繆錦峰，吳 仟，曹 磊，曹文波，莫賽軍*

（鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)腫瘤學(xué)教研室，河南 鄭州 450001）

GDNF和ARTN及其受體與消化系統(tǒng)腫瘤嗜神經(jīng)侵襲的關(guān)系

繆錦峰，吳 仟，曹 磊，曹文波，莫賽軍*

（鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)腫瘤學(xué)教研室，河南 鄭州 450001）

腫瘤嗜神經(jīng)侵襲（PNI）被認(rèn)為是一種新的惡性腫瘤轉(zhuǎn)移方式，也是某些腫瘤病人術(shù)后復(fù)發(fā)率高和預(yù)后差的重要原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)膠質(zhì)源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（GDNF）和ARTN的表達(dá)與某些腫瘤的侵襲呈正相關(guān)，能夠促進(jìn)腫瘤組織與其周圍神經(jīng)的相互移行，在腫瘤PNI的發(fā)展進(jìn)程中起著非常重要的作用。本文綜述了GDNF和ARTN及其受體在消化系統(tǒng)腫瘤PNI中的表達(dá)和作用機(jī)制，以期為消化系統(tǒng)腫瘤的臨床治療以及預(yù)后判斷提供新的研究思路。

腫瘤嗜神經(jīng)侵襲；神經(jīng)膠質(zhì)源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子；ARTN；消化系統(tǒng)腫瘤

腫瘤嗜神經(jīng)侵襲（perineural i nvasion，PNI）被認(rèn)為是除直接蔓延、淋巴道轉(zhuǎn)移、血道轉(zhuǎn)移、種植性轉(zhuǎn)移以外的第5種轉(zhuǎn)移方式。PNI具有特殊的發(fā)生方式，既可以在沒(méi)有淋巴或者血管的部位進(jìn)行腫瘤侵襲，也可以侵襲擴(kuò)散至遠(yuǎn)離腫瘤原發(fā)部位的區(qū)域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了任何局部腫瘤侵襲的程度［1］。因此，PNI是一種惡性度高的腫瘤轉(zhuǎn)移方式，不僅會(huì)導(dǎo)致患者發(fā)生疼痛，而且與術(shù)后復(fù)發(fā)密切相關(guān)。PNI的發(fā)生發(fā)展機(jī)制非常復(fù)雜，基質(zhì)金屬蛋白酶類、神經(jīng)生長(zhǎng)因子、神經(jīng)細(xì)胞黏附因子等都在PNI的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用。其中，神經(jīng)膠質(zhì)源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（glialderived n eurotrophic f actor，GDNF）家族的調(diào)節(jié)作用尤為突出。

GDNF家族受體包括GDNF家族受體A（GDNF family receptors A，GFRAs）和受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，Ret）兩類亞基，其中GFRAs至少有4種，即GFRA1～GFRA4。GDNF配體家族目前已知的有4種營(yíng)養(yǎng)因子：GDNF、Neurturin（NRTN）、Persephin（PSPN）和ARTNemin（ARTN） 。GDNF 和ARTN在腫瘤中表達(dá)量升高，在腫瘤PNI過(guò)程中發(fā)揮重要作用。本文擬對(duì)GDNF和ARTN在消化系統(tǒng)腫瘤PNI中的作用及機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 GDNF及其受體在消化系統(tǒng)PNI中的作用

GDNF有助于周圍神經(jīng)損傷后軸突的再生和存活，其生長(zhǎng)信號(hào)傳導(dǎo)主要依賴于 GFRA1與Ret的特異性結(jié)合。二者結(jié)合后導(dǎo)致Ret自磷酸化，啟動(dòng)信息在胞內(nèi)傳導(dǎo)［2］。

