摘要:鐵蛋白輕鏈(ferritin light chain,F(xiàn)TL)是鐵蛋白的一種亞基,主要參與機(jī)體細(xì)胞內(nèi)鐵的儲(chǔ)藏與轉(zhuǎn)運(yùn)??硅F蛋白輕鏈自身抗體(以下簡(jiǎn)稱FTL抗體)在消化道癌患者體內(nèi)含量和陽性率均高于正常組,表明FTL是一種腫瘤相關(guān)抗原,可作為消化道癌高危人群篩檢和早期診斷的標(biāo)志物。PARs屬G蛋白偶聯(lián)受體,研究發(fā)現(xiàn)PARs的4種亞型PAR1,PAR2,PAR3和PAR4與消化道腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。筆者對(duì)FTL抗體和PARs在消化道腫瘤中的病理生理作用進(jìn)行綜述。
關(guān)鍵詞:鐵蛋白輕鏈;蛋白酶激活受體3;消化道腫瘤
【中圖分類號(hào)】R735 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-8602(2015)03-0089-02
消化系統(tǒng)惡性腫瘤是目前世界上常見的一類惡性腫瘤,近年來,消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率呈逐年上升的趨勢(shì),并且部分腫瘤如胃癌、肝癌、胰腺癌等的預(yù)后較差,己成為嚴(yán)重威脅人類生命和健康的重大疾病之一。目前,大多數(shù)腫瘤仍是手術(shù)切除為主,放療、化療為輔的治療模式。雖然在腫瘤外科治療上我國醫(yī)學(xué)臨床工作者已經(jīng)取得了舉世矚目的成績,但是某些腫瘤如肝癌、胰腺癌起病隱匿,早期多無明顯的或僅輕微的臨床癥狀,一般的診斷方法也很難發(fā)現(xiàn)或確診。臨床上一旦癥狀明顯,基本上已經(jīng)屬于中晚期,那么患者往往因?yàn)樵\斷延誤而失去最佳治療時(shí)間,致使治療效果較差,致使預(yù)后較差,死亡率上升。因此,如何提高腫瘤的早期診斷率便顯得尤為重要。近年來,人類基因組計(jì)劃完成之后,蛋白質(zhì)組學(xué)研究成為后基因時(shí)代生命科學(xué)的主要研究領(lǐng)域,其相關(guān)技術(shù)也迅速發(fā)展,如雙向電泳、質(zhì)譜分析、蛋白質(zhì)組信息學(xué),從新的角度研究腫瘤,尋找腫瘤標(biāo)一記蛋白,闡明其表達(dá)水平的變化與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系??硅F蛋白輕鏈自身抗體(抗FTL自身抗體)和蛋白酶激活受體3(PAR3)對(duì)消化道腫瘤的早期診斷的意義越來越多的受到學(xué)者的關(guān)注。
1.抗鐵蛋白輕鏈自身抗體(FTL抗體)
1.1鐵蛋白
鐵蛋白是1884年Schmiedeber發(fā)現(xiàn)的水溶性鐵儲(chǔ)存蛋白,1937年被Laufberger命名為鐵蛋白。1965年Richter等從腫瘤細(xì)胞株中分離出鐵蛋白,并發(fā)現(xiàn)鐵蛋白存在于各種組織和體液中。鐵蛋白是體內(nèi)鐵儲(chǔ)存的主要形式,參與多種生理、病理過程,血清鐵蛋白升高與腫瘤有關(guān)。鐵蛋白具有兩個(gè)亞基,輕型(L型)和重型(H型),不同比例的亞基聚合形成不同的鐵蛋白同工酶。由于游離鐵可誘發(fā)氧化反應(yīng)、DNA損傷,繼而誘發(fā)腫瘤,當(dāng)體內(nèi)鐵增加時(shí),鐵蛋白攝取鐵,并將二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵貯存,故鐵蛋白可保護(hù)脂質(zhì)、DNA和蛋白免受鐵毒性,因而鐵蛋白可作為腫瘤輔助診斷的指標(biāo),單純鐵蛋白升高對(duì)惡性腫瘤的診斷有一定的參考價(jià)值。目前大量臨床和流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),體內(nèi)鐵蛋白儲(chǔ)存量增高可能與罹患肝癌、肺癌、結(jié)腸癌、食管癌、胃腸道腫瘤和胰腺癌、乳腺癌有關(guān),特別是當(dāng)肝癌AFP測(cè)定值較低的情況可用鐵蛋白測(cè)定值補(bǔ)充以提高診斷率。
1.2鐵蛋白輕鏈
鐵蛋白輕鏈(ferritin light chain,F(xiàn)TL)是鐵蛋白的一種亞基,主要參與機(jī)體細(xì)胞內(nèi)鐵的儲(chǔ)藏與轉(zhuǎn)運(yùn)。有研究表明,F(xiàn)TL在晚期胃癌及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中的表達(dá)持續(xù)高于在正常粘膜的表達(dá);FTL基因在肺癌組織中異常表達(dá)。
研究結(jié)果顯示,消化道癌患者體內(nèi)FTL抗體含量和陽性率均高于正常組,表明FTL是一種腫瘤相關(guān)抗原,在常見消化道腫瘤患者體內(nèi)異常表達(dá),篩檢試驗(yàn)的結(jié)果提示FTL抗體可作為消化道癌高危人群篩檢和早期診斷的標(biāo)志物?!?】
2.PAR3
2.1蛋白酶激活受體PARs
2.1.1 PARs的結(jié)構(gòu)
