亲环素A在恶性肿瘤中的研究进展

高红红，陈剑

青岛大学附属烟台毓璜顶医院中心实验室，山东 烟台 2640000

亲环素（cyclophilin，Cyp）在生物界广泛存在，人类细胞中至少发现18种Cyp蛋白。其中，CypA是发现最早、研究最深入的一个家族成员[1]。1984年，Handschumacher等[2]利用高效液相色谱法从小牛胸腺细胞中纯化获得CypA，其与环孢素A（cyclosporin A，CsA）具有高度亲合力。CypA具有多种生物学功能，与多种疾病有关，其在辅助蛋白质正确折叠、参与免疫抑制、介导炎性反应等方面发挥重要作用[3]。相关研究表明，CypA在多种恶性肿瘤中高表达，并与肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等密切相关[4]。随着研究的不断深入，发现CypA不仅可以促进恶性肿瘤多药耐药（multidrug resistance，MDR）的产生，还可以促进肿瘤细胞逃避T细胞的免疫监视。目前，对动物模型和人类的研究，为探索CypA在恶性肿瘤中的作用机制提供了有力依据，进一步研究CypA在恶性肿瘤中的作用尤为重要。

1 CypA的生物学功能

1.1 肽基脯氨酰基顺反异构酶活性

CypA具有肽基脯氨酰基顺反异构酶（peptidylprolyl cis-trans isomerase，PPIase）活性，可以催化含有脯氨酸蛋白质的空间结构形成，使多肽链中脯氨酸残基氨基末端肽键发生顺-反式构象转化，是蛋白质折叠的重要的限速酶[5]。相关研究表明，CypA具有分子伴侣功能，在遇到不良刺激时可以参与蛋白质的损伤修复[6]；而在恶性肿瘤中，CypA过表达，使肿瘤细胞抵抗环境损伤的作用被放大，通过激活细胞外信号调节激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）促进肿瘤细胞增殖[7]。Zhao等[8]研究发现，含喹喔啉的ZX-J-19及其衍生物（ZX-J-19j和ZX-J-19l）可以抑制PPIase活性，具有较强的抗肿瘤活性，为抗肿瘤药物的研发提供了新的研究方向。

1.2 介导CsA的免疫抑制

CsA与CypA在细胞内相互作用可以形成CypA-CsA复合物，该复合物可以阻断丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activation protein kinase，MAPK）/p38信号通路的活化，从而抑制细胞增殖；同时，CypA-CsA复合物还可以通过抑制活化T细胞核转录因子（nuclear factor of activated T cell，NF-AT）的去磷酸化和易位，下调白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）的表达，从而抑制T细胞的增殖和分化、促进T细胞凋亡，发挥免疫抑制作用[9-10]。Colgan等[11]研究发现，对于CypA基因敲除的小鼠，CsA无免疫抑制作用。

1.3 参与炎性反应

Wang等[12]在类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）患者的膝关节滑液中检测到CypA，且血清和滑液中的CypA表达水平与RA的发病严重程度呈正相关；CypA通过直接与CD147结合，增强中性粒细胞的黏附和侵袭能力，促进炎性反应，进而破坏软骨和骨骼。在炎性反应中，细胞外CypA与细胞内受体CD147结合后，细胞外CypA能够刺激内皮细胞和血管平滑肌细胞产生促炎信号。另外，细胞外CypA对单核细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞等炎性反应细胞也具有趋化作用，且CypA-CD147复合物需要细胞表面肝素进行信号转导和趋化作用[13]。关于小鼠[14]、牛[15]、黄鲶鱼[16]等的动物体内研究证实，CypA对白细胞具有很强的趋化作用。Dawar等[17]研究发现，外源性CypA能够增加同种异体CD4+T细胞分泌Th1型细胞因子，并发现通过抑制CypA基因表达，可以抑制白细胞趋化作用引起的炎性反应。Li等[18]采用纯化的CypA蛋白制备抗CypA抗体对小鼠急性肺炎模型进行治疗，结果发现小鼠肺损伤减轻，可为炎症介导的疾病提供一种潜在的治疗抗体。

2 CypA在恶性肿瘤中的作用机制

2.1 CypA促进肿瘤细胞的增殖、侵袭

相关研究表明，CypA在小细胞肺癌组织中高表达，通过激活ERK1/2信号通路，促进小细胞肺癌细胞（H446细胞）增殖[19]。Qian等[20]研究发现，CypA基因沉默可以抑制非小细胞肺癌细胞（95C细胞和A549细胞）增殖；同时该研究还发现，CypA被抑制后，基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的活性降低，肿瘤细胞侵袭能力减弱。Gong等[21]采用免疫组织化学法对48例肝癌组织及癌旁组织中CypA的表达情况进行检测，结果发现CypA在肝癌组织中的表达水平高于癌旁组织（79.1%vs12.5%，P＜0.05），通过CypA质粒转染肝癌细胞进行细胞周期分析，发现CypA通过促进肝癌细胞的细胞周期从G1期向S期转变，从而促进肝癌细胞增殖。Li等[22]利用慢病毒转染子宫内膜癌细胞系HEC-1-B，使CypA低表达，结果发现CypA基因干扰后细胞侵袭受到抑制与黏着斑信号下调有关。通过抑制CypA的表达，可以抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭，为肿瘤的治疗提供潜在的靶点。

