陳超陽(綜述)，陳維榮(審校)

(汕頭大學醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院普外科，廣東汕頭515041)

內皮特異性分子1(endothelial-specfic molecule-1，ESM-1)，最初是由 Lassalle 等［1］發(fā)現(xiàn)的。Bechard等［2］證實了ESM-1是作為一種可溶性的蛋白多糖-硫酸軟骨素分泌至血液中，又稱為Endocan。目前的研究發(fā)現(xiàn)，在諸如肺癌、乳腺癌、子宮癌、腎癌、涎腺腺樣囊性癌、肝癌、腦神經膠質細胞瘤等許多人體實體腫瘤中ESM-1都高表達，同時也發(fā)現(xiàn)該因子的高表達與腫瘤的預后、轉移、血管增生等因素有關［3-5］。近期Grigoriu等［6］的研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清中的ESM-1濃度，不僅與腫瘤的類型、分期和患者的預后、腫瘤的進展相關，更能在一定程度上指導肺癌的治療。同樣，Leroy等［7］發(fā)現(xiàn)腎透明細胞癌患者血清中，ESM-1的濃度可作為腎透明細胞癌患者術后治療和抗血管增生治療的一個有效監(jiān)測指標。雖然也有學者發(fā)現(xiàn)在直腸癌標本中ESM-1的表達低于正常直結腸黏膜［8］，但目前大多數(shù)學者認為ESM-1能通過腫瘤相關性的炎癥、血管增生、淋巴管增生、腫瘤細胞本身等方面對腫瘤進行調節(jié)，同時也認為相對于其他增生明顯的正常組織，ESM-1在腫瘤中的高表達具有較強的特異性［1，3］。

1 ESM-1的基因組成、轉錄調控和蛋白質組成

1.1 ESM-1的基因組成 ESM-1由單一基因編碼，定位在人第5號染色體5q11.2上，含有3個外顯子，被2個內含子分割開［1］。其中外顯子2編碼一個富含F(xiàn)(113FPFFQY I 18)特殊的區(qū)域，該區(qū)域是ESM-1的功能區(qū)域［9］。最大的外顯子3編碼ESM-1蛋白C端33個氨基酸區(qū)域，該區(qū)域含有提前終止密碼子和137位Ser O糖基化位點，該位點以共價鍵的形式連接一條黏多糖單鏈，也稱GAG鏈或DS單鏈，該黏多糖單鏈與ESM-1的多種生物學功能緊密相關。

1.2 ESM-1在轉錄翻譯水平的調控 ESM-1在mRNA的水平受外界因素的高度調節(jié)。ESM-1的mRNA表達受細胞因子調控。炎性過程中在mRAN水平上ESM-1表達受高度控制，如腫瘤壞死因子 α、白細胞介素(interleukin，IL)1β能呈時間依賴性地正向調節(jié)ESM-1的表達［1］。在培養(yǎng)中的血管內皮細胞中肝細胞生長因子/離散因子、成纖維細胞生長因子2、血管內皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等與 ESM-1能呈正反饋式地相互促進表達［10］，與此同時血管內皮細胞增生更為明顯，且更易形成管狀結構［11］。但也有少數(shù)文獻報道，它們并不能上調ESM-1的表達。目前發(fā)現(xiàn)，ESM-1能隨著除血小板衍生生長因子BB和EGF以外的很多血管和淋巴管增生因子的上調而升高［12］，可以發(fā)現(xiàn)對ESM-1有肯定上調作用的因子包括蛋白激酶C激活劑、維甲酸、腫瘤壞死因子α、核因子 κB、IL-1β、VEGF-A、VEGF-C 等。

1.3 ESM-1蛋白 目前的研究表明，ESM-1 mRNA能編碼兩種不同的蛋白:一種是ESM-1，該蛋白是一種相對分子質量為50×103的可溶性蛋白聚糖，是一條成熟的包含165個氨基酸的核心蛋白，包含一個位于F113和F116的苯丙氨酸富集區(qū)，以及以共價鍵的形式連接在第137絲氨酸殘基上的一條黏多糖單鏈［13］。ESM-1的促癌性主要與黏多糖單鏈和苯丙氨酸富集區(qū)相關。在正常人體中ESM-1被分泌后主要是存在于血液循環(huán)中，而在腫瘤中，ESM-1不僅存在于血液中，同時在腫瘤的局部也高表達。ESM-1在肺、腎和人胃腸道內的內皮細胞中表達，而在體外培養(yǎng)已經發(fā)現(xiàn)越來越多的非內皮細胞起源的細胞也可以分泌ESM-1［14］。另一種蛋白較正常的ESM-1蛋白缺少了外顯子2區(qū)域，稱之為ESM-1Δ2，目前尚未發(fā)現(xiàn)其有何功能?？紤]可能是一種選擇性的剪切——選擇性的剪切是高等真核生物基因調控的主要模式［13］。

