蛋白质组学在三阴性乳腺癌侵袭转移机制中的研究进展

罗雪莹 何劲松 陈伟财 李锋 刘宝儿

[摘要] 三阴型乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）为恶性程度最高、临床预后最差的乳腺癌亚型之一。其高侵袭转移能力是导致TNBC复发转移，改变患者临床预后的关键。基于人类基因组计划的完成，目前已认识到基因组水平并不能完全揭露TNBC肿瘤细胞各通路的作用机制。蛋白质组学作为新兴的研究手段，可以进行高通量筛选差异性表达蛋白质，完成相关肿瘤细胞恶性行为的功能学研究，探索TNBC高侵袭转移机制，为TNBC的临床诊疗研究提供了技术支持。该文旨在概述蛋白质组学在TNBC侵袭转移机制研究中的应用以及目前所取得的进展。

[关键词] 三阴性乳腺癌;蛋白质组学;侵袭转移机制;血管生成;细胞间粘附能力

[中图分类号] R737.9          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-0742（2018）08（c）-0196-03

Advances in Proteomics in Invasion and Metastasis of Triple-negative Breast Cancer

LUO Xue-ying， HE Jin-song， CHEN Wei-cai， LI Feng， LIU Bo-er

Department of Breast Surgery， Shenzhen Hospital of Peking University， Shenzhen， Guangdong Province， 518000 China

[Abstract] Triple negative breast cancer （TNBC） is one of the most malignant breast cancer subtypes. Its high invasion and metastasis capacity is the key to the recurrence and metastasis of TNBC， which changes the clinical prognosis of patients. Based on the completion of the Human Genome Project， it has now been recognized that the genome level does not fully reveal the mechanism of action of TNBC tumor cell pathways. As an emerging research method， proteomics can perform high-throughput screening for differentially expressed proteins， complete the functional study of malignant behavior of related tumor cells， and explore the mechanism of high invasion and metastasis of TNBC， providing technical support for the clinical diagnosis and treatment of TNBC. This article aims to outline the application of proteomics in the study of the invasion and metastasis mechanism of TNBC and the current progress.

[Key words] Triple negative breast cancer; Proteomics; Invasion and metastasis mechanism; Angiogenesis; Intercellular adhesion

TNBC为乳腺癌的一种特殊类型，其雌激素受体、孕激素受体不表达，人表皮生长因子受体2无过度表达及基因扩增[1]。它多发生于绝经前女性，约占乳腺癌患者的13%～25%，其细胞分化差，侵袭性强，好发年龄小，恶性程度高，缺乏高特异性的评估方法，极易复发转移，临床预后差。而肿瘤细胞的高侵袭转移行为则是TNBC不良预后的关键性因素。蛋白质作为生物学功能的执行者，调控细胞恶性行为方面发挥着重要作用。进行蛋白质组功能学研究可以更好地从宏观的角度全面重点地分析TNBC高侵袭转移的生物学机制。

1  肿瘤内部微血管网的形成

微血管网络生成除了给肿瘤细胞提供氧气和营养物质、促进细胞增殖分化以外，其与恶性肿瘤细胞的侵袭转移密切相关。它可以破坏组织内在微环境平衡，为宿主细胞远处转移扩散提供通道。在TNBC蛋白质组学的研究过程中，血管内皮生长因子（VEGF）家族引起了广泛的关注。该家族与恶性肿瘤组织中淋巴管及毛细血管的生长密度、侵袭性密切相关[2-3]。通过组学定量分析筛选，研究人员发现VEGF家族中的VEGF-A在TNBC细胞系中高表达，组织缺氧及炎症条件下尤甚[4];VEGF-C在TNBC的間充质干细胞亚型（MSI型）高表达[5]，证实了该家族与TNBC的发生发展密切相关。运用差异性蛋白质功能组学分析发现有较多细胞因子参与调控VEGF家族介导的促血管形成通路，比如低氧诱导因子-1α（HIF-1α）、骨桥蛋白、非转移性黑色素瘤糖蛋白B（GPNMB）、STAT3、肝素结合表皮生长因子样生长因子（HBEGF）、HOX9、血管紧张素Ⅱ等，促进肿瘤细胞的侵袭转移[6-10]。Mohammed R.A等人[11]进行的队列研究也证实了血管形成在具有高侵袭性的TNBC侵袭转移中的重要性。该研究一共纳入397位乳腺癌患者，通过测定CD34和CDH31（评估淋巴管及微脉管密度的标志物）发现，相较于其他亚型的乳腺癌，基底细胞样型及三阴型乳腺癌组织中微血管密度更高，侵袭转移能力更强。

