利钠肽受体家族在恶性肿瘤发生、发展中的作用及临床应用价值*

吴佳， 朱亚南， 杨航， 黄瑾， 姚志红， 杨祚璋

[1.昆明医科大学第三附属医院（云南省肿瘤医院） 骨与软组织肿瘤研究中心， 云南 昆明650118； 2.昆明医科大学第二附属医院 康复医学部， 云南 昆明 650101； 3. 昆明医科大学第三附属医院（云南省肿瘤医院） 云南癌症中心办公室， 云南 昆明 650118]

利钠肽受体（natriuretic peptide receptor, NPR）以其广泛的生理功能而闻名，除了稳定心血管系统外，其还与免疫、炎症及癌症有关[1-3]。目前为止，已发现了心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide, ANP）、脑利钠肽（brain natriuretic peptide, BNP）、C 型利钠肽（C-type natriuretic peptide, CNP）等8 种利钠肽激素[4]。ANP 主要产生于心房，BNP 最初是在猪脑提取物中发现的，存在于人脑，但更多存在于心室。近期研究表明，血清BNP 与新生儿持续性肺动脉高压及老年肺部感染的病情程度具有相关性[5-6]。CNP 是家族的第3 个成员，主要分布于中枢神经系统、垂体前叶、肾脏、血管内皮细胞[7]。这些肽有3 个膜受体，即利钠肽受体A（natriuretic peptide receptor A, NPRA）、利钠肽受体B（natriuretic peptide receptor B, NPRB）、利钠肽受体C（natriuretic peptide receptor C, NPRC）。NPR 家族主要通过受体结合调控机体各种代谢和生理功能。NPRA 和NPRB 从其配体激素中获取信息并激活下游信号通路。NPRC 主要是一种清除受体，主要参与这些激素的清除或降解。本文就NPR 家族及其受体结合在恶性肿瘤发生、发展中的作用及潜在的临床价值进行综述。

1 NPR家族的结构和功能

1.1 NPRA

NPRA 也被称为NPR1 或GC-A。人类NPRA 基因长度约16 kb，位于1q21～22 上，编码1 061 个氨基酸肽，包括21 个外显子和21 个内含子[8]。该基因首先被3 个不同的组在3 个不同的模型中克隆出来，如小鼠、大鼠和猪[9]。NPRA 基因启动子中含有SP1、SP3、cGMP 反应元件结合蛋白（CREBP）和维生素D 受体（VDR），这些转录因子调控NPRA 的表达。NPRA 是一种135 kDa 的单跨膜肽同源二聚体，包含至少4 个不同的结构域，包括450 个氨基酸胞外配体结合结构域、21 个残基疏水跨膜结构域和566或568 个氨基酸胞内结构域。后者进一步划分为1 个250 个氨基酸的蛋白激酶同源结构域、1 个41 个氨基酸的两性螺旋铰链区和1 个250 个氨基酸的鸟苷酸环化酶c 端催化结构域，呈正二聚体结构[10]。NPRA 是鸟苷酸环化酶细胞表面受体家族的成员[11]，NPRA 被生理浓度的ANP 和BNP 所激活[12]。NPRA 的激活顺序为ANP≥BNP＞CNP[13]。NPRA 在心脏、肾脏、肺、肝脏、脂肪细胞、各种器官及一些癌症中都有表达[1，13]，其对心血管稳定、炎症及癌症起关键调节作用[14-15]，参与了各种生理和病理反应。

1.2 NPRB

NPRB 也被称为NPR2 或GC-B。人类NPRB 基因长度约为16.5 kb，位于9p21～12 上，包含22 个外显子[16]。1989 年，SCHULZ 与他的团队首次克隆了大鼠的NPRB 基因[17]。NPRB 的拓扑结构与NPRA 相似，其属于鸟苷酸环化酶的细胞表面受体家族[13]，NPRB被CNP 特异性激活[12]，NPRB 激活的顺序为CNP＞ANP≥BNP[13]。NPRB 在软骨和骨形态发生中起关键作用，NPRB 基因纯合子突变的缺失可导致短肢侏儒症，也称为肢端发育不良[18]。其在维持心率和窦房结功能方面也起到重要作用[19]。NPRB 在多种器官中表达，包括心脏、大脑、子宫、卵巢、肾、肺、肝脏及脂肪细胞，且在一些癌症中也有表达[17，20-21]。NPRB 的广泛表达表明其在许多生理、病理过程中发挥作用。

