金 明綜述，張志偉，羅招陽審校

（南華大學(xué)腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

鈣網(wǎng)蛋白與腫瘤的相關(guān)研究進(jìn)展

金 明綜述，張志偉，羅招陽審校

（南華大學(xué)腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

鈣網(wǎng)蛋白； 腫瘤； 信號(hào)傳導(dǎo)； 腫瘤侵潤(rùn)； 腫瘤轉(zhuǎn)移； 綜述

鈣網(wǎng)蛋白（CRT）是一種高度保守的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)伴侶蛋白，參與各種細(xì)胞活動(dòng)過程。1974年，CRT被分離出來，并被鑒定為鈣離子結(jié)合蛋白。大量研究表明，CRT對(duì)不同腫瘤的發(fā)展具有重要的影響，且對(duì)腫瘤形成和進(jìn)展的影響可能取決于細(xì)胞類型和臨床分期[1-3]。本文總結(jié)CRT的生物學(xué)作用在腫瘤中表達(dá)的臨床意義和促進(jìn)腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的信號(hào)通路。

1 CRT的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 CRT的結(jié)構(gòu) 人類CRT基因位于第19號(hào)染色體，由9個(gè)外顯子和8內(nèi)含子構(gòu)成，其開放性閱讀框架長(zhǎng)度為1 254 bp，編碼由417個(gè)氨基酸組成的酸性蛋白質(zhì)。CRT主要定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)外均具有多種功能[1]。它由N末端可切割的信號(hào)序列和1個(gè)C末端內(nèi)質(zhì)網(wǎng)賴氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-亮氨酸（KDEL）定位信號(hào)組成。CRT的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)表明，該蛋白質(zhì)由3個(gè)結(jié)構(gòu)域組成，即N-結(jié)構(gòu)域、P-結(jié)構(gòu)域（高親和性、低容量）和C-結(jié)構(gòu)域（低親和性、高容量）[2]。富含脯氨酸的P-結(jié)構(gòu)域包含兩組3個(gè)重復(fù)區(qū)域。這些重復(fù)的氨基酸序列形成凝集素樣分子伴侶結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得CRT具有蛋白質(zhì)折疊功能。此外，CRT的P-結(jié)構(gòu)域也是一個(gè)高親和力和低容量的鈣離子結(jié)合區(qū)[3]。

CRT的 C-末端中有 1個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)序列KDEL，因而這種蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中含量豐富。CRT也在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞表面表達(dá)[4]。C-結(jié)構(gòu)域?qū)RT從E內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔易位到細(xì)胞質(zhì)中具有重要作用。進(jìn)一步的研究還表明，該易位過程是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中鈣耗竭所觸發(fā)的[5]。細(xì)胞表面的CRT與巨噬細(xì)胞吞噬和細(xì)胞的免疫原性相關(guān)[6]。CRT作為一種多功能蛋白，可能參與細(xì)胞的各種生理和病理過程。

1.2 CRT的生物學(xué)功能 在以往的研究中已提出CRT參與細(xì)胞的各種生理和病理過程中。CRT在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的2個(gè)主要功能是蛋白質(zhì)分子伴侶和鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。此外，非ER的CRT也能調(diào)節(jié)重要的生物學(xué)功能，包括細(xì)胞黏附、基因表達(dá)和RNA穩(wěn)定性。

1.2.1 蛋白質(zhì)分子伴侶 ER是用于合成、折疊和運(yùn)輸分泌蛋白的重要細(xì)胞器。這些功能是通過分子伴侶促進(jìn)蛋白正確的折疊和組裝來實(shí)現(xiàn)的。最近的研究表明，CRT涉及參與蛋白質(zhì)合成過程中的質(zhì)量控制過程，包括整合體、表面受體及轉(zhuǎn)運(yùn)者[7]。

1.2.2 鈣平衡 鈣離子主要儲(chǔ)存在ER腔，是影響許多細(xì)胞過程的一個(gè)普遍的信號(hào)分子。許多研究表明，鈣離子結(jié)合分子伴侶影響內(nèi)ER內(nèi)鈣離子的存儲(chǔ)容量[8-9]。CRT被認(rèn)為是一種細(xì)胞內(nèi)鈣離子調(diào)節(jié)劑，其包含了P-結(jié)構(gòu)域和C-結(jié)構(gòu)域這2個(gè)鈣離子的結(jié)合位點(diǎn)，ER腔中超過50%的鈣離子與CRT相關(guān)。因此，較高水平的CRT可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子儲(chǔ)存的增加。相反，CRT缺失的細(xì)胞對(duì)鈣離子在ER腔中的存儲(chǔ)具有較低的容量。另外，CRT的功能異常也與脂肪細(xì)胞分化[10]和滲透壓下的漢勒循環(huán)調(diào)節(jié)有關(guān)[11]。這些研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了CRT在維持鈣穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。

