PDGF-D及其相关信号传导通路在肿瘤发生发展中的作用

颉晚林 邹 磊综述 孙轶华审校

作者单位：150081 哈尔滨医科大学附属肿瘤医院

血小板衍生生长因子-D(PDGF-D)在血小板a颗粒中首次被发现[1]，是1种促有丝分裂剂，对特定细胞群有增殖分裂的作用。研究表明，PDGF-D参与癌症的发生、发展、转移和血管生成等过程并对肿瘤微环境有重要影响[2-3]。

1 PDGF-D生物学功能

PDGF-D是PDGF家族中最新发现成员，属于血管内皮生长因子家族。PDGF家族由4个不同基因编码的多肽链组成，已被确认为:PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、PDGF-D。其中PDGF-D由370个氨基酸构成，分子量为40.2kD。PDGF-D基因位于人类11号染色体上长臂22区外显子中，编码CUB结构域及PDGF/VEGF同源结构域，对蛋白的空间构象起关键作用[4]。PDGF的主要功能有：①影响周细胞聚集、迁移，招募血管周围细胞，促进皮下血管生成，修复皮下血液微循环系统；②PDGF是1种结缔组织生长因子，能促进邻近细胞增殖和分化，启动并加速创伤修复，已在临床上被广泛应用，如糖尿病溃疡伤口治疗；③PDGF是1种促有丝分裂剂，对特定细胞群有增殖分裂的作用。PDGF-D被发现有助细胞增殖和一定促淋巴管生成的作用[5]。血小板衍生生长因子受体(PDGFR)属酪氨酸蛋白激酶家族，定位于细胞膜上，在多种间质细胞均有分布，但在多数癌症中表达升高[6]。PDGFR包括PDGFR-和PDGFR-β。PDGF-D可与其受体PDGFR-β特异性地结合，使其磷酸化并调节酪氨酸激酶，从而在细胞内发挥作用[7-8]。PDGF-D可参与细胞内多种信号通路传导，包括PI3K/AKt、mTOR、MAPK、Wnt/β-catenin、NF-B、Notch等[9]，并且调节相关蛋白，如VEGF、MMP、Snail、ZEB等[10]，从而对癌症生长、转移、血管生成及上皮细胞-间充质转化(EMT)产生影响[11]。

2 PDGF-D与恶性肿瘤

2.1 胃癌

最新研究证实，胃癌间充质干细胞可旁分泌PDGF-D，进而促进癌症的发生、生长、转移。发现共培养体系下胃癌细胞系SGC-7901中PDGFR-β磷酸化水平增高，PDGF-D/PDGFR-β/AKt信号通路被激活并且诱导EMT。使用小分子药物阻滞剂su16f处理后，PDGFR-β表达下调，细胞增殖和迁移能力明显下降。在体内和体外敲除胃癌间充质干细胞中PDGF-D基因后，同样减弱其对胃癌细胞的促进作用[12]。同样，Yang等通过基因芯片对比正常组织和胃癌组织后发现，胃癌组织中PDGF-D明显增高[13]。有研究发现胃癌细胞可以自分泌PDGF-D，并且大量募集周围细胞至癌症部位，以诱导癌症发生[14]。

2.2 乳腺癌

在人乳腺癌中，PDGF-D参与的信号传导通路是复杂和交联的，已证实可通过激活Notch、NF-B信号通路破坏原发肿瘤的边界，以增加侵袭性和转移性[15]。Liu等发现在人类乳腺癌细胞系MDA-MB-231，过表达的PDGF-D通过激活(ERK1/2、p38)MAPK信号通路促进细胞生长，激活Akt信号通路促进细胞的增殖，抑制细胞的凋亡，激活SDF-1a/CXCR4通路增强乳腺癌淋巴结转移及远处转移。有趣的是，过表达的PDGF-D可招募血管周围细胞聚集覆盖，规范肿瘤血管形态，提高药物的传递和疗效。因此，临床用药前研究表明，PDGF-D阻断剂应谨慎使用，特别是与临床化疗药物结合使用时，以免产生不良疗效。因此，未来的研究有必要探讨PDGF-D对抗癌治疗的风险和益处[1]。

2.3 子宫内膜癌

许多研究表明在子宫内膜癌中PDGF-D表达水平升高。Wang等证实PDGF-D通过调节MMP-2和MMP-9加强肿瘤的转移与侵袭。同时发现EMT改变，其主要标志物E-钙粘连蛋白表达下调，Slug与Twist表达上调[16]。根据免疫组化得出，78.29%子宫内膜癌患者组织中PDGF-D表达水平升高，统计分析PDGF-D过表达与雌孕激素受体、FIGO分期、病理类型和淋巴结转移有关。此外，生存曲线表明高表达PDGF-D的患者与低表达PDGF-D的患者相比，其总生存期明显减少。PDGF-D过表达(P=0.028)，组织学分级(P<0.001)，FIGO分期(P<0.001)分别是子宫内膜癌的预后危险因素[17]。同样，Western Blotting，RT-PCR结果表明PDGF-D在5种子宫内膜癌细胞系中的表达水平(ECC-1，RL95-2，HEC-1A，KLE和Ishikawa)明显高于正常人子宫内膜上皮细胞[16]。这些表明PDGF-D有成为靶向治疗和不良预后的潜在生物标志物。

