曹經江 審校,李明靜 綜述

(三峽大學仁和醫(yī)院皮膚科，湖北宜昌 443001)

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·綜 述·

胰島素樣生長因子結合蛋白7在相關皮膚病中的研究新進展

曹經江 審校,李明靜△綜述

(三峽大學仁和醫(yī)院皮膚科，湖北宜昌 443001)

胰島素樣生長因子結合蛋白7；黑色素瘤；銀屑病；纖維瘤；發(fā)病機制

胰島素樣生長因子結合蛋白7(IGFBP7)是20世紀90年代研究發(fā)現(xiàn)的一種胰島素樣生長因子結合蛋白，它是胰島素樣生長因子結合蛋白超家族16種結合蛋白中的1種，除了能與胰島素樣生長因子結合發(fā)揮作用外，因其對胰島素有較高的親和性，故在人體內還具有調節(jié)胰島素的分布及新陳代謝等作用，同時，它還能與胰島素受體結合，它是一種功能性的胰島素結合蛋白[1-2]。近年來發(fā)現(xiàn)，IGFBP7能作為一種分泌蛋白，通過自分泌或者旁分泌的方式誘導細胞的衰老和凋亡[3]。之前的研究也發(fā)現(xiàn)IGFBP7下調顯著提高了HaCaT細胞的增殖能力，其與細胞的凋亡水平明顯降低有關，而重組IGFBP7可以逆轉上述效應，再次驗證了上述結論[4]。本文就IGFBP7在皮膚病領域的研究新進展作一簡要綜述。

1 惡性黑色素瘤(MM)

MM是一種高度惡性腫瘤，其在相關皮膚癌的病死率中占75%[5]。由于MM抵抗化療和放療的特點，其晚期患者的5年存活率僅有10%～20%[6]。因此，發(fā)現(xiàn)新的MM的有效治療方案成為臨床上的迫切需求。

研究發(fā)現(xiàn)，在人類腫瘤中，尤其是在MM中可見50%～70%BRAF的突變，而在良性的黑色素痣中卻很少能發(fā)現(xiàn)BRAF的突變[7-8]。Wajapeyee等[3]對全基因組進行了RNA干擾篩選，選出所需要的BRAF活化的17個基因(BRAFV600E)，意外發(fā)現(xiàn)IGFBP7在BRAFV600E介導的衰老和凋亡中具有核心地位，其通過自分泌或者旁分泌途徑抑制BRAF-MEK-ERK信號，從而誘導細胞的衰老和凋亡。故在BRAFV600E陽性的MM中BRAF-MEK-ERK通路過度激活，且IGFBP7表達缺失，無法抑制BRAF-MEK-ERK通路信號，導致細胞增殖失控發(fā)展為惡性腫瘤[9]。

Chen等[10]構建pEGFC1-IGFBP7質粒轉染至B16-F10細胞中，發(fā)現(xiàn)體外質粒轉染的細胞內IGFBP7-mRNA的表達水平以劑量依賴的方式增長了1～6倍，同時pE-IGFBP7轉染細胞被明顯抑制增殖，且這種抑制增殖的表現(xiàn)在轉染后的48h達到頂峰，而對照組與非轉染組在增殖方面的表現(xiàn)并無明顯不同，由此可以表明pE-IGFBP7轉染組所擁有的抑制增殖的能力是通過增加IGFBP7的合成與分泌所得到的。這似乎也能推導出長期誘導IGFBP7的表達能建立一個理想的體外治療MM的方案。為了驗證體內治療是否同樣有效，Chen等[10]等對B16-F10黑色素瘤同種移植物進行瘤內注射pE-IGFBP7質粒，從注射后第5天開始到小鼠死亡的當天，對照組的腫瘤體積是最開始體積的8.0倍，而注射組僅僅是原始體積的2.8倍，通過免疫印跡法測定IGFBP7的表達發(fā)現(xiàn)，注射組要顯著高于對照組。由此可見，IGFBP7在體內和體外均能抑制B16-F10MM細胞生長并可有效促該細胞凋亡。

那么IGFBP7為什么會在MM中表達缺失呢？近年來有研究發(fā)現(xiàn)，啟動子區(qū)胞嘧啶和鳥嘌呤(CpG)島高甲基化導致抑制基因轉錄沉默，通常來說CpG島是未甲基化的，但相關研究發(fā)現(xiàn)人類黑素瘤細胞中IGFBP7基因啟動子區(qū)CpG島存在異常甲基化，并且IGFBP7基因啟動子區(qū)CpG島甲基化狀態(tài)和基因表達具有一定的相關性，當用去甲基化藥物5-aza-dC處理陰性表達IGFBP7的人黑素瘤A375和M14細胞發(fā)現(xiàn)IGFBP7的mRNA和蛋白表達恢復，說明啟動子區(qū)DNA異常甲基化是黑素瘤細胞中IGFBP7表達改變的主要調控機制[11-12]。

