田 敏綜述 馬 玲審校

1 整合素的結構和功能

整合素(integrin)是由α和β兩個亞單位通過非共價鍵結合的異二聚體，目前已知至少有18種α亞單位和8種β亞單位按不同的組合構成不少于24種的整合素受體。各亞基都具有1個較長的胞外域、1個跨膜域和1個較短的胞內(nèi)域(30～40個氨基酸)［1］。其中，胞外域為整合素和配體的特異性結合部位，跨膜域的近膜區(qū)結構變異多樣，為多種細胞因子及可溶性調(diào)節(jié)因子的作用點，而胞內(nèi)域的羧基端形態(tài)多樣，當胞內(nèi)域β亞基與酪氨酸激酶(Src激酶)、黏著斑激酶(Fak)結合形成黏著斑復合體，再連接細胞骨架蛋白可啟動胞內(nèi)信號級聯(lián)反應［2］。整合素通常以(2種構型存在:潛伏型和激活型，其活性能夠通過自身反饋和各種生長因子、趨化因子信號通路調(diào)節(jié)，其形態(tài)多樣，還可通過紐蛋白(vinculin)、輔肌動蛋白(actinin)和踝蛋白(talin)與細胞骨架蛋白連接而引起細胞的形態(tài)變化，與連接蛋白結合可激活胞內(nèi)酶鏈系統(tǒng)，引起信號轉導［3，4］。整合素的主要功能是通過與相應配體結合介導細胞與基膜、細胞與細胞的黏附。整合素結合配體的機制，為整合素與細胞外間質(zhì)蛋白在細胞膜上形成復合體(黏合斑)，是整合素介導細胞信號傳導的結構基礎。大多數(shù)整合素與其配體結合的信號是RGD(Arg-Gly-Asp)序列，另外還有 KQAGDV(Lys-Gln-Ala-Gly-Asp-Val)、DGEA(Asp-Gly-GIu-AIa)等序列。整合素的另一重要功能是轉導信號，可向細胞內(nèi)外雙向傳導信號，并調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、遷徙、侵襲等各種生物學行為。不同的整合素可能采用不同途徑傳導信號，目前認為整合素的信號傳遞以影響胞內(nèi)的鈣離子濃度及對黏著斑激酶(FAK)和整合素連接蛋白激酶(ILK)的激活為途徑［5～7］。

2 β1整合素的生物學作用

有研究表明，整合素β亞單位按功能分為β1亞群(VLA抗原)、β2亞群(LEU-CAMS或CD18抗原)和β3亞群(細胞黏附因子)。β1和β3亞群整合素主要介導細胞與細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix，ECM)的黏附，而 β2亞群則介導細胞-細胞的黏附。β2亞群整合素主要分布于白細胞，β1和β3亞群整合素則廣泛分布于各種類型的細胞。β1整合素又稱為VLA(very late activation antigen)家族，含有VLA-1～6種整合素，與腫瘤細胞的耐藥性相關。當β1整合素與α1、α5、αv等亞基組合構成整合素分子時，可與其配體Ⅳ型膠原蛋白、纖維黏連蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)、玻璃體結合蛋白(vitronectin，VN)和層黏連蛋白(laminin，LN)等結合，調(diào)節(jié)多種細胞功能及腫瘤細胞的侵襲轉移［8］。如某些整合素亞型缺失、突變，則可導致腫瘤的失控性生長并發(fā)生轉移，高表達時可促進腫瘤細胞浸潤、黏附和轉移［9］。Mousa等［10］認為，在腫瘤生長侵襲過程中，腫瘤血管的生成至關重要，而整合素在血管內(nèi)皮細胞的遷移分化過程中起重要調(diào)節(jié)作用。Malan等［11］也指出，β1整合素可調(diào)節(jié)血管的生成和分化，如果內(nèi)皮細胞表達β1整合素減少會導致血管系統(tǒng)的缺陷。Askari等［12］實驗證實了 β1整合素與黏著斑激酶(FAK)的激活和黏著斑(Focal Adhesion)的形成則密切相關。而Sood等［13］用免疫組織化學分析表明，卵巢癌分期越晚、分化級別越低、陽性淋巴結數(shù)量越多、存在遠處轉移病灶及整體生存時間越短等，則黏著斑激酶(FAK)過表達越明顯。目前已有多項研究表明，β1整合素與多種腫瘤細胞凋亡、增殖和侵襲轉移密切相關［14，15］。

