李圣磊綜述,盧兆桐審校
根據(jù)Parkin等[1]報(bào)道,預(yù)計(jì)到2020年,全球惡性腫瘤新發(fā)病例和死亡病例將達(dá)到2 000萬和1 200萬,癌癥即成為人類健康的第一殺手。傳統(tǒng)的放、化療療效都非常有限,且常伴有難以忍受的不良反應(yīng),因此迫切需要新的診治手段[2]。
100 多年前即已發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍有新生血管,腫瘤血管生成這一概念是20世紀(jì)70年代由Folkman[3]提出。腫瘤血管在腫瘤形成、生長、轉(zhuǎn)移過程中具有重要的作用,它可以為腫瘤快速增殖提供營養(yǎng)。腫瘤誘導(dǎo)的新生血管生成是腫瘤進(jìn)展中關(guān)鍵的一步,被稱為“血管生成開關(guān)”[4]。在腫瘤病理?xiàng)l件下,血管調(diào)節(jié)失控是腫瘤惡性增長的主要促成因素,據(jù)此,以腫瘤血管為治療靶點(diǎn),采取所謂“腫瘤饑餓療法”,通過對腫瘤組織及周圍血管的抑制,使腫瘤細(xì)胞無法得到充分的營養(yǎng)供應(yīng)或缺氧而死亡,進(jìn)而控制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移,已經(jīng)成為腫瘤防治的一個(gè)重要途徑。
目前,多種血管內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物如 CD31、CD34、VEGFR、Tie-2等已經(jīng)被用來評估血管生成,并作為血管靶向治療的潛在靶點(diǎn)。任何實(shí)體腫瘤,甚至于血液腫瘤的大量增殖,都離不開充足的血液供應(yīng)。因此,抑制腫瘤的血管增長已成為治療腫瘤的主要策略和手段之一,其中血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGFR)是目前已知相對特異的促血管生成因子。與正常組織相比,腫瘤組織VEGF含量明顯升高,其受體VEGFR表達(dá)水平也顯著升高,據(jù)此,針對VEGF和VEGFR開發(fā)了多種抗腫瘤藥物,其中Avastin(抗VEGF單克隆抗體,Genentech/Roche)抗腫瘤效果明顯,已在臨床廣泛應(yīng)用[5]。
雖然靶向血管抑制具有顯著的抗腫瘤效果,但有效的血管特異性治療靶點(diǎn)極少,大大限制了這方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和臨床藥物開發(fā)。近年來,為了尋找腫瘤血管內(nèi)皮更為特異性的標(biāo)志,St Croix 及 Carson-Walter[6,7]等先后通過實(shí)驗(yàn),分離純化得到結(jié)直腸癌腫瘤組織血管內(nèi)皮細(xì)胞和臨近正常組織血管內(nèi)皮細(xì)胞。對其基因表達(dá)進(jìn)行基因串連比對分析(serial analysis gene express,SAGE),發(fā)現(xiàn) 9個(gè)在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞特異性表達(dá)的基因或蛋白,命名為腫瘤內(nèi)皮標(biāo)志物(tumor endothelia marker,TEM1-9)。其在分離純化的大腸腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)顯著,而在使用同樣方法純化的正常大腸組織血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá),因此認(rèn)為TEMs是一系列新的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物。
TEM8是細(xì)胞膜蛋白,具有明顯的受體與結(jié)構(gòu)。根據(jù)mRNA的剪切不同,TEM8有3個(gè)不同的異構(gòu)體,異構(gòu)體1是最長的異構(gòu)體,基因編碼長564個(gè)氨基酸,其胞內(nèi)段約有220個(gè)氨基酸,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他細(xì)胞表面的TEMs,并且其胞內(nèi)段擁有至少7個(gè)潛在的磷酸化位點(diǎn),異構(gòu)體2和3是異構(gòu)體1的截段體。3個(gè)異構(gòu)體的胞外區(qū)完全相同,區(qū)別在于C端的長短不同。異構(gòu)體3最短,沒有跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū),是一個(gè)可溶性蛋白,生理功能未知。
證據(jù)表明,TEM8是一個(gè)細(xì)胞膜受體蛋白:①TEM8是炭疽毒素的一個(gè)受體;②TEM8的胞外區(qū)有與整合素α2I結(jié)構(gòu)域同源性很高的vWF[8],包含一個(gè)金屬離子依賴的黏附序列(I-domain),類似的區(qū)域在整合素中也存在,而腫瘤患者體內(nèi)整合素的表達(dá)下降導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的侵襲性上升[9];③TEM8的胞內(nèi)區(qū)有潛在的磷酸化位點(diǎn),大規(guī)模的腫瘤相關(guān)的磷酸化蛋白篩選研究顯示,胞內(nèi)區(qū)的多個(gè)酪氨酸可以發(fā)生磷酸化修飾[10];④TEM8本身具有重要的生物學(xué)功能,高表達(dá)的TEM8能促進(jìn)細(xì)胞的粘附和遷移,但這些作用可以被重組的胞外區(qū)蛋白所阻斷[11];同時(shí),腫瘤浸潤和血管生長必須的細(xì)胞因子之一,IL-1β,能明顯誘導(dǎo) TEM8 的表達(dá)[12]。
TEM8是TEMs家族的一種,與其它TEMs和VEGFR相比,TEM8在腫瘤血管內(nèi)皮表達(dá)更為特異,在腫瘤血管中存在,而正常組織中極少或不存在。更為重要的是,TEM8隨后被鑒定為炭疽毒素的一種受體。Duan等[13]應(yīng)用針對TEM8的抗腫瘤抗體樣蛋白,即人TEM8胞外區(qū)與人IgG FC片段的融合蛋白TEM8-FC,具有顯著地抑制腫瘤生長活性和抗腫瘤效果,說明TEM8是一個(gè)潛在的抗腫瘤靶點(diǎn)。
