常文婧，權(quán)文強，李冬(同濟大學附屬同濟醫(yī)院檢驗科，上海 200065)

目前，惡性腫瘤是當今世界上威脅人類健康，導致人類死亡常見的疾病之一。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展不僅取決于腫瘤細胞的遺傳改變，也取決于基質(zhì)、血管、浸潤炎癥細胞等腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment，TME)的改變。細胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)作為腫瘤微環(huán)境的重要組分，發(fā)揮著重要的生物學作用。Versican蛋白是一種大分子量的硫酸軟骨素蛋白多糖，屬于外源凝集素(lectican)蛋白聚糖家族,是ECM的重要成分。研究表明，Versican蛋白通過與整合素和整合素受體以及與細胞表面相關(guān)的其他ECM成分結(jié)合，并與腫瘤微環(huán)境中的各類細胞相互作用，參與腫瘤細胞的黏附、增殖、遷移和血管生成[1]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，Versican蛋白在惡性腫瘤的轉(zhuǎn)化和進展中也發(fā)揮重要作用，在多種惡性腫瘤中Versican蛋白的表達增加，且與癌癥復發(fā)和患者不良預后有關(guān)[2]。

1 Versican蛋白概述

Versican蛋白由位于人類基因組中的5q12-14號染色體上的VCAN基因編碼，VCAN基因包括15個外顯子，長度約為(9～10)×104bp。Versican蛋白主要由肽鏈N端的G1結(jié)構(gòu)域、C端的G3結(jié)構(gòu)域以及連接G1和G3的硫酸軟骨素(chondroitinsulfate, CS)鏈組成。G1結(jié)構(gòu)域包含了1個免疫球蛋白(Ig)樣模體以及2個可結(jié)合透明質(zhì)酸的蛋白多糖重復序列(HABR)。C3結(jié)構(gòu)域包括2個類表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)樣重復序列、1個凝集素樣碳水化合物識別區(qū)域(carbohydrate recognition domain, CRD)和1個補體結(jié)合蛋白(complement binding protein, CBP)樣模體。Versican蛋白中間區(qū)的糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)是硫酸軟骨素(CS)側(cè)鏈附著區(qū)[3]。由于編碼GAG鏈結(jié)合區(qū)域的mRNA的可變剪切，Versican至少有5種亞體，分別為：V0、V1、V2、V3和V4。這5種亞體的GAG可參與調(diào)節(jié)不同細胞類型分化、遷移、黏附、增殖、凋亡、遷移、侵襲、組織穩(wěn)定和炎癥等過程，在組織穩(wěn)態(tài)和疾病進展的變化過程中發(fā)揮重要作用，而CS鏈則不發(fā)揮主要的生物學作用。

在不同的細胞類型和離散的微環(huán)境中，產(chǎn)生的Versican異構(gòu)體種類多、結(jié)構(gòu)復雜，表明該蛋白質(zhì)的功能多樣性，且大量構(gòu)成Versican核心蛋白結(jié)構(gòu)的成分也提供了大量的配體。Versican可與透明質(zhì)酸、腓骨蛋白-1、腓骨蛋白-2、肌原纖維蛋白-1、纖維連接蛋白、Ⅰ型膠原蛋白、肌糖蛋白-R、肌糖蛋白-C等細胞基質(zhì)成分結(jié)合并相互作用，此外，Versican還可與選擇素、趨化因子、CD44、整合素等的細胞表面成分相互作用。透明質(zhì)酸和透明質(zhì)酸蛋白聚糖連接蛋白(hyaluronan and proteoglycan link protein 1, HAPLN-1)可在G1結(jié)構(gòu)域的2個HABR的參與下結(jié)合形成穩(wěn)定的多聚體，或通過與透明質(zhì)酸結(jié)合激活細胞表面受體CD44，促進腫瘤的惡性進程[4]。腓骨蛋白-1、腓骨蛋白-2、肌原纖維蛋白-1等ECM分子可在G3結(jié)構(gòu)域的EGF樣重復序列處結(jié)合，參與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)的信號通路。肌糖蛋白-R、肌糖蛋白-C通過G3結(jié)構(gòu)域的CRD區(qū)與之結(jié)合，干擾β1整合素依賴的細胞黏附，其還可通過與纖維連接蛋白結(jié)合降低細胞黏附作用[5]。此外，G3結(jié)構(gòu)域可與纖維連接蛋白和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)形成復合物，刺激內(nèi)皮細胞增殖、黏附和遷移[4]。Versican還可在過硫酸化狀態(tài)下通過GAG區(qū)域與選擇素結(jié)合，調(diào)節(jié)細胞黏附和遷移，并能與次級淋巴組織趨化因子(secondary lymphoid chemokine, SLC)等結(jié)合并調(diào)節(jié)上述因子功能[6]。Versican通過與上述分子的相互作用，在炎癥、腫瘤等環(huán)境中發(fā)揮生物學作用，但大部分作用機制仍未闡明，有待探究。

