王亞飛 綜述，程愛蘭 審校

(南華大學(xué)腫瘤研究所，湖南 衡陽421001)

侵襲、轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤患者死亡的主要原因。腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的一個必要條件為腫瘤細(xì)胞侵犯并穿過基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)所組成的屏障。組織蛋白酶D(Cathepsin D)是一種天冬氨酸溶酶體蛋白水解酶，活化的Cathepsin D 催化降解基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)，以利于腫瘤細(xì)胞移動并穿過細(xì)胞外基質(zhì)和血管壁進(jìn)入血液循環(huán)，在腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。目前有關(guān)Cathepsin D 在腫瘤轉(zhuǎn)移中的研究不斷深入，本文就Cathepsin D 與多種惡性腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移之間的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 Cathepsin D 概述

Cathepsins 是一類腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)的酶。根據(jù)活化氨基酸部位不同分為半胱氨酸(B、C、H、F、K、L、O、S、V 和W)天冬氨酸(D 和E)和絲氨酸(G)［1］。Cathepsin D 是Cathepsins 家族中的一員，最初以相對分子質(zhì)量為52 000的天冬氨酸蛋白酶原的形式合成于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，然后迅速被轉(zhuǎn)移到核內(nèi)體，形成具有活性的相對分子質(zhì)量為48 000 的單鏈中間產(chǎn)物，最后在酸性的溶酶體內(nèi)完全活化，形成包括相對分子質(zhì)量為34 000 重鏈和相對分子質(zhì)量為14 000 輕鏈的有催化活性的蛋白［2］。Cathepsin D 主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞和纖維母細(xì)胞，是一種具有多種功能的蛋白水解酶，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、細(xì)胞基質(zhì)退化和血管生成等［3］，可以直接或通過激活其他蛋白水解酶，如Cathepsin B、H 和L，間接降解細(xì)胞外基質(zhì)［4］。

2 Cathepsin D 在惡性腫瘤組織中的表達(dá)

2.1 Cathepsin D 與鼻咽癌 研究［5］發(fā)現(xiàn)，Cathepsin D 在高轉(zhuǎn)移鼻咽癌5-8F 細(xì)胞系高表達(dá)，低轉(zhuǎn)移鼻咽癌6-10B 細(xì)胞系中低表達(dá)，通過慢病毒介導(dǎo)shRNA 抑制Cathepsin D 表達(dá)，可明顯減弱鼻咽癌5-8F 細(xì)胞系的侵襲能力。2008年Cheng 等［6］應(yīng)用激光捕獲顯微切割結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)篩選鼻咽癌和正常鼻咽黏膜上皮組織差異表達(dá)蛋白，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 在鼻咽癌組織中表達(dá)下調(diào)。在后續(xù)的研究中，程愛蘭等［7］用免疫組化S-P 法發(fā)現(xiàn)鼻咽癌分化越低，Cathepsin D 下調(diào)越明顯，伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移鼻咽癌組織中的表達(dá)高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移鼻咽癌組織。Liu 等［8］為探討NESG1 在鼻咽癌中發(fā)揮抑制作用的機(jī)制，用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，鑒定出26 種NESG1 調(diào)節(jié)表達(dá)異常蛋白，其中包括Cathepsin D。NESG1 又名CCDC19，是作者課題組前期克隆合成的鼻咽癌潛在抑制基因，NESG1 低表達(dá)促進(jìn)鼻咽癌侵襲、轉(zhuǎn)移。NESG1 調(diào)節(jié)Cathepsin D 表達(dá)下調(diào)，認(rèn)為NESG1 可能通過下調(diào)Cathepsin D 發(fā)揮抑癌作用。以上研究表明Cathepsin D 的異常表達(dá)與鼻咽癌的侵襲、轉(zhuǎn)移有關(guān)。