1.3 NPRC

NPRC 也被称为NPR3。人类NPRC 基因长度约为65 kb，位于5p14～p13 上，包含8 个外显子和7 个内含子[22]。小鼠NPRC 基因位于15 号染色体上，由YANAKA 等首次在小鼠中克隆[23]。NPRC 的胞外结构域与NPRA 和NPRB 约30%相同，这与环化酶连接的受体不同，其仅仅含37 个胞内氨基酸，没有鸟苷酸环化酶活性[24]。与NPRA 和NPRB 不同，NPRC 是一种由二硫键连接的同型二聚体[25]。NPRC 启动子具有SP1、AP-2、YY-1、E2F 和CREB 转录因子的结合位点[23]。MAACK 等[26]提出该受体在生物学上是沉默的，并作为利钠肽的特异性清除结合位点，这种受体被称为清除受体。但近年来研究[27]发现，NPRC 对维持心血管系统稳定有着关键作用。BNP和CNP 可以与NPRC 结合并进行清除和降解。NPRC 对利钠肽激素的亲和力顺序为ANP＞CNP＞BNP[13]。NPRC 的表达受多种生理因素的影响。据报道，NPRC 在高血压、糖尿病和肥胖患者中的表达非常高，缺乏体力活动会增加NPRC 的表达，而定期的体育锻炼或活动会抑制NPRC 的表达[28]。NPRC也广泛表达于心脏、肺、肾上腺、大脑皮质、小脑、肝脏、脂肪细胞及一些癌症中[28]。

NPRA 和NPRB 属于鸟苷酸环化酶受体，而NPRC 属于清除受体，利钠肽通过与3 种受体NPRA、NPRB 及NPRC 的胞外结构域结合而起作用，其作用机制也有所不同（见图1）。

图1 NPR家族结构示意图

2 NPR家族在恶性肿瘤中的作用

NPRA 和NPRC 在恶性肿瘤中的作用已经有很多的报道，但关于NPRB 的报道较少。本文主要讨论NPRA和NPRC在癌症发生发展中的作用（见表1）。

表1 NPRA和NPRC在恶性肿瘤中的表达情况、机制通路及效应

2.1 NPRA

NPRA 在癌症中的研究可以追溯到1993 年。OHSAKI 等[29]首次在人小细胞肺癌细胞系和HeLa 细胞中发现了功能性NPRA。VESELY 等[30]进一步研究了利钠肽受体与癌细胞增殖的关系。研究表明，NPRA 在多种人类癌细胞中表达，其中包括乳腺癌细胞[30]、前列腺癌细胞等[1]。NPRA 由于其广泛的生理功能，在许多肿瘤的发生、发展中起着重要的作用。KONG 等[31]首先研究了NPRA 在肿瘤发生中的直接作用。动物模型结果显示，缺乏NPRA 可以保护C57BL/6 小鼠免受肺癌、皮肤癌和卵巢癌的影响。在疾病模型中，下调NPRA 可以抑制肿瘤的生长和转移，提示NPRA 可能成为一种新的抗癌治疗靶点；其研究还表明，NPRA 在肿瘤细胞（A549、B16 等）中过表达。NPRA 可以通过调节干细胞的募集和血管生成来导致肿瘤的进展[32]。在乳腺癌[33]、胃癌[34]、舌鳞状细胞癌[35]和食管癌[36]中，NPRA 可通过不同的途径（MMP2、MMP9、HIF-1α 等）来提高VEGF 水平，促进血管生成，从而促进肿瘤的侵袭和转移。在前列腺癌[1]和胃癌[37]，NPRA 可通过抑制肿瘤细胞凋亡来促进肿瘤进展。有研究表明，在胃癌中[38]，抑制NPRA 的表达可以通过JNK 和p38 通路，促进胃癌细胞周期阻滞、细胞死亡和凋亡。

2.2 NPRC

NPRC 在癌症中的研究近年来才被提及，但NPRC 作为一个新兴的靶点，在癌症发生、发展的机制研究中具有巨大的潜力。NPRC 作为一种清除受体，一般起着抑癌的作用。在结直肠癌[39]，肾透明细胞癌[40]和肝癌[41]，NPRC 可被上游长链非编码RNA调控。过表达NPRC 可抑制细胞增殖，促进细胞凋亡，从而发挥抗癌作用。在骨肉瘤中[42]，NPRC 可通过阻断PI3K/Akt 通路来抑制骨肉瘤细胞的生长。

