唐 容，蔣麗萍，洪 濤

(南昌大學醫(yī)學院，江西南昌 330006)

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)性腫瘤，約占顱內(nèi)各類型腫瘤發(fā)生率的40%～60%。雖然相對于其他腫瘤類型來說，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腫瘤類型相對較少，占所有惡性腫瘤的比例低于2%，但一旦確診，腦膠質(zhì)瘤是致命性的，患者平均存活期大約1年。目前治療腦膠質(zhì)瘤的手段包括手術(shù)、放療及化療。由于腫塊的不均一性、腫塊與正常組織結(jié)合在一起無界限及膠質(zhì)瘤細胞高侵襲性，使其預后不良。神經(jīng)膠質(zhì)瘤包括星形膠質(zhì)細胞腫瘤、少突膠質(zhì)細胞腫瘤、混合性膠質(zhì)細胞腫瘤及室管膜腫瘤，其中星形膠質(zhì)細胞腫瘤最為常見。細胞間隙直接通訊(GJIC)與腫瘤有關(guān)方面的研究已經(jīng)有很長的歷史［1］。研究表明，許多人類腫瘤(包括腦膠質(zhì)瘤)縫隙連接通訊及Cxs表達缺失。腦膠質(zhì)瘤惡性程度越高，GJ形成及Cx43表達越少。Cx43是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最豐富的縫隙連接蛋白，主要在星形膠質(zhì)細胞表達;而在星形膠質(zhì)細胞瘤中，Cx43表達減少或缺失。本文就Cx43對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞增殖、遷移的影響及機制進行簡單概述。

1 GJ與Cx43

GJ是相鄰細胞質(zhì)間唯一的分子通道。每個縫隙連接通道由兩個連接子兩兩對接而成，每個連接子由6個縫隙連接蛋白亞單位組成，允許小分子(＜1ku)如金屬離子、第二信使及其它小分子代謝產(chǎn)物在細胞間傳遞，使細胞間可以不通過細胞外空間達到直接通訊的目的。除分化了的骨骼肌、紅細胞及成熟的精子細胞外，Cxs幾乎在哺乳動物所有組織和細胞中均有表達［2］。Cxs基因家族，鼠類有20種，人類有21種。Cxs是一個4次跨膜蛋白，由9個主要區(qū)域組成，即兩個胞外環(huán)(extracellular1，EL1和 extracellular 2，EL2;參與對接)、N末端、胞質(zhì)環(huán)和C末端(位于胞質(zhì)一側(cè))及4個跨膜區(qū)域。Cxs根據(jù)分子質(zhì)量(25～62ku)的不同進行區(qū)分，如Cx43、Cx26、Cx56，Cx43結(jié)構(gòu)示意圖見Fig 1。Cxs同源性很高，胞外環(huán)、4個跨膜區(qū)域及N末端相對保守，C末端及胞質(zhì)環(huán)差別較大，是區(qū)別不同縫隙連接蛋白的主要區(qū)域。Cxs半衰期短，只有幾個小時。通過Cxs不斷的合成與降解來適應環(huán)境的改變［2］。Cxs除了形成GJ通道，還可形成半通道，半通道是一種重要的細胞旁分泌信號途徑，通過釋放細胞內(nèi)因子如ATP、NAD(+)及谷氨酸，影響細胞內(nèi)鈣和細胞生存［3］。

Fig 1 Structure of Connexin43

通常情況下，腫瘤增長越快、惡性程度越高，Cx43表達越少［4］。但是，Caltabiano等［5］對32個人腦膠質(zhì)瘤標本進行研究表明，在惡性程度高的膠質(zhì)瘤中，Cx43 mRNA水平高，而Cx43蛋白水平低，這可能跟轉(zhuǎn)錄后機制的改變有關(guān)，如磷酸化、胞質(zhì)定位等。盡管有57%原發(fā)腫瘤顯示Cx43水平降低，但也有數(shù)據(jù)顯示相反的結(jié)果，即Cx43水平增加。Cx43表達高度不均勻性，可能取決于局部腫瘤微環(huán)境的影響。