2 ESM-1與腫瘤關系的研究

2.1 ESM-1在腫瘤中的表達具有特異性 ESM-1主要是由內皮細胞分泌，因此在許多血管豐富腫瘤組織中高表達，但在許多同樣血管豐富的正常組織中ESM-1基本上不表達。Lassalle等［1］用Northern印跡法檢測到ESM-1在正常的腎和肺組織中表達，卻不在心、胎盤、胰腺、腦等血管豐富的組織中表達。Abid等［3］發(fā)現(xiàn)，ESM-1在處于不同位置的完整血管內皮細胞中呈不同的表達，并且這種與位置相關的表達式受到微環(huán)境的影響，其中最主要的微環(huán)境就是腫瘤微環(huán)境。這也解釋了為什么在(如胚胎等)正常組織中血管也增生明顯，但ESM-1的表達并不升高。同時，還發(fā)現(xiàn)VEGF在不同的環(huán)境下可能分別通過蛋白激酶C-核因子κB途徑和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B途徑正負調節(jié)ESM-1的表達。因此，可以推測:①ESM-1表達的調控機制較為復雜;②它在正常的組織中血管增生是非必需的;③相較其他腫瘤標志物而言，ESM-1更有特異性。由于ESM-1只在腫瘤中高表達的特性，那么可能它相對于其他指標而言更適合用于在臨床中檢測腫瘤的狀態(tài)，如作為癌癥患者抗腫瘤治療中的一個監(jiān)測指標，尤其是抗血管、淋巴管增生治療方面。近來，Leroy等［7］就發(fā)現(xiàn)ESM-1不僅在腎癌中高表達，而且其表達水平可以作為抗腫瘤血管治療療效的一個指標。并認為ESM-1可能在未來可以作為一個抗腫瘤血管增生的靶位。

2.2 ESM-1與腫瘤相關性炎癥 炎癥能誘導腫瘤的形成［15］。炎癥促癌癥主要是通過炎性介質起作用，如環(huán)氧合酶 2、核因子 κB、腫瘤壞死因子 α、IL-1α、IL-1β 等［16］。而許多炎性介質(如腫瘤壞死因子 α、IL-1β 等)均能促使 ESM-1 的高表達［17］。Bechard等［18］發(fā)現(xiàn)，ESM-1可通過調節(jié)淋巴細胞功能相關分子1/細胞間黏附分子1通路，減弱調節(jié)淋巴細胞功能相關分子1介導的白細胞激活，從而影響淋巴細胞到炎癥部位的歸巢和聚集以及依賴的白細胞黏附和激活。而這一過程可能與腫瘤的免疫逃避機制相關。目前關于ESM-1是否能通過與炎癥相關通路促進腫瘤的發(fā)展還有待進一步研究。

2.3 ESM-1與血管增生

2.3.1 ESM-1與血管生長相關因子之間的研究 新生的毛細血管對原發(fā)腫瘤細胞本身的增殖、遷徙等過程是必不可少的，血管內皮細胞是ESM-1的主要分泌來源之一。同時，ESM-1的分泌對血管的增生也有重要的作用。已經有很多體內外實驗也證實了ESM-1能隨著許多血管生長因子的上調而上調。其中以VEGF-A的作用最大，也研究的較多［3］。其他如在高表達血管生成素受體1細胞中ESM-1分別上升了100倍，在高表達VEGF-C的細胞中 ESM-1上升了30倍［19，20］。HHEX 對血管的增生以及塑形都有著重大的作用，HHEX能通過減少血管內皮細胞生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor-1，VEGFR)如 VEGFR-1、VEGFR-2 等和血管生成相關的一些重要因子的表達來參與血管生成的調節(jié)［21］。Cong等［22］發(fā)現(xiàn) HHEX 可通過一個高度保守的HHEX反應元件直接抑制ESM-1的表達。那么，HHEX對VEGFR-1和VEGFR-2等血管增生中重要因素的抑制作用是否與其直接抑制ESM-1的表達有關?還有待進一步研究。