3 NPR家族在恶性肿瘤诊疗中的临床价值

3.1 NPR家族在恶性肿瘤诊断中的价值

NPR 家族在许多恶性肿瘤组织中表达，与肿瘤的诊断、分期及预后密切相关。在食管鳞状细胞癌和胃癌中，NPRA 的表达与淋巴结转移和（TNM）分期相关[36，38]，对预测肿瘤发展有重要作用；NPRA 与舌鳞状细胞癌中VEGF 的表达及肿瘤细胞的侵袭和转移有关[35]，这可能是一个预后因素；NPRA 的表达也与前列腺癌的临床分期呈正相关[1]。NPRB 基因在前列腺癌中的表达与肿瘤体积和恶性程度有关，NPRB 可成为鉴别良、恶性组织的一种手段[43]。在前列腺癌模型中，NPRC 可成为前列腺癌早期诊断的靶点[44]。

3.2 NPRA在恶性肿瘤治疗中的价值

NPRA 已被报道为癌症促进靶点。许多实验表明，下调NPRA 的表达可以通过不同的途径诱导肿瘤细胞凋亡，抑制细胞增殖和侵袭[33，35-36]。其还可以通过下调VEGF、CXC 和CXCR4 抑制血管生成，从而抑制肿瘤细胞的迁移[32]。

Isatin 是一种天然的杂环苷衍生物，可下调NPRA 的表达，抑制气道炎症[45]。Isatin 对癌症的治疗很有前景，异构素普遍存在于人体中，其不仅是鸟苷酸环化酶的抑制剂，也是许多其他酶和受体的抑制剂，例如组蛋白去乙酰化酶、碳酸酐酶[46]。异素杂交剂在许多恶性肿瘤中发挥抗癌作用，但其鸟苷酸环化酶抑制剂途径的抗癌机制尚未阐明[47]。此外，Isatin hybrids 具有良好的抗癌活性，例如，Semoxind 和舒尼替尼可用于治疗许多癌症[47-48]。

分子印迹聚合物纳米颗粒（MIPNPS）对ANP 具有亲和力和选择性，可降低癌症中ANP 的水平，抑制ANP/NPRA 信号通路[49]。编码NP73-102 的质粒[前心房利钠肽的NH（2）末端肽]的异位表达下调了NPRA 的表达，抑制了A549 细胞的肺转移和BALB/c小鼠的肿瘤发生，过表达NP73-102 可显著诱导黑色素瘤细胞（B16）的凋亡[31]。血管紧张素Ⅱ可抑制NPR1 基因的转录，下调心脏中NPRA 的表达[50]。亲环素A 是免疫抑制剂环孢素A 的受体，可与NPRA结合，催化Pro 822、902 或958 的顺反异构化，从而使NPRA 失活，已成为癌症治疗的靶点[51]。微生物多糖HS-142-1 是一种利钠肽拮抗剂，可抑制NPRA 和NPRB 的激活和结合，但对NPRC 无影响[52]。

3.3 NPRC在恶性肿瘤治疗中的价值

在神经母细胞瘤细胞系中，NPRC 类似物发挥抗增殖作用，而NPRA 和NPRB 促进神经母细胞瘤的增殖[53]。一般来说，NPRA 和NPRB 具有促癌作用，而NPRC 具有抑癌作用。NPRC 作为一种清除受体，可与ANP、BNP 和CNP 结合，并进行清除和降解。NPRC 是否可以抑制NPRA 信号通路还未有研究证明，如果存在大量的NPRC，其是否可以抑制利钠肽激素与NPRA 和NPRB 的结合，NPRC 作为这些信号通路的起点，其作为抑癌靶点的作用机制还需要更多的研究去证明。

4 结论与展望

本文就NPR 家族在许多恶性肿瘤的发生、发展中起着重要作用进行综述。许多动物模实验已经证明，NPRA 家族在许多恶性肿瘤的发生、发展中起重要作用。然而，由于缺乏合适的NPRA 抗体，NPRA 在人体组织中表达的研究有限。目前，NPR家族主要有3 个应用领域。①NPRA 在多种癌症中的促癌作用，可使其抑制作用的研究尤为重要。②NPR 家族在肿瘤中的表达与肿瘤的体积、分期、转移和分化密切相关，可作为诊断和预后的参考指标。③NPRC 作为一种清除受体，通常发挥抗癌作用，其可以与NPRA 竞争配体，抑制其信号通路。NPR 家族作为一种抗癌靶点，尚未应用于临床，目前仍处于研究阶段。然而，由于NPR 家族在人体中的广泛作用，对其深入研究尤为重要，不仅为癌症的诊断和治疗提供新的思路，而且在利钠肽激素的研究中也是重大突破。