詹樹愷, 劉財(cái)廣, 李娜, 莊曉君, 李彤, 吳東璇, 曾志榮

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科(廣東廣州 510080)

目前消化系統(tǒng)腫瘤仍為國(guó)際、國(guó)內(nèi)高發(fā)病率、高病死率的腫瘤類型[1],我國(guó)多種消化系統(tǒng)腫瘤診治情況尚不樂觀，晚期胃癌的占比和病死率均明顯高于東亞其他胃癌高發(fā)國(guó)家[2]；結(jié)腸癌及肝癌早診早治率低、現(xiàn)有早期篩查效能欠佳，超過(guò)一半患者確診時(shí)已經(jīng)發(fā)展為中晚期，治療效果有限[3-4]。如何進(jìn)一步提高對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤的診斷能力與疾病預(yù)后的預(yù)測(cè)水平，發(fā)掘新的高敏感性及特異性的標(biāo)志物成為當(dāng)前消化系統(tǒng)腫瘤診治領(lǐng)域中亟待解決的重要問題之一。磷酸化應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白1(stress-induced phosprotein 1，STIP1)，也被稱為熱休克蛋白(heat shock protein, Hsp)70/90結(jié)合蛋白(Hsp70/Hsp90-organizing protein, HOP)，是一種Hsp70/90的分子伴侶，于20世紀(jì)80年代被發(fā)現(xiàn)廣泛存在于真核生物中[5]。越來(lái)越多研究發(fā)現(xiàn)，在口腔鱗狀細(xì)胞癌、肺腺癌、卵巢癌、甲狀腺癌等多個(gè)癌種患者中均可檢測(cè)到STIP1的高表達(dá)，并且這與患者的疾病進(jìn)展與不良預(yù)后相關(guān)[6-11]。相關(guān)研究亦發(fā)現(xiàn)STIP1在對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤患者的診斷、治療療效及疾病預(yù)后評(píng)估等方面有一定作用，具有作為新型腫瘤標(biāo)志物的潛在意義；其可介導(dǎo)多種不同分子信號(hào)通路從不同的效應(yīng)機(jī)制上調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生和進(jìn)展(表1)。本文擬全面系統(tǒng)綜述STIP1在消化系統(tǒng)腫瘤疾病發(fā)生發(fā)展中的調(diào)節(jié)機(jī)制及其在臨床診治方面應(yīng)用的研究進(jìn)展，為更深入的研究提供線索。

表1 磷酸化應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白1對(duì)多種消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的調(diào)節(jié)及臨床應(yīng)用

1 STIP1結(jié)構(gòu)與功能

STIP1是一種親水蛋白，含有3個(gè)三角形四肽重復(fù)(tetratricopeptide repeat, TPR)結(jié)構(gòu)域與2個(gè)富含天冬氨酸-脯氨酸多肽(aspartate-proline-rich polypeptide，DP)片段，分別命名為TPR1、TPR2A、TPR2B以及DP1、DP2。其中TPR1對(duì)Hsp70具有高度親和力，TPR2A可特異性結(jié)合Hsp90(圖1)。Hsp70和Hsp90是一種在進(jìn)化中相對(duì)保守的分子伴侶，Hsp70具有防止新合成的多肽發(fā)生折疊的作用，Hsp90則可以通過(guò)自身構(gòu)象改變從而引導(dǎo)多肽進(jìn)行折疊[12]。

圖1 Hsp70-STIP1-Hsp90三體復(fù)合物結(jié)構(gòu)示意圖

以往認(rèn)為，STIP1由于缺乏穿透胞膜的結(jié)構(gòu)域及信號(hào)肽，其主要表達(dá)于細(xì)胞質(zhì)及高爾基體等細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)之中[13]。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，STIP1在細(xì)胞膜表面也可表達(dá)，甚至神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等可分泌STIP1并與阮蛋白結(jié)合從而激發(fā)神經(jīng)保護(hù)通路以下調(diào)神經(jīng)元凋亡[14]。