2.2 CypA促进肿瘤细胞发生转移

相关研究表明，CypA是p38磷酸化结合位点，ABL酪氨酸激酶和表皮生长因子受体激酶可以调节p38的磷酸化水平，CypA与p38之间的这种相互作用可以增强p38介导的信号，从而促进细胞迁移[23]。Li等[24]研究发现，泛素特异蛋白酶4（ubiquitin-specific protease 4，USP4）过表达可以促进肝癌细胞的生长、迁移和侵袭；USP4与CypA相互作用，并通过去泛素化抑制CypA在肝癌细胞中的降解，USP4/CypA复合物通过激活MAPK信号通路和调控p38磷酸化水平，从而推动肝癌的进展。Guo等[25]利用慢病毒转染人非小细胞肺癌细胞H1299和A549，构建CypA低表达和高表达的H1299和A549细胞株进行对照实验。首先，通过划痕实验和Transwell实验观察CypA表达水平对H1299和A549细胞迁移能力的影响，结果表明CypA高表达能够促进H1299细胞和A549细胞的迁移；随后，蛋白质印迹法（Western blot）结果表明，随着CypA表达水平的降低，H1299和A549细胞中上皮-间质转化相关蛋白的表达水平均明显降低；最后，通过构建非小细胞肺癌小鼠转移模型证明了CypA能够促进非小细胞肺癌细胞H1299和A549的转移。p38抑制剂SB 203580对CypA高表达非小细胞肺癌细胞的迁移抑制作用比较明显，进一步研究p38/MAPK信号通路为晚期恶性肿瘤的治疗提供新的研究方向。

2.3 CypA促进肿瘤细胞产生耐药

Chen等[26]进行的寡核苷酸微阵列分析结果显示，CypA促进多药耐药相关蛋白（multidrug resistance-associate protein，MRP）高表达，使肿瘤细胞中的药物蓄积减少，促进耐药性的产生；同时，研究还发现，MRP3启动子的转录调节具有PPIase依赖性，通过抑制CypA的表达可以逆转肿瘤细胞的MDR。采用紫杉醇化疗方案治疗子宫内膜癌出现耐药时，CypA在紫杉醇耐药肿瘤细胞中表达上调，而敲除CypA基因可以通过部分阻断MAPK激酶通路来逆转紫杉醇耐药[27]。Hamilton[28]体外试验发现，CsA可以逆转肿瘤细胞株对顺铂的耐药性，这种作用可能与代谢改变、DNA修复的抑制、细胞凋亡的增强、细胞内信号转导的改变或活性氧自由基的增加有关；而体内试验使用CypA抑制剂却未能逆转顺铂耐药性。Chen等[29]研究发现，多靶点酪氨酸激酶抑制药（尼洛替尼等）可以通过抑制多种 ABC（adenosine triphosphate-binding cassette，ABC）膜转运蛋白的活性，降低ABCB1的表达水平，增加化疗药物的敏感性，从而逆转MDR的产生，为临床上MDR肿瘤患者的治疗带来希望。

2.4 CypA促进肿瘤细胞逃避T细胞免疫监视

CD147是一种跨膜糖蛋白，广泛存在于恶性肿瘤细胞表面和活化的人T细胞中，CypA是其天然配体。Shang等[30]通过构建CD147特异性短发夹RNA（short hairpin RNA，shRNA）表达载体，使CD147的表达下调，并将该载体转染到小鼠肝癌细胞中，与T细胞共培养，结果发现CypA在体内和体外诱导的T细胞的趋化性均明显增强，使肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的表达水平增高，从而抑制肿瘤细胞的活性[31]。相关研究表明，在与CD147相关的基因组中，存在许多基因编码已知的免疫应答成分，而通过对与CD147呈负相关的基因进行功能分析发现，基因本体（gene ontology，GO）的生物学过程大多与免疫激活有关，结果表明CD147在肿瘤细胞免疫应答系统中起着负调节作用[21]。为了控制CD147对特定治疗靶点的特定功能，进一步研究CypA/CD147如何促进肿瘤细胞逃避T细胞免疫监视具有重要意义。

3 小结与展望

近年来，越来越多的研究发现CypA与血管性疾病、免疫缺陷病和肿瘤等疾病有关。其中，CypA与肿瘤性疾病关系的研究最为广泛，CypA在肿瘤细胞中高表达，参与激活肿瘤细胞增殖信号、耐药基因的表达、细胞周期调节和免疫逃逸等。CypA通过激活MAPK信号通路（ERK和p38），促进肿瘤细胞增殖，且与肿瘤MDR的产生有关。关于CypA在肿瘤中的作用机制，还有待进一步研究。临床上，大部分恶性肿瘤的治疗存在MDR，CypA可作为临床治疗的潜在靶点。目前，CypA抑制剂仍需要进一步探索。