2.2 Cathepsin D 與乳腺癌 Cathepsin D 在乳腺癌細(xì)胞中高表達(dá)、高分泌，是乳腺癌不良預(yù)后的分子標(biāo)志物［9］。乳腺癌過表達(dá)Cathepsin D 增強(qiáng)轉(zhuǎn)移潛能，預(yù)后差［10］。Jacobson-Raber 等［11］通過免疫組化S-P 法研究分子標(biāo)志物Cathepsin D、Ki-67 與E-cadherin 在早期乳腺癌中的預(yù)后價值，發(fā)現(xiàn)E-cadherin 和Cathepsin D 聯(lián)合檢測預(yù)后比三者聯(lián)合檢測準(zhǔn)確率高，E-cadherin 和Cathepsin D 沒有單獨(dú)預(yù)測預(yù)后的價值，聯(lián)合過表達(dá)Cathepsin D 和低表達(dá)E-cadherin 為乳腺癌治療提供幫助。Dian 等［12］用免疫組化染色檢測早期乳腺癌組織、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移組織中Cathepsin D 的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 均表達(dá)上調(diào)，上調(diào)程度相近，認(rèn)為可能是樣本量不夠大，需要加大樣本量。

2.3 Cathepsin D 與胰腺導(dǎo)管腺癌 胰腺導(dǎo)管腺癌占胰腺癌中的95%。Park 等［13］用大量臨床樣本評估胰腺導(dǎo)管腺癌組織中多種分子標(biāo)志物的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Cathepsin D、基質(zhì)金屬蛋白酶-7 在胰腺導(dǎo)管腺癌組織中顯著上調(diào)，聯(lián)合CA19-9、Cathepsin D、基質(zhì)金屬蛋白酶-7 診斷胰腺導(dǎo)管腺癌的敏感性為88%，CA19-9單獨(dú)檢測敏感性為74%。這說明Cathepsin D 與多種腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合檢測可提高疾病診斷的敏感性。

2.4 Cathepsin D 與神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤 rab27A 與Cathepsin D 共同表達(dá)于溶酶體內(nèi)，rab27A 參與溶酶體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌。Liu 等［14］發(fā)現(xiàn)通過RNAi 將rab27A轉(zhuǎn)染膠質(zhì)瘤細(xì)胞后，抑制溶酶體分泌Cathepsin D，神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲受抑制，認(rèn)為抑制蛋白酶從腫瘤細(xì)胞溶酶體胞吐，為治療惡性腫瘤的有效手段。Pigac等［15］通過用免疫組化染色對65 例神經(jīng)上皮腫瘤研究發(fā)現(xiàn)，間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Cathepsin D 的陽性率與生存率相關(guān)，間質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)Cathepsin D，腫瘤分級高，指出Cathepsin D 可能是人膠質(zhì)瘤進(jìn)展的獨(dú)立預(yù)后因子，推測惡性腫瘤細(xì)胞不僅產(chǎn)生和分泌多種蛋白分解酶，還刺激宿主細(xì)胞產(chǎn)生Cathepsin D。

2.5 Cathepsin D 與肺腺癌 前期研究［16］發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 表達(dá)在肺腺癌組織中顯著升高。Mimae等［17］在后續(xù)研究中對150 例肺腺癌組織做免疫組化染色，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 表達(dá)陽性的腫瘤比Cathepsin D表達(dá)陰性的腫瘤分化差，單變量分析提示Cathepsin D陽性肺腺癌預(yù)后差，Cathepsin D 表達(dá)越強(qiáng)，惡性程度越高，分化越差，認(rèn)為Cathepsin D 的表達(dá)可能與肺腺癌的預(yù)后有關(guān)，在鱗狀上皮為主的侵襲性腺癌組織中無Cathepsin D 表達(dá)。另有研究［18］表明，預(yù)后不良的肺腺癌中，Cathepsin D 在腫瘤間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)陽性，在腫瘤實質(zhì)細(xì)胞中無表達(dá)。

