-TFⅡ在卵巢基质中高度表达，卵巢肿瘤上皮细胞中低表达，而这个表达式模式在正常卵巢组织却是相反的，病人COUP-TFⅡ上皮/基质中表达比率高会减少肿瘤的复发率〔2,16〕。COUP-TFⅡ在不同的肿瘤的发展当中发挥着不同的作用：促进和抑制。

3.1.4胰腺癌 Qin等〔18〕发现在成年小鼠COUP-TFⅡ的消融会显著损害胰腺癌中血管和淋巴管的生成，这表明COUP-TFⅡ在调节胰腺癌血管生成方面对血液内皮细胞起着重要作用。在血管方面，COUP-TFⅡ能直接调节外周细胞的Ang-1表达以调节血管生成〔18〕。在淋巴管方面，COUP-TFⅡ可能通过VEGFR3/神经纤毛蛋白(NRP)2信号的调节和与Prox1的相互作用来发挥其在胰腺癌淋巴管生成作用〔20〕，这表明COUP-TFⅡ在病理血管生成和淋巴管生成中起到关键作用，并支持COUP-TFⅡ作为肿瘤治疗当中用于抗血管生成治疗的有前途的靶向新目标。

3.1.5前列腺癌 COUP-TFⅡ能通过直接调节肿瘤生长来促进前列腺癌进展。407例前列腺组织标本，大约60%的癌症组织标本中显示出强烈的癌细胞核COUP-TFⅡ染色阳性，而只有5%的正常前列腺组织中的上皮细胞COUP-TFⅡ是阳性的〔19〕。此外，COUP-TFⅡ高表达水平与肿瘤根治性前列腺切除术后早期肿瘤的复发有关〔19〕。前列腺癌细胞中COUP-TFⅡ的表达比例更高，会增加了前列腺癌的转移风险，说明COUP-TFⅡ可以促进前列腺肿瘤发生及增强向淋巴转移的概率〔19～21〕。

最近的研究表明对于抑制前列腺癌进展的机制，是由磷酸酶和张力蛋白同系物(PTEN)损失引起的转化生长因子(TGF)上调形成一个增长障碍作为防御屏障。强调TGF-β可能代表一个侵袭前检查站去防止PTEN调节的前列腺肿瘤发生〔22〕。PTEN丢失可以激活TGF-β信号传导系统和诱导癌前状态的生长障碍来限制前列腺癌的生长〔22〕。COUP-TFⅡ与TGF-β信号在前列腺肿瘤中是呈负相关关系，但不是在正常前列腺。在PTEN基因缺失的小鼠，活动过度的TGF-β信号受到过表达的COUP-TFⅡ抑制，而它的增强是由COUP-TFⅡ耗尽引起的〔19〕，提示COUP-TFⅡ可能会覆盖TGF-β诱导的生长障碍，促进前列腺癌进展。COUP-TFⅡ与SMAD4紧密相关，隔绝SMAD4绑定到靶基因的启动子，从而抑制TGF-β信号〔19〕。此外，在缺乏COUP-TFⅡ的PTEN基因缺失的老鼠中删除SMAD4恢复了侵入性肿瘤的增长，表明在缺失PTEN基因中从多惰性前列腺肿瘤发展成全面的转移性前列腺癌，COUP-TFⅡ介导的抑制TGF-β信号传导是非常必要的一环〔19〕。COUP-TFⅡ在诱导无转移的前列腺癌与SMAD4直接相互作用以破坏TGF-β诱导的生长障碍，发展成为了转移性多发癌至关重要的作用，增加了恶性进展和产生积极的肿瘤转移倾向。COUP-TFⅡ与前列腺癌的发生和进展密切相关，COUP-TFⅡ有望成为前列腺癌治疗的新靶点。

3.2非腺癌 COUP-TFⅡ在前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、结肠癌的癌细胞中高/低表达，且这几种癌都属于腺癌，说明COUP-TFⅡ可能与腺癌细胞存在着某种密切的联系，可以在腺癌当中的癌细胞而非间质细胞当中表达，直接调控肿瘤的发生和进展，对肿瘤的进展起到极其关键的作用。

在膀胱癌及其他非腺癌组织当中至今均未有相关报道COUP-TFⅡ与非腺癌组织是否有关，COUP-TFⅡ在膀胱癌当中也有表达，但是并非在癌细胞当中直接表达，而是表达在膀胱癌的间质细胞当中，包括血管内皮细胞，血管平滑肌细胞及其他间质细胞当中，而且都是表达在细胞核中，并且呈强阳性〔23〕。

研究〔23〕对27例临床人体膀胱癌及8例正常膀胱组织的标本进行了免疫组化染色，发现膀胱癌及膀胱正常组织的膀胱细胞当中并未见到明显表达。但是，74.07%的膀胱癌组织的间质当中表达呈现出强阳性，而在25%正常膀胱组织中表达呈弱阳性，差别具有统计学意义(P<0.01)。并且膀胱癌中的平均微血管密度(63.55±20.28)明显比正常组织(38.88±14.09)当中的多(P<0.01)。COUP-TFⅡ对于膀胱肿瘤进展中的血管内皮细胞增生也起到了相当重要的作用。这也说明COUP-TFⅡ在非腺癌的进展当中也扮演了相当重要的角色。

综上，COUP-TFⅡ在不同的肿瘤表达上调或下调，在腺癌当中COUP-TFⅡ直接表达在癌症组织当中的癌细胞当中，对于肿瘤直接起到了促癌和抑癌的作用，直接参与了肿瘤的发生发展和转移。而在非腺癌当中，COUP-TFⅡ并不直接表达在癌细胞上，而是表达在肿瘤微环境当中的血管内皮细胞等间质当中，通过促进血管内皮细胞的增殖来为肿瘤的生长提供营养支持从而促进肿瘤的进展，这说明COUP-TFⅡ在各种不同肿瘤的进展当中都起着相当重要作用。总之，COUP-TFⅡ能够强有力地调节多个信号通路来控制肿瘤细胞生长和血管生成及淋巴管的生成，对于血管(淋巴管)内皮细胞的增殖和凋亡的控制当中也起到关键的作用，与VEGF起到了类似的作用。众所周知，VEGF在肿瘤进展中的重要地位，因此鉴于COUP-TFⅡ的类似作用，并且COUP-TFⅡ的配体至今尚未确认，COUP-TFⅡ将会是未来肿瘤进展研究的一个重要方向，将会为肿瘤进展的防治提供一个新的思路。