在正常生理?xiàng)l件下，STIP1首先經(jīng)過(guò)上述的TPR2A結(jié)構(gòu)與Hsp90特異性結(jié)合從而起到抑制Hsp90發(fā)生自發(fā)構(gòu)象改變的作用；新合成的多肽底物首先被Hsp70識(shí)別結(jié)合，避免其發(fā)生錯(cuò)誤折疊與分解；隨后STIP1/Hsp90復(fù)合物與結(jié)合了底物的Hsp70構(gòu)成Hsp70/STIP1/Hsp90三體復(fù)合物，促進(jìn)底物從Hsp70上轉(zhuǎn)移到Hsp90。進(jìn)一步，STIP1、Hsp70從復(fù)合物中分離，Hsp90產(chǎn)生構(gòu)象改變，引導(dǎo)結(jié)合在其上的多肽進(jìn)行正確折疊形成蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)[12](圖2)。Hsp70與Hsp90在STIP1的連接下，兩者相互協(xié)助，使蛋白的合成過(guò)程正確可控，從而完成正常生理功能，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，清除某些細(xì)胞內(nèi)的錯(cuò)誤折疊或變性蛋白，維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。當(dāng)STIP1異常表達(dá)時(shí)，特定相關(guān)分子通路被異常激活，導(dǎo)致細(xì)胞的異常增殖及侵襲[15-17]。

注：①多肽底物被Hsp70識(shí)別結(jié)合；②STIP1與Hsp90特異性結(jié)合；③STIP1/Hsp90復(fù)合物與結(jié)合了底物的Hsp70構(gòu)成Hsp70/STIP1/Hsp90三體復(fù)合物，促進(jìn)底物從Hsp70上轉(zhuǎn)移到Hsp90；④STIP1、Hsp70從復(fù)合物中分離；⑤Hsp90產(chǎn)生構(gòu)象改變，輔助結(jié)合其上的多肽正確折疊

一項(xiàng)meta分析綜合了9個(gè)臨床研究共包含1 417例肝細(xì)胞癌、卵巢癌等多種不同類型癌癥患者，研究了患者的臨床結(jié)局與STIP1表達(dá)量的關(guān)系發(fā)現(xiàn)：高表達(dá)STIP1的患者確診時(shí)腫瘤臨床分期較晚，發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移較早，總生存期較短。研究者進(jìn)一步使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)“基因表達(dá)譜交互分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis, GEPIA)”在9 502例癌癥患者中進(jìn)一步驗(yàn)證亦可得到同樣結(jié)論[11]。

2 STIP1與食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)

迄今，STIP1在ESCC腫瘤組織及細(xì)胞株中均被證實(shí)有較高表達(dá)[18]。研究對(duì)不同疾病分期的ESCC腫瘤組織進(jìn)行蛋白組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)：與正常食管組織相比，STIP1在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期腫瘤組織中表達(dá)均升高，這提示了STIP1可能參與ESCC發(fā)生及進(jìn)展的全過(guò)程[19]。近來(lái)，有研究報(bào)道在ESCC患者的外周血中可檢測(cè)到升高的STIP1抗體，且外周血中STIP1抗體升高程度與患者是否存在ESCC相關(guān)。該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)而提出并驗(yàn)證了STIP1可被應(yīng)用于對(duì)ESCC進(jìn)行初步篩查，甚至對(duì)食管鱗狀細(xì)胞類型的早癌也同樣有效[20]。由此可見，STIP1與ESCC發(fā)生及發(fā)展密切相關(guān)，其表達(dá)量隨病程進(jìn)展同步升高變化。然而，STIP1與ESCC背后的作用機(jī)制尚未見諸報(bào)道，仍需進(jìn)一步探索。

3 STIP1與胃癌

STIP1與胃癌的臨床表現(xiàn)及病程進(jìn)展密切相關(guān)。有研究分別比較了胃癌患者與健康人群，以及患者手術(shù)前后外周血中STIP1的水平，發(fā)現(xiàn)胃癌患者外周血中STIP1的水平較高，手術(shù)切除腫瘤后其水平可下降。另外，和年齡、性別等基本信息匹配的健康人群的胃黏膜組織相比，STIP1蛋白及其mRNA在胃癌組織中的表達(dá)量均升高，且STIP1升高程度與胃癌的Bormann分型、TNM分期呈正相關(guān)。隨訪研究發(fā)現(xiàn)，STIP1表達(dá)水平越高，患者的腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)生率越高，總生存時(shí)間越短，STIP1為胃癌患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[21]。

同一研究團(tuán)隊(duì)亦證實(shí)了胃癌細(xì)胞分泌的STIP1可激活PLCγ1-ERK1/2這一通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖；另一方面，STIP1還可通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡程序中的多種蛋白酶如聚合酶(polymerase，PARP)、半胱天冬酶-3/9(caspase 3/9)等,從而抑制細(xì)胞凋亡，提高了腫瘤細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶等化療藥的抗性[21]。此外，STIP1還可激活Wnt/β-catenin通路使胃癌細(xì)胞的上皮性標(biāo)記物如E-cadherin表達(dá)下調(diào)，間質(zhì)性標(biāo)記物如N-cadherin和Vimentin升高，促進(jìn)胃癌細(xì)胞從上皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)，使腫瘤細(xì)胞極性消失，與組織中細(xì)胞外基質(zhì)連結(jié)減弱而更容易向遠(yuǎn)處侵襲轉(zhuǎn)移[22]。

