血小板相关生物活性物质在胃癌转移中的研究进展*

周 阳 综述，孙轶华 审校

(哈尔滨医科大学附属肿瘤医院检验科，黑龙江哈尔滨 150000)

肿瘤微环境是决定肿瘤恶性程度的重要因素，血小板作为肿瘤微环境的一部分，可被肿瘤微环境中异常表达或暴露的凝血因子、肿瘤相关蛋白酶和腺苷二磷酸(ADP)等物质所激活，进而引起血小板的聚集和血小板相关生物活性物质的释放[1-2]。血小板所释放的生物活性物质种类繁多，包括脂类物质、趋化因子和生长因子等。本文将重点讨论这些生物活性物质在胃癌转移中的作用。

1 血小板的基本结构和功能

血小板由成熟的巨核细胞(即骨髓前体细胞)在骨髓中产生并释放，是一种细小的亚细胞碎片，直径2～5 μm，厚度0.5 μm，平均血小板体积为6～10 fL。血小板主要由表面结构、骨架结构、特殊膜系统和细胞器区四部分组成。血小板的表面结构包括糖萼蛋白和细胞膜。糖萼蛋白被称为细胞外衣，是血小板多种膜受体所在区域。细胞膜主要为糖蛋白，参与血小板黏附聚集反应。骨架结构包括微管和微丝，前者维持血小板基本形状，后者可参与血小板的收缩和伪足的形成。特殊膜系统包括开放管道系统和致密管道系统，参与血小板与血浆的物质交换以及血小板的释放反应。细胞器区包括致密颗粒、溶酶体颗粒和α颗粒。当血小板被激活后，颗粒中所包含的水解酶、腺苷三磷酸(ATP)、ADP、黏附蛋白、凝血因子、纤溶因子和生长因子等被释放，这些因子可在炎症、血栓形成、肿瘤生长和动脉粥样硬化等方面发挥其重要作用[3-5]。

2 血小板相关生物活性物质对胃癌的影响

2.1脂质类

2.1.1溶血磷脂酸(LPA) LPA是一种结构简单的水溶性甘油磷脂，可通过激活细胞表面特定的G蛋白偶联受体(GPCR)调控细胞的生长发育。LPA可由多种细胞分泌，其中血小板是血液循环中LPA的主要来源[6]。且随着对LPA研究的不断深入，有研究者发现LPA在癌症转移及预后方面同样发挥着积极作用。

近期有研究报道，被胃癌细胞激活的血小板可提高血管通透性，增强肿瘤细胞迁移能力，为肿瘤细胞的转移创造有利条件。肿瘤表面黏附性GPCR CD97与血小板表面糖蛋白相结合使血小板活化，活化后的血小板可分泌ATP与LPA。ATP可降低血管内皮细胞间的连接紧密程度，使内皮屏障断裂，提高血管通透性，促进肿瘤细胞完成跨内皮迁移。CD 97与溶血磷脂酸受体(LPAR)形成嵌合受体CD 97-LPAR，LPA与肿瘤表面嵌合受体CD97-LPAR结合后，通过G蛋白亚单位Gα12/13激活RHO-GTP信号通路，从而诱导肿瘤细胞发生上皮间充质转换(EMT)[7]。此外，REN等[8]证明，LPA还可以通过刺激胃癌细胞SGC-7901表面的LPA受体2(LPA2)，激活Notch1信号通路，从而调控SGC-7901迁移侵袭能力。

腹膜是易发生胃癌转移的器官之一，血浆和腹水中的LPA可能是诊断胃癌伴腹膜癌的标志物，较高水平的LPA与胃癌患者预后不良有关。胃癌合并腹膜转移的患者血浆中LPA水平明显高于经胃癌根治术治疗后的胃癌患者和健康志愿者。胃癌患者在接受化疗后血浆和腹水中的LPA水平明显下降，血浆和腹水中低水平的LPA可作为有效化疗的指标。另外，与血浆LPA水平低于20 000 ng/mL的患者相比，血浆LPA水平高于20 000 ng/mL的胃癌患者总体生存率明显降低[9]。

