溶血磷脂酸受体1 及信号通路在肿瘤疾病中的研究进展

谭晓丽，孙娜，欧阳国庆，阮乔*

（1.重庆化工职业学院 制药工程学院，重庆 401228；2 青岛滨海学院附属医院 药学部，山东青岛 266404）

溶血磷脂酸（Lysophosphatidic Acid，LPA）是一种磷脂信号分子，可调控细胞的多种基础活动，如癌细胞的增值、侵袭、迁移、血管发生等[1]。LPA 可以与细胞膜上至少6 种G 蛋白偶联受体（称为LPA受体1-6）结合，激活各种信号转导通路，在多种生理和病理过程中发挥重要作用。溶血磷脂酸受体1（Lysophosphatidic Acid Receptor 1，LPAR1）是第一个确定的高亲和力LPA 受体，属于G 蛋白偶联受体（GPCR）超家族[2]。LPAR1 可以偶联Gαi/o、Gαq/11和Gα12/133 种不同G 蛋白亚单位，通过下游分子和多种信号传导通路来传递信号，启动一系列细胞反应，包括细胞增殖、迁移及细胞骨架变化，参与多种生物学功能，包括趋化性、增殖、细胞分化、血小板聚集和肿瘤进展[3]。LPAR1 与卵巢癌、胃癌、骨肉瘤、鼻咽癌等多种肿瘤的发生、发展过程关系密切。

1 LPAR1 的发现与基因表达

LPAR1 于1996 年首次在发育中的大脑中发现，是最早被发现的LPAR 亚型[4]。LPAR1 广泛存在于人体各组织，在胚胎大脑皮层的心室区中富集，在脑、肾、肺、胎盘、小肠等组织中表达较高[5]。在小鼠中，LPAR1 基因编码内含子为LPAR1 ～LPAR3 所共有，有5 个外显子，LPAR1 与LPAR2、LPAR3 中具有同一性的氨基酸序列占50%～60%。在哺乳动物中，LPAR1 基因编码约41 kD 的蛋白质，由364 个氨基酸组成，具有7 个跨膜结构域[6]。LPAR1 通过下游分子和多种信号传导通路结合并激活3 种G 蛋白（Gαi/o、Gαq/11和Gα12/13）来传递信号，参与肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、细胞骨架变化等过程。Gαi/o亚单位介导磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）的激活，通过下游mTOR 通路可以增加蛋白质翻译[7]。Gαq/11蛋白主要通过激活磷酸肌醇信号通路来调节Ca2+稳态。Gα12/13通过激活Rho 途径蛋白来调节细胞骨架重塑、细胞迁移和侵袭[8]。

2 LPAR1 的生理学作用

2.1 LPAR1/PI3K/AKT 与卵巢浆液性囊腺癌

卵巢浆液性囊腺癌（Ovarian Serous Cystadenocarcinoma，OSC）是卵巢癌中最常见的病理学亚型，约占所有卵巢癌的75%～80%[9]。随着对OSC 发生发展分子机制探索的不断深入，靶向治疗已经成为研究热点。加深分子机制的认识，探索新的治疗靶点对OSC 治疗至关重要。

BAI 等[10]研究发现，具有高侵袭和迁移能力的ITH 细胞模型中LPAR1 蛋白和mRNA 的水平显著增加。ITH 是指在单个肿瘤内，癌细胞显示出各种异体特征，包括不同的生物学特征、基因表达水平和分化状态，即肿瘤内异质性（Intratumoral Heterogeneity，ITH）。ITH 与肿瘤转移、治疗抗性和复发有关，导致许多人类恶性肿瘤的治疗失败。

CUI 等[11]重新鉴定了ITH 的细胞模型，探索和验证了LPAR1 在ITH 发展中的作用。在LPAR1 沉默的ITH 细胞模型中，体外生物学功能（包括侵袭性、迁移性和增殖能力）和体内肿瘤形成显著降低。相比之下，无论体外体内，在LPAR1 过表达的ITH 细胞模型中细胞功能均显著增强。因此，LPAR1 在调节OSC 细胞系的独立异质亚群的存活力中起着至关重要的作用，且OSC 中ITH 的发展与LPAR1 表达显著相关。

PI3K/Akt/mTOR 途径的激活与人类OSC 中ITH 的发展有关，作为GPCR 超家族的成员，LPAR1 通过与Gαi/o蛋白结合来激活PI3K/Akt 通路。p-PI3K 和p-Akt水平在LPAR1 敲低细胞中显著降低，在LPAR1 过表达细胞中显著增加。因此，LPAR1 可能通过激活PI3K/Akt 信号通路参与人类OSC 中ITH 的发展，PI3K/Akt 途径的激活参与癌变和卵巢癌发展[10-11]。因此，位于PI3K/Akt 通路上游的LPAR1 可能是治疗卵巢癌的一个有效靶点，降低LPAR1 表达可以作为OSC 的潜在治疗靶点。