4 STIP1與結(jié)直腸癌

與其他腫瘤類似，多個(gè)研究發(fā)現(xiàn)STIP1在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)也較正常組織高[23-24]。在對(duì)一個(gè)包含144例結(jié)直腸癌患者的隊(duì)列進(jìn)行隨訪分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)STIP1 mRNA組的患者其無(wú)瘤生存期、總生存期及5年生存率均比低表達(dá)STIP1 mRNA組的低，且這主要在Ⅲ、Ⅳ期等較晚期的結(jié)直腸癌患者中出現(xiàn)。該研究進(jìn)一步對(duì)影響腫瘤患者總生存期的因素進(jìn)行多因素分析發(fā)現(xiàn)，組織中STIP1 mRNA的表達(dá)水平是獨(dú)立于患者年齡、性別、腫瘤TNM分期、腫瘤位置、腫瘤大小及組織分化程度的危險(xiǎn)因素[25]。近期報(bào)道的另一個(gè)包含112例患者的隊(duì)列研究同樣發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象[24]?？梢?，STIP1亦可能參與了結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展進(jìn)程，為臨床上結(jié)直腸癌患者的預(yù)后提供了一個(gè)新的可能的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

有研究測(cè)定了不同的腸癌細(xì)胞系如DLD1和HCT116發(fā)現(xiàn)亦存在STIP1蛋白合成增加。進(jìn)一步通過(guò)慢病毒轉(zhuǎn)染將特異性作用于STIP1的小發(fā)夾RNA導(dǎo)入細(xì)胞中下調(diào)STIP1的表達(dá)后，結(jié)腸癌細(xì)胞EMT過(guò)程可被抑制，同時(shí)其增殖、遷移及侵襲能力亦相應(yīng)下降。此外細(xì)胞的磷酸化STAT3及其下游的分子如MMP2、VEGFA表達(dá)均下降。這些結(jié)果從側(cè)面證實(shí)了STIP1可能通過(guò)激活STAT3通路促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞EMT過(guò)程及增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移及侵襲能力[24]。

5 STIP1與肝細(xì)胞癌、膽管細(xì)胞癌

研究對(duì)比肝細(xì)胞癌組織及非腫瘤肝臟組織中STIP1表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，在腫瘤組織中STIP1表達(dá)水平升高；此外，肝細(xì)胞癌患者中外周血STIP1水平亦較正常人群升高。這再次提示了與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞類似，STIP1可通過(guò)分泌出細(xì)胞外起作用。通過(guò)對(duì)包含150例高表達(dá)STIP1及80例低表達(dá)STIP1的隊(duì)列隨訪研究發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞癌患者中STIP1的表達(dá)水平與其臨床預(yù)后獨(dú)立相關(guān)，高表達(dá)STIP1者其總生存年限下降；研究者同時(shí)對(duì)“肝細(xì)胞癌腫瘤基因譜計(jì)劃”中157例患者進(jìn)行回顧性研究再次對(duì)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證[26]。另一研究通過(guò)分析公共基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)中多個(gè)基因表達(dá)數(shù)據(jù)集，選擇出肝癌患者中表達(dá)升高/降低的基因并進(jìn)一步分析其功能及其與臨床表現(xiàn)的相關(guān)性，在其中發(fā)現(xiàn)，患者的STIP1表達(dá)量與“巴塞羅那”肝癌分期相關(guān)[27]。近期來(lái)自我國(guó)上海的一個(gè)包含340例肝細(xì)胞癌患者的隨訪隊(duì)列發(fā)現(xiàn)STIP1甚至可作為有無(wú)腫瘤微血管癌栓形成的有效預(yù)測(cè)因素，為患者預(yù)后的有效預(yù)測(cè)指標(biāo)。該研究探索患者在進(jìn)行“肝切除”或“經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈化學(xué)栓塞(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)”手術(shù)圍手術(shù)期STIP1變化水平與預(yù)后的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，分別以83.43 ng/mL(肝切除)與112.06 ng/mL(TACE)為切點(diǎn)，術(shù)前STIP1高水平者總生存期較短，然而術(shù)后STIP1出現(xiàn)下降者其預(yù)后好于術(shù)后STIP1仍處于高水平者；其中，TACE術(shù)后的STIP1水平可作為手術(shù)客觀有效率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。分組研究發(fā)現(xiàn)STIP1在傳統(tǒng)肝癌腫瘤標(biāo)志物甲胎蛋白表達(dá)不高的患者中亦有同樣的療效預(yù)測(cè)效能，可作為對(duì)此部分特殊患者療效評(píng)估的有效補(bǔ)充[28]。