2.1.21-磷酸鞘氨醇(S1P) S1P是一种存在于血小板中具有生物活性的鞘磷脂，是人血浆和血清中的正常组成部分[10]。S1P主要通过激活其特异性受体发挥相关功能，S1P的特异性受体共有5种 ，分别是S1P1/Edg-1、S1P2/Edg-5、S1P3/Edg-3、S1P4/Edg-6、S1P5/Edg-8。不同种类的癌细胞表面会表达不同类型的S1P受体，不同类型的S1P受体被S1P激活后则会诱导细胞发生不同的生物学行为[11]。为了解不同类型的S1P受体在胃癌细胞中的分布以及血小板源性S1P对胃癌细胞的影响，YAMASHITA等[12]研究者选取不同的胃癌细胞系进行实验研究，结果表明，仅有胃癌细胞系MKN45弱表达S1P1，所有胃癌细胞系均可不同程度地表达S1P2，在胃癌细胞系MKN1、HGC-27中S1P3表达较强，无胃癌细胞系可表达S1P4和S1P5。S1P3表达较强的胃癌细胞在受到S1P刺激后细胞迁移能力增强，而S1P2表达较强的胃癌细胞MKN74在受到S1P刺激后迁移能力下降，S1P可明显抑制MKN74的迁移。

另外，鞘氨醇激酶(SphK)可催化鞘氨醇(Sph)生成S1P,SphK1的激活可提高胃癌细胞的迁移能力，促进胃癌的发生和发展，SphK/S1P信号轴可能将成为胃肠疾病的新兴治疗靶点[13]。WANG等[14]通过体外实验发现，SphK1基因敲除可明显抑制胃癌细胞MKN1和KATO3的增殖、迁移和侵袭，并阻断胃癌细胞生长周期，诱导MKN1和KATO3细胞发生凋亡。除SphK/S1P信号轴外，S1P/S1P1信号轴激活后同样具有促进胃癌细胞生长的作用。S1P1信号的激活增强了肿瘤细胞表达髓源性抑制细胞(MDSCs)相关趋化因子的能力,促进MDSCs向肿瘤细胞迁移。MDSCs在肿瘤微环境中过度表达炎症因子IL-1β，IL-1β通过减弱小鼠体内免疫细胞抗肿瘤能力，从而促进胃癌的发生、发展[15]。这些研究均表明，S1P引发的多种效应可能与胃癌细胞表面所表达的S1P受体种类有关，S1P受体的表达和S1P信号轴的激活可能对胃癌细胞的生物学行为具有重要影响，因此针对S1P受体和S1P信号轴的干预治疗可能预防胃癌转移的发生。

2.2趋化因子类

2.2.1基质细胞源性因子-1α(SDF-1α) 血小板可将SDF-1α,即CXCL12作为α-颗粒分泌因子的一部分储存于血小板中。巨核细胞和血小板表面表达的CXC亚家族受体4(CXCR4)是CXCL12的主要受体，CXCR4与CXCL12的相互作用可调节巨核细胞生成和外周血循环中血小板的功能[16]。

