热休克蛋白90α与胃癌的研究进展*

王 鹏 综述，张铁军，刘瑞刚 审校

(内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院检验科，内蒙古包头 014010)

热休克蛋白(HSP)是广泛存在于细菌、动物和人体中的热应激蛋白质大家族，主要由热休克或其他一些应激源诱导而发生表达。在生物体内主要能发挥协助蛋白质的折叠、转运、跨膜、稳定构象及细胞的信号传导、损伤保护等“分子伴侣”的功能[1-2]。按相对分子质量分为HSP27、HSP60、HSP40、HSP70、HSP90，HSP110等[3-4]。HSP90是HSPs家族中重要的成员之一，据研究显示，HSP90常用于在肿瘤中调控突变或高表达的“客户蛋白”，如蛋白激酶B(AKT)、肝细胞生长因子受体C-Met、人类表皮生长因子受体2(HER2)、细胞周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)、表皮生长因子受体(EGFR)、雄激素受体(AR)，同时，其在肿瘤细胞的增殖、分化、侵袭、凋亡等分子通路中发挥重要作用[5]。HSP90α是HSP90的两种异构体形式之一，在细胞内外非常稳定并且发挥主要的“伴侣蛋白”作用。胃癌是全球常见的恶性肿瘤之一，胃癌的早期诊断是提高诊断效率和治愈率的关键。HSP90α的底物蛋白涉及几乎所有的细胞过程，其可能具有潜在的临床用途，并作为癌症诊断的生物标记物，用于评估疾病进展和癌症的治疗靶点，现将HSAP90α 与胃癌的研究进展综述如下。

1 HSP90α特性与功能

HSP90主要位于细胞质中，以二聚体的形式存在，其基本结构由3部分组成：N端结构域(25 kDa)、中间域(40 kDa)、C端结构域(12 kDa)。HSP90是一种三磷酸腺苷酶(ATP)依赖的分子伴侣，其家族成员依赖ATP分子内的ATP酶活性，有助于蛋白质折叠、蛋白质的转运。HSP90客户端效应蛋白参与的关键信号转导通路，如蛋白激酶B(PI3K/Akt通路)、白细胞介素-6(IL-6)受体(JAK/STAT通路)、BCR/ABL融合基因(Ras/ERK通路)和IkB kinases(NF-κB通路)[6]。HSP90被分为两种亚型：HSP90α和HSP90β。HSP90α是以同源二聚体形式存在且高度保守的细胞质蛋白，约占细胞质蛋白的1%～2%。HSP90α具有HSP家族的基本功能特性，如参与细胞内、外的多种生理过程，在细胞内外发挥生物学功能的特点。在高温下，HSP90α会分解成为寡聚体，以及在缺血、缺氧、辐射、毒素、炎症、病毒感染、肿瘤等状态刺激下水平增加，在这些应激状态下，新合成的HSP90α能够分泌到细胞外，也可能进入细胞核内。

