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        磷脂酶A2與腫瘤發(fā)生相關(guān)性研究進(jìn)展

        2014-06-28 17:18:32張學(xué)慧綜述審校
        中國腫瘤臨床 2014年15期
        關(guān)鍵詞:腫瘤發(fā)生磷脂酶卵巢癌

        張學(xué)慧 綜述 張 鵬 審校

        磷脂酶A2與腫瘤發(fā)生相關(guān)性研究進(jìn)展

        張學(xué)慧 綜述 張 鵬 審校

        近年隨著腫瘤的高發(fā)磷脂酶A(2phospholipase A2,PLA2)逐漸引起人們的廣泛關(guān)注,越來越多的研究表明PLA2是一個與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的炎癥因子,其生物學(xué)變異小,特異性高,很少受其他炎癥標(biāo)志物影響,與多種腫瘤的發(fā)生相關(guān)。特別與消化道腫瘤中的腸癌和胃癌分化程度有一定關(guān)系,并與其侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制及凋亡發(fā)生有關(guān)聯(lián)。另外可協(xié)助生殖系統(tǒng)中的前列腺癌Gleason評分和臨床藥物治療,以及與卵巢癌的增殖浸潤密切相關(guān),故磷脂酶A2可能作為臨床診治腫瘤新的檢測指標(biāo),可能成為預(yù)測腫瘤發(fā)生及發(fā)展的一個新的研究方向。磷脂酶A2的生物學(xué)特性使其應(yīng)用于臨床實驗室檢測,將有助于腫瘤患者早期監(jiān)測及制定個體化治療方案。

        磷脂酶A2腫瘤 檢測

        隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,胃癌、卵巢癌、前列腺癌、肝癌等疾病嚴(yán)重威脅著人類的健康,因此,腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)、預(yù)防和治療尤為重要,新的生物標(biāo)志與危險因子的檢測也逐漸成為研究的重要焦點。近年來,越來越多的證據(jù)表明高發(fā)磷脂酶A2(phospholipase A2,PLA2)在多種人類惡性腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用[1],測定其在血漿中的含量或活性可能作為預(yù)測腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵指標(biāo),有助于降低腫瘤發(fā)病率,并成為新的潛在治療靶點。本研究對PLA2與腫瘤發(fā)生的研究進(jìn)展作一綜述,以期為腫瘤的早期診斷、預(yù)防和治療提供依據(jù)。

        1 PLA2的起源

        19世紀(jì)末PLA2超家族首次從眼鏡蛇毒液中純化并鑒定,后來從響尾蛇毒液中純化鑒定。20世紀(jì)70年代隨著蛋白質(zhì)測序分析方法的進(jìn)步,人們發(fā)現(xiàn)這種酶具有大量半胱氨酸,作為分泌型酶,其以二硫鍵的形式存在。緊接著通過對可水解磷脂的豬胰液酶的研究確定哺乳動物酶(也稱為人類胰酶)與眼鏡蛇有相同的二硫鍵形式,因此將其命名為IB,而眼鏡蛇酶稱為IA[2]。