此外，CXCL12/CXCR4信号轴还可以调控一系列与肿瘤细胞迁移相关的信号通路。EGFR/ERK/Akt的快速磷酸化被证实参与了CXCL12/ CXCR4诱导的胃癌细胞迁移。而使用SRC酶抑制剂PP2后则抑制了胃癌细胞迁移以及胃癌细胞内EGFR、ERK和Akt通路的激活。提示CXCL12/CXCR4可通过SRC激活EGFR/ERK/Akt信号通路进而诱导胃癌细胞迁移[17]。除ERK/AKT通路外，CXCL12/CXCR4还可以激活MAPK-ERK、 PI3K-Akt-NF-κB和 c-Jun氨基末端激酶等信号通路,调节肿瘤细胞的迁移[18]。与CXCL12/CXCR4信号轴具有相同作用的还有CXCL12/CXCR7信号轴，CXCL12/CXCR7信号轴的激活可明显增强胃癌细胞系SGC-7901的增殖、侵袭、黏附、血管生成和血管内皮生长因子(VEGF)的分泌[19-20]，并介导胃癌细胞向淋巴结和肝脏的转移。XIN等[21]通过比较CXCL12+CXCR7+、CXCL12+CXCR7-、CXCL12-CXCR7+和CXCL12-CXCR7-4种类型的胃癌细胞后发现，CXCL12+CXCR7+双阳性的胃癌细胞更容易发生淋巴结和肝脏转移。与未发生胃癌转移的淋巴结和肝脏相比，在已发生转移的淋巴结和肝脏转移灶中CXCL12的表达水平明显升高；同时，在转移灶中的胃癌细胞CXCR7表达呈强阳性，表达强度高于原发性胃癌组织本身；结果经Pearson相关分析后表明，在胃癌淋巴结和肝转移灶中CXCL12的阳性表达率与胃癌组织中CXCR7的阳性表达率具有明显相关性。

CXCR7和CXCR4作为CXCL12的共同受体，均可形成同型二聚体和异型二聚体。当CXCR7和CXCR4在胃癌细胞表面同时表达时，两种受体均可被CXCL12激活[19]。这些发现为胃癌的靶向治疗提供了新的思路，但CXCL12/CXCR7/CXCR4的关系及CXCL12对胃癌细胞的调控机制还有待进一步探讨。

2.2.2趋化因子5(CCL5/RANTES) CCL5/RANTES是一种促炎因子，也是多种白细胞(如中性粒细胞和单核细胞)的趋化因子和激活剂。白细胞常浸润于肿瘤微环境中，是肿瘤发生和发展的关键调节因素[22]。当血小板被肿瘤细胞激活，血小板分泌的CXCL5可募集单核细胞和嗜酸性粒细胞到肿瘤微环境中，进而刺激肿瘤的血管生成和肿瘤细胞的生长，从而促进肿瘤转移。循环中的肿瘤细胞与血小板-白细胞异质聚集体结合后，促进了脉管系统中肿瘤细胞的停滞和与血管内皮细胞的相互作用，增强肿瘤细胞的外渗和对转移靶器官的侵袭[22-23]。

CCL5还可以作为胃癌分期和预后的指标。胃癌患者血清中CCL5水平明显高于健康志愿者，且血清中CCL5水平与肿瘤细胞分化、肿瘤侵袭深度、淋巴结转移和晚期肿瘤分期相关[24]。当CCL5血清水平高于70 671 pg/mL时，胃腺癌患者总生存期明显下降。对胃癌组织中CCL5受体的表达及CCL5基因多态性的进一步研究，可能有助于明确CCL5在胃癌分子靶向治疗中的潜在作用[25]。

2.3生长因子类

2.3.1胰岛素样生长因子-1(IGF-1) IGF-1主要由肝脏产生，是一种肽激素，血浆中IGF-1的水平可随着生长激素的释放而增加。IGF-1也存在于血小板α-颗粒中，并且其受体IGF-1R在血小板质膜上高水平表达[26]。现已证明，IGF-1可调控胃癌细胞发生EMT，使用IGF-1处理胃癌细胞后可使胃癌细胞中丝氨酸-精氨酸蛋白激酶1(SRPK1)、生存素蛋白(Survivin)、神经型钙黏附蛋白(N-cadherin)、基质金属蛋白酶2(MMP2)和Slug等上皮间质转化(EMT)标志物的表达量增加，并且其表达量随着IGF-1水平的升高而升高，敲除SRPK1或Survivin可抑制胃癌细胞EMT的发生[27-28]。

