史麗民,楊 方,胡大為,李春輝,王 英,趙麗雙?
(1.河北聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,河北唐山 063000;2.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)
VEGF、NRP2、MVD、LN在胃癌中的表達(dá)
史麗民1、2,楊 方1Δ,胡大為2,李春輝2,王 英2,趙麗雙2?
(1.河北聯(lián)合大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,河北唐山 063000;2.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院)
胃癌;VEGF;NRP2;MVD;LN
胃癌(GC)是發(fā)生在胃上皮組織的惡性腫瘤,在全球每年新發(fā)胃癌90余萬(wàn)例,占所有新發(fā)癌癥的9%,僅次于肺癌、乳腺癌和腸癌,居第4位,每年約有70余萬(wàn)人因胃癌死亡,居癌癥死亡原因的第2位[1-2]。胃癌在中國(guó)是常見(jiàn)的惡性腫瘤之一,在消化道腫瘤中其死亡率最高[3]??傮w5年生存率<20%,大部分的初治患者就診時(shí)已為中晚期,并出現(xiàn)局部進(jìn)展或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[4]。目前,胃癌的治療主要是采取手術(shù)切除為主,聯(lián)合放療、化療、免疫治療和中醫(yī)中藥治療等綜合治療方法。近年來(lái),盡管胃癌的診斷與治療水平不斷提高,但即使是根治性切除的患者5年內(nèi)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的仍可達(dá)到35.0%[5]。因此,尋找判斷胃癌浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移的分子生物學(xué)指標(biāo)不僅可以提高胃癌的診療水平,而且對(duì)判斷患者的預(yù)后,篩選出具有高轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)的患者都具有非常重要的意義。本文主要對(duì)VEGF、NRP2、MVD、LN與胃癌根治性切除術(shù)后浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及生存期的相關(guān)性作一綜述。
1.1 VEGF的生理功能 VEGF屬于血小板源性生長(zhǎng)因子的超級(jí)家族,是一種同型糖蛋白二聚體,主要由亞基內(nèi)和亞基間二硫健交聯(lián)形成,分子量為35-45kDa,是能夠調(diào)控腫瘤新生血管生長(zhǎng)的一個(gè)重要因子,腫瘤新生血管不僅為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 還為其轉(zhuǎn)移提供了必要條件。VEGF家族包括有:VEGF、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E和胎盤(pán)生長(zhǎng)因子等, 它們可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的特異性分裂增殖,同時(shí)還可以增加新生血管通透性。VEGF可以通過(guò)與其受體結(jié)合,刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的移位、增殖及結(jié)構(gòu)形成,屬于血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性的致分裂源,可以誘導(dǎo)新生血管的形成, 因此表明,VEGF是誘導(dǎo)腫瘤新生血管形成及其間質(zhì)的形成等方面的重要因素。目前研究表明,腫瘤浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移的前提條件包括腫瘤組織中的新生血管形成,而新生血管誘導(dǎo)劑VEGF與大部分惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)有相關(guān)性[6-7]。VEGF所誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞形成的新生微血管與正常的血管存在不同,其結(jié)構(gòu)和功能也有很大的差異性,并且腫瘤新生血管的基底膜不完整,由于血管壁缺乏平滑肌的支持,容易通透,使得腫瘤細(xì)胞能夠十分輕易的通過(guò)通透的血管進(jìn)入血液內(nèi),從而導(dǎo)致遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。