1.1 胰腺癌中GDNF與其受體的表達(dá)對(duì)PNI的影響

胰腺癌是最致命的腫瘤之一，其病死率可達(dá)99%。研究表明，神經(jīng)浸潤(rùn)是胰腺癌根治術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的常見(jiàn)原因之一，因此PNI可作為胰腺癌的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)［3］。胰腺癌中，Ret在癌細(xì)胞中呈強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)，而GDNF在癌組織內(nèi)的神經(jīng)叢中強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)；體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)GDNF對(duì)于MIA PaCa-2胰腺癌細(xì)胞具有化學(xué)趨化作用和促增殖作用，且呈劑量依賴關(guān)系；裸鼠動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步顯示，神經(jīng)組織GDNF的表達(dá)變化與胰腺癌的PNI呈正相關(guān)，但與周圍淋巴結(jié)及血管的侵犯無(wú)明顯關(guān)系［3］。綜上所述，GDNF和Ret的高表達(dá)與胰腺癌PNI發(fā)展關(guān)系密切。

目前認(rèn)為，GDNF誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞發(fā)生神經(jīng)侵襲轉(zhuǎn)移的機(jī)制與GDNF/Ret復(fù)合體的形成及下游調(diào)控信號(hào)有關(guān)：GDNF引起Ret蛋白二聚化并形成Ret-Shc-Grb2復(fù)合體，進(jìn)一步激活Ras和Raf蛋白，刺激MAPK相關(guān)信號(hào)途徑即Ras-Raf-MEK-ERK途徑，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞發(fā)生侵襲。Sawai等［4］發(fā)現(xiàn)胰腺癌細(xì)胞中Ret的過(guò)度表達(dá)可增強(qiáng)GDNF的促細(xì)胞侵襲能力，該作用與ERK或PI3K途徑有關(guān)。另外，張建良等［5］以BDNF為趨化劑，采用MAPK阻斷劑PD98059和PI3K阻斷劑LY294002處理胰腺癌細(xì)胞MIA PaCa-2，發(fā)現(xiàn)GDNF增強(qiáng)的胰腺癌細(xì)胞MIA PaCa-2的侵襲轉(zhuǎn)移能力被PD98059和LY294002所抑制。因此，認(rèn)為GDNF的促侵襲轉(zhuǎn)移能力依賴于MAPK和PI3K途徑。

1.2 結(jié)腸癌中GDNF與其受體的表達(dá)對(duì)PNI的影響

結(jié)腸癌是全球最高發(fā)的三大惡性腫瘤之一。盡管目前對(duì)于結(jié)腸癌的診治取得了較大進(jìn)展，但結(jié)腸癌患者死亡率及預(yù)后并未得到明顯改善。PNI也是結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要途徑，GDNF及其受體對(duì)其PNI的影響不容忽視。在有PNI現(xiàn)象的結(jié)腸癌組織中，GDNF表達(dá)增強(qiáng)，且癌組織內(nèi)神經(jīng)相關(guān)的GFR受體表達(dá)亦增強(qiáng)。在腸道中，GDNF與GFRa I結(jié)合可激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)腸神經(jīng)嵴前體細(xì)胞的存活和增殖［6］。但GDNF誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞遷移的具體分子機(jī)制目前仍不清楚。不過(guò)有研究顯示結(jié)腸癌中GDNF增強(qiáng)表達(dá)可通過(guò)增加VEGF-VEGFR 相互作用的結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移，這主要是由p38 MAPK， PI3K/Akt信號(hào)和HIF-1α信號(hào)通路共同調(diào)節(jié)的結(jié)果［7］。如結(jié)腸癌中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）及其受體1（VEGFR1）均能響應(yīng)GDNF 刺激而導(dǎo)致血管生成增加，該調(diào)節(jié)作用與p38 MAPK和PI3K/Akt 信號(hào)途徑相關(guān)。另外，結(jié)腸癌組織 HIF-1α表達(dá)陽(yáng)性率顯著高于癌旁組織［8］；采用藥物抑制或顯性負(fù)突變來(lái)抑制HIF-1α的表達(dá)，會(huì)導(dǎo)致GDNF誘導(dǎo)的人結(jié)腸癌細(xì)胞遷移率下降。