有研究表明，胃癌细胞表面IGF-1R 的表达与胃癌TNM分期、胃癌淋巴结转移、胃癌远处转移等呈正相关，IGF-1R 高表达胃癌患者的预后情况较差[29]。OH等[30]通过层次聚类分析发现了两种不同分子亚型的胃癌，间质表型(MP)和上皮表型(EP)。MP亚型的胃癌患者生存率较差，对化疗的耐受性较高；而EP亚型的胃癌患者生存率较高，且对化疗的耐受性较低。IGF1/IGF1R通路在MP亚型肿瘤中被高度激活。更重要的是，MP亚型胃癌细胞对IGF1/IGF1R通路的抑制比EP亚型更为敏感。在未来，IGF-1/IGF-1R信号通路可能会成为胃癌治疗的关键靶点[30]。

2.3.2转化生长因子-β RACHIDI等[31]利用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定正常野生型小鼠血清中转化生长因子-β(TGF-β)水平后，为小鼠注射抗血小板抗体，结果发现小鼠血清中TGF-β水平明显下降。随后为小鼠输注新鲜血小板，随着小鼠体内血小板数量的回升，血清中TGF-β水平也得到大幅度的提高，证明血小板是体循环中TGF-β的主要来源。

胃癌患者常伴随着血小板数量的增高和血小板的异常活化与聚集。肿瘤微环境中的骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)可通过旁分泌可溶性细胞因子或Exo促进胃癌细胞的生长和转移。被BM-MSCs和肿瘤细胞激活后的血小板可通过释放TGF-β诱导BM-MSCs转化为癌症相关成纤维细胞(CAFs)，进一步增强了BM-MSCs促进胃癌生长和转移的能力[32]。TAKEMOTO等[33]通过使用Bio-Plex悬浮阵列系统检测肿瘤细胞和血小板共培养后上清液中可溶性因子水平发现，TGF-β1和血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)水平明显高于其他可溶性因子。为了检查肿瘤细胞对TGF-β1的反应性，使用纯化的TGF-β1处理肿瘤细胞后，肿瘤细胞中EMT标志物水平升高，提示肿瘤细胞EMT的诱导依赖于活化血小板释放的TGF-β。

除此之外，TGF-β还可以促进肿瘤细胞发生无氧糖酵解，提高肿瘤细胞的转移能力。TGF-β可上调葡萄糖转运体1(GLUT 1)、己糖激酶2(HK2)、果糖-2，6-二磷酸酶3(PFKFB3)等关键酶编码基因的表达，提高肿瘤细胞的糖酵解率，导致肿瘤微环境中乳酸的堆积。乳酸可抑制人毒性T淋巴细胞(CTLs)的增殖和CTLs相关细胞因子的产生，使CTLs活性降低，使肿瘤细胞发生免疫逃逸[34]。

2.3.3其他 除IGF-1、TGF-β外，活化的血小板还可以释放大量的生长因子，如VEGF、血小板衍生生长因子(PDGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)和表皮生长因子(EGF)等[23]。这些生长因子不仅有助于胃癌细胞生长，还能促进肿瘤新生血管的形成和肿瘤细胞的血行转移[2]。

3 小结与展望

血小板与胃癌细胞之间存在着复杂的双向调控关系。肿瘤细胞可刺激肝脏产生血小板生成素(TPO)造成患者体内血小板数量升高。同时，癌细胞通过直接和间接作用激活血小板并诱导其聚集。随后，被胃癌细胞激活的血小板分泌多种细胞因子，这些细胞因子与胃癌细胞及胃癌微环境中的其他细胞相互作用，可增强肿瘤细胞迁移、侵袭能力，并刺激肿瘤细胞对化疗产生耐药性。因此，针对于血小板的靶向治疗可以有效提高肿瘤化疗过程中肿瘤细胞的敏感性。支持抗血小板药物或血小板靶向特异性抑制剂的开发和使用，有助于制订新的策略预防癌症的发生，并避免原发性癌细胞通过血液转移至其他器官。