蛋白酶激活受體(PARs)是近年新發(fā)現(xiàn)的G蛋白偶聯(lián)受體,它們被激活后所發(fā)揮的生物學(xué)活性與消化道腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。PARs 屬7次跨膜的單鏈G蛋白偶聯(lián)受體家族,包括PAR1,PAR2,PAR3和PAR4 4種亞型。PAR1,PAR3和PAR4是凝血酶受體,而PAR2是胰蛋白酶和類胰蛋白酶的受體。人源的4個(gè)PARs在結(jié)構(gòu)上都是由N-末端、胞外第2個(gè)loop環(huán)區(qū)以及胞內(nèi)C-末端所組成。PAR1和PAR2的基因位于染色體5q13,相隔100kb。PAR3的基因位于染色體19p12,而PAR4的基因位于染色體9p12。凝血酶可通過細(xì)胞膜上的受體PARs來發(fā)揮其細(xì)胞學(xué)效應(yīng),如破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞的屏障而增加血管的通透性;影響血管內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移與細(xì)胞外基質(zhì)的黏附,并促進(jìn)血栓調(diào)節(jié)素(TM),血管內(nèi)皮生長因子(VEGF),血小板衍生因子(PDGF),成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)的分泌表達(dá);引起 VEGF受體的表達(dá)上調(diào)等,其細(xì)胞學(xué)效應(yīng)主要表現(xiàn)為促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。【2】
2.1.2 PARs的功能
PAR1、PAR2在包括血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、胃腸道上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、肥大細(xì)胞、神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞等在內(nèi)的多種細(xì)胞中均有表達(dá),PAR1在血栓形成、炎癥反應(yīng)、血管活性、免疫系統(tǒng)功能、血管增生性疾病等過程中有著重要的作用。PAR2的mRNA在小腸、結(jié)腸、肝臟、胰腺中高表達(dá),在胃的表達(dá)低于其它組織【3】。
消化道平滑肌的收縮與舒張是實(shí)現(xiàn)消化系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。當(dāng)PAR1被凝血酶激活后可直接導(dǎo)致消化道血管平滑肌的收縮和一氧化氮介導(dǎo)的血管內(nèi)皮舒張作用,還可引起前列腺素依賴上皮的氣道平滑肌的收縮和舒張。目前認(rèn)為PAR4在介導(dǎo)的食管平滑肌舒張機(jī)制和血小板、胃腸道、血管以及氣道平滑肌中凝血酶雙受體調(diào)節(jié)機(jī)制均與PAR1相似。PAR1介導(dǎo)的收縮作用依賴于鈉離子的滲透性的增加,而鈉離子滲透壓的增加通常和L型Ca2+通道造成的胞外Ca2+內(nèi)流是相對(duì)應(yīng)的。PAR4 介導(dǎo)的舒張作用依賴于鉀離子通道的激活,PAR4 介導(dǎo)的平滑肌組織舒張還有前列腺素和一氧化氮的參與,它們抵抗河豚毒素、阻斷β腎上腺能受體并抑制蛋白激酶A(PKA),因此認(rèn)為在感染和出血性疾病中PAR4有減輕由凝血酶刺激和PAR1介導(dǎo)的平滑肌過度興奮的作用【2】。
2.1.3 PARs與腫瘤的關(guān)系
PAR1在侵襲性的黑色素瘤、結(jié)腸癌、前列腺癌以及侵襲性的乳腺癌中均過表達(dá)。免疫組化和原位雜交研究發(fā)現(xiàn),PAR1不僅表達(dá)于惡性腫瘤細(xì)胞,在形成腫瘤微環(huán)境的相關(guān)細(xì)胞中亦有表達(dá),如巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、反應(yīng)性間質(zhì)成纖維細(xì)胞等。反應(yīng)性間質(zhì)成纖維細(xì)胞能夠降解間質(zhì)蛋白,利于腫瘤細(xì)胞粘附、運(yùn)動(dòng)及增殖。而在良性腫瘤、非轉(zhuǎn)移或正常上皮細(xì)胞周圍卻沒有發(fā)現(xiàn)間質(zhì)成纖維細(xì)胞。這亦顯示了表達(dá)PAR1的成纖維細(xì)胞在形成腫瘤微環(huán)境中的作用。
PAR2能夠?qū)Χ喾N腫瘤的發(fā)生和發(fā)展起作用,包括胃癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、子宮頸癌。在乳腺癌組織中,PAR1和PAR2分布于癌細(xì)胞、肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及轉(zhuǎn)移的腫瘤組織微環(huán)境中的脈管平滑肌細(xì)胞。