        2 PLA2的分類

        PLA2超家族主要包括6種類型:分泌型磷脂酶A2(secreted phospholipase A2,sPLA2)、細(xì)胞胞質(zhì)型磷脂酶A2(cytosolic phospholipase A2,cPLA2)、非Ca2+依賴型磷脂酶A2(calcium independent phospholipase A2,iPLA2)、血小板活化因子乙酰水解酶(PAF acetylhydrolases,PAF-AH)、溶酶體磷脂酶A2(lysosomal phospholipase A2,LPLA2)、脂肪特異性磷脂酶A2(adipose-spe-cific phospholipase A2,AdPLA)[3]。每1種類型又可再分為不同的亞型。如sPLA2包括14個亞型(ⅠB、ⅡA、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、Ⅲ、Ⅴ、Ⅹ、Ⅻ型等),cPLA2包括3個類型(ⅣA、ⅣB、ⅣC型)或4個亞型(α、β、γ、δ型),iPLA2包括3個類型(VIA-1、VIA-2、VIB型)[4]。PAF-AH包括2種類型,即GVII和GVIII,可以催化血小板活化因子(PAF)sn-2位置的乙酰基水解,產(chǎn)生lyso-PAF和乙酸鹽,因此這種酶最初稱為PAF-AH;GVII PLA2又分為GVIIA PLA2和GVIIB PLA2,其中GVIIA PLA2是一種分泌型酶,分子量為45 kDa,與人類血漿中的低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)均相關(guān),因此,這種酶也稱為血漿PAF-AH(pPAF-AH)或脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2(Lp-PLA2)。GVIIB PLA2也指PAF-AHⅡ,是一種細(xì)胞內(nèi)蛋白,分子量為40 kDa,具有一個N末端豆蔻?;饔梦稽c,其與GVIIA PLA2有41%的氨基酸序列相同。GVIII PLA2是一種胞內(nèi)異源三聚體蛋白復(fù)合物,也稱為PAF-AH Ib。GVIII PLA2包含2個分子量大小為26 kDa的催化亞單位(α亞單位)和1個分子量為45 kDa的非催化調(diào)節(jié)亞單位(β亞單位),催化亞單位GVIIIA和GVIIIB PLA2,也稱為α1和α2,形成催化地活潑的同源和異源二聚體。α1和α2亞單位相互之間共有69%氨基酸序列同一性,并不顯現(xiàn)出與GVII PLA2s具有有效的氨基酸序列同一性[3]。

        3 PLA2與各類腫瘤

        PLA2蛋白是一種酶的超家族,可催化結(jié)合在sn-2位置磷脂的脂肪酸水解并產(chǎn)生游離脂肪酸和溶血磷脂素類[5]。花生四烯酸是由PLA2釋放的一種十分重要的脂肪酸,是一種腫瘤相關(guān)類花生酸如前列腺素及白三烯生物合成途徑的底物[6]。ⅡA型PLA2(PLA2G2A),是PLA2研究較多的一種分泌型。PLA2G2A蛋白在人類正常腸黏膜及許多疾病狀況下表達(dá),包括動脈粥樣硬化、炎癥及腫瘤[7]。有報道PLA2G2A在不同類型的人類惡性腫瘤中存在不同的表達(dá)及有爭議的生物學(xué)功能[8]。如PLA2G2A在前列腺癌的發(fā)展中過度表達(dá),推測其具有致癌作用[8-9]。相反,在結(jié)直腸癌中PLA2G2A的量減少[10-11]。對小鼠的基因研究表明PLA2G2A強(qiáng)烈抵制腸道腫瘤的形成[12-13]。因此,PLA2G2A的促進(jìn)腫瘤形成及抗腫瘤形成作用具有組織特異性,仍需進(jìn)行更多研究來闡明PLA2G2A與人類腫瘤的綜合相關(guān)性。

        3.1 PLA2與消化道腫瘤

        3.1.1 PLA2與腸癌的關(guān)系 PLA2可能是結(jié)直腸癌的保護(hù)性因子。有研究表明結(jié)直腸癌中PLA2G2A的表達(dá)降低[10-11],更重要的是自然突變消除了PLA2G2A催化區(qū)域(如C57BL/6)的小鼠品系比表達(dá)野生型PLA2G2A等位基因的品系更易于發(fā)生腸道腫瘤形成[14]。將野生型PLA2G2A引入易感染腫瘤的轉(zhuǎn)基因C57BL/6品系導(dǎo)致腫瘤多樣性、大小及形成進(jìn)度的顯著降低,在許多其他小鼠腸癌模式中相同,包括Muc2敲除[12]以及氧化偶氮甲烷治療的小鼠[13]。這些發(fā)現(xiàn)使人們提出PLA2G2A可能具有抗腫瘤特性,這與PLA2G2A在前列腺癌中的致癌作用相矛盾。