2 HSP90α在肿瘤中的表达

2.1HSP90α在肿瘤发生发展中的表达 肿瘤的发生和发展主要与原癌基因通路的激活、表皮生长因子(EGF)高表达、细胞周期依赖性蛋白激酶的过度表达等有关。过度表达的HSP90可导致强烈的免疫反应，成为肿瘤表面抗原的分子伴侣，刺激机体产生免疫记忆，参与肿瘤的形成[7]。HSP90的客户端癌症相关的底物蛋白质包括Akt、原癌基因细胞膜受体ERBB2，c-Met，IGF-1R、CDK4、EGFR、BCR-ABL、RET、AR、酪氨酸激酶3、BRAF、NF-κB、Raf-1、HER2、神经元型一氧化氮合酶(nNOS)和p53等[8]，可能是HSP90在多种癌症中过度表达所致，包括乳腺癌、肺癌、胰腺癌、子宫内膜癌、口咽鳞状细胞癌、卵巢癌和多发性骨髓瘤等[9-12]。吴梦婕等[11]研究显示，胃癌细胞组织中HSP90α表达均明显高于肿瘤的周围组织。李霞等[12]在乳腺癌中的研究发现，HSP90与周期依赖性蛋白激酶4的表达有关，抑制HSP90后可抑制乳腺癌MDA-MB-435S细胞增殖。在淋巴瘤和白血病的形成中原癌基因Pim-1起重要作用，HSP90α可协助原癌基因Pim-1的调节，主要与其稳定性和功能有关[13]。马新建等[14]对急性白血病(AL)患者中HSP90、HSP90α蛋白表达水平研究显示，各组AL患者的HSP90、HSP90α蛋白水平均显著高于对照组(P<0.05)，缓解期患者的HSP90、HSP90α蛋白水平低于初治期患者(P<0.05)，复发患者的HSP90、HSP90α蛋白水平高于初治及缓解期患者(P<0.05)，说明HSP90α在急性白血病发展过程中发挥了重要作用，可作为评估急性白血病患者的临床疗效及预后情况的参考指标。

2.2HSP90α与肿瘤的凋亡 HSP90作为细胞在不利环境刺激下产生的蛋白分子，在乳腺癌、结肠癌、肺癌等多种肿瘤化疗过程中均发现了HSP90的诱导高表达[15]，可大大增加线粒体的稳定性，抵抗肿瘤细胞的凋亡，这个机制也是癌症化疗耐药的原因之一[16]。在多种肿瘤细胞中发挥抗凋亡机制时，HSP90可在线粒体中通过结合凋亡酶激活因子(Apaf-1)来抑制细胞色素C介导的Apaf-1寡聚化，从而导致细胞凋亡蛋白酶9-前原蛋白的失活，并且抑制了caspase-9介导的经典凋亡级联信号的传递，进而抑制肿瘤细胞的凋亡[17-18]；如HSP90能与受体相互作用蛋白和IKKβ相结合，参与肿瘤坏死因子-α介导的凋亡途径，激活NF-κB并且进入核内，从而调控下游抗凋亡靶基因[19]。

2.3HSP90α与肿瘤的侵袭转移 在患有肿瘤时，HSP90α可以分泌到肿瘤细胞外基质中，通过促进基质金属蛋白酶胞外的成熟，增加肿瘤细胞的侵袭。同时，HSP90α可与多条参与肿瘤侵袭信号通路中的关键蛋白形成复合物。在近年来的肿瘤研究中发现，肿瘤细胞侵袭转移中基质金属蛋白酶(MMPs)溶解细胞外基质是关键的一步。HSP90α就可促进MMPs高表达，从而促进肿瘤细胞的侵袭转移。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路在多种肿瘤中持续激活，异常活化MAPK通路的促进肿瘤细胞的侵袭转移，MAPK通路上游的Raf蛋白是该通路最重要的激活因子[17]。研究已经证实，HSP90α可作为该路径中Raf-1的分子伴侣，协助信号传递，同时该通路中ERK蛋白也是HSP90α的客户蛋白之一[18]。例如在肝癌中，HSP90α通过激活下游酪氨酸激酶信号级联反应来刺激肿瘤细胞运动和血管生成，增加对周围组织的侵袭力。江倩等[19]研究了1 046例肺癌患者、592例健康人群及344例良性肺疾病者，横向比较这3组人群其血清中HSP90α的水平发现，肺癌患者的HSP90α显著高于良性肺疾病患者及健康人群组，且其表达量多少与肺癌患者的分级和分期之间存在正相关。在大肠癌的研究中，HSP90α能通过激活缺氧诱导因子-1和NF-κB，导致上皮间充质转化，导致大肠癌细胞侵袭和转移。此外，还有通过使用HSP90抑制剂来抑制结直肠癌细胞中VEGF受体的表达和信号通路而减少血管生成，从而达到抑制转移和侵袭的作用[20-21]。