1.2.3 細(xì)胞黏附 CRT可能參與細(xì)胞黏附的概念是基于通過多種機(jī)制對(duì)灶性接觸的調(diào)節(jié)[12]。細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）分子對(duì)于灶性接觸的形成很重要。一些研究表明，鈣網(wǎng)蛋白水平的改變的影響不同的細(xì)胞外基質(zhì)的細(xì)胞黏附[13]。Papp等[14]發(fā)現(xiàn)，CRT對(duì)細(xì)胞的黏附性控制是通過調(diào)節(jié)纖維連接蛋白表達(dá)和基質(zhì)沉積。CRT的這些效應(yīng)是通過鈣離子依賴性的CRTc-Src活性來調(diào)節(jié)的。此外，已有研究結(jié)果顯示，CRT介導(dǎo)的細(xì)胞黏附可能是由于CRT與整合素之間的直接相互作用，即通過結(jié)合整合素α亞基細(xì)胞質(zhì)KXGFFKR基序[15]。這些研究表明，CRT與細(xì)胞的黏合性有著緊密聯(lián)系，且在調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

1.2.4 其他 CRT作為反式作用因子，可以調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)CRT在細(xì)胞外環(huán)境中具有一些新的功能，例如，對(duì)皮膚傷口愈合的作用及在血液和尿液中可能具有診斷性應(yīng)用價(jià)值。

1.3 CRT表達(dá)的調(diào)節(jié) 人類CRT基因位于第19號(hào)染色體，其啟動(dòng)子區(qū)域包含多重調(diào)節(jié)位點(diǎn)。CRT的啟動(dòng)子區(qū)包含許多已命名轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，且這些轉(zhuǎn)錄因子中已有許多被認(rèn)定為CRT表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子。此外，鈣耗竭和ER應(yīng)激被認(rèn)為是CRT轉(zhuǎn)錄的重要激活劑[16]。最近研究還表明，神經(jīng)生長(zhǎng)因子（NGF）在卵巢細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的分化[17-18]過程中也可上調(diào)CRT的表達(dá)。這些研究結(jié)果表明CRT的表達(dá)可參與眾多的生理和病理過程。

2 CRT與腫瘤

2.1 CRT在不同腫瘤中表達(dá)的臨床意義 在各種腫瘤中，CRT表達(dá)水平與腫瘤發(fā)生之間的相關(guān)性已被廣泛研究，大多數(shù)研究表明，CRT在腫瘤組織中的表達(dá)水平顯著高于其在正常組織[19]。有研究表明，在胃癌和乳腺癌中，CRT的表達(dá)水平與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)[16，20]。此外，CRT表達(dá)水平較高的胰腺癌和食管鱗狀細(xì)胞癌[21]患者生存率非常低。有研究結(jié)果顯示，CRT表達(dá)水平在口腔癌[22]、乳腺導(dǎo)管癌[23]、結(jié)直腸癌[24]中呈顯著上調(diào)。此外，CRT的表達(dá)水平不僅在膀胱癌組織中增高[25]，尿中的CRT也被證實(shí)可以作為檢測(cè)膀胱尿路上皮癌的一種有用的生物標(biāo)志物。鈣網(wǎng)蛋白高表達(dá)在腫瘤進(jìn)展中可能發(fā)揮著關(guān)鍵作用。另一方面，CRT在卵巢癌進(jìn)展中的作用尚無定論。與原發(fā)腫瘤和實(shí)性器官轉(zhuǎn)移相比，在伴惡性胸腔積液的高分化卵巢癌中，CRT的表達(dá)隨著疾病的進(jìn)展表達(dá)下降[26]。另外，積液中CRT的表達(dá)水平可能與化療更相關(guān)，且生存率與CRT的表達(dá)是不相關(guān)的。更進(jìn)一步地說，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中CRT的高表達(dá)被證明具有更好的預(yù)后和組織學(xué)分化類型[27]。因此，CRT對(duì)腫瘤的形成和進(jìn)展的影響取決于不同的細(xì)胞類型和臨床分期。最近，在骨髓增殖性腫瘤（MPN）中檢測(cè)到了CRT基因的突變[28]。這些CRT的突變，包括52 bp缺失和插入5 bp某些堿基對(duì)將導(dǎo)致移碼突變[29]。由突變的CRT基因所編碼的蛋白缺乏C-末端KDEL域，因此其可能會(huì)影響正常鈣離子的結(jié)合和細(xì)胞生長(zhǎng)。