3 β1整合素在卵巢癌中的研究

3.1 β1整合素在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用

卵巢癌是目前嚴重影響婦女健康的惡性腫瘤之一，由于卵巢癌早期發(fā)病隱匿且缺乏有效的早期診斷方法，多數(shù)患者確診時已屬晚期，盆腹腔已發(fā)生廣泛種植轉移。目前認為腫瘤發(fā)生的早期，局部整合素表達水平是下降的，從而導致瘤細胞與基膜或細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix，ECM)的黏附作用減弱，有利于腫瘤在局部生長與擴散。而后，當瘤細胞進入血循環(huán)，整合素的表達受多種因素的影響而增高，有利于瘤細胞黏附于血管內(nèi)皮，繼而發(fā)生轉移。有研究［16］表明，β1整合素在卵巢癌中高表達，尤其在卵巢癌SKOV3細胞的高侵襲克隆株100%表達。由于腫瘤細胞與細胞外基質(zhì)(ECM)發(fā)生黏附和附著是腫瘤侵襲轉移的第一步，當β1整合素高表達或活性增強時可通過與細胞外基質(zhì)(ECM)的相應配體(如FN、LN、VN和CA等)結合，提高腫瘤細胞在 ECM 的遷移力［17］。Iyer等［18］認為，細胞外基質(zhì)(ECM)降解是腫瘤細胞與ECM黏附后發(fā)生的重要變化，也是瘤細胞遷移、浸潤基質(zhì)的前提。α3β1整合素能夠增強基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP9)mRNA的穩(wěn)定性，失去α3β1整合素的作用，MMP9mRNA將很快降解，當β1整合素與纖黏蛋白結合時可誘導卵巢癌細胞黏附并表達MMP2基因，分泌蛋白酶降解細胞外基質(zhì)，從而促進腫瘤侵襲轉移?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)整合素β1缺失可改變細胞的形態(tài)、細胞與細胞外基質(zhì)的黏附狀態(tài)及基因的表達，對腫瘤的生長和血管的生成有重要的影響。由于晚期卵巢癌患者腹腔中積聚大量腹腔積液，其中含有大量的癌細胞和癌細胞團簇，Burleson等［19］從11例Ⅲ～Ⅳ期卵巢癌患者腹水中取得癌細胞球，在用其進行黏附細胞外基質(zhì)和間皮細胞層的試驗中發(fā)現(xiàn)，整合素β1的單克隆抗體可明顯抑制這兩種黏附的過程。目前認為在腹膜轉移的過程中，有種微小細胞團的存在，這種細胞團是癌細胞腹腔微小轉移中的重要形式。整合素β1可以促進這種微小細胞團的形成及其對腹膜的黏附。陳潔等［20］研究發(fā)現(xiàn)卵巢上皮性腫瘤由良性向惡性轉化過程中整合素β1的總陽性率及強陽性率均升高。整合素β1在臨床Ⅰ期及高分化組的總陽性率和強陽性率顯著低于Ⅱ～Ⅳ期及低分化組。而且侵襲能力較高的S1亞系整合素β1的表達強度明顯高于侵襲能力較低的S14。說明整合素β1的高表達與卵巢腫瘤組織分化程度低、高度黏附和侵襲生長等惡性表型密切相關，并可能對其惡性表型起正性調(diào)節(jié)作用。通過黏附抑制試驗和體外侵襲抑制試驗，進一步說明抗整合素β1抗體可明顯抑制癌細胞黏附侵襲的過程。故認為β1整合素在卵巢癌的侵襲轉移中具有重要作用，調(diào)節(jié)其表達或活性可能成為治療卵巢癌的1種新策略。