2.2 LPAR1/miR-501-5p 与胃癌

胃癌是全球最常见的癌症之一，其发病率和死亡率很高，由于缺乏特定的临床表现，难以在早期诊断，大部分胃癌患者在确诊时已处于中晚期，这使患者的死亡率大大增加[12]。为胃癌患者寻找更具特异性的诊断生物标志物和更有效的靶向治疗是非常必要的。

MicroRNA-501-5p（miR-501-5p）是一种促进肿瘤的miRNA，对胃癌发展起着至关重要的作用。许多在胃癌中失调的miRNA 可以作为肿瘤抑制因子或启动因子发挥作用，调节细胞迁移、增殖和侵袭等。许多异常表达的miRNA 与胃癌患者的预后相关[13-14]。因此，miRNA 有可能成为诊断、预后的有效生物标志物和胃癌治疗的新型治疗靶点。

MA 等[15]研究了miR-501-5p 及LPAR1 在胃癌组织和细胞系中的表达及功能。miR-501-5p 在胃癌组织和细胞系中显著上调，miR-501-5p 的下调能够抑制胃癌细胞的增殖和迁移。通过沉默胃癌细胞系中miR-501-5p 的表达可以提高胃癌细胞的凋亡率，抑制胃癌细胞的增殖和迁移。miR-501-5p 可以直接靶向LPAR1 并沉默其在胃癌细胞系中的表达。与对应的相邻正常组织相比，LPAR1 在胃癌组织中明显下调，LPAR1 的表达水平与miR-501-5p 表达成反比。敲低LPAR1 可以促进胃癌细胞增殖和迁移，这种促进作用可以通过下调miR-501-5p 的表达来挽救。因此，miR-501-5p 可以通过靶向下调LPAR1 的表达来促进胃癌细胞的增殖和迁移，miR-501-5p/LPAR1可能成为胃癌的潜在治疗靶点，有助于人类胃癌的治疗。

2.3 LPAR1/Akt/mTOR 信号通路与骨肉瘤

骨肉瘤是一种常见的骨组织恶性肿瘤，起源于间叶组织，其结缔组织能直接诱导产生肿瘤骨或骨样组织，常发生于管状骨，多发病于青少年，发病率和转移率高，且预后不良[16-17]。因此，对骨肉瘤发生发展的具体机制进行深入研究至关重要。

吕俊杰等[18]研究了LPAR1 在骨肉瘤中的表达情况及其对人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 增殖、迁移和侵袭能力的影响和作用机制。通过分析骨肉瘤3 个数据集中的差异基因，发现LPAR1 在骨肉瘤中低表达。与空载体组相比，LPAR1 组人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 的迁移和侵袭能力均出现明显下降，表明过表达LPAR1 对人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 的增殖、侵袭活性具有抑制作用，提示LPAR1 在骨肉瘤细胞中具有抗肿瘤细胞增殖的特性。

在恶性肿瘤的发生、发展及侵袭转移过程中，特定的信号传递通路发挥着重要作用。在骨肉瘤中，Akt/mTOR 信号通路参与调控肿瘤细胞的增殖、迁移、粘附、肿瘤血管生成等过程[19]。通过观察人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 中Akt/mTOR 信号通路相关蛋白表达情况发现，与空载体组相比，LPAR1 组人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 中pmTOR/mTOR、pAkt/Akt 表达明显下降，结果表明过表达LPAR1 可以通过去磷酸化抑制Akt/mTOR 信号通路，这可能是导致细胞增殖、迁移及侵袭能力下降的一个重要机制。综上所述，LPAR1 在骨肉瘤中低表达、过表达LPAR1 能够抑制人骨肉瘤细胞MG63、U2OS 的增殖、迁移和侵袭能力，促进凋亡。LPAR1 在骨肉瘤细胞中具有抗肿瘤细胞增殖的特性，其机制可能是通过抑制Akt/mTOR 信号通路来实现的。

TAKAGI 等[20]确定了骨肉瘤细胞通常表现出高血小板活化诱导特性，细胞的侵袭性由活化血小板释放的LPA 促进。LPAR1 在骨肉瘤细胞系和内部骨肉瘤患者来源的异种移植肿瘤中显著上调。LPA 治疗诱导骨肉瘤的形态变化和侵袭性增加。骨肉瘤细胞中LPAR1 基因的敲除（KO）废除了血小板介导的骨肉瘤侵袭和早期肺转移灶的形成。口服可用的LPAR1 拮抗剂给药，骨肉瘤的肺转移被显著抑制。因此，LPA-LPAR1 可能是开发治疗策略的良好目标，从抗癌剂的治疗开始通过预防转移改善晚期骨肉瘤的预后。