1.3 膽管癌中GDNF與其受體的表達(dá)對(duì)PNI的影響

近10年來(lái)膽管癌在我國(guó)的發(fā)病率以每年遞增5%的速度上升，是消化道腫瘤中發(fā)病上升速度最快的腫瘤。膽管癌神經(jīng)浸潤(rùn)與膽管癌的部位、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)［9］。在這一神經(jīng)浸潤(rùn)的過(guò)程中，GDNF起著不可替代的作用，GDNF在發(fā)生神經(jīng)浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞中表達(dá)增高，而周圍神經(jīng)組織中則穩(wěn)定表達(dá)其受體Ret/ GFRAl［10］；體外實(shí)驗(yàn)表明共表達(dá)GDNF和RET/GFRαl的腫瘤細(xì)胞的遷移能力增強(qiáng)。因此，GDNF及其受體很可能通過(guò)p38 MAPK 和PI3K/Akt信號(hào)途徑在膽管癌浸潤(rùn)神經(jīng)中發(fā)揮重要作用。

2 ARTN及其受體對(duì)消化系統(tǒng)腫瘤PNI的調(diào)節(jié)作用及機(jī)制

ARTN屬于膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子配基家族，是一種分泌性的磷酸化糖蛋白，具有促進(jìn)細(xì)胞趨化、黏附和遷移的作用［11］。ARTN在惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá)升高，調(diào)控腫瘤惡性發(fā)展進(jìn)程［12-13］。GFRα3是ARTN的受體，其表達(dá)與GFRα1和GFRα2不同，表達(dá)部位有嚴(yán)格限制性，主要見(jiàn)于外周神經(jīng)系統(tǒng)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中未見(jiàn)表達(dá)，而GFRα1和GFRα2廣泛表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官。ATRN 可優(yōu)先結(jié)合于GFRα3，在一定條件下也可和 GFRα1結(jié) 合激活下游通路，發(fā)揮其生物學(xué)效用。

2.1 食管癌中ARTN與其受體的表達(dá)對(duì)PNI的影響

食管癌是一種高度惡性的腫瘤，患者主要的死因是腫瘤的復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。PNI參與食管癌的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移。在癌旁組織中，ATRN主要在動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中表達(dá)，而在食管癌組織中ATRN在癌細(xì)胞和癌組織內(nèi)的神經(jīng)叢中均有較強(qiáng)表達(dá)，這一研究結(jié)果證實(shí)了ATRN與食管癌細(xì)胞的生物學(xué)行為有關(guān)［14］。因此，ATRN可能成為今后食管癌診斷和治療的靶點(diǎn)。基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP2）在腫瘤的形成過(guò)程中能夠降解基底膜而促進(jìn)腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移，還能夠促進(jìn)毛細(xì)血管的生成，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散。有研究表明，食管癌中MMP2的表達(dá)與ARTN呈正相關(guān)［8］。據(jù)此推測(cè)兩者的聯(lián)合表達(dá)可能與食管癌的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。

2.3 胰腺癌中ARTN與其受體的表達(dá)對(duì)PNI的影響

在胰腺癌中不僅GDNF及其受體的表達(dá)對(duì)PNI過(guò)程有促進(jìn)作用，而且ARTN及其受體的表達(dá)對(duì)胰腺癌也有不容忽視的作用，不過(guò)GDNF與ARTN及二者受體的作用機(jī)制不盡相同。