2 Versican在腫瘤微環(huán)境中的生物學作用

在腫瘤微環(huán)境中，Versican至少有以下4種來源：腫瘤細胞、基質(zhì)細胞、腫瘤相關(guān)髓系細胞以及腫瘤浸潤淋巴細胞。目前在多種惡性腫瘤中已證實，腫瘤細胞是分泌型蛋白Versican的主要來源。Versican在包括神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌、腸癌、肺癌等[7]多種惡性腫瘤中的表達增高，且在腫瘤的惡性轉(zhuǎn)化及進展的各個環(huán)節(jié)中扮演重要角色。

2.1Versican在腫瘤微環(huán)境中促進腫瘤細胞增殖 Versican在多種增殖性腫瘤和腫瘤相關(guān)基質(zhì)組織中呈高表達。在乳腺癌中，通過Versican G3結(jié)構(gòu)域的EGF樣模體，在EGFR/Akt/GSK-3β信號通路的參與下顯著增強了乳腺癌細胞的自我更新能力，高表達G3的腫瘤細胞不僅高表達4B6、pEGFR、pAKT和GSK-3β(S9P)等與腫瘤侵襲性相關(guān)的分子，而且高表達腫瘤干細胞標志物如Sox2、Sca-1和ALDH1；進一步研究證實，使用shRNA或G3UTR可降低乳腺癌細胞的復制能力[8]。Versican通過G1結(jié)構(gòu)域上的HABR與透明質(zhì)酸、HAPLN-1、CD44等分子相互作用，降低細胞黏附并促進增殖。透明質(zhì)酸和HAPLN-1在G1結(jié)構(gòu)域的HABR處結(jié)合形成穩(wěn)定的多聚體，HAPLN-1又可促進G1和透明質(zhì)酸的結(jié)合；此外，Versican或通過與透明質(zhì)酸結(jié)合，激活細胞表面受體CD44，調(diào)節(jié)細胞周鞘的形成，重塑ECM環(huán)境，支持腫瘤細胞增殖進程[2]。研究表明，Versican V1蛋白在肝細胞癌中呈高表達，而Versican V1的EGF樣模體可通過激活EGFR-PI3K-AKT軸，促進肝癌細胞的Warburg效應(yīng)，進而促進細胞增殖[9]。綜上所述，Versican主要通過2種機制促腫瘤增殖：(1)Versican的G3結(jié)構(gòu)域上的2個EGF樣模體刺激細胞增殖；(2)通過G1結(jié)構(gòu)域與透明質(zhì)酸、CD44等分子作用，改變腫瘤基質(zhì)環(huán)境，進而促進腫瘤增殖，并且Versican的不同作用區(qū)域除通過與相關(guān)分子結(jié)合發(fā)揮效應(yīng)外，也可在多種信號通路的調(diào)控下直接參與增殖進程。