2.4 LPAR1/ZFAS1/miR-892b 与鼻咽癌

鼻咽癌是一种常见的头颈上皮恶性肿瘤，早期发病症状不明显，发病隐匿，发病位置狭窄，发病时已处于中晚期。由于对辐射和手术限制的高敏感性，放射治疗一直是早期鼻咽癌最有效的治疗方法，晚期鼻咽癌患者虽然采用了其他辅助疗法如化疗，但是晚期毒性、颞叶神经病变等严重影响患者的功能状态和生活质量[21]。因此，了解鼻咽癌的分子机制可为诊断和治疗提供新的方向，早发现、早治疗，对于鼻咽癌患者的治疗和预后至关重要。

最近的研究表明，非蛋白质编码RNA（ncRNAs）占基因组编码转录物的比例超过98%。ncRNAs，特别是lncRNAs（大于200个核苷酸）和microRNAs（miRNAs，19 ～22 个核苷酸）的表达减少与包括癌症在内的各种疾病的进展有关[22-23]。lncRNA 可以通过转录、转录后或表观遗传水平上的失调基因表达来介导多种癌症中肿瘤发生和转移的进展。据报道，lncRNA 的异常表达也参与了鼻咽癌的起始和进展[24]。LI 等[25]的研究证明了lncRNA 的失调显著介导了鼻咽癌的进展。ZFAS1 是一种新鉴定的lncRNA，在几种人类癌症中上调，如胃癌、肝细胞癌等[26]。PENG 等[27]探讨了ZFAS1 的鼻咽癌特异性表达以及ZFAS1 介导的鼻咽癌生长、攻击性和肿瘤发生的机制。

lnc RNA 中的ZFAS1 通过海绵miR-892b 上调LPAR1 表达促进鼻咽癌的肿瘤发生和转移。通过比较多个lncRNA 的表达，发现ZFAS1 在鼻咽癌组织中失调，在裸鼠中，当ZFAS1 沉默时，由HONE1 细胞形成的肿瘤异种移植物的生长被显著抑制。ZFAS1 可能作为鼻咽癌发生的启动子，通过WNT/β-连环蛋白途径激活。鼻咽癌组织和细胞中lncRNA ZFAS1 的表达显著升高，对鼻咽癌的肿瘤发生和转移具有重要意义。lncRNA ZFAS1 的下调表达足以抑制体外鼻咽癌细胞的增殖、迁移、侵袭和体内肿瘤发生。

XU 等[28]报道了鼻咽癌患者血浆中mir-892b 表达降低，并且在放疗或化疗治疗后miR-892b 表达上调。因此，miR-892b 可能作为鼻咽癌的关键肿瘤抑制因子，其在鼻咽癌进展中的作用值得相关人员进一步研究。鼻咽癌中miR-892b 的下游效应物为LPAR1，鼻咽癌细胞中LPAR1 的表达受到miR-892b的负调节。ZFAS1 直接靶向miR-892b，miR-892b负调节下游LPAR1 的表达。miR-892b 的下调以及ZFAS1 和LPAR1 的上调可以在很大程度上增强鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭，而miR-892b 的过表达以及ZFAS1 和LPAR1 的下调降低了这些能力。总之，lncRNA ZFAS1 可能作为鼻咽癌肿瘤发生和转移的启动子，通过以miR-892b 依赖的方式上调LPAR1 的表达。通过调节ZFAS1 和miR-892b 的表达进而调节LPAR1 的表达，对于鼻咽癌的治疗具有巨大的潜在价值，有望成为治疗鼻咽癌的靶点。

3 展望

LPAR1 及信号通路在肿瘤疾病的发生和发展中具有重要意义，如促进癌细胞的增殖、侵袭、迁移等。随着研究者们对LPAR1 及其信号通路的认识不断深入，对它在多种疾病中的作用进行了系统研究，并设计了不同结构类型的LPAR1 拮抗剂和激动剂。LPAR1 及信号通路在各种疾病中的表达机制仍在进一步探索中，随着研究的继续深入，其在其他疾病中的功能和作用机制会被逐步阐明，其作为潜在靶点将会被应用于各种疾病的临床诊断、治疗、新药研发等，可进一步为包括肿瘤在内的多种疾病的临床治疗提供新思路新方案。