2.2 CRT對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖的影響 突變細(xì)胞的快速增殖是腫瘤形成的特點(diǎn)。已有許多研究闡明，控制CRT表達(dá)水平對(duì)不同類型腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞增殖都有重要影響。在胰腺細(xì)胞中，CRT過表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞的生長(zhǎng)，而敲低CRT對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)[30]具有相反的效果。此外，在口腔癌細(xì)胞中，CRT的消耗引起細(xì)胞周期停滯G0/G1期，從而導(dǎo)致其顯著抑制生長(zhǎng)速率、集落形成的能力。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的調(diào)節(jié)血管生成的作用已有案可稽[31]。因?yàn)橛赡[瘤細(xì)胞分泌，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子結(jié)合特異性受體，并激活下游信號(hào)通路，包括絲裂原活化蛋白激酶（MAPK），以及可以促進(jìn)細(xì)胞增殖、存活、遷移和血管生成的Ras/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）[32]。盡管許多研究表明CRT能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)，但仍有研究提出了關(guān)于這個(gè)問題的不同觀點(diǎn)。此外，血管抑制因子是CRT中的1個(gè)片段，被認(rèn)為是一種抗血管生成因子，并可以抑制細(xì)胞內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞增殖[33]。最近的研究還表明，在神經(jīng)細(xì)胞瘤細(xì)胞中CRT可以上調(diào)VEGF的表達(dá)，抑制細(xì)胞增殖，并增強(qiáng)細(xì)胞分化[34]。這些結(jié)果證明，CRT對(duì)細(xì)胞增殖的影響可能取決于細(xì)胞類型。

2.3 CRT與腫瘤轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移是腫瘤進(jìn)展的重要事件。此機(jī)制涉及許多過程，包括細(xì)胞黏附、遷移和侵襲。在胃癌、胰腺癌、前列腺癌和卵巢癌中鈣網(wǎng)蛋白過表達(dá)有助于腫瘤的轉(zhuǎn)移。對(duì)CRT介導(dǎo)的細(xì)胞遷移或黏附力的可能機(jī)制已有深入研究。其中一個(gè)可能的機(jī)制是CRT是少數(shù)細(xì)胞質(zhì)蛋白之一，可以直接與整合素α亞基相互作用。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在CRT高表達(dá)的上皮間質(zhì)樣細(xì)胞中，在整合素依賴性的細(xì)胞黏附力在纖維連接蛋白上明顯受到了影響[35]。

其他機(jī)制學(xué)說也提出了CRT通過焦點(diǎn)接觸依賴性方式來調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附和遷移。這個(gè)理論得到進(jìn)一步支持，因?yàn)椴煌降腃RT的影響ECM的表達(dá)。對(duì)CRT在小鼠L-成纖維細(xì)胞表達(dá)的控制，已經(jīng)對(duì)其纖連蛋白的合成產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。這些影響可能是由于對(duì)c-Src活性的調(diào)節(jié)。

CRT表達(dá)較高的細(xì)胞其黏附性增高，這與CRT/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ途徑相關(guān)。此外，細(xì)胞表面的CRT與血小板相互作用，并通過磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）依賴性途徑以調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附力。這些研究表明，CRT通過各種機(jī)制在調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附和遷移中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2．4 CRT與抗腫瘤治療 暴露在細(xì)胞表面的CRT（與破壞腫瘤細(xì)胞相關(guān)）具有一個(gè)重要的作用，就是誘導(dǎo)免疫應(yīng)答。細(xì)胞表面的CRT有利于巨噬細(xì)胞吞噬凋亡細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。在多種人類腫瘤中表達(dá)在細(xì)胞表面上的CRT被認(rèn)為是一個(gè)“促吞噬”的信號(hào)，且CRT的這種促吞噬功能是由抗吞噬信號(hào)CD47所中斷。已有研究報(bào)道，在腫瘤細(xì)胞中一個(gè)抗吞噬信號(hào)CD47的增加伴隨著CRT的高表達(dá)，從而逃避免疫系統(tǒng)的吞噬作用。因此，通過抗CD47抗體來阻斷這種功能，可能可以增強(qiáng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的吞噬和攝取，從而起到治療作用。CRT介導(dǎo)的免疫機(jī)制可能為開發(fā)新的抗腫瘤療法提供重要策略。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣水平也與CRT易位到細(xì)胞表面有關(guān)。毒胡蘿卜素治療可導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣耗損，并升高細(xì)胞表面CRT的表達(dá)和分泌。此外，一些化學(xué)治療劑，如蒽環(huán)類抗生素，也可以影響CRT易位到腫瘤細(xì)胞表面的過程。CRT在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)對(duì)于激活免疫應(yīng)答是非常重要的。因此，增加細(xì)胞表面CRT的暴露可能是研究殺死腫瘤細(xì)胞以實(shí)現(xiàn)抗腫瘤治療的一個(gè)潛在方法。