1.2 VEGF與胃癌的研究進(jìn)展 眾多研究表明,VEGF-R能夠介導(dǎo)細(xì)胞受體的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,作用于VEGF,從而促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增殖,阻止血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡,并加速其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的退化,從而增加血管的滲透性,導(dǎo)致腫瘤組織新生血管的生成。由此可見(jiàn),VEGF在腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中具有十分當(dāng)重要的作用[8]。研究表明[9],VEGF的表達(dá)在胃部惡性腫瘤細(xì)胞中顯著增高,并且其表達(dá)程度與腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、侵襲深度有密切關(guān)系;腫瘤的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移需要新生血管的營(yíng)養(yǎng)供給;VEGF是新生血管形成的關(guān)鍵調(diào)控因子之一,在腫瘤生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移中起到關(guān)鍵作用。研究結(jié)果顯示,VEGF能特異性作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,增加血管通透性,誘導(dǎo)腫瘤血管生成,而新生血管又為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng),并間接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[10-11]。黃林飛等[12]的研究結(jié)果顯示:在進(jìn)展期胃癌組中,VEGF陽(yáng)性表達(dá)率顯著高于淺表性胃炎、慢性萎縮性胃炎伴腸化、不典型增生、早期胃癌組,而且隨著腫瘤浸潤(rùn)深度加深,陽(yáng)性率也逐漸增高。胃癌生物學(xué)行為關(guān)系的研究結(jié)果顯示:在胃癌細(xì)胞侵及漿膜組中,VEGF要高于未侵及漿膜層組;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中,VEGF高于和無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。這表明在胃癌的分化與進(jìn)展過(guò)程中,隨著腫瘤的浸潤(rùn)深度的加深,腫瘤細(xì)胞分泌的VEGF也越來(lái)越多,腫瘤發(fā)生浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)的能力也越來(lái)越強(qiáng)。Asano等[13]證明,在裸鼠中抗VEGF單抗MV833對(duì)肺癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌、直腸癌、乳腺癌等25種人類(lèi)惡性腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)有強(qiáng)烈抑制作用,說(shuō)明抗VEGF單抗能夠作為廣譜性的抗腫瘤藥物應(yīng)用。因此,臨床中可以通過(guò)檢測(cè)胃癌組織中VEGF的表達(dá)水平來(lái)判斷胃癌的預(yù)后,并可以篩選出具有轉(zhuǎn)移高風(fēng)險(xiǎn)性的患者,找到針對(duì)性的治療方案。
2.1 NRP2的生理功能 1995年,F(xiàn)ujisawa等[14]首次報(bào)道發(fā)現(xiàn)一種能夠參與成人神經(jīng)細(xì)胞損傷修復(fù)、軸突導(dǎo)向、細(xì)胞侵襲、神經(jīng)發(fā)育的Semaphorin家族受體,證實(shí)為一種跨膜糖蛋白,命名為NRP1,相對(duì)分子質(zhì)量為1.3×105,主要存在于形成中的神經(jīng)纖維軸突上。Fujisawa等還發(fā)現(xiàn)了NRPS的另一成員NRP2,其與NRP1有44%的同源性。NRP2在脊椎動(dòng)物有三個(gè)部分:短的胞內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)及胞外區(qū)[15]。有學(xué)者[16]發(fā)現(xiàn)NRP2不僅表達(dá)于交感神經(jīng)結(jié)、嗅神經(jīng)、大腦皮質(zhì)等部位,還大量出現(xiàn)在非神經(jīng)組織,如骨骼、腸上皮、肺及主動(dòng)脈等,并且NRP2對(duì)于新生血管和新生淋巴管的形成具有主要作用[17]。
2.2 NRP2與胃癌的研究進(jìn)展 眾多學(xué)者證實(shí)了NRP1在多種腫瘤中的存在[18],但對(duì)于NRP2在腫瘤中的表達(dá)情況研究甚少,僅在結(jié)腸癌、乳腺癌、膀胱癌、肺癌等少數(shù)腫瘤中進(jìn)行了初步的研究,其具體的作用機(jī)制還有待進(jìn)一步探討。Grandclement等[19]在結(jié)腸癌中研究發(fā)現(xiàn),NRP2能夠促進(jìn)Smad2/Smad3復(fù)合物磷酸化, 進(jìn)而促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epit-helial-mesenchymal transitions,EMT),間接增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、侵襲能力。有人利用RNAi技術(shù)發(fā)現(xiàn)在明顯降低胃癌細(xì)胞株NRP2的表達(dá)后,胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力明顯降低,提示NRP2有可能在胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮重要作用,但具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究[20-21]。