2.2Versican在腫瘤微環(huán)境中促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和侵襲 Versican在多種機制的調(diào)節(jié)下，在腫瘤微環(huán)境中參與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲進程。例如在卵巢癌中，作為腫瘤微環(huán)境的重要成分，腫瘤相關(guān)成纖維細胞(cancer associated fibroblast, CAF)中Versican的表達上調(diào)受TGF-β受體Ⅱ和SMAD信號通路的調(diào)控，Versican可通過激活NF-κB信號，上調(diào)透明質(zhì)酸受體CD44和細胞游走受體(receptor of HA mediated motility, RHAMM)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metallopeptidase 9, MMP9)，增強腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力[10]。Versican的G1與G3結(jié)構(gòu)域均可參與腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲過程：G1結(jié)構(gòu)域通過與透明質(zhì)酸和HAPLN-1結(jié)合這一經(jīng)典途徑，增強腫瘤細胞的運動、抑制黏附；G3結(jié)構(gòu)域則在腫瘤的局部和系統(tǒng)侵襲中發(fā)揮重要作用，可促進腫瘤生長及細胞轉(zhuǎn)移。研究表明，G3結(jié)構(gòu)域的EGF樣模體可通過與EGFR結(jié)合，激活EGFR-PI3K-AKT軸以增強腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[9]。因此，Versican作為腫瘤微環(huán)境中重要的促腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和侵襲分子，其G1和G3結(jié)構(gòu)域在調(diào)節(jié)腫瘤細胞運動性方面具有不同的特性。

2.3腫瘤微環(huán)境中Versican的促血管生成作用 Versican是腫瘤微環(huán)境中相關(guān)血管網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵角色。Dos等[11]通過構(gòu)建Lewis肺癌小鼠模型證實，基質(zhì)來源的Versican及其裂解產(chǎn)物在腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮了重要作用，除可促進血管生成及腫瘤生長外，腫瘤微環(huán)境還可影響腫瘤細胞中Versican的表達。此外，有學者證實在惡性膠質(zhì)瘤中，Versican G3高表達的腫瘤細胞中富含纖連蛋白和VEGF，在體內(nèi)和體外均具有促血管再生的功能[12]。Dos等[11]還研究發(fā)現(xiàn)，Versican高表達或與血管和血管周彈性結(jié)構(gòu)中的高透明質(zhì)酸水平相關(guān)，其通過促進募集宿主間質(zhì)細胞，參與透明質(zhì)酸介導的血管生成過程。綜上所述，在惡性腫瘤中，Versican在腫瘤微環(huán)境中主要通過與纖維連接蛋白、VEGF、透明質(zhì)酸等分子相互作用,從而發(fā)揮促血管生成的作用效應(yīng)，但其具體的作用機制及信號通路有待進一步研究。

2.4Versican參與腫瘤細胞凋亡 Versican在腫瘤微環(huán)境中通過增強細胞-基質(zhì)相互作用、增加細胞黏附以及β1整合素和纖維連接蛋白的表達，保護細胞免受氧化應(yīng)激誘導的死亡，從而發(fā)揮抗凋亡作用。Versican促進巨噬細胞遷移和M2極化，保護間皮瘤細胞免受巨噬細胞誘導的吞噬和凋亡。值得注意的是，有學者發(fā)現(xiàn)，Versican V1過表達與腫瘤細胞選擇性凋亡抵抗和選擇性凋亡敏感性均相關(guān)，這種選擇性凋亡抗性和敏感性的矛盾組合常見于腫瘤細胞[13]。Versican V1轉(zhuǎn)染的細胞維持高水平的抑癌基因p53靜息狀態(tài)，MDM2(murine double minute 2)作為p53負調(diào)節(jié)因子，其表達水平上調(diào)，這賦予了腫瘤細胞凋亡敏感性。然而，也有學者發(fā)現(xiàn)，Versican V1可下調(diào)FasmRNA和蛋白質(zhì)水平，不但能促進細胞增殖，而且能調(diào)節(jié)細胞周期，避免其凋亡[14]。Sheng等[15]研究表明，Versican V1下調(diào)了促凋亡蛋白Bad的表達后；siRNA干擾Versican V1的表達后，可以抑制Versican V1的促增殖作用、減少細胞凋亡，也證實了上述結(jié)果。此外，在乳腺癌細胞中，用siRNA干擾Versican G3結(jié)構(gòu)域的表達可抑制其介導的細胞凋亡[16]，證實了Versican具有促凋亡作用。Versican在促進腫瘤細胞存活和凋亡方面的作用略有不同，這突出了凋亡調(diào)控在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的復雜性。

