姚麗，張玲，趙素月，鄭瑩，王乾合，朱克祥,2

（1.蘭州大學第一臨床醫(yī)學院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學第一醫(yī)院 普通外科，甘肅 蘭州 730000）

在1965年，Moore等[1]從牛腦中首次發(fā)現(xiàn)了 “相對酸性且體積較小（10～12 kDa）”的蛋白質(zhì)，被命名為“S100”。后來，逐漸發(fā)現(xiàn)了更多與S100相關(guān)的蛋白，目前已知有25個家族成員，每個成員均有一個單獨的基因編碼[2]。其獨特特征是具有同源或異源二聚體結(jié)構(gòu)和EF手的Ca2+結(jié)合基序，并在多種細胞類型中表達[3]。S100蛋白具有廣泛的細胞功能，通過調(diào)節(jié)其亞細胞定位，并與特定靶蛋白相互作用調(diào)控細胞生長、分化、運動和細胞周期[4]。近年來，由于S100蛋白成員（包括S100A14）在多種癌癥中表達而備受人們關(guān)注[5]。

1 S100A14 分子結(jié)構(gòu)與功能

S100A4（又稱S100 鈣結(jié)合蛋白A14或BCMP84），是S100蛋白家族的新成員之一，近年來成為腫瘤研究的熱點。S100A14蛋白由Pietas等[6]在2002年通過抑制消減雜交法從轉(zhuǎn)移性人肺癌細胞系中鑒定出來。它含有4個外顯子和3個內(nèi)含子，編碼104個氨基酸，該基因定位于1q21.3染色體上[7]。S100A14蛋白具有S100蛋白家族典型的EF手型Ca2+結(jié)合基序結(jié)構(gòu)，中間由柔性鉸鏈區(qū)隔開，每個Ca2+結(jié)合基序由2個α螺旋兩側(cè)的Ca2+結(jié)合環(huán)組成，但N端的Ca2+結(jié)合環(huán)含有13個氨基酸，不同于S100蛋白家族的N端含14個氨基酸。而且，C端的Ca2+結(jié)合環(huán)攜帶突變，限制了S100A14與Ca2+結(jié)合的能力[8]。EF手基序與Ca2+結(jié)合導(dǎo)致兩個螺旋的運動，蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，提供了疏水蛋白-蛋白相互作用位點，這對識別目標靶蛋白蛋白至關(guān)重要[9]。因S100A14不具有酶活性，它主要通過與其他蛋白的相互作用和調(diào)控發(fā)揮作用[10]。據(jù)報道，S100A14在多種癌癥類型中差異表達，例如：在前列腺癌、腎癌、淋巴瘤、結(jié)直腸癌、口腔癌中低表達，而在卵巢癌、乳腺癌、宮頸癌、肺癌中高表達[11]，其表達水平和相關(guān)的生物學功能具有腫瘤細胞或組織的特異性[12]。造成這些差異的可能原因是，S100A14與其他S100家族成員一樣，它能夠與多個靶蛋白相互作用，如：HER-2、MMP-2、P53和晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（receptor for advanced glycation end product，RAGE），參與細胞周期、增殖、分化和凋亡以及遷移和侵襲的調(diào)控[13-15]。

2 S100A14 蛋白在惡性腫瘤中的作用功能

一些研究表明，S100A14是促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的候選分子[16]。Tanaka等[17]發(fā)現(xiàn)S100A14通過與細胞骨架肌動蛋白相互作用促進人類乳腺癌細胞的細胞運動和侵襲，且S100A14表達上調(diào)與患者預(yù)后不良相關(guān)。Wang等[18]發(fā)現(xiàn)過表達S100A14導(dǎo)致宮頸癌細胞株E-cadherin mRNA和蛋白水平的減少，而N-cadherin和Vimentin在mRNA和蛋白水平增加，抑制S100A14的表達則結(jié)果相反，表明了S100A14通過上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化介導(dǎo)，參與宮頸癌侵襲與轉(zhuǎn)移。Katono等[19]對166例肺腺癌組織及鄰近正常組織進行免疫組化（immunohistochemistry，IHC）檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)166例中有82例（49.4%）檢測到S100A14表達，其表達與腫瘤分化較差，疾病分期較高，腫瘤大小較大，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，腫瘤內(nèi)血管浸潤，腫瘤內(nèi)淋巴管浸潤，胸膜浸潤和預(yù)后較差密切相關(guān)。另外，通過Transwell和細胞劃痕試驗表明，敲低S100A14的表達顯著降低了細胞的侵襲和遷移能力。以上表明了S100A14參與腫瘤細胞或組織的侵襲與轉(zhuǎn)移。