        3.1.2 PLA2與胃癌的關(guān)系 PLA2可能是胃癌的保護(hù)性因子。胃癌是人類第四大類常見惡性腫瘤。胃癌的侵略性本質(zhì)可能與一系列細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞外事件相關(guān),如各種原癌基因的激活、腫瘤抑制因子的失活、生長因子及其受體的活性異常和微環(huán)境的異常改變。盡管人們已發(fā)現(xiàn)許多胃癌發(fā)展及形成中的分子改變,精確的病理機(jī)制仍未完全闡明。因此,仍需對胃癌的病因?qū)W及分子學(xué)發(fā)病機(jī)制作進(jìn)一步了解。胃癌中PLA2G2A的作用仍然存在爭議。人們發(fā)現(xiàn)在免疫組織化學(xué)研究早期,胃癌細(xì)胞中可檢測到PLA2G2A免疫染色分化較低,在腫瘤侵入?yún)^(qū)PLA2G2A的表達(dá)增強(qiáng)似乎預(yù)示著較強(qiáng)的侵襲能力[15]。然而,在隨后包含149例胃癌患者的分析中,PLA2G2A mRNA的表達(dá)與較少的腫瘤轉(zhuǎn)移及較長時間生存相關(guān)[16]。表達(dá)與更好的分化、較早的TNM分期相關(guān),因此,也與胃癌患者較長時間的生存相關(guān)[17]。Wang等[18]為揭示這些有關(guān)胃癌PLA2G2A相矛盾的發(fā)現(xiàn),對900多例中國患者進(jìn)行研究,推測PLA2G2A的表達(dá)對胃癌患者具有保護(hù)作用。除了胃癌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),化生腸黏膜的潘氏細(xì)胞的胞質(zhì)及分泌顆粒也對PLA2G2A有顯著地免疫反應(yīng)。較強(qiáng)的免疫染色僅限于腸腺窩底部或其附近的化生導(dǎo)管,潘氏細(xì)胞就位于此區(qū)域。正常條件下,潘氏細(xì)胞對一系列刺激如細(xì)菌抗原做出反應(yīng),在小腸通過向腺窩腔內(nèi)釋放大量抗微生物分子(如溶酶體、PLA2G2A)保護(hù)宿主免受細(xì)菌的損害,從而有利于胃腸屏障的維持[19]。Wang等[18]的研究發(fā)現(xiàn)腸上皮化生在中國胃癌患者中普遍存在。而在另一項原位雜交試驗中,檢測到在腸化生黏膜發(fā)現(xiàn)的潘氏細(xì)胞有豐富的PLA2G2A mRNA表達(dá),而正?;虬l(fā)炎胃黏膜未檢測到[16]。與正常胃黏膜PLA2G2A缺乏的情況相反,PLA2G2A免疫染色在胃癌細(xì)胞中標(biāo)記而不在周圍的炎性或間質(zhì)細(xì)胞中著色。以這種方式,PLA2G2A似乎在胃腫瘤發(fā)生中發(fā)揮致癌基因的作用。然而,生存分析研究中顯示PLA2G2A的表達(dá)對胃癌患者存在保護(hù)作用。最近的一項體外實驗也表明,在Wnt/β-catenin信號的管理下,PLA2G2A可作為胃癌侵襲細(xì)胞和轉(zhuǎn)移的一種抑制劑[20]。由于這些原因,PLA2G2A很可能在胃癌的發(fā)病機(jī)制中不是傳統(tǒng)的癌基因或腫瘤抑制基因。胃癌細(xì)胞中PLA2G2A真正的機(jī)制和影響,特別是其在幽門螺桿菌相關(guān)胃癌中發(fā)生的作用,應(yīng)進(jìn)一步研究。從理論上講,幽門螺桿菌感染可能誘導(dǎo)化生腸黏膜中潘氏細(xì)胞分泌PLA2G2A。反之,蛋白質(zhì)可能通過其抗菌活性改變的腸細(xì)菌菌群,最終影響幽門螺桿菌有關(guān)的胃腫瘤發(fā)生。因此,在發(fā)生幽門螺桿菌感染與胃癌中PLA2G2A的表達(dá)之間的關(guān)聯(lián)須進(jìn)一步調(diào)查。此外,通過PLA2G2A賦予的對胃癌發(fā)展的抵抗可能與其催化產(chǎn)生花生四烯酸的能力部分相關(guān)。有研究表明增加細(xì)胞內(nèi)花生四烯酸含量可通過神經(jīng)酰胺依賴性途徑促進(jìn)細(xì)胞周期阻滯和凋亡[21]。盡管IVA族PLA2(PLA2G4A)是負(fù)責(zé)花生四烯酸釋放的主要同種型,PLA2G2A表達(dá)可使花生四烯酸的累積增加。因此,有必要檢查PLA2G2A和胃癌中PLA2G4A表達(dá)之間的相關(guān)性。通過與非癌組織相比,觀察到胃腫瘤PLA2G4A的表達(dá)降低[22]。特別是發(fā)現(xiàn)PLA2G2A和PLA2G4A表達(dá)之間存在微弱的相關(guān)性(非參數(shù)Spearman相關(guān)r=0.157,P<0.001)。這些結(jié)果表明PLA2G2A和PLA2G4A均通過合作或功能耦合參與其作用機(jī)理。