2.6 Cathepsin D 與前列腺癌 Pruitt 等［19］應(yīng)用免疫組化染色、Western blot 和組織重組技術(shù)，發(fā)現(xiàn)正常前列腺間質(zhì)組織中低表達(dá)Cathepsin D，在前列腺癌間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)明顯上調(diào)，并且誘發(fā)臨近上皮細(xì)胞惡變，提示Cathepsin D 是促前列腺癌變的腫瘤間質(zhì)細(xì)胞相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白，Cathepsin D 可能作為旁分泌調(diào)節(jié)因子促進(jìn)前列腺癌變。亦有研究［20］報道Cathepsin D 在人前列腺癌間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)陽性是患者生存時間短、易復(fù)發(fā)的原因。

2.7 Cathepsin D 與漿液性卵巢癌 Chai 等［21］應(yīng)用免疫組化技術(shù)檢測49 例漿液性卵巢癌、50 例良性漿液性卵巢腫瘤組織中Cathepsin D 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 在卵巢癌組織中的表達(dá)水平明顯高于良性卵巢腫瘤，高表達(dá)Cathepsin D 患者生存時間長，預(yù)后好，可能是由于惡性腫瘤細(xì)胞增多、細(xì)胞分化差時，蛋白酶活性喪失。Cathepsin D 在細(xì)胞分化中起重要作用，細(xì)胞增殖快，則對化療敏感，因此，漿液性卵巢癌上皮細(xì)胞中高表達(dá)Cathepsin D 時預(yù)后好。同時發(fā)現(xiàn)，上皮細(xì)胞表達(dá)Cathepsin D 與間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Cathepsin D相關(guān)，免疫組化染色發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞不表達(dá)Cathepsin D，但間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)Cathepsin D。

2.8 Cathepsin D 與結(jié)直腸癌 Chu 等［22］用蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)合質(zhì)譜鑒定PRL-3 促結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移的相關(guān)蛋白，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 在高轉(zhuǎn)移Lovo-PRL-3 細(xì)胞中下調(diào)。Kirana 等［23］的研究得出相反的結(jié)論，其在研究中發(fā)現(xiàn)，Cathepsin D 在轉(zhuǎn)移癌組織中表達(dá)明顯高于原發(fā)腫瘤，Cathepsin D 在原發(fā)腫瘤晚期的患者高表達(dá)，轉(zhuǎn)移組織中Cathepsin D 高表達(dá)。這可能與研究方法、實驗條件有關(guān)。Theodoropoulos 等［24］報道，在60 例結(jié)直腸癌患者中，Cathepsin D 在腫瘤間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)陽性，在腫瘤實質(zhì)細(xì)胞表達(dá)陰性，預(yù)后不良，提示Cathepsin D在間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)陽性可能是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要標(biāo)志。

2.9 Cathepsin D 與胃癌 Cho 等［25］用Western blot分析發(fā)現(xiàn)，Cathepsin D 在胃癌組織中表達(dá)下調(diào)，進(jìn)一步進(jìn)行Loss-of-function 分析法結(jié)合siRNA 抑制候選基因，發(fā)現(xiàn)Cathepsin D 在胃癌細(xì)胞中參與對順鉑的藥物抵抗。

3 結(jié)語

Cathepsin D 在不同的惡性腫瘤組織中表達(dá)水平不同，可能與蛋白酶表達(dá)的組織特異性有關(guān)。Cathepsin D 在多種惡性腫瘤間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)，將研究重心由腫瘤上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移到腫瘤微環(huán)境也許可以為Cathepsin D 在惡性腫瘤中的研究提供新的方向。現(xiàn)在已經(jīng)明確Cathepsin D 在多種惡性腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，但是具體的作用機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究，相信隨著研究的深入，Cathepsin D 必將為人類所徹底了解，為預(yù)防和治療腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移提供新的思路。

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