3.1 MVD的作用及意義 微血管密度(microvessel density,
MVD)是對(duì)腫瘤血管最密集的地方進(jìn)行的微小血管的記數(shù)[22]。腫瘤的生長(zhǎng),惡性腫瘤的發(fā)展、復(fù)發(fā)、遷移都需要通過(guò)血管來(lái)運(yùn)送能量和提供途徑。Folkman在20世紀(jì)70年代首先提出了“腫瘤的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移都要依賴(lài)于新生的血管的形成”。目前,這一觀點(diǎn)已得到研究者們的認(rèn)同,MVD已經(jīng)成為腫瘤血管形成程度的測(cè)量指標(biāo)。有研究表明,腫瘤的新生血管是一種功能和結(jié)構(gòu)都存在缺陷的血管,血漿滲透壓使得血漿中有一些分子較大的物質(zhì)及蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞外組織間隙,從而為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)和適宜的環(huán)境。同時(shí),還有研究表明,腫瘤伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組與無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組相比較,前者的MVD表達(dá)水平顯著高于后者,提示MVD與腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有相關(guān)性??茖W(xué)研究[23]顯示,如果腫瘤內(nèi)只有很少的淋巴管,腫瘤自身不會(huì)產(chǎn)生新的淋巴管, 而淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移主要就是依靠腫瘤內(nèi)新生的血管。腫瘤內(nèi)新生的毛細(xì)血管,由于結(jié)構(gòu)與功能不健全,血液容易經(jīng)血管滲漏,并形成組織液(淋巴液)進(jìn)入淋巴循環(huán)[24]。因此,如果腫瘤新生血管的數(shù)量不斷增加, 就可以使脫落的腫瘤細(xì)胞不斷地通過(guò)新生淋巴導(dǎo)管流向淋巴結(jié),進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。提示微血管計(jì)數(shù)明顯增高的患者更容易出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。
3.2 MVD與胃癌的研究進(jìn)展 新生血管是惡性腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。確定腫瘤組織中的微血管的數(shù)量、分布、形態(tài)及其血液供應(yīng)等,可以幫助研究者判定腫瘤的形成機(jī)制、發(fā)展及預(yù)后的演變,具有重要的參考價(jià)值。張偉斌等[25]應(yīng)用FⅧ因子的抗體來(lái)標(biāo)記血管內(nèi)皮細(xì)胞,或者應(yīng)用CD31和CD34抗體標(biāo)記腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)在微血管中CD34蛋白的表達(dá)量最高;在胃癌患者中,微淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組的微血管密度顯著高于淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移組,并且組織中微血管的密度隨著腫瘤的浸潤(rùn)深度的增加而逐漸增加,說(shuō)明腫瘤微血管的形成能夠增強(qiáng)腫瘤的侵襲能力,促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn);胃癌患者中平均計(jì)數(shù)高的組,其預(yù)后效果顯著較MVD平均計(jì)數(shù)低的組患者差,高M(jìn)VD計(jì)數(shù)組患者的生存期及5年生存率均較低MVD計(jì)數(shù)組低,所以,MVD的增加與胃癌的不良預(yù)后顯著相關(guān)。
4.1 LN的生理功能 LN是基底膜的主要組成成分,廣泛分布于多種動(dòng)物和人類(lèi)的細(xì)胞基底膜中,1979年首次從鼠體內(nèi)分離出來(lái),主要存在于透明層,分子量大約為950000,由1條重鏈(α鏈)、2條輕鏈(β鏈和/或γ鏈)構(gòu)成多種LN的分子。LN是非膠原糖蛋白的主要成分,也是細(xì)胞外基質(zhì)膜(extracellular matrix,ECM)中的主要功能成分。惡性腫瘤細(xì)胞基質(zhì)中含有濃度較高的LN,它可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的附著、生長(zhǎng)、形態(tài)與移動(dòng)[26]。在層粘連蛋白受體LN-R的介導(dǎo)下,幫助腫瘤細(xì)胞粘附、增殖、分化、遷移[27]。有學(xué)者將外源性LN與小鼠腹水肝癌細(xì)胞膜上層粘連蛋白受體LN-R結(jié)合,發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞相互粘連;肌動(dòng)蛋白微絲增多,細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度與鈣調(diào)蛋白含量明顯增高;在LN-R介導(dǎo)下,細(xì)胞骨架微絲重新組裝,并進(jìn)行信息的傳遞,或者通過(guò)第二信使Ca2+起作用,參與協(xié)調(diào)鈣調(diào)蛋白,對(duì)細(xì)胞起到調(diào)節(jié)作用[28],從而影響腫瘤細(xì)胞的分化、形態(tài)、遷移和細(xì)胞的增殖,繼而產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)[29]。