        3.2 PLA2與生殖系統(tǒng)腫瘤

        3.2.1 PLA2與前列腺癌的關(guān)系 前列腺癌是美國人群癌癥死亡中的第二大原因。激素消融療法主要治療晚期前列腺癌,僅暫時減緩前列腺癌的發(fā)展,并在所有受試者中終將失敗。在臨床決策中使用的標(biāo)準(zhǔn)診斷及預(yù)后模式包括前列腺素原檢測(PSA)、組織病理、Gleason評分和成像。雖然這些因素提供了有意義的臨床資料,但其均有局限性。PSA測試缺乏敏感性和特異性,并在前列腺癌的監(jiān)測中未被驗證[23]。組織活檢可產(chǎn)生抽樣誤差,可能導(dǎo)致誤診,而成像檢查可能漏掉小腫瘤。Gleason評分仍然是唯一的方式,這已被確認(rèn)與高風(fēng)險疾病的存在有關(guān)。遺憾的是到目前為止沒有經(jīng)過驗證的與腫瘤發(fā)生及疾病發(fā)展相關(guān)的預(yù)后標(biāo)志物。腫瘤是一種由各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的多個基因突變的逐漸累積引起的復(fù)雜疾病,包括細(xì)胞周期、細(xì)胞生長、細(xì)胞凋亡、代謝和炎癥反應(yīng)途徑。前列腺癌具有顯著異質(zhì)性和遺傳不穩(wěn)定性,并且考慮到抵抗激素治療和(或)化療療效的發(fā)展,其可作為備用信號通路建立并避開有針對性的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。有研究證實高的EGFR/ HER2-PI3K-Akt-NF-JB信號通路和炎性反應(yīng)參與許多癌癥包括前列腺癌的發(fā)生與發(fā)展。有研究發(fā)現(xiàn)41.4%的前列腺癌患者在治療之前表皮生長因子受體EGFR過度表達(dá),30%的患者在雄激素消融治療之前HER2也過度表達(dá),而65%的前列腺患者的雄激素消融療法失?。?4]。

        PLA2是磷脂水解酶,可介導(dǎo)生物活性脂肪酸和溶血磷脂,如花生四烯酸(AA)和溶血磷脂酰膽堿的釋放,其分別是類二十烷酸和血小板活化因子的前體[25]。sPLA2-ⅡA的產(chǎn)物AA能激活PI3K-Akt信號,導(dǎo)致NF-JB及許多炎癥前NF-JB靶基因,如COX-2、IL-6和IL-8活化JB[26]。AA亦可刺激類花生酸PGE2的合成導(dǎo)致前列腺腫瘤細(xì)胞增殖,促進(jìn)腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移[24]。此外,sPLA2-ⅡA表達(dá)的增強(qiáng)與雄激素獨(dú)立相關(guān),與自發(fā)TRAMP前列腺癌模式中更具攻擊性的腫瘤表型同樣相關(guān)。最后,直接抑制類花生酸信號導(dǎo)致小鼠模型中前列腺癌復(fù)原[25]。有研究[27]發(fā)現(xiàn)相對于親代的雄激素依賴細(xì)胞系LNCaP,在雄激素非依賴性前列腺癌LNCaP-AI細(xì)胞中sPLA2-ⅡA過度表達(dá)。與LNCaP細(xì)胞相比,LNCaP-AI細(xì)胞也可向媒介分泌較高水平的sPLA2-ⅡA。這些發(fā)現(xiàn)表明sPLA2-ⅡA可能有益于雄激素非依賴性生長。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)sPLA2-ⅡA的過度表達(dá)可能是增強(qiáng)HER/ HER2-PI3K-Akt-NF-JB信號通路的結(jié)果。相對于從無癌癥志愿者血漿中獲得的相關(guān)標(biāo)本,所有受檢的前列腺癌患者sPLA2-ⅡA升高。血清較高水平的sPLA2-ⅡA與晚期患者腫瘤發(fā)展增加有關(guān)。這些數(shù)據(jù)表明血清中sPLA2-ⅡA是前列腺癌中一個潛在的替代生物標(biāo)志物,并是HER/HER2-PI3K-Akt-NF-JB途徑靶向治療的基礎(chǔ)。