在腫瘤細胞增殖與凋亡方面，研究者認為S100A14對細胞增殖具有雙重作用。Sapkota等[14]認為在口腔癌細胞（CaLH3和OSCC1）中，S100A14過表達抑制細胞的增殖，主要與G1期細胞周期阻滯及p21上調(diào)相關(guān)。而Wang等[18]發(fā)現(xiàn)S100A14通過調(diào)節(jié)G2/M進程促進宮頸癌細胞增殖。另有研究表明，S100A14與HER2結(jié)合，過表達S100A14可促進HER2及其下游因子AKT和ERK的磷酸化，進一步增強HER2刺激乳腺癌細胞的增殖[20]。上述不同的結(jié)論可能與S100A14在不同腫瘤細胞或組織中的表達具有差異性的特點有關(guān)[12]。

S100A14也可促進細胞分化。Pandey等[21]采用IHC方法檢測了共170例口腔鱗狀細胞癌組織及鄰近正常組織（oral squamous cell carcinoma，OSCC）中S100A14的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在癌細胞 和/ 或相鄰的正常/ 發(fā)育不良上皮中均表達S100A14，但與分化良好的OSCC病變區(qū)域相比，S100A14在相應(yīng)的中分化和低分化病變區(qū)域表達逐漸消失，其表達缺失與腫瘤的分化程度及患者 10年生存率呈負相關(guān)。此外，過表達和敲除S100A14 分別導(dǎo)致OSCC細胞中分化標記物（INV，KRT13，KRT4，TGM1和FLG）的上調(diào)和下調(diào)。還有報道表明，S100A14過表達與較差的預(yù)后、復(fù)發(fā)和耐藥相關(guān)[12,17,22-23]。綜上表明，S100A14在不同細胞和腫瘤組織的表達及功能具有特異性。

3 S100A14 在消化系統(tǒng)腫瘤中研究現(xiàn)狀

3.1 食管癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）

S100A14 主要在ESCC組織的細胞膜和細胞質(zhì)均有表達，其表達水平與細胞分化程度和病理分期有關(guān)。為證實S100A14 表達與分化程度相關(guān)，Chen等[24]使用TPA和鈣誘導(dǎo)ESCC細胞分化過程中，發(fā)現(xiàn)分化良好的細胞（KYSE450和KYSE510）mRNA和蛋白水平表達顯著升高。過表達S100A14導(dǎo)致G1期細胞周期停滯，并促進鈣阻滯細胞進入S期，影響了終末期分化ESCC細胞相關(guān)基因（FLG和IVL）的表達，而沉默S100A14后結(jié)果相反。進一步研究機制發(fā)現(xiàn)S100A14在JunB轉(zhuǎn)錄調(diào)控下參與ESCC細胞分化。另有研究團隊發(fā)現(xiàn)，S100A14基因的遺傳變異可能與患ESCC風險有關(guān)。Chen等[25]通過對30個白細胞進行DNA測序發(fā)現(xiàn)S100A14在5’非翻譯區(qū)中存在基因變異（461G＞A），隨后對1 021例ESCC患者和1 253例無癌個體進行基因分型比較，發(fā)現(xiàn)在中國有吸煙習慣的人群中，S100A14（461G＞A）的人群患ESCC的風險更高，而Zhao等[26]對629例ESCC患者和686例對照組（大部分都在接受創(chuàng)傷治療），使用連接酶檢測反應(yīng)法（ligation detection reaction，LDR）發(fā)現(xiàn)S100A14基因存在遺傳變異（rs11548103G＞A)，然后進行基因分型（GG和GA）比較發(fā)現(xiàn)S100A14（rs11548103 G＞A）與中國人群患ESCC風險降低相關(guān)。兩個團隊均是研究中國ESCC人群，但結(jié)論的不同考慮與收集樣本的來源（醫(yī)院不同）、樣本數(shù)量、對照組的特點、DNA變異的檢測對象、方法及儀器的使用不同有關(guān)。因此，仍需要大規(guī)模的復(fù)制研究來確定S100A14基因變異與ESCC之間的關(guān)系。