胰腺癌組織中，ATRN、GFRα3陽(yáng)性表達(dá)率分別為72.09%，67.44%，均顯著高于癌旁組織中表達(dá)水平，同時(shí)其在有神經(jīng)浸潤(rùn)的胰腺癌組織中陽(yáng)性表達(dá)率明顯高于無(wú)神經(jīng)浸潤(rùn)者［15］，這與Okada等［16］的研究結(jié)果一致。上述研究結(jié)果提示ATRN和GFRα3之間的相互作用可能促進(jìn)了胰腺癌細(xì)胞的侵襲能力，直接導(dǎo)致癌細(xì)胞侵襲至胰腺內(nèi)外神經(jīng)叢。另外，與食管癌中的調(diào)控機(jī)制相似的是，ARTN和GFRα3亦可通過(guò)增加MMP-2表達(dá)和下調(diào) E-cadherin表達(dá)而促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和侵襲能力，增強(qiáng)其侵襲行為［17］。朱棟良等［18］依此推測(cè)癌組織中的高ARTN可能是由于受浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞破壞了神經(jīng)，導(dǎo)致神經(jīng)元激活并且產(chǎn)生更多的ARTN來(lái)修復(fù)損傷的神經(jīng)。但是大量的ARTN又吸引了更多的腫瘤細(xì)胞，使受損的神經(jīng)部位形成惡性循環(huán)。這樣在ARTN的參與下，腫瘤細(xì)胞與神經(jīng)組織相互作用，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞PNI。而且，還有研究顯示癌細(xì)胞持續(xù)損傷神經(jīng)纖維，促進(jìn)背根神經(jīng)元產(chǎn)生大量ARTN蛋白，用于修復(fù)保持被損傷神經(jīng)纖維的完整性，ARTN蛋白沿神經(jīng)軸突逆向輸送至胰腺內(nèi)神經(jīng)叢，導(dǎo)致胰腺內(nèi)ARTN蛋白的表達(dá)明顯高于其mRNA表達(dá)水平［19］。目前認(rèn)為ARTN在胰腺癌神經(jīng)侵襲中的作用可能包括兩個(gè)方面：一方面可能通過(guò)旁分泌作用刺激間質(zhì)的神經(jīng)纖維增生，也可能通過(guò)神經(jīng)導(dǎo)向作用吸引神經(jīng)纖維向腫瘤增長(zhǎng)；另一方面，作用于癌細(xì)胞本身使細(xì)胞侵襲能力增強(qiáng)沿神經(jīng)纖維生長(zhǎng)擴(kuò)散［20］。還有相關(guān)研究認(rèn)為胰腺癌細(xì)胞高表達(dá)ARTN可能參與刺激間質(zhì)中的神經(jīng)纖維增生和肥大，這可能是胰腺癌神經(jīng)侵襲發(fā)生的基礎(chǔ)［21-22］。

綜上所述，ARTN和GFRA3在胰腺癌中的表達(dá)及其相互作用能誘導(dǎo)和促進(jìn)胰腺癌神經(jīng)浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移。

3 展 望

PNI是某些癌癥愈后差，易復(fù)發(fā)的重要原因之一。目前，我國(guó)惡性腫瘤的發(fā)生率和死亡率逐年上升，其中消化道惡性腫瘤占成人腫瘤發(fā)病率的50%以上，如胃癌、肝癌、大腸癌、食管癌、胰腺癌均在男女八大惡性腫瘤之列，而且癌癥發(fā)病年齡日趨年輕化。研究發(fā)現(xiàn)，GDNF和ARTN及其受體的表達(dá)與消化系統(tǒng)腫瘤PNI成正相關(guān)，在腫瘤PNI中起著不容忽視的作用。因此，GDNF和ARTN及二者的受體可以作為消化系統(tǒng)腫瘤治療的潛在靶標(biāo)。以此為研究基礎(chǔ)，可通過(guò)不同途徑抑制GDNF、ARTN及其受體的表達(dá)和調(diào)控，阻滯腫瘤中PNI過(guò)程，減少患者疼痛和腫瘤復(fù)發(fā)，提高消化系統(tǒng)腫瘤病人的生活質(zhì)量和生存期。

［1］ 王 昊，蔣愛(ài)梅，白 潔. 癌癥嗜神經(jīng)性侵襲研究進(jìn)展［J］. 中國(guó)老年學(xué)雜志 ，2012，32：2658-2660.

［2］ Mroczko B，Lukaszewicz-Zajac M，Wereszynska-Siemiatkowska U， et al. Clinical significance of the measurements of serum matrix metalloproteinase-9 and its inhibitor （tissue inhibitor of metalloproteinase-1） in patients with pancreatic cancer： metalloproteinase-9 as an independent prognostic factor［J］. Pancreas，2009，38（6）：613-618.

［3］ Hirai I，Kimura W，Ozawa K，et al. Perineural invasion in pancreatic cancer［J］. P ancreas，2002，24（1）：15-25.