陳嶸祎等[13]檢測了IGFBP7在鼠正常組織的表達，發(fā)現(xiàn)IGFBP7在正常組織均有表達，且重要臟器的表達較高，而MM中表達缺失，繼而推測利用質粒在體內實現(xiàn)IGFBP7高表達進而誘導MM凋亡的基因治療方法對體內重要臟器的影響較小。由此可見，IGFBP7作為誘導MM細胞衰老和凋亡的重要調控蛋白極有可能作為將來MM的基因治療新靶點。

2 銀屑病

銀屑病是一種慢性皮膚病，它影響了全球人口的1%～3%[14]。近年來來認為，炎癥細胞浸潤是新發(fā)銀屑病斑塊的初始事件，連同原本就存在的銀屑病皮損表明銀屑病是一種自身免疫性疾病[15]。

先前Hochberg等[16]研究表明銀屑病患者IGFBP7表達下降，Nousbeck等[2]為了證實該結果，他們研究了銀屑病組和對照組的病理切片，發(fā)現(xiàn)在正常表皮組織中，IGFBP7表達強烈，而在銀屑病表皮中完全不表達或者表達微弱，同時還發(fā)現(xiàn)IGFBP7在銀屑病患者中都存在表皮細胞調控異常，這些結論似乎都預示著IGFBP7參與了銀屑病的發(fā)病。表皮角質形成細胞的異常增殖和分化作為該病的特征表現(xiàn)，IGFBP7在其中又充當了什么樣的角色呢[2]？Nousbeck等[2]誘導分化HaCaT細胞在1.4mmol/L的Ca2+介質的存在下，表達特定的IGFBP7shRNA或者對照組的shRNA，他們發(fā)現(xiàn)IGFBP7的下調抑制了誘導表皮角質形成細胞分化的3個標志KRT10、內披蛋白和兜甲蛋白，同時還對全組基因進行表達分析，研究HaCaT細胞培養(yǎng)在低細胞外鈣離子濃度和高細胞外鈣離子濃度中，對于IGFBP7的下調所表現(xiàn)出的基因差異表達，這些實驗的結果均表明，IGFBP7能調控鈣誘導的KCs分化相關的基因表達。

Nousbeck等[17]采用分層的三維表皮細胞培養(yǎng)模型，該模型的角質形成細胞被特定的IGFBP7小干擾RNAs或者對照組的小干擾RNAs所轉染，然后在膠原蛋白和成纖維細胞的氣液表面上生長2周，讓被轉染的細胞去產生皮膚類似物，發(fā)現(xiàn)特定的IGFBP7小干擾RNA抑制IGFBP7的表達，導致該組產生的皮膚類似物低于對照組的60%，同時還發(fā)現(xiàn)IGFBP7的下調與皮膚類似物模型的分層異常、明顯的角化過度和棘層增厚有關，而以上卻是銀屑病的特點。Nousbeck等[17]還發(fā)現(xiàn)每周在表皮注射5次重組IGFBP7的小鼠體內CD3和CD56表達相對較弱，而每周在表皮注射5次磷酸鹽緩沖液的小鼠體內CD3和CD56表達強烈，這兩個免疫分子分別標記T淋巴細胞和自然殺傷細胞。所以，IGFBP7中在銀屑病的發(fā)病機制中不僅僅只參與了表皮分層的異常，還參與了免疫機制的異常。

3 皮膚纖維瘤和隆突性皮膚纖維肉瘤

皮膚纖維瘤(dermatofibroma,DF)是一種常見的生長緩慢的良性皮膚腫瘤，有較硬的丘疹和結節(jié)，若有罕見的糜爛和潰瘍會造成診斷的困難[18]。隆突性皮膚纖維肉瘤(dermatofibrosarcomaprotuberans,DFSP)是一種惡性纖維組織細胞瘤，其診斷較為困難，因為它具有和基底細胞癌、表皮樣癌、肉瘤的相似性[18-19]。免疫組織化學染色是經常被用來對DF和DFSP進行鑒別診斷的，但是常規(guī)標記物的表達往往存在重疊[20]。CD34和a因子作為最常用的免疫染色標記來鑒別DF和DFSP，但是它們可能表現(xiàn)出表達和誘導的異常，從而導致誤診，雖然近些年有些數(shù)據(jù)表示P75和S100A6可能成為鑒別二者有用的免疫組織化學標記，但是結果并不太令人滿意，仍舊沿用著傳統(tǒng)的CD34和a因子[21]。