3 HSP90α在胃癌诊断和治疗中的应用

3.1作为胃癌肿瘤标志物的应用 肿瘤标记物作为一种安全、方便、快捷、易于推广的检测手段已成为肿瘤的诊断与治疗中的重要检测指标，大量研究表明，HSP90α可作为肿瘤标志物指导诊断和预后[15-18]。STIVAROU等[21]研究发现，HSP90α单克隆抗体可以明显地抑制乳腺癌干细胞的活性，从而显示出对实体瘤有杀伤作用，也间接证明HSP90α能用于乳腺癌干细胞的标志物的检测和在治疗乳腺癌方面的价值[22]。杨银忠等[23]在对血液HSP90α、癌胚抗原、神经元特异性烯醇化酶、细胞角蛋白19片段及鳞状细胞癌抗原在肺癌中的诊断价值研究中显示，鳞癌、腺癌及小细胞癌各组中的HSP90α较对照组增高，且HSP90α的受试者工作特征曲线下面积最大，表明HSP90能作为筛查肺癌良好的肿瘤标记物。

当胃黏膜在受到各种刺激，如乙醇、热刺激、酸、局部缺血、缺氧等时，HSP合成增加，HSP90α的翻译和转录增加，并作为分子伴侣参与细胞生长和增殖的调节，改变细胞的代谢和功能。在胃癌组织中HSP90α出现过表达，可能与HSP90α增大调节和稳定胃癌细胞的恶性增殖有关。有研究报道了HSP90α与淋巴转移的显著相关性，且在不良分化的胃癌组织中，还显示了增强的HSP90β表达[24]。HSP90α可以作为胃癌的潜在肿瘤标记物，对胃癌的早期诊断及癌细胞侵袭力判断有重要意义。有报道显示，HSP90α在胃癌患者血清的表达水平均显著高于对照组，其灵敏度为52.50%，特异度为92.50%[25]。目前临床常用的胃癌血清学肿瘤标志物包括癌胚抗原、糖类抗原19-9、糖类抗原72-4等，对早期胃癌检出的灵敏度低于35.00%，特异度也较低，不能作为胃癌早期筛查的标志物[26]。血清HSP90α检测作为新的肿瘤标志物对胃癌的诊断优势明显，但是尚需多中心、大样本的深入研究。

3.2HSP90α在胃癌治疗方面的应用 HSP90α的表达与肿瘤的大小、淋巴结转移、病理分期、临床分期等有着密切关系，其表达的越高，预示着预后越差。余慧[25]研究表明，随着浅表性胃炎、萎缩性胃炎、胃癌疾病的进展，HSP90α的表达呈上升趋势，表明在细胞增殖中HSP90α的高表达具有重要意义。由于HSP90α处于细胞生理功能调节的中心地位，所以对胃癌有关的众多客户蛋白的正确折叠、稳定性、细胞内定位和生理功能均具有决定性的调控作用。如果能使用特异性HSP90α抑制剂用于胃癌治疗，可使过度激活或突变的信号传导蛋白活性失活，影响促进细胞黏附的黏着斑激酶和关键细胞信号通路的激活，从而抑制细胞的加速恶变、癌细胞的侵袭转移。据研究报道，HSP90α抑制剂能够通过阻断胃癌细胞中的多个促血管生成信号通路，从而达到抑制体外移植瘤增长。因此，作为新的分子靶向标志物，带有HSP90α抑制剂的治疗方案能提高胃癌的疗效[26-27]。

HSP90α是细胞内最活跃的分子伴侣之一，在肿瘤的发生、发展及侵袭转移过程中发挥了重要作用。胃癌的发生、发展是一种多因素、多步骤的过程，参与调节的因子与通路有很多，HSP90α抑制剂已经成为研发肿瘤分子靶向药物的新靶点和成为未来治疗恶性肿瘤的新方向。作为潜在肿瘤标记物的HSP90α能提高胃癌血清学诊断的灵敏度及特异度，对胃癌早期筛查及早期诊断具有极大价值。