2 Cx43與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞生長抑制

迄今，所有的研究都表明，Cx43對腦膠質(zhì)瘤細胞生長起著抑制作用。Cx43影響細胞周期，比如使細胞從G1期過渡到S期、G2期過渡到 M期均延長［6］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Cx43通過降低細胞周期蛋白A、D1、D2、E、CDK5、CDK6、CKP2表達，或者增加 p21和 p27表達，從而延長細胞周期［6－8］。此外，Cx43還可能影響其他生長抑制因子的表達。比如，轉(zhuǎn)染了Cx43的C6鼠腦膠質(zhì)瘤細胞改變分泌性蛋白表達，即增加骨橋蛋白、CCN3、IGFBP4或者減少MPG-E8、IGF-1、IGFBP3表達［9］。但過表達Cx32對C6細胞生長沒有影響［10］，表明不同的縫隙連接蛋白對細胞生長抑制具有特異性。而這種特異性歸咎于兩方面:縫隙連接蛋白形成通道的通透性和它們獨特的胞內(nèi)區(qū)。這兩部分是相互聯(lián)系的，因為細胞內(nèi)區(qū)域(特別是C末端)磷酸化使構(gòu)象改變，從而影響通道的通透性［11］。

2.1 Cx43調(diào)節(jié)細胞生長:依賴GJIC機制 相對于Cx32，Cx43形成的縫隙連接通道對某些代謝產(chǎn)物如ATP、谷氨酸表現(xiàn)出更高的通透性［12］。研究表明，GJIC與細胞生長存在一定的關(guān)系。例如，轉(zhuǎn)染了TGF-β1的C6細胞，GJIC功能下降，Cx43磷酸化水平下降，DNA合成增加［13］。表明TGF-β1改變Cx43磷酸化水平，降低GJIC，從而促進C6細胞的增殖。提示C6細胞DNA合成受GJIC的影響。相應地，甲苯磺丁脲增加GJIC從而抑制C6的生長［8］。

Cx43磷酸化，尤其是C末端的磷酸化，會影響GJIC。因為許多激酶與Cx43相互影響，所以探討Cx43磷酸化對細胞生長調(diào)節(jié)的可能作用非常必要。Cx43磷酸化影響自身結(jié)構(gòu)，導致其通道功能改變。Cx43內(nèi)在化、降解都與磷酸化狀態(tài)有關(guān)。比如，F(xiàn)GF-2刺激心肌細胞，使Cx43在S262氨基酸發(fā)生磷酸化，GJIC降低，DNA合成增加［14］。雖然這個實驗是在心肌細胞，但是FGF-2高表達于神經(jīng)膠質(zhì)瘤，是惡性膠質(zhì)瘤細胞的一個有絲分裂因子［15］，同樣使膠質(zhì)瘤細胞Cx43在S262氨基酸發(fā)生磷酸化，從而調(diào)節(jié)細胞的生長。

2.2 Cx43調(diào)節(jié)細胞生長:不依賴于GJIC機制 前面已提到過，腫瘤細胞增加Cxs基因表達，提高GJIC，抑制細胞生長;這種效應具有連接蛋白類型特異性，但不總是與GJIC水平有關(guān)。有些實驗表明，Cx43抑制細胞生長，是不依賴于GJIC發(fā)揮作用。因為經(jīng)常觀察到Cx43在膠質(zhì)瘤細胞質(zhì)內(nèi)，那么細胞質(zhì)內(nèi)的Cx43是否會以別的方式影響細胞生長呢?

Cx43 C末端占整個分子全長的2/3，且C末端有許多潛在位點可以與其他蛋白相互作用。如Cx43 C末端(從244～382位氨基酸)與CNN3相互作用，抑制CNN3進入細胞核，抑制細胞生長［16］。最近研究表明，Cx43可作為c-Src一種底物，減少Src參與細胞生長激活，抑制細胞生長［7］。在許多類型細胞中，可以觀察到Cx43位于細胞核，包括轉(zhuǎn)染了Cx43cDNA的細胞［17］。由于很難想象完整的膜蛋白如Cx43進入細胞核，所以推測Cx43的C末端可能有核靶向功能。更有趣的是，沒有形成通道的Cx43 C末端(位于細胞核內(nèi))仍然有生長抑制活性［18］。上述研究表明，Cx43可能從兩方面影響基因表達:直接作為一個轉(zhuǎn)錄因子;間接與轉(zhuǎn)錄因子或者復合物相互影響。

3 Cx43與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞遷移

神經(jīng)膠質(zhì)瘤最重要的標志是其侵襲性行為，這是治療膠質(zhì)瘤面臨的最大問題。經(jīng)過幾十年的努力，腦膠質(zhì)瘤病人的存活率并沒有得到明顯的提高。腫瘤細胞侵入正常組織是一個復雜的過程，包括細胞與細胞外基質(zhì)、鄰近細胞及活躍細胞運動相關(guān)的病理生理過程及其相互影響。上面討論了Cx43抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞增殖及機制，那么Cx43對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞遷移的影響如何呢?過去幾十年，有關(guān)Cxs與細胞遷移的資料越來越多。體外研究提示，敲除Cx43，降低細胞運動性;過表達Cx43，提高細胞運動性，Cx43與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞遷移呈正相關(guān)［19］。