hPAR1反義基因表達(dá)的研究顯示,細(xì)胞系中PAR1表達(dá)水平降低,細(xì)胞增殖能力和侵襲力均減弱,不利于腫瘤的形成和生長。PAR1能夠促進(jìn)腫瘤生長可能是因?yàn)樗軌虼龠M(jìn)血管生成。由于異常的脈管發(fā)育,大約50%的PAR1基因缺陷的小鼠在未成熟前死亡,而內(nèi)皮細(xì)胞PAR1表達(dá)系統(tǒng)的及時(shí)修復(fù)能夠提高這些小鼠的生存率。
在子宮內(nèi)膜癌去分化和子宮肌層侵襲的過程中,PAR2的表達(dá)上調(diào),因此PAR2可能通過促進(jìn)血管生成來促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生和發(fā)展。還有研究表明PAR2可能通過促進(jìn)血管生成來促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展,并認(rèn)為應(yīng)當(dāng)將PAR2的表達(dá)水平作為卵巢癌一個(gè)新的預(yù)后指標(biāo)。但有研究表明,PAR2對(duì)腫瘤的形成和生長起抑制作用。在用化學(xué)誘導(dǎo)的方法刺激小鼠8周后,小鼠的表皮開始出現(xiàn)腫瘤。13周后,PAR2缺陷的小鼠平均每只生成的腫瘤個(gè)數(shù)是14個(gè),野生型的小鼠平均每只生成的腫瘤個(gè)數(shù)是8個(gè)。這就表明PAR2可能在一些特定的組織中對(duì)腫瘤起到一定的抑制作用。
2.2 PAR3
PAR3又稱為細(xì)胞極性(polarity)蛋白分子,廣泛分布于機(jī)體的多種組織和細(xì)胞中,對(duì)機(jī)體細(xì)胞功能調(diào)節(jié)具有重要作用,尤其是對(duì)上皮細(xì)胞連接的形成、維持以及重建均起著重要作用?;蚯贸齈AR3分子,可使細(xì)胞連接分子表達(dá)下降,細(xì)胞連接松散,導(dǎo)致細(xì)胞分化的改變,或腫瘤轉(zhuǎn)移的發(fā)生【4】。
盡管PAR3在腫瘤研究方面報(bào)道較少,已有研究顯示上皮細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞方向轉(zhuǎn)化早期,即細(xì)胞發(fā)生間變時(shí),首先表現(xiàn)為細(xì)胞連接的破壞。文獻(xiàn)報(bào)道,PAR3與PAR6和aPKC是以一種蛋白復(fù)合體的形式存在,與細(xì)胞連接的形成和維持有很重要的關(guān)系【23】。研究發(fā)現(xiàn)某些原因使PAR3表達(dá)下調(diào)時(shí),會(huì)使復(fù)合體PAR3和aPKC分子從細(xì)胞膜向胞質(zhì)轉(zhuǎn)位,其結(jié)果使上皮細(xì)胞極性消失,連接松散,細(xì)胞出現(xiàn)間變特征。TGF-b可下調(diào)E-cadherin表達(dá),但這一作用可被過表達(dá)PAR3逆轉(zhuǎn),因此可以認(rèn)為,PAR3不僅對(duì)細(xì)胞側(cè)面連接的蛋白分子的表達(dá)具有重要的調(diào)控。而且也可能是上游因子作用的靶點(diǎn),上游因子通過PAR3調(diào)控下游的細(xì)胞連接分子的表達(dá),進(jìn)而對(duì)上皮細(xì)胞的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。
上皮細(xì)胞分布在組織器官的內(nèi)外表面,要將這些上皮細(xì)胞有機(jī)的分布在組織三維結(jié)構(gòu)的表面,需要包括極性、黏附、生長等多種生理功能共同協(xié)作完成。在此過程中,跨膜蛋白PAR3是上皮組織最重要的極性的構(gòu)建者和維持者,當(dāng)PAR3功能發(fā)生變化,則上皮細(xì)胞極性減少或消失,上皮細(xì)胞從上皮組織中逃逸出來,進(jìn)入細(xì)胞間質(zhì),從而改變組織微環(huán)境。腫瘤的病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤進(jìn)程中,組織極性和細(xì)胞極性都將消失【5】。
3.展望
消化道腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素影響、多基因參與、多階段緩慢復(fù)雜的發(fā)展過程,在分子水平上多表現(xiàn)為腫瘤相關(guān)基因結(jié)構(gòu)和/或功能的異常,如基因突變、蛋白質(zhì)多膚表達(dá)上調(diào)或下降、癌基因的激活和抑癌基因的失活等。抗FTL在消化道腫瘤組織中的高表達(dá),對(duì)消化道腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起到了促進(jìn)作用;而PAR3對(duì)上皮細(xì)胞連接的形成、維持以及重建均起著重要作用,對(duì)消化道腫瘤起到了一定的抑制作用。因此,監(jiān)測(cè)抗FTL和PAR3的表達(dá)水平為結(jié)直腸腫瘤的早期診斷提供了重要的理論依據(jù)。
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