喻 敏，呂農華

(南昌大學 第一附屬醫(yī)院 消化內科， 江西 南昌 330006)

短篇綜述

嗅素結構域家族蛋白4在常見消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進展

喻 敏，呂農華*

(南昌大學 第一附屬醫(yī)院 消化內科， 江西 南昌 330006)

嗅素結構域家族蛋白4 (OLFM4)可表達在人類的許多腫瘤尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中，其在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達高于正常組織，但在進展期和晚期癌灶中的表達下調，提示OLFM4在腫瘤早期可以通過抗凋亡作用促進腫瘤的發(fā)生，但晚期可能具有抑制腫瘤轉移的作用，體現(xiàn)OLFM4在腫瘤的不同病理階段存在不同生物學作用。

OLFM4；細胞凋亡；消化系統(tǒng)腫瘤

消化系統(tǒng)腫瘤是危害人類健康的重要疾病，腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多因素多步驟的復雜過程。尋找消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的相關基因，了解其分子遺傳學機制從而為消化系統(tǒng)腫瘤的診斷、治療提供理論基礎是目前的研究熱點。嗅素結構域家族蛋白4 (olfactomedin-domain family，OLFM4，又稱為GW112，hCG-1)是嗅質相關蛋白家族成員，廣泛存在于骨髓、前列腺及胃腸道上皮細胞并參與細胞增殖、凋亡、代謝及分化等過程。OFLM4可表達在人類的多種腫瘤尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中，可作為癌基因在癌變過程中發(fā)揮重要作用。研究OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤形成、生物特征關系為消化系統(tǒng)腫瘤的早期診斷、療效觀察和預后判斷提供理論依據(jù)。近年來研究人員在OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生領域取得了較大進展，完善和豐富了腫瘤發(fā)生的分子生物學和遺傳學機制。文章對近年來有關OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤關系的研究進行闡述。

1 OLFM4的發(fā)現(xiàn)

嗅素(olfactomedin) 是包圍牛蛙嗅覺神經化學感覺樹突黏液層的結構成分，最初在牛蛙嗅覺神經上皮的胞外黏液性基質中被提純， 后來人們發(fā)現(xiàn)該蛋白的同源物存在于包括人類在內的多個物種中的不同組織中[1]。嗅素結構域家族(olfactomedin-domain family，OLFM) 是近幾年研究比較多的基因家族，因該家族蛋白成員含有嗅素結構域而得名。其蛋白結構上分為N端和C端，C端為保守的嗅素結構域端，嗅素結構域蛋白包含有長 250個氨基酸的C末端基序。OLFM4基因最早克隆于人類原始粒細胞，定位于人類13號染色體13q14.3，其產物OLFM4蛋白屬于嗅素結構域蛋白家族成員，胞內定位主要在線粒體，最N-末端為線圈結構域，C-末端為家族均有的250個氨基酸構成的嗅素結構域[2]。

2 OLFM4在腫瘤中的表達及作用機制

OLFM4可表達于人類的多種腫瘤，尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中。一系列的實驗表明OLFM4確實參與了細胞凋亡的調控，其可減弱H2O2、TNFα誘導的細胞凋亡，OLFM4抗凋亡可增強腫瘤細胞克服一些不利腫瘤細胞生長的微環(huán)境，比如低氧、酸性及營養(yǎng)不足等，從而促進腫瘤的生長[3-4]。一方面，OLFM4可抑制cyt-c的釋放及caspase 3和caspase 9的活化；另一方面，OLFM4亦可與IFN-β/RA聯(lián)合誘導的促凋亡因子GRIM-19發(fā)生蛋白間的相互作用，減弱其介導相關凋亡基因Gadd153、PIG12和c-Abl的表達，從而抗細胞凋亡[4]。同時，OLFM4 還可以作用DNA合成的S期到有絲分裂的G2/M 期來調控細胞周期，促進腫瘤細胞的增殖，這可能與它調節(jié) cyclin、CDK和其他效應分子(如Chk-1)有關[5-6]。另外，OLFM4可能類似于抗凋亡蛋白家族survivin和cIAP-1/2，作用于 PI3K/PKB的下游，從而促進腫瘤細胞生長[7]。盡管相當多的研究表明OLFM4是一個抗凋亡因子，其過表達可以令腫瘤細胞呈惡性生長，但在對前列腺癌組織與細胞的研究中發(fā)現(xiàn)，OLFM4在正常前列腺癌組織中高表達，良性前列腺增生組織中度表達，在前列腺癌組織表達缺失；體外及裸鼠中高表達OLFM4的前列腺PC-3細胞增殖及成瘤能力下降[8]。這項研究提示初步OLFM4在前列腺癌中是一個腫瘤抑制基因，與其他研究結果不一致的原因可能是：1)OLFM4的作用是組織或器官依賴性的;2)不同的實驗方法或動物模型導致結果差異。