2.4 前列腺癌

大约80%前列腺肿瘤组织中高表达PDGF-D和PDGFR-β，并且统计得出PDGFR-β是临床复发和预后的独立危险因素[3]。Kong等证实转染PDGF-D的前列腺癌PC3细胞(PC3-PDGF-D)在体外呈现出更快的生长力和侵袭力，并且证实通过参与mTOR、NF-B信号通路获得EMT表型。此外，首次发现PC3-PDGF-D细胞中miR-200家族的表达量显著下调，而下游ZEB1、ZEB2和Snail2蛋白表达量增加。用miR-200b转染PC3-PDGF-D细胞后导致细胞的迁移，侵袭，分离和表面粘附作用的显著下降，同时抑制细胞EMT表型的改变。因此，上调miR-200b或下调PDGF-D可能成为治疗和预防前列腺癌的新途径[18]。

2.5 其他肿瘤

大量临床研究已证明PDGF-D普遍存在于多种实体肿瘤中并且呈高表达水平。除上述癌症外，如结直肠癌[19]，肾细胞癌[20]，肝细胞癌[21]，胰腺癌[22]，恶性胶质瘤[23]，卵巢癌[24]，侵袭性黑色素瘤[25]，食管鳞状细胞癌[26]。PDGF-D作为1个与肿瘤密切相关的因子，影响着肿瘤发生发展及预后多个过程，未来很可能成为1种新的治疗靶点。

3 PDGF-D相关信号传导通路

3.1 PI3K/AKt信号通路

PI3K是1种胞内磷脂酰肌醇激酶，具有丝氨酸/苏氨酸激酶活性。AKt (蛋白激酶B)影响细胞生长和凋亡。PI3K是信息传递的起始点，AKt处于关键环节，其激活后可调控下游相关因子，如叉头转录因子、caspase-9、Bcl-2/BAD，以促进细胞的生长，抑制细胞的凋亡[27]。 在人类神经鞘瘤中，Ammoun等人已证实PDGF-D与PI3K/Akt通路相交互，PDGF-D上调特异性受体PDGFR-β及Akt磷酸化水平[28]。在胶质母细胞瘤中，用1种选择性小分子PDGFR阻断剂CT52923后，PDGFR-β及Akt磷酸化水平均被抑制，细胞生长受限[23]。

3.2 MAPK信号通路

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)在恶性肿瘤中一直扮演着关键角色，是信号从细胞表面传递到细胞核的中心因子。各种细胞刺激可激活MAPK级联，MAPK有3层核心结构，MAP3K激活MAP2K反过来激活MAPK[29]。最近研究证实，PDGF-D参与MAPK信号传导，其与细胞膜上PDGFR-β特异结合后，诱导JNK，p38 MAPK磷酸化激活下游靶蛋白，从而影响细胞生长、迁移和凋亡[30]。JNK家族是细胞对应激原产生信息转递的关键分子，它主要在细胞周期、应激反应过程中发挥作用。p38主要对凋亡的启动、细胞周期的静止等起作用。胞外信号调节激酶(ERK1/2)属于MAPK超家族。近年来发现，ERK1/2在多种肿瘤中表达上调,PDGF-D可以使ERK1/2磷酸化并激活下游传导通路,从而参与调节肿瘤细胞的生长和凋亡[31]。

3.3 PDGF-D/MMP

基质金属蛋白酶家族(MMPs)中MMP-9，MMP-2被较早在癌症中发现，因降解基底膜与间质细胞外基质的特点，被认定为癌症侵袭、转移和EMT的标志蛋白。MMP家庭不仅可以作为早期检测，判断预后的标志物,也可反映肿瘤的复发和转移[32]。Xu等发现，小鼠原位模型注射肾癌细胞(SN12-C-PDGF-D)后，过表达的PDGF-D通过上调MMP-9和血管生成素-1，促进肿瘤生长、转移和血管生成[20]。同样，在胃癌细胞系SGC-7901中，抑制PDGF-D从而下调MMP-9和MMP-2的表达，导致胃癌侵袭和血管生成水平显著降低[33]。

PDGF-D作为细胞内信号转导的关键因子，在细胞生长、分化、迁移等方面起着重大作用。目前国内外对PDGF-D的研究在细胞内信号通路和功能机制两个方面。随着细胞内传导通路的深入探索，PDGFR-β抑制剂已广泛试验性应用于临床治疗。目前来看，下调PDGF-D表达和PDGFR-β抑制剂可能为治疗开辟一条新的道路。