4.2 LN與胃癌的研究進(jìn)展 穿過(guò)細(xì)胞基底膜、細(xì)胞外基質(zhì)的降解、粘附在細(xì)胞外基質(zhì)上生長(zhǎng)、離開(kāi)細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移,是惡性腫瘤發(fā)生侵襲、遷移的基本過(guò)程[30]。有研究表明,腫瘤可以合成細(xì)胞基底膜成分,如層粘連蛋白,其可與相關(guān)受體結(jié)合,從而使腫瘤細(xì)胞發(fā)生粘附、移動(dòng)、再粘附于其它的組織細(xì)胞,進(jìn)而形成了一個(gè)新生物,即轉(zhuǎn)移灶。劉德萍等[31]研究顯示,胃癌組手術(shù)前血清LN的含量顯著高于胃潰瘍組患者;手術(shù)切除后,LN血清含量明顯較手術(shù)前降低;淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者血清中LN的含量顯著高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者;肝轉(zhuǎn)移患者的血清LN含量顯著高于無(wú)肝轉(zhuǎn)移者。孟書(shū)聰?shù)龋?2]應(yīng)用脈沖標(biāo)記計(jì)數(shù)有絲分裂百分率(pe11centagelabelingmitosis,PLM)法測(cè)得:隨著LN劑量的增加,胃癌細(xì)胞中DNA含量顯著增加;LN通過(guò)LN-R調(diào)控細(xì)胞內(nèi)Ca2+、CaM系統(tǒng),誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)線粒體DNA的含量增加。表明LN可以促進(jìn)胃癌細(xì)胞的惡性生長(zhǎng)、分化、增殖。
轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的一個(gè)重要生物學(xué)特性,腫瘤的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是一個(gè)多步驟的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,研究者們發(fā)現(xiàn)腫瘤的遷移涉及多個(gè)基因的改變。首先,任何腫瘤的生長(zhǎng)、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移都需要新生血管的形成,新生血管可以為腫瘤的生長(zhǎng)運(yùn)送能量,還為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供了通道。新生血管的數(shù)量,可以通過(guò)MVD計(jì)數(shù)的形式來(lái)描述。VEGF可以刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增生,從而誘導(dǎo)血管其向周?chē)忠u、生長(zhǎng),形成新的轉(zhuǎn)移灶,還能夠誘導(dǎo)血管新生,增加微血管的通透性,促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)降解,導(dǎo)致細(xì)胞外基底膜中的主要成分LN缺損或逐漸缺失。這樣,腫瘤細(xì)胞就可以突破基底膜向周?chē)M織侵潤(rùn)生長(zhǎng),導(dǎo)致腫瘤的轉(zhuǎn)移。同時(shí),有學(xué)者認(rèn)為神經(jīng)纖毛蛋白NRP2有可能參與胃癌微淋巴管的新生,幫助腫瘤細(xì)胞通過(guò)淋巴道遷移.
通過(guò)以上論述,我們認(rèn)為胃癌的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、侵襲、遷移需要多因素(如VEGF、NRP2、MVD、LN等)、多環(huán)節(jié)(如腫瘤細(xì)胞穿過(guò)細(xì)胞基底膜、細(xì)胞外基質(zhì)降解、細(xì)胞粘附在細(xì)胞外基質(zhì)上生長(zhǎng)、腫瘤細(xì)胞離開(kāi)細(xì)胞外基質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移等)、多步驟的協(xié)同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)研究這些細(xì)胞因子與胃癌患者的臨床病理分期、手術(shù)后復(fù)發(fā)率、無(wú)瘤生存期及5年生存率的關(guān)系,以期找到可以預(yù)判胃癌患者預(yù)后的理想的分子標(biāo)記物;通過(guò)研究這些細(xì)胞因子在不同組織中的表達(dá)水平,篩選出具有轉(zhuǎn)移高風(fēng)險(xiǎn)性的患者,制定出有針對(duì)性的靶向治療方案;同時(shí),為胃癌患者預(yù)后的預(yù)判提供理論依據(jù)。
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(綜述講座欄目編輯:張玉亭)
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1004-6879(2015)02-0160-04
2014-12-12)