2.3.2 ESM-1在血管增生中的機制 雖然眾多實驗都發(fā)現(xiàn)ESM-1與血管的增生呈正相關，但仍未找到ESM-1直接促血管增生的證據(jù)。目前較為認可的觀點是認為其促血管的機制可能以一種正反饋調節(jié)的形式進行。如在培養(yǎng)血管內皮細胞中肝細胞生長因子/離散因子、成纖維細胞生長因子2、VEGF等與ESM-1能相互促進表達［10］，同時血管內皮細胞增生更為明顯，且更易形成管狀結構［11］。在腎癌、肺癌、乳腺癌中發(fā)現(xiàn)ESM-1不僅表達于腫瘤中的脈管內皮細胞，也表達腫瘤細胞本身，所以在腫瘤細胞中可能存在ESM-1的受體。這些實驗結果提示，在這些過程中可能存在一個正反饋機制，即腫瘤上皮細胞分泌生長因子刺激血管內皮細胞增殖并分泌ESM-1，ESM-1又刺激腫瘤細胞增殖和分泌更多的生長因子，進一步促進血管的增生［2］。

2.4 ESM-1與腫瘤細胞之間的調節(jié) Scherpereel等［9］將高表達 ESM-1的人胚腎細胞293植入裸小鼠，植入部位發(fā)生癌變，同時實驗也證明了ESM-1具有促癌性。ESM-1促癌細胞增殖的作用是多方面的，如它能通過DS鏈大大增強肝細胞生長因子/離散因子介導的促腫瘤生長、血管增生、淋巴管增生等方面的作用［22］。在腎癌、肺癌、乳腺癌中發(fā)現(xiàn)ESM-1不僅表達于腫瘤中的脈管內皮細胞也表達腫瘤細胞本身，所以懷疑在腫瘤細胞中存在ESM-1的受體。因此，ESM-1能通過旁分泌的形式在腫瘤微環(huán)境中局部形成正反饋環(huán)即腫瘤細胞分泌生長因子刺激內皮細胞分泌ESM-1，ESM-1又刺激腫瘤細胞增殖，并分泌更多的生長因子促進內皮細胞的增殖和分泌［2］。

2.5 ESM-1淋巴管增生的研究 多年來，人們對ESM-1的研究都集中在炎癥、腫瘤血管的增生和腫瘤細胞增生上。ESM-1在淋巴管增生方面的研究較晚也較少。Shin等［12］首次揭示了ESM-1具有強大的促淋巴管增生的能力，利用基因芯片、細胞培養(yǎng)、小鼠體內試驗等方法證明了VEGFR-2與VEGFR-3途徑(已知的腫瘤淋巴管增生的主要調節(jié)通路)直接促進ESM-1的分泌。VEGF-A通過VEGFR-2受體通路，VEGF-C通過 VEGFR-2、VEGFR-3受體通路誘導ESM-1的表達。當在培養(yǎng)的淋巴內皮細胞中加入ESM-1和 VEGF-A或 VEGF-C時，可大大增強VEGF-A、VEGF-C引起的淋巴管內皮細胞的增殖和遷徙的作用，而只加入ESM-1時未發(fā)現(xiàn)有相似的結果。同時在被用干擾RNA沉默了ESM-1基因表達的淋巴管內皮細胞培養(yǎng)中加入VEGF-A或VEGF-C，發(fā)現(xiàn)這兩種因子引起的淋巴管內皮細胞的增生和遷徙的作用大大降低，體內的實驗也得到相同的結果。VEGFR-2與VEGFR-3途徑能直接促進ESM-1的分泌，同時ESM-1對VEGFR-2與VEGFR-3相關性淋巴管增生也有著重要的作用。但目前還不清楚ESM-1具體是如何影響VEGFR-2與VEGFR-3的途徑。

3 結語

惡性腫瘤嚴重危害人類的健康，其發(fā)生、發(fā)展又涉及了多種因素和多種基因，是一個極為復雜的過程。ESM-1只在腫瘤中高表達，較其他的因子更具有特異性，且能分泌入血，因此可能更適合作為一個監(jiān)測腫瘤的指標。同時目前雖有很多抗腫瘤藥物不斷出現(xiàn)，但這些藥物的療效、價格等仍未能令人滿意。ESM-1與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要因素(如慢性炎癥、腫瘤細胞本身、血管增生、淋巴管增生等)都有著重要的關聯(lián)。如果能有效地抑制ESM-1的表達，就有可能從多方面對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展進行抑制。因此，開發(fā)針對ESM-1的靶向治療藥物有可能開拓腫瘤治療的一個新篇章。

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