3 OLFM4在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達及特點

3.1 OLFM4與胃癌

通過表達串聯(lián)分析(serial analysis of gene expression，SAGE)和實時定量PCR(quantitative reverse transcription PCR，QRT-PCR)在胃癌組織中尋找特異表達的癌基因時發(fā)現(xiàn)OLFM4在胃癌組織中的表達高于正常組織，提示OLFM4表達增加可能是胃癌的始動因素[9]。利用Si RNA干擾OLFM4在人胃癌細胞系SGC-7901和MKN45中的表達，發(fā)現(xiàn)OLFM4表達缺失可以使細胞周期停滯在G1期并抑制細胞的成瘤性，在細胞水平證明了OLFM4的促癌作用[10]。然而，在對436例胃癌組織OLFM4表達水平與其臨床病理特征的研究中發(fā)現(xiàn)，OLFM4在胃癌組織中的表達高于正常組織，但在III/IV期的胃癌組織中的表達水平遠低于I/II期，其表達與胃癌的淋巴結轉移及預后呈正相關關系，提示OLFM4在腫瘤的進展期具有抑制腫瘤侵襲轉移的作用[11]。國外免疫組化微陣列分析也發(fā)現(xiàn)OLFM4在未分化或低分化胃癌組織中的表達顯著低于分化良好的胃癌組織，在彌漫型胃癌中的表達低于腸型胃癌，并可作為判斷胃癌預后的一個指標[12]。上述研究表明，OLFM4在胃癌中的作用非常復雜，跟腫瘤的組織學類型相關并具有明顯的階段特異性，其在胃癌不同病理階段的作用尚待進一步研究。

3.2 OLFM4與結直腸癌

大腸癌在惡性腫瘤中的發(fā)生率為第3位，致死率為第4位。目前，多項研究證實OLFM4參與了大腸癌的生物學進程。在對人結腸癌組織中OLFM4 mRNA的表達分析中發(fā)現(xiàn)結腸癌組織中mRNA的表達率高達90%，顯著高于鄰近正常組織，并且其表達與抗凋亡基因survivin不相關，提示OLFM4的獨立致癌作用[13]。然而，進一步研究表明，OLFM4往往在腺瘤或早期的結直腸癌中表達增加，而在晚期腫瘤中表達下調，OLFM4陽性表達的患者往往預后更好，其表達與腫瘤侵襲深度、淋巴結轉移及臨床分期呈負相關關系，而與無瘤生存率呈正相關[14-15]。以上的研究結果顯示，OLFM4在結腸癌中的表達模式與胃癌一致，即在早期癌腫中表達增加，而進展或晚期癌灶中表達下調。是否可以認為在早期腫瘤中OLFM4可以通過抗凋亡作用促進腫瘤的發(fā)生，但晚期OLFM4失活亦是腫瘤進展或轉移的必要因素。學術界的爭論不可避免，通過加權酶芯片陣列及RT-PCR方法檢測103例結直腸癌患者血液中的OLFM4表達情況，認為OLFM4過表達是患者出現(xiàn)肝轉移的重要危險因素(優(yōu)勢比OR=3.438，Plt;0.001)[16]，與其他研究結果出現(xiàn)差異的原因可能是：1)樣本量太小， 2)回顧性研究存在過多的偏倚。

3.3 OLFM4與胰腺癌

通過蛋白質組學的方法鑒定了在胰腺癌組織中高表達的蛋白OLFM4，并發(fā)現(xiàn)有淋巴結轉移者OLFM4的表達水平高于無淋巴結轉移者，提示OLFM4基因表達上調的胰腺癌具有較高的惡性生物學行為，侵襲力更強，更易于轉移[17]。進一步通過siRNA技術構建缺乏OLFM4表達的PANC-1細胞系，缺乏OLFM4表達的細胞停滯在S期，但不影響細胞的凋亡，在細胞水平證明了OLFM4可以加速S期到G2/M期的轉換促進腫瘤的增殖侵襲能力[5]。此外，OLFM4具有分泌性表達的特性，OLFM4可作為胰腺癌早期診斷、預后判斷的一種血清學指標[18]。目前關于OLFM4與胰腺癌的研究不多，國內外的研究結果只初步提示OLFM4對胰腺癌的發(fā)生發(fā)展具有促進作用，尚需更多的實驗在動物水平證明OLFM4與胰腺癌的相互作用，今后不但可以進一步研究其確切的致病機制，還可以探討通過減弱其促癌機制中的一個或多個環(huán)節(jié)來尋找治療胰腺癌的新途徑。

4 結語與展望

OLFM4表達譜在消化系統(tǒng)腫瘤細胞與正常組織細胞中存在明顯差異，說明OLFM4在消化系統(tǒng)腫瘤診斷、治療和預后等方面可能具有重要意義。然而，OLFM4的表達在不同的腫瘤組織、同一腫瘤的不同病理階段都存在很大的不同，它究竟可以促進腫瘤發(fā)生還是抑制腫瘤轉移還未有明確定論，其下游靶基因也尚未明確，因此，進一步深入研究OLFM4在消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的調節(jié)作用將有助于豐富消化系統(tǒng)腫瘤的病因學和分子病理學理論。

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Progress on OLFM4 in common digestive system tumors

YU Min，Lü Nong-hua*

(Dept. of Gestroenterology，the First Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China)

Olfactomedin-domain family 4 (OLFM4) is overexpressed in many human tumors, especially in gastrointestinal malignancies. OLFM4 expression in gastrointestinal tumors is significantly higher than that in healthy tissues, while its expression is often downregulated in advanced tumors. Maybe OLFM4 can promote tumorigenesis in the early stage of tumors by its anti-apoptotic effects, the expression loss of OLFM4 is also necessary for tumor progression or metastasis, indicating different biological functions in different pathological stages.

OLFM4; cell apoptosis; digestive system tumors

2013-03-13

2013-05-02

*通信作者(correspondingauthor)： lunonghua@163.com

1001-6325(2014)01-0134-04

R 735

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