3.2 β1整合素與卵巢癌耐藥的關系

卵巢癌的標準治療方案是手術后輔以化療，有報道約15%的卵巢癌患者對化療原發(fā)性耐藥，至少80%的卵巢癌患者最終形成多種藥物聯(lián)合化療的耐藥。故腫瘤細胞的多耐藥性已成為惡性腫瘤化療失敗的重要原因之一，也是卵巢癌死亡率高的主要原因之一，因而進行化療增敏或尋找新的治療手段具有重要意義［21］。現(xiàn)在已經(jīng)闡明，卵巢癌細胞的耐藥發(fā)生存在多機制、多途徑、多環(huán)節(jié)。如 P-糖蛋白(P-GP)、多藥耐藥相關蛋白(MRP)、GSH和GST的含量及活性增加、DNA損傷修復能力增強、腫瘤細胞凋亡抑制等。細胞黏附介導引起的卵巢癌細胞耐藥是新近提出的1個耐藥機理。廣泛存在于腫瘤細胞表面的整合素受體蛋白及其引發(fā)的信號傳導機制，是腫瘤細胞避免凋亡的1個重要原因。實驗表明［22］由于整合素表達及功能的變化，導致細胞轉移浸潤能力及抗凋亡能力增強，細胞通過其表面的整合素β1與細胞外基質(zhì)(ECM)發(fā)生黏附，抑制了化療藥物誘導的細胞凋亡，使細胞獲得耐藥性，如果能阻斷細胞黏附，或者阻斷由細胞黏附引起的促凋亡和抗凋亡因子的改變，可能會去除細胞耐藥性。Zhang等［23］認為凋亡抑制是腫瘤細胞生物學特性之一，β1整合素可能通過激活有絲分裂原、蛋白激酶(MAPK)、蛋白激酶B/絲蘇氨酸激酶(PKB/AKT)抑制凋亡的發(fā)生，從而使細胞永生化。研究表明β1整合素與腫瘤耐藥關系密切，其高表達可引起卵巢癌細胞對細胞外基質(zhì)(ECM)的黏附力增強，而β1與FN結合可通過抑制細胞凋亡使其獲得耐藥特性，從而導致腫瘤細胞對化療藥物產(chǎn)生耐藥或抵抗，阻斷β1與FN的結合可以逆轉腫瘤耐藥［24，25］。因此可推測卵巢癌細胞可能由于整合素與ECM作用而獲得耐藥表型，通過調(diào)控細胞凋亡而產(chǎn)生耐藥。因此對整合素受體蛋白在正常與卵巢癌細胞中所激發(fā)的不同信號傳導機制進行深入研究，將有助于我們發(fā)現(xiàn)一些潛在的途徑用于卵巢癌的治療。

綜上所述，β1整合素作為1種重要的細胞黏附分子受體，在卵巢癌的侵襲轉移及卵巢癌細胞的耐藥中發(fā)揮重要作用，其作用機制已成為目前研究的熱點。根據(jù)β1整合素的表達情況可判斷卵巢癌的惡性程度及預后。并針對其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的各個環(huán)節(jié)，對腫瘤的治療起到相應的指導作用，如β1整合素反義寡核苷酸可抑制β1整合素基因的表達，從而減少β1整合素蛋白的表達量，在基因水平上抑制了腫瘤細胞的侵襲和轉移［26］。又如β1整合素拮抗劑可通過拮抗β1整合素的作用抑制腫瘤的轉移［20］。總之，β1整合素在卵巢癌的早期診斷、早期治療、浸潤轉移及提高生存率方面有著重要的作用。雖然目前作用機制尚未明了，但隨著研究的不斷深入，β1整合素在腫瘤的診斷和治療方面將有更為廣闊的應用前景和深遠意義。

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