3.2 胃癌（gastric cancer，GC）

GC根據(jù)Lauren分類，分為腸型與彌漫型兩種亞型[27]。Zhu等[28]發(fā)現(xiàn)S100A14在GC組織的細胞膜中表達，而且分化良好的腸型GC S100A14表達量高于低分化彌漫型GC，其表達水平與Lauren分型、分化程度呈正相關(guān)。S100A14的表達可促進GC分化成熟標志物（E-cadherin和PGII）蛋白表達升高，暗示了S100A14蛋白可作為GC腫瘤分化的潛在標志物。通過體內(nèi)外實驗發(fā)現(xiàn)S100A14可抑制GC細胞的侵襲與遷移，其潛在機制如下：(1) 與不表達S100A14的細胞相比，S100A14可通過下調(diào)Orai1和STIM1蛋白抑制Ca2+內(nèi)流，抑制細胞的侵襲與遷移。通過使用Ca2+抑制劑（SKF96365）或胞外C a2+螯合劑（EGTA）也可抑制G C 細胞的侵襲與遷移。此外，S100A14 通過阻斷C a2+內(nèi)流使calpain失活，穩(wěn)定FAK（focal adhesion kinase）以及下調(diào)MMPs的表達，防止GC的侵襲與轉(zhuǎn)移。另一項研究根據(jù)細胞系的分化程度進行了比較，發(fā)現(xiàn)S100A14的低表達與低分化細胞具有相關(guān)性，同時，探討了S100A14低表達可能與存在類似于ESCC類5’非翻譯區(qū)中的S100A14基因（425G＞A）變異有關(guān)[29]。因此，未來可根據(jù)S100A14的差異表達使其成為預(yù)測GC亞型的分子標志物。

3.3 結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）

S100A14在腸黏膜組織（惡性和正常）的細胞質(zhì)中均表達，但與正常腸黏膜組織相比，在惡性腫瘤組織S100A14表達水平較低，而且其表達水平與TNM分期、不良預(yù)后有關(guān)[30]。而Wang等[31]發(fā)現(xiàn)S100A14在CRC組織細胞膜中低表達，其表達與腫瘤的低分化及遠處轉(zhuǎn)移有關(guān)，與浸潤深度（T）和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（N）無明顯相關(guān)性。兩項研究結(jié)論不一致的原因考慮與使用的抗體、染色的強度的界定及病理樣本不同有關(guān)。Kim等[32]研究S100A14在小腸腺癌中的表達情況，發(fā)現(xiàn)S100A14在正常小腸黏膜上皮細胞細胞膜表達，在隱窩細胞中表達減少，在Brunner腺中表達消失。其表達缺失與生長方式（潰瘍型或隆起型）、腫瘤生長部位（遠端空回腸）、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和高的AJCC分期有關(guān)。上述3項研究均使用IHC檢測其在組織標本中的表達與臨床意義，但缺乏細胞功能和分子機制的研究。因此，仍需大量基礎(chǔ)實驗研究細胞功能、表型及機制。

3.4 肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）

S100A14主要在HCC 組織的細胞核和/或細胞質(zhì)中表達，其表達水平與淋巴結(jié)數(shù)目、Edmondson-Steiner分級（疾病分期）、血管侵犯有關(guān)，并且是預(yù)測患者總生存率的獨立危險因素。Zhao 等[33]通過體內(nèi)外實驗得出高表達的S100A14可促進肝細胞增殖，侵襲和轉(zhuǎn)移的結(jié)論。以上暗示了S100A14可能成為HCC血清腫瘤標志物及預(yù)測預(yù)后因子。

3.5 胰腺癌（pancreatic cancer，PC）

S100A14在PC組織的細胞膜中表達，其表達水平與PC晚期有關(guān)。Zhu等[34]對內(nèi)源性S100A14低水平的PC細胞株（CFPAC-1和Panc1）進行過表達，發(fā)現(xiàn)過表達S100A14可促進細胞增殖、克隆的形成、遷移和入侵能力。而短暫的沉默內(nèi)源性高水平S100A14細胞株（CAPAN2和SW1990）可抑制上述表型。此外，對SW1990細胞株進行S100A14的敲除降低了裸鼠移植瘤的生長，并抑制了S100A14對吉西他濱的化療耐藥。Al-Ismaeel等[35]通過IHC檢測發(fā)現(xiàn)S100A14在PC組織中的表達水平與E-cadherin蛋白呈正相關(guān)，與vimentin蛋白呈負相關(guān)，考慮S100A14參與PC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化?？赡艿臋C制是與轉(zhuǎn)錄因子ZEB1抑制其表達有關(guān)。有相關(guān)研究通過公共數(shù)據(jù)庫及多種生物信息學的方法預(yù)測S100A14在PC中的臨床重要性。Xia等[36]通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)S100A14表達與患者生存呈負相關(guān)，推測其可作為PC臨床預(yù)后生物標志物。Zhang等[37]提出S100A14可以為PC患者提供預(yù)后分層的信息，可應(yīng)用于臨床中的PC患者。此外，S100A14可能通過FAK-Ras刺激信號通路削弱CD8+T細胞的浸潤和細胞溶解活性，參與PC的發(fā)生發(fā)展[38]。上述3項研究預(yù)測了S100A14表達與胰腺癌的關(guān)系，但缺乏實驗和外部臨床隊列研究驗證。因此，仍需進行基礎(chǔ)聯(lián)合臨床研究證實上述觀點。