3 CRT相關(guān)的信號(hào)通路

在腫瘤形成過程中，CRT通過某些通路發(fā)揮其促癌及促侵襲作用，以下是幾條可能的通路。

3.1 Slug/E-鈣黏蛋白通路 E-鈣黏蛋白抑制腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲，有研究證實(shí)，狗腎CRT高表達(dá)的細(xì)胞中不僅出現(xiàn)了E-鈣黏蛋白的表達(dá)下調(diào)，還增強(qiáng)了細(xì)胞的遷移潛能[36]。

3.2 CTTN-PI3K-Akt信號(hào)通路 蛋白激酶B（Akt）是一種細(xì)胞重要活動(dòng)的主要調(diào)節(jié)物，其活化需要與PI3K相互作用來實(shí)現(xiàn)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT3）可以調(diào)節(jié)Akt的表達(dá)，由此可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的增殖、生存和侵襲[37]?，F(xiàn)已證實(shí)，在食管鱗癌細(xì)胞中，CRT作為STAT3上游的調(diào)控因子，可以增強(qiáng)CTTN的轉(zhuǎn)錄，從而間接加速PI3K/Akt通路，最終將增加腫瘤細(xì)胞的動(dòng)力及對(duì)抗失巢凋亡的能力[38]。

3.3 鈣通路 鈣能夠調(diào)節(jié)變形細(xì)胞動(dòng)力的多個(gè)方面，且能誘導(dǎo)肌球蛋白Ⅱ的膜定位，而此蛋白最終能有效地引發(fā)細(xì)胞遷移[39]。細(xì)胞內(nèi)鈣的調(diào)節(jié)在細(xì)胞遷移過程中起著主要決定作用[40]。CRT可能通過其對(duì)細(xì)胞內(nèi)外鈣穩(wěn)態(tài)的作用來誘導(dǎo)細(xì)胞遷移和惡性侵襲。

3.4 TSP1-CRT-LRP1信號(hào)通路 凝血酶敏感蛋白-1（TSP1）是細(xì)胞的黏附力和動(dòng)力的一個(gè)主要調(diào)節(jié)因子，而這些作用是通過其氨基末端與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白（CRT-LRP1）受體復(fù)合體的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的。此作用將導(dǎo)致細(xì)胞黏附相關(guān)性信號(hào)的表達(dá)減弱，并最終通過分解局部的黏附來增加細(xì)胞的動(dòng)力。在小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中，TSP1-CRT-LRP1通路可激活類似PI3K和Akt這樣促生存信號(hào)，而這些信號(hào)可以促進(jìn)對(duì)細(xì)胞凋亡的抑制作用[41]。

3.5 其他通路 已有報(bào)道，在胃癌細(xì)胞中，CRT的過表達(dá)與VEGF表達(dá)上調(diào)之間無論是在信使RNA還是蛋白水平都具有相關(guān)性[42]。這種促血管生成的作用可能是腫瘤中CRT依賴性侵襲和轉(zhuǎn)移潛能的一種機(jī)制[42]。

4 展 望

在不同類型腫瘤中，CRT的異常表達(dá)水平與病理結(jié)果高度相關(guān)。CRT在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)外參與多種細(xì)胞功能。CRT的2個(gè)主要功能是蛋白質(zhì)分子伴侶和鈣穩(wěn)態(tài)。另有研究表明，非內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的CRT也在腫瘤的發(fā)展過程中起著關(guān)鍵性作用。其中一個(gè)重要的CRT介導(dǎo)的調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附的機(jī)制是通過與整合素相互作用。同連接到細(xì)胞外基質(zhì)一樣，整合素的活化通過各種整合細(xì)胞質(zhì)結(jié)合蛋白來影響細(xì)胞骨架的動(dòng)力。近年來，CRT被稱為整合素α亞單位的結(jié)合蛋白，其可以通過FUT1水平影響糖基化整合來促進(jìn)β整合素的激活。從這一點(diǎn)出發(fā)，有助于更好地理解CRT是如何調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附力的。但是CRT的真正作用還有待根據(jù)其在多種細(xì)胞活動(dòng)中的相互作用和信號(hào)通路進(jìn)行證實(shí)，并有望通過高通量分析平臺(tái)得到進(jìn)一步闡明。后續(xù)研究重點(diǎn)不僅應(yīng)放在劃分CRT促進(jìn)惡性發(fā)展和促進(jìn)侵襲的機(jī)制上，同時(shí)還要集中研究確定可能的相關(guān)基因和信號(hào)通路，這些研究結(jié)果將明確CRT在腫瘤生物學(xué)中的作用及對(duì)臨床的指導(dǎo)作用。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.021

A

1009-5519（2015）21-3265-04

2015-06-25）

金明（1988-），女，湖南長(zhǎng)沙人，碩士研究生，主要從事臨床病理學(xué)的研究；E-mail：779193076@qq.com。