在機(jī)制上，通過(guò)使用重組人STIP1對(duì)HCCLM3和QGY-7703肝細(xì)胞癌細(xì)胞系進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)，STIP1可明顯增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞系中PI3K/AKT通路中相關(guān)基因的表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，當(dāng)中和胞外的STIP1或敲低胞內(nèi)STIP1基因的表達(dá)后，該通路的表達(dá)亦受到抑制。進(jìn)一步通過(guò)慢病毒轉(zhuǎn)染將特異性作用于STIP1的小發(fā)夾RNA導(dǎo)入HCCLM3細(xì)胞使其穩(wěn)定表達(dá)從而降低細(xì)胞中STIP1的表達(dá)，將經(jīng)過(guò)此處理的腫瘤細(xì)胞移植至小鼠模型后發(fā)現(xiàn)腫瘤的生長(zhǎng)速度減慢，腫瘤組織內(nèi)PI3K/AKT通路相關(guān)蛋白的表達(dá)量下降。從而證實(shí)了STIP1在肝細(xì)胞癌中可通過(guò)激活該通路抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)[26]。隨后,對(duì)HCCLM3和HepG2肝細(xì)胞癌細(xì)胞系進(jìn)行非致死性熱處理進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，熱處理可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中“STIP1-Hsp90”復(fù)合物的形成，該復(fù)合物可輔助細(xì)胞外調(diào)節(jié)EMT生理過(guò)程的信號(hào)分子轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的EMT變化，使腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移侵襲能力增強(qiáng)[29]。綜上，STIP1與肝細(xì)胞癌關(guān)系密切，可增強(qiáng)調(diào)控腫瘤的增生與轉(zhuǎn)移。

除了肝細(xì)胞癌，來(lái)自德國(guó)的研究還對(duì)比了膽管細(xì)胞癌組織及無(wú)腫瘤肝臟組織中表達(dá)的蛋白組學(xué)差異，從中發(fā)現(xiàn)STIP1蛋白在膽管細(xì)胞癌組織中表達(dá)增高[30]。進(jìn)一步使用其特異性抗體對(duì)來(lái)自腫瘤組織及正常組織共14個(gè)病理組織標(biāo)本進(jìn)行免疫組化染色，結(jié)果顯示，STIP1在鑒別膽管細(xì)胞腫瘤與正常肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞方面具有高達(dá)100%的特異性及86%～100%的敏感性，這一結(jié)果在擴(kuò)大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)中亦可得到再次驗(yàn)證。可見，在進(jìn)行膽管細(xì)胞癌的組織病理學(xué)診斷時(shí)，STIP1可作為一個(gè)重要的免疫組織化學(xué)染色指標(biāo)，在聯(lián)合其他已知的膽管細(xì)胞癌標(biāo)志物時(shí)進(jìn)一步提高檢驗(yàn)效能[30]。

6 總結(jié)與展望

從上述多項(xiàng)研究結(jié)果中可發(fā)現(xiàn)，STIP1與多種消化系腫瘤疾病病程進(jìn)展密切相關(guān)。在分子機(jī)制上調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路，參與腫瘤的增生、轉(zhuǎn)移、凋亡等；在臨床應(yīng)用上可提高膽管細(xì)胞癌、食管鱗狀細(xì)胞癌的臨床檢驗(yàn)效能，并且是結(jié)直腸癌、胃癌、肝細(xì)胞癌患者不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)。但其對(duì)腫瘤的調(diào)控機(jī)制等仍未被全面闡明，通過(guò)對(duì)此進(jìn)一步探索將有望使其在未來(lái)為消化系統(tǒng)腫瘤提供新的診斷及治療靶點(diǎn)。

利益相關(guān)聲明：論文內(nèi)容不涉及相關(guān)利益沖突，該研究未涉及任何廠家及相關(guān)雇主或其他經(jīng)濟(jì)組織直接或間接的經(jīng)濟(jì)或利益的贊助。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：論文構(gòu)思為第一作者和通信作者，其余共同作者進(jìn)行相關(guān)論文檢索與篩選，第一作者執(zhí)筆及繪制文中出現(xiàn)圖表，通信作者審校。