4 S100A14 在消化系統(tǒng)中的作用機制

4.1 S100A14 與RAGE

RAGE被認為是一種細胞表面重要的模式識別受體，與多種不同配體（HMGB1，S100s，淀粉樣β肽，脂多糖，β-片狀原纖維，高級氧化蛋白產(chǎn)物，Mac-1或磷脂酰絲氨酸）結(jié)合后激活細胞信號通路（MAPK和NF-κB、JNK-STAT3、PI3K/Akt、MMP2等），誘導(dǎo)血管生成、細胞增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移[39-40]。S100蛋白是與RAGE結(jié)合的受體之一，已有相關(guān)研究表明，RAGE與S100蛋白家族中S100A1、S100A4、S100A6、S100A9、S100A8/S100A9、S100A11、S100A12、S100A13、S100B、S100P結(jié)合，誘導(dǎo)炎性或細胞因子的產(chǎn)生，參與血管生成、細胞的生長、分化、凋亡、轉(zhuǎn)移、侵襲及癌細胞耐藥[41]。楊晶等[42]發(fā)現(xiàn)在宮頸鱗癌組織中，RAGE和S100A14表達呈正相關(guān), S100A14通過與RAGE結(jié)合，激活有關(guān)信號通路，促進癌細胞增殖和轉(zhuǎn)移，參與腫瘤的發(fā)展。Jin等[13]通過下拉實驗和免疫共沉淀實驗發(fā)現(xiàn)S100A14與RAGE結(jié)合，且發(fā)現(xiàn)低劑量的外源性S100A14與RAGE結(jié)合，激活ERK1/2AMPK和NF-kB信號通路促進食管癌細胞（KYSE180）的增殖與存活。而使用RAGE拮抗劑或抑制RAGE 的表達，可觸發(fā)KYSE180 的細胞凋亡。因此，S100A14 在食管癌細胞中具有增殖和凋亡中的作用，靶向干預(yù)S100A14與RAGE之間的信號通路，可能為癌癥治療提供新的途徑。

4.2 S100A14 與P53 信號通路

p53是腫瘤抑制因子和轉(zhuǎn)錄因子，其可調(diào)節(jié)很多下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，參與細胞的代謝、增殖、周期阻滯、凋亡和遷移[43]。MMPs是一個大家族鋅依賴性蛋白水解酶，其可以降解細胞外基質(zhì)的一些重要蛋白質(zhì)，與腫瘤細胞的侵襲，轉(zhuǎn)移及疾病的進展有關(guān)[44]。已有相關(guān)研究表明，S100A14與p53、MMPs有功能聯(lián)系[14,45]。在食管癌細胞中, S100A14的過表達會使p53蛋白表達顯著降低，而MMP2表達水平升高，增加細胞的侵襲[15]。Chen等[25]還發(fā)現(xiàn)S100A14在5'非翻譯區(qū)中的基因變異（461G＞A）影響了S100A14 與P53的結(jié)合及調(diào)控，使S100A14在體內(nèi)外與靶組織的結(jié)合減弱，從而增加患食管癌的易感性。上述說明了S100A14可能作為一種抑癌或促癌因子在P53通路中發(fā)揮 作用。

5 結(jié)語與展望

消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率和病死率逐年上升，并成為影響人們身體健康最主要的惡性腫瘤之一。雖然外科手術(shù)、放療、化療及免疫治療等取得巨大進展，但由于消化系統(tǒng)惡性腫瘤早期癥狀不明顯被發(fā)現(xiàn)時大部分已為晚期，遠期治療效果并不理想，因此尋找新的腫瘤血清標志物，為疾病的早期篩查、診斷顯得尤為重要。大量研究表明，S100A14與消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生具有密切相關(guān)性，但S100A14促進消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展的具體機制尚未完全闡明，因此需進一步挖掘其在消化系統(tǒng)腫瘤中的致病機制，并針對某一作用靶點研發(fā)靶向藥物，為患者的治療提供最佳的治療方案。