        3.2.2 PLA2與卵巢癌的關(guān)系 上皮性卵巢癌是導(dǎo)致女性死亡的主要原因之一。卵巢癌發(fā)病隱匿,大多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已到晚期。盡管有許多藥物能緩解患者癥狀,但總體死亡率仍較高。因此,卵巢癌的早發(fā)現(xiàn)早治療對于挽救癌癥患者的生命尤為重要,而PLA2G2A就是一個十分有前景的新方向。PLA2G2A在上皮性卵巢癌細(xì)胞中表達(dá)較低,其啟動子區(qū)域特定位點的甲基化是導(dǎo)致其表達(dá)的機(jī)制之一;PLA2G2A過度表達(dá)可明顯抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移,并誘導(dǎo)細(xì)胞周期G1期停滯及抑制HUVEC的遷移,這些可能通過降解β-catenin的磷酸化實現(xiàn)。有報道[27]卵巢癌細(xì)胞分泌的溶血磷脂酸(LPA)可刺激卵巢癌細(xì)胞增殖、浸潤和血管再生介質(zhì)水平增高;而分泌性磷脂酶A2(sPLA2)是產(chǎn)生LPA的限速酶,并在誘導(dǎo)LPA產(chǎn)生中起關(guān)鍵作用。

        4 展望

        越來越多的研究表明,PLA2G2A存在于多種疾病,特別是在晚期惡性腫瘤患者的血清和滲出液中PLA2G2A含量顯著增加。此外,與相應(yīng)的非腫瘤組織相比,PLA2G2A在某些腫瘤組織中的表達(dá)顯著提高,這些腫瘤組織來源于肝臟、乳腺及前列腺。一些體內(nèi)試驗進(jìn)一步證實PLA2G2A的表達(dá)導(dǎo)致人類星形細(xì)胞瘤及食管腺癌細(xì)胞的增殖,用特異性PLA2G2A抑制劑或基因敲除來減緩腫瘤的生長[28]。因此,PLA2G2A作為人類癌癥治療的新靶點,可能成為腫瘤的早期預(yù)測指標(biāo),并為腫瘤的早期監(jiān)測與個體化治療提供強(qiáng)有力的依據(jù)。

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        (2014-05-09收稿)

        (2014-07-22修回)

        (本文編輯:邢穎)

        Research progress in relationship between phospholipase A2and tumorigenesis

        Xuehui ZHANG,Peng ZHANG

        Peng ZHANG;E-mail:ckktl@163.com
        Department of Clinical Laboratory,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,National Clinical Research Center of Cancer,Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin 300060,China.

        Phospholipase A2(PLA2)has been a recent concern given the high incidence of tumors.Increasing amounts of research report that PLA2is an inflammatory factor that is closely associated with tumor incidence.Moreover,it displays high specificity, minimal biological variation,is rarely affected by other inflammation markers,and has a definite relation with the differentiation in tumors of the digestive tract,such as intestinal and gastric cancers.PLA2is also related to the invasion mechanisms,metastasis,and apoptosis of tumors.In addition,PLA2can be applied to the scoring and to the clinical and medicinal treatment of the Gleason tumor,which is found in prostatic cancers of the genital system.It is also closely related to the proliferation and infiltration of ovarian cancer cells. Therefore,PLA2can be used as a new test index for the clinical diagnosis and treatment of tumors,which may generate a new research direction with respect to the forecasting of tumor incidence and progression.The bionomics of PLA2facilitate the use of inflammatory factors in the detection procedures utilized by clinical laboratories,which can monitor the conditions of cancer patients in advance and effectively customize treatment regimens for such patients.

        phospholipaseA2,tumor,detection

        10.3969/j.issn.1000-8179.20140765

        天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院檢驗科,國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津市腫瘤防治重點實驗室(天津市300060)

        張鵬 ckktl@163.com

        張學(xué)慧 主管技師。專業(yè)方向為腫瘤臨床檢驗。

        E-mail:Zhangxuehui@163.com

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