最近研究发现的生长因子颗粒素蛋白前体也在TNBC中高表达。它是从小鼠畸胎瘤模型肿提取出来的88KD的糖蛋白，可以刺激上皮细胞增殖。在胚胎发育过程，生长因子颗粒素蛋白前体可以促进血管生成，促进细胞增殖活化。在TNBC细胞中生长因子颗粒素蛋白前体、VEGF、CD105都是高表达的，尤其是在淋巴结阴性的患者肿瘤细胞中。由此可以推断生长因子颗粒素蛋白前体等在淋巴结阴性的TNBC的高侵袭行为中起着关键作用[12]。

基于前期研究成果，目前抗血管生成药物已开始临床应用，并取得一定的疗效，其中包括新一代单克隆抗体（贝伐珠单抗、舒尼替尼、帕唑帕尼、埃罗替尼、西妥昔单抗、帕尼单抗等）[13]。但目前在TNBC侵袭转移中，血管形成的具体机制尚未完全明朗。运用蛋白质组学筛选出相关的差异性表达蛋白，分析其功能及对应机制，可以为TNBC的诊疗提供新的研究方向。

2  肿瘤细胞间粘附能力的降低

上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是指上皮细胞经过特定的程序转化为具有间充质表型的细胞，侵袭迁移能力增强的生物学过程。它在降低TNBC癌细胞间粘附能力中发挥关键作用。上皮细胞和间充质细胞间存在显著差异：上皮细胞呈现明显的极性，細胞与细胞间紧密连接从而阻止细胞增殖迁移，而间充质细胞的形态呈纺锤状，结构松散，细胞间缺乏紧密连接，易迁移[14]。运用蛋白质组对比分析两种存在迁移差异的难治性恶性肿瘤细胞，一种具有上皮细胞特性，一种具有间充质细胞特性，发现其差异性蛋白质-上皮细胞蛋白缺失因子EPLIN （epithelial protein lost in meoplasm）的下调。EPLIN表达的下降使上皮细胞钙粘蛋白E-cadherin的表达受抑制，激活β连环蛋白信号通路，促使EMT的发生，增加肿瘤细胞的侵袭能力[15]。EMT在乳腺癌的发生发展、侵袭转移、血管形成等多个方面起着关键作用。

3  运用差异蛋白质功能组学分析发现参与调控TNBC侵袭转移的新方向

相关学者等以小鼠为模型，运用差异性蛋白质组学分析技术，对比分析来源于TNBC的具备（4T1）和不具备（67NR）转移能力的两种细胞系。该课题组发现对于67NR，4T1表达的差异性蛋白上调的有26种，下调的有31种，均为肿瘤侵袭转移的潜在作用位点。同时他们还指出67NR细胞株中的嗜中性颗粒蛋白 （neutrophilic granule protein，NGP）高表达，约是4T1的2倍以上[16]。进一步研究表明嗜中性颗粒蛋白可显著抑制血管或淋巴管的生成，促进癌细胞的凋亡，在癌细胞侵袭转移机制中起负性作用。

TNBC异质性高、侵袭能力强、复发风险高，同时缺乏特定的治疗靶点，目前仍是临床诊疗上的难点。应用蛋白质组学探索筛选差异性表达蛋白质，明确肿瘤发生发展、侵袭转移的机制，分析潜在的肿瘤治疗靶点以及特异性的评估指标，可为改善TNBC的不良预后提供坚实的理论基础，是未来转化医学研究的必然发展趋势。同时蛋白质组学的进一步发展，针对性研究蛋白质组磷酸化等蛋白质修饰方式对TNBC高侵袭性、高复发率的影响，探索可能的作用机理，可以为肿瘤学与磷酸化蛋白质组学相结合提供新的研究策略。因此，在以后，医生应该积极的对蛋白质组学进行学习，更好的探讨肿瘤学的发病原理，能够采用比较好的方法对患者疾病进行解决，帮助患者身体变得越来越健康。

[参考文献]

[1]  李智勇，白雪.三阴性乳腺癌分子分型的研究进展[J].新医学，2018，49（2）：77-81.