［4］ Sawai H，Okada Y，Kazanjian K，et al. The G691S RET polymorphism increases glial cell line-derived neurotrophic actor-induced pancreatic cancer cell invasion by amplifying mitogen-activated protein kinase signaling［J］. Cancer Res，2005，65（24）：11536-11544.

［5］ 張建良，賈光偉，熊 輝. 膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)胰腺癌細(xì)胞侵襲的影響［J］. 新 醫(yī)學(xué)，2013，44（12）：183-187.

［6］ 鞠 躬. 神經(jīng)生物學(xué)［M］. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2004：245-246.

［7］ Huang SM，Chen TS，Chiu CM，et al. GDNF increases cell motility in human colon cancer through VEGF-VEGFR1 interaction［J］. EndocrRelat Cancer，2013，21（1）：73-84.

［8］ Long XB，Sun GB，Hu S，et al. Let-7a microRNA functions as a potential tumor suppressor in human laryngeal cancer［J］. Oncol Rep，2009，22（5）：1189-1195.

［9］ 肖 科. VEGF-A，VEGF-C及MMP-2表達(dá)調(diào)控膽管癌增殖、侵襲轉(zhuǎn)移能力及細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)研究［D］. 長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2012.

［10］ Iwahashi N，Nagasaka T，Tezel G，et al. Expression of glial cell linederived neurotrophic factor correlates with perineural invasion of bile duct carcinoma［J］.Cancer，2002，94（2）：167-174.

［11］ Xun GS，Guo FJ. Research advances of artemin ［J］. Chin J Lung Cancer，2011，14（10）：790-799.

［12］ 黃志強(qiáng). 肝門部膽管癌外科治療效果有待提高［J］. 臨床外科雜志，2006，14（1）：65-66.

［13］ Das R，Philip S，Mahabeleshiwar GH，et al. Osteopontin：its role in regulation of cell motility and nuclear factor kappa B-mediated urokinase type plasminogen activator expression［J］. IUB-MB Life，2005，57（6）：441-447.

［14］ 李書軍，邢清海，黃 睿，等. Artemin 在食管癌中表達(dá)作用的研究［J］. 天津醫(yī)藥，2010，38（12）：1025-1027.

［15］ Ceyhan GO，Giese NA，Erkan M，et al. The neurotrophic factor artemin pro-motes pancreatic cancer invasion［J］. Ann Surg，2006， 244（2） ：274-281.

［16］ Okada Y，Eibl G，Duffy JP，et al. Glial cell-derived antiapoptosit factor upregulates the expression and activation of matrix metalloproteinase-9 in human pancreatic cancer［J］. Surgery，2003，134： 293-299.

［17］ Meng LX，Chi YH，Wang XX，et al. The neurotrophic factor Artemin promotes the motility and invasiveness of MIA PaCa-2 pancreatic cancer cells［J］. C hin-Germ J Clin Oncol，2012，4：219-223.

［18］ 朱棟良，羅地來(lái)，羅 剛，等. Artemin、GFRA3在胰腺癌中的表達(dá)及其與胰腺癌神經(jīng)浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移的相關(guān)性［J］. 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（3）：428-431.

［19］ Honma Y，Araki T，Gianino S，et al. Artemin is a vascular-derived neurotropic factor for developing sympathetic neurons［J］. Neuron，2002，35：267-282.

［20］ 朱明華，高 莉. 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子Artemin在胰腺癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用［D］. 上 海：第二軍醫(yī)大學(xué)，2012.

［21］ Ceyhan GO，Bergmann F，Kadihasanoglu M，et al. The neurotrophic factor artemin influences the extent of neural damage and growth in chronic pancreatitis［J］. G ut，2007，56（4）：534-544.

［22］ Ceyhan GO，Demir IE，Rauch U，et al. Pancreatic neuropathy results in "neural remodeling" and altered pancreatic innervation in chronic

R73-37

A

1004-616X（2014）01-0068-03

10.3969/j.issn.1004-616x.2014.01.015

2014-06-09；

2014-09-27

國(guó)家自然科學(xué)青年基金（81101686）；河南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（12A 310008）

作者信息：繆錦峰，E-mail：88968732@qq.com。*通信作者： 莫賽軍，E-mail:sjmo@zzu.edu.com