研究發(fā)現(xiàn),作為外源性炭疽毒素抗體,TEM8不僅在腫瘤內(nèi)皮高表達(dá),在正在發(fā)育的胚胎的血管內(nèi)皮,甚至某些惡性腫瘤本身也高表達(dá),提示TEM8在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生過程中起著非常重要的作用。通過檢測成年老鼠各種組織以及兩種成年鼠種植腫瘤組織中的TEM8(mouse tumorendothelia marker8,mTEM8)的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn),mTEM8在大多數(shù)成年老鼠的正常組織中表達(dá)較少或者不表達(dá),但是在B16黑素瘤和HCTll6大腸癌腫瘤組織中表達(dá)豐富,與此同時(shí),VEGFR2在正常組織和腫瘤組織中都有豐富的表達(dá)。有學(xué)者研究報(bào)道,TEM8位于大腸腫瘤的血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,而在正常的大腸組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá)[14]。尤其引人注意的是,mTEM8是mTEMs中唯一一種在成年老鼠黃體中不表達(dá)的標(biāo)志物[15],雖然它存在于正在發(fā)育中的老鼠胚胎中,但上述的發(fā)現(xiàn)仍然使TEM8成為一個(gè)很有潛力的臨床應(yīng)用靶點(diǎn)。同時(shí),對TEM8炭疽熱毒素受體身份的確認(rèn)有助于澄清一個(gè)令人驚訝的事實(shí),即曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)炭疽熱毒素具有潛在的抗腫瘤作用[16,17]。
St Croix等[6]使用RT-PCR的方法檢測了來源于1例正常大腸組織和大腸癌患者的純化后原代培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞中TEM8的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)TEM8在大腸腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)突出,然而在正常大腸組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá)。Rmali等[18]使用RT-PCR和Q-RT-PCR方法,檢測了48例術(shù)后大腸癌組織和31例癌周的正常組織中TEMs的表達(dá)情況,也發(fā)現(xiàn)TEM8在大腸癌組織中的表達(dá)要明顯高于癌周的正常組織(P=0.001),TEM8的水平與大腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況相關(guān)。而Carson-Walter等[15]使用原位雜交的方法也確認(rèn)了TEM8在大腸癌的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)上升的事實(shí)。Dukes C分期的患者(侵及肌層并且存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)TEM8的表達(dá)要明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者。由此,有學(xué)者認(rèn)為TEM8在腫瘤中的表達(dá)較豐富,具有一定的特異性,而且與腫瘤患者的預(yù)后之間存在關(guān)系。但是,在臨床常見的各種實(shí)體腫瘤中TEM8的表達(dá)情況尚需進(jìn)一步的研究。
TEM8作為一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤新生血管標(biāo)志物,由于其在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的特異性以及其跨細(xì)胞膜的獨(dú)特結(jié)構(gòu),可能是一個(gè)重要的抗腫瘤治療靶點(diǎn),令人對其產(chǎn)生很大的興趣。如選擇TEM8作為抗腫瘤血管形成治療靶點(diǎn),可能有以下優(yōu)點(diǎn):①不良反應(yīng)?。阂话愠扇苏=M織極少發(fā)生血管形成,因此抗血管形成不會導(dǎo)致嚴(yán)重不良反應(yīng);②特異性高:腫瘤在不斷生長的過程中,幾乎均誘導(dǎo)新生血管的生成,進(jìn)而新生血管在腫瘤的生長、浸潤和轉(zhuǎn)移過程中起到十分重要的作用,TEM8作為TEMs家族中特有的一種,抗血管形成治療的特異性很高;③耐藥性低:抗腫瘤血管生長主要是針對基因型穩(wěn)定的內(nèi)皮細(xì)胞,因此很大程度上避免了腫瘤耐藥性的產(chǎn)生;④使用范圍廣:TEM8在許多實(shí)體腫瘤組織中應(yīng)該廣泛存在,作為治療靶點(diǎn)具有廣泛的適用性。
綜上所述,可見,進(jìn)行有效的腫瘤治療所面臨的最大的障礙就是不同患者個(gè)體的差異性。腫瘤細(xì)胞有許多遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的改變,尋找這些特定病例中的變化所代表的關(guān)鍵性治療靶點(diǎn)是目前腫瘤治療的一個(gè)趨勢。TEM8作為一種新生的腫瘤血管標(biāo)志物,在腫瘤的研究中有廣闊的前景,使人們對腫瘤的認(rèn)識更加深入。但是目前,TEM8分子的高級結(jié)構(gòu)和功能是怎樣的,以及其在腫瘤的診斷、治療和預(yù)后檢測方面的應(yīng)用還有待進(jìn)一步的研究和探討,這些研究和討論將使人們對于腫瘤惡性行為的判斷、指導(dǎo)治療提供有力的支持??傊?,進(jìn)一步研究揭示TEM8在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程中的作用,必將對腫瘤的預(yù)防和治療產(chǎn)生重要影響。
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