3 Vesican蛋白的檢測及應(yīng)用

Versican在腫瘤微環(huán)境中的分子特征和生物學作用表明其具有腫瘤診斷和預后判斷分子標志物的良好潛能及應(yīng)用前景。臨床上常用的檢測方法主要有免疫組化(immunohistochemistry，IHC)、ELISA等方法。但由于Versican蛋白具有分子量大、異構(gòu)體種類多、結(jié)構(gòu)復雜等分子特征，尚未見有可用于自動化檢測的化學發(fā)光法(chemiLuminescence，CL)等檢測試劑盒上市。

3.1Versican蛋白臨床檢測研究進展 目前相關(guān)臨床研究多采用IHC法檢測腫瘤組織中Versican蛋白表達水平[9,17]，其具有蛋白質(zhì)定位明確，染色簡便等優(yōu)勢，可進行形態(tài)與功能相結(jié)合的研究，對臨床及病理學診斷具有重要意義。此外，腫瘤來源Versican具有分泌型蛋白的特點，可對體液來源的Versican蛋白采用ELISA法檢測，具有靈敏度高、定量分析等特點[18]。但該2種方法也存在手工操作步驟多，不易自動化，特異性欠佳等不足。近期有學者通過對人源樣品的細胞外囊泡和顆粒(extracellular vesicles and particles，EVPs)進行全面蛋白質(zhì)組學分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Versican蛋白在胰腺癌和肺腺癌的腫瘤組織外植體(TEs)來源的EVPs中高度富集[19]，表明細胞外囊泡中的Versican蛋白也有可能作為腫瘤來源的組織特異性EVP標志蛋白，為Versican的研究提供了新的探索方向。

3.2Vesican蛋白的臨床應(yīng)用研究進展 研究發(fā)現(xiàn)，Versican在胃癌、神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、膽囊癌、肝細胞癌、子宮內(nèi)膜樣腺癌、非小細胞肺癌、多發(fā)性骨髓瘤、前列腺癌、結(jié)直腸癌[1,17,20-22]等多種惡性腫瘤的診斷、預后、復發(fā)中有重要的臨床意義。Cinzia等[23]通過對胃癌組織基因組表達譜和組織芯片免疫組化結(jié)果進行多因素分析，證實Versican與胃癌患者臨床病理特征有關(guān)，可作為無轉(zhuǎn)移胃癌患者的不利獨立預后指標。在肝細胞癌中，Versican表達與預后不良、腫瘤相關(guān)巨噬細胞(tumor-associated macrophage, TAM)浸潤增加、腫瘤分化不良和腫瘤分期(TNM)密切相關(guān)[24]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)， Versican與血清CA125對子宮內(nèi)膜樣腺癌的早期診斷及治療方案的選擇具有指導意義[25]。Versican也可作為潛在的腫瘤治療靶點，研發(fā)新方法以下調(diào)Versican表達或減少其分解代謝形成生物活性片段或抑制其功能，可在多種類型的腫瘤中減緩或預防腫瘤侵襲。由此，深入研究調(diào)節(jié)Versican表達及其活性的機制將有助于開發(fā)特定的抑制劑來治療Versican介導的腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。

4 總結(jié)與展望

Versican定位于許多癌癥的瘤周間質(zhì)組織，多由腫瘤細胞或宿主組織的成纖維細胞分泌而來。研究證實Versican在多種腫瘤中高表達并且與患者的不良預后、組織中TAM浸潤及TNM分期有關(guān)，未來有望成為新的腫瘤診斷和預后的標志物。此外，Versican還有望作為治療靶點，通過下調(diào)Versican的表達、干擾其分解代謝活動或抑制其功能，減緩或防止腫瘤惡性進展。因此，深入研究Versican的生物學功能尤其是其在腫瘤微環(huán)境中的表達調(diào)控機制將有助于未來腫瘤診斷及治療方法的進步與創(chuàng)新。