[2]  Tolaney SM，Boucher Y，Duda DG，et al.Role of vascular density and normalization in response to neoadjuvant bevacizumab and chemotherapy in breast cancer patients [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2015，112（46）： 14325-14330.

[3]  刘朝辉，高晓虹.血管内皮生长因子及其受体的研究进展 [J].中国药物与临床，2017，17（8）： 1162-1164.

[4]  Choi SK，Kim HS，Jin T，et al.Overexpression of the miR-141/200c cluster promotes the migratory and invasive ability of triple-negative breast cancer cells through the activation of the FAK and PI3K/AKT signaling pathways by secreting VEGF-A [J].BMC cancer，2016，16（5）：70.

[5]  徐倩倩，王常珺，孙强.三阴性乳腺癌分子分型与个体化靶向治疗现状[J].中华肿瘤防治杂志，2017，24（11）： 788-794.

[6]  郭琳，梁单，韩颖霞，等.血管紧张素Ⅱ受体及其受体1与肿瘤新生血管生成关系的研究进展[J].现代肿瘤医学，2016， 24（23）： 3855-3859.

[7]  曹治云，张志灯，陈旭征，等.低氧条件下低氧诱导因子1α/miR-210调节回路对肿瘤能量代谢及血管生成的调控[J].中华细胞与干细胞杂志：电子版，2016，6（3）：195-198.

[8]  冯光勇， 黄伟.血清肝素结合生长因子对分化型甲状腺肿瘤诊断及临床预后的评估价值 [J].临床血液学杂志：输血与检验，2017（4）： 600-604.

[9]  欧阳慧钰，周乐天，李军.非转移性黑色素瘤糖蛋白B在不同类型肿瘤中的作用[J].广西医科大学学报，2017，34（6）： 936-938.

[10]  王傲立，宋关斌，罗庆.骨桥蛋白对肿瘤细胞恶性行为影响的研究进展[J].华西医学，2017（12）： 1963-1966.

[11]  Mohammed RA，Ellis IO，Mahmmod AM，et al.Lymphatic and blood vessels in basal and triple-negative breast cancers： characteristics and prognostic significance [J].Modern pathology ： an official journal of the United States and Canadian Academy of Pathology，Inc，2011，24（6）：774-785.

[12]  Kushwaha R，Mishra J，Tripathi S，et al.Arsenic Attenuates Heparin-Binding EGF-Like Growth Factor/EGFR Signaling That Promotes Matrix Metalloprotease 9-Dependent Astrocyte Damage in the Developing Rat Brain [J].Toxicological sciences ： an official journal of the Society of Toxicology，2018，162（2）： 406-428.

[13]  Ortiz-Martinez F，Sanmartin E，Pomares-navarro E，et al.Osteopontin Regulates VEGFA and ICAM-1 mRNA Expression in Breast Carcinoma [J].American journal of clinical pathology，2015，143（6）： 812-822.

[14]  周丹，許鹏程，张敏，等.色素上皮衍生因子通过调控上皮间质转化抑制乳腺癌细胞侵袭和转移[J].南方医科大学学报，2018（1）：1-7.

[15]  Kasai N，Kadeer A，Kajita M，et al.The paxillin-plectin-EPLIN complex promotes apical elimination of RasV12-transformed cells by modulating HDAC6-regulated tubulin acetylation [J].Scientific reports，2018，8（1）： 2097.

[16]  Desmarais JA，CAO M，Bateman A，et al.Spatiotemporal expression pattern of progranulin in embryo implantation and placenta formation suggests a role in cell proliferation，remodeling，and angiogenesis[J].Reproduction （Camb ridge，England），2008，136（2）： 247-257.