3.1 Cx43與細胞遷移:依賴GJIC機制 Cx43作為一種縫隙連接蛋白，通過形成GJIC調(diào)節(jié)細胞遷移。但是Cx43是依賴于膠質(zhì)瘤細胞之間形成的同型細胞GJIC，還是膠質(zhì)瘤細胞與星形膠質(zhì)細胞(腦間質(zhì)主要細胞類型)之間形成的異型細胞GJIC。用甘珀酸抑制GL15人惡性膠質(zhì)瘤細胞間的同型細胞GJIC，GL15細胞運動性增強，而相應地抑制異型細胞GJIC，GL15細胞運動性減弱［20］。當然，在體內(nèi)外，膠質(zhì)瘤細胞與星形膠質(zhì)細胞間存在直接的GJIC［21］。另外，異型細胞GJIC能夠影響細胞形態(tài)和星形膠質(zhì)細胞基因表達［21］。研究表明，膠質(zhì)瘤細胞與上皮細胞間形成的GJIC可能對膠質(zhì)瘤侵襲起著重要作用［22］。綜上所述，同型細胞GJIC低而異型細胞GJIC高有利于膠質(zhì)瘤細胞遷移。研究發(fā)現(xiàn)，惡性膠質(zhì)瘤中心低表達Cx43，而邊緣及星形膠質(zhì)細胞高表達Cx43［23］，可能促進膠質(zhì)瘤細胞侵襲。

3.2 Cx43與細胞遷移:不依賴GJIC機制 越來越多的資料顯示，Cxs影響膠質(zhì)瘤細胞遷移可能不依賴GJIC。如Cx43的胞外環(huán)增加細胞黏附，可能有助于細胞遷移［24］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，完整的Cx43能夠增加C6細胞運動性，而截掉C末端的Cx43對C6細胞運動性沒有影響，表明Cx43的C末端對膠質(zhì)瘤細胞遷移起著重要作用［25］。研究表明［19］，對于LN18人腦膠質(zhì)瘤細胞，Cx43 C末端足夠調(diào)節(jié)細胞遷移。提示Cx43 C末端對細胞遷移是必須的，可能是因為C末端含有許多蛋白相互作用結(jié)合位點。此外，Cx43 C末端還可以與細胞骨架蛋白如F-actin、β-tubulin、N-cadherin，激動蛋白，結(jié)合蛋白如可的松、drebrin相互作用［19］。但Cx43對神經(jīng)膠質(zhì)瘤遷移的作用還需要進一步的研究。

4 展望與前景

Cx43表達與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程有著密切的聯(lián)系。最初的研究發(fā)現(xiàn)，膠質(zhì)瘤惡性程度越高，Cx43表達越少或缺失。將Cx43cDNA轉(zhuǎn)入惡性膠質(zhì)瘤細胞后，發(fā)現(xiàn)細胞增殖明顯受到抑制，并在許多類型的腫瘤中均發(fā)現(xiàn)，Cx43能夠抑制細胞增殖，并把它視為一種抑癌基因。但之后的研究發(fā)現(xiàn)，Cx43在膠質(zhì)瘤(尤其是惡性膠質(zhì)瘤)中不均勻表達，一些腫瘤細胞趨向于遷移(表達Cx43的細胞)，另外一些趨向于增殖(不表達Cx43的細胞)，這為Cx43治療腦膠質(zhì)瘤帶來了困難。MMPs的表達及活化促進膠質(zhì)瘤侵襲和遷移，研究發(fā)現(xiàn)，C6細胞過表達Cx43后，細胞侵襲能力增強，細胞培養(yǎng)液中MMP-2及MMP-9呈數(shù)量級的增加［24］，說明Cx43促進膠質(zhì)瘤細胞侵襲可能與細胞培養(yǎng)液中MMP-2、MMP-9增加有關(guān)。Cx43治療腦膠質(zhì)瘤的潛在性不可否認，如基因治療和MMPs抑制劑聯(lián)合應用，但亟待研究一種完美的動物模型，模擬腦內(nèi)復雜的微環(huán)境，進一步明確Cx43調(diào)節(jié)細胞增殖與遷移的分子機制，為Cx43治療腦膠質(zhì)瘤提供新的思路和策略。

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