Li等[22]為了研究IGFBP7在DF和DFSP中的免疫染色，并確定IGFBP7是否優(yōu)于在傳統(tǒng)上鑒別DF和DFSP所使用的抗體，他們使用抗體IGFBP7、CD34、a因子、CD10和ST-3對28例DFSP和30例DF進行免疫組織化學染色，結果發(fā)現(xiàn)IGFBP7在DF中表現(xiàn)陽性，而在DFSP中呈陰性，結合CD34，F(xiàn)a和ST-3的免疫染色，能使DF和DFSP的鑒別診斷結果更加可靠。而腫瘤中IGFBP7的下調機制可能包括轉錄阻遏物或者遺傳基因的改變，如甲基化沉默[3]，但在DFSP中，IGFBP7下調的機制仍是個謎，還需要大樣本實驗，以及進一步的研究來澄清IGFBP7在DFSP中不表達的原因[22]。但在二者的鑒別診斷中為醫(yī)學研究人員提供了新思路。

4 非黑色素瘤皮膚癌

非黑色素瘤皮膚癌包括基底細胞癌(BCC)和鱗狀細胞癌(SCC)，二者雖然都是浸潤生長，但它們很少發(fā)生轉移。

提高早期頭頸部鱗狀細胞癌的診斷，能有效提高臨床療效，所以生物標記物的識別非常重要。近些年發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，尿激酶和IGFBP7在頭頸部鱗狀細胞癌患者的血漿中明顯升高，同時也發(fā)現(xiàn)與癌癥患者的死亡風險增加有關[23]。有假設認為，發(fā)生在IGFBP7基因的啟動子調節(jié)區(qū)的遺傳變異可能影響該基因的表達，從而修改癌癥的易感性，于是有人為了評估IGFBP7的啟動子基因多態(tài)性和頭頸部鱗狀細胞癌風險之間的關系進行了相關研究，結果發(fā)現(xiàn)攜帶IGFBP7-418A基因型的個體患有頭頸部鱗狀細胞癌的風險降低，但由于樣本量的限制，具體的分子機制還需要進一步的相關研究[24]。

為了研究皮膚癌中IGFBP7的mRNA的編輯和表達相對正常皮膚是否發(fā)生了改變，Hochberg等[25]對22例BCC、15例SCC和18例正常表皮進行了IGFBP7的表達以及mRNA編輯水平的檢測，發(fā)現(xiàn)跟正常表皮相比，IGFBP7mRNA在BCC和SCC中過度表達，此外，IGFBP7的轉錄物在正常表皮高度編輯，但在BCC和SCC中顯著減少。RNA編輯是一個在真核細胞中可以擴大和多樣化轉錄物組和蛋白質組的轉錄后機制[25]。mRNA中的腺苷(A)至肌酐(I)的選擇脫氨基作用可以改變所編碼蛋白質的氨基酸序列，對蛋白質的穩(wěn)定、定位和功能往往有著關鍵性的影響[26]。IGFBP7的RNA編輯事件發(fā)生在非編碼區(qū)，兩個編輯位點被確定在IGFBP7的轉錄物上，分別在氨基酸78(第1個編輯點)和95(第2個編輯點)發(fā)生R→G和K→R的替換，A～I編輯是通過一類RNA腺苷脫氨酶(ADARs)而發(fā)生作用，在ADARs中最常見的即為ADARs1和ADARs2，這兩種最常見的ADARs在BCC和SCC中與在正常組織中的表達沒有顯著的不同，表明正常水平的ADARs不能編輯在BCC和SCC中過量的IGFBP7mRNA，而IGFBP7中不足的A～I的編輯可能會被腫瘤用來躲避細胞增殖的控制，不足的編輯會導致IGFBP7蛋白的不穩(wěn)定以及產量下降，并通過反饋回路誘導自身mRNA的過度轉錄，產生惡性循環(huán)[25]。在體內試驗中發(fā)現(xiàn)，A～I編輯能使IGFBP7蛋白質穩(wěn)定，而在BCC中，由于缺乏A～I編輯，IGFBP7蛋白質易發(fā)生降解；而體外試驗也發(fā)現(xiàn)，K95R變體的裂解率相比于沒有編輯的IGFBP7要明顯低得多。可以證實，IGFBP7是一種重要的抑癌基因，其A至I編輯可能會成為非黑色素瘤皮膚癌治療的新途徑[25-26]。

總之，IGFBP7作為一種IGFBP-rp，在相關皮膚病發(fā)病機制的研究將會越來越多，不管是作為治療新思路或者是鑒別診斷新的生物標記，都具有相當廣闊的應用前景。筆者之前的研究發(fā)現(xiàn)，IGFBP7沉默的細胞中轉化生長因子-β1(TGF-β1) 和磷酸化MAPK水平上調，而IGFBP7過表達細胞中TGF-β1 和磷酸化MAPK水平下調[4]。這一結果提示IGFBP7在HaCaT細胞中對TGF-β1的調控可能通過MAPK通路，這為增殖性皮膚，比如銀屑病、扁平苔蘚等的治療提供了新思路。至于其在相關皮膚病中還能有哪些作用、參與哪些發(fā)病機制，都需要進一步的研究探討。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.31.044

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曹經江(1966-)，博士，副主任醫(yī)師，主要從事免疫性皮膚病的治療?！?/p>

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