王曉雨，向陽

婦科腫瘤研究

CD105在婦科惡性腫瘤中的應用及研究進展

王曉雨，向陽△

腫瘤血管的生成在腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移中至關重要，其可以滿足腫瘤生長的代謝需要并為遠處轉(zhuǎn)移提供血管通路，因此被認為與腫瘤的預后密切相關。CD105又名Endoglin，是轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）受體超家族的成員之一，在標記腫瘤新生血管中具有較好的特異性。近年來，CD105越來越多地應用于婦科惡性腫瘤的診斷及預后判斷，其在血管內(nèi)皮細胞以外的腫瘤實質(zhì)及間質(zhì)細胞中的作用及機制正逐步被揭示，全面了解CD105的生物學特性將為探究婦科惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制、預防、診斷及治療提供新的思路和治療靶點。

轉(zhuǎn)化生長因子β；生殖器腫瘤，女（雌）性；受體，轉(zhuǎn)化生長因子β；CD105

卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌是婦科常見的三大惡性腫瘤，其發(fā)生、發(fā)展及腫瘤細胞的浸潤轉(zhuǎn)移離不開新生血管。目前的治療，早期患者多以手術為主，晚期患者輔以放療、化療等綜合治療，但療效不滿意，復發(fā)率較高，且手術的并發(fā)癥以及放療、化療的不良反應均嚴重影響著患者的生活質(zhì)量。CD105又名Endoglin，是一種同型二聚體細胞膜糖蛋白，分子質(zhì)量約為180 ku，人類CD105編碼基因位于9號染色體長臂（9q34-qter），是轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）受體超家族的成員之一。作為一種與增生有關的細胞膜抗原，CD105在評價腫瘤血管生成和預后上具有較好的特異性［1］。同時，CD105在腫瘤實質(zhì)及間質(zhì)細胞中也具有十分重要的作用，沉默CD105基因可抑制腫瘤細胞生成。本文就CD105的結構、功能及其在婦科惡性腫瘤中的研究和應用進行綜述。

1 CD105的結構

人類CD105為658個氨基酸組成的長鏈蛋白，由較短的細胞內(nèi)結構、跨膜區(qū)域和較長的細胞外結構組成。細胞外結構包含了孤立和透明帶結構域，其中后者含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽（RGD）鏈接序列，其可成為整合素作用位點，最近發(fā)現(xiàn)在白細胞黏附和游出中CD105也發(fā)揮重要作用［2］。透明帶結構域可與TGF-β受體Ⅱ（TGF-βRⅡ）和活化素受體樣激酶（ALK）結合，而細胞內(nèi)結構包含絲氨酸和蘇氨酸殘基，可被TGF-βRⅡ、ALK-5、ALK-1等磷酸化。交替的剪切變異編碼了兩種CD105亞型（LCD105和S-CD105），兩種亞型細胞內(nèi)區(qū)域的長度有區(qū)別，其中L-CD105在內(nèi)皮細胞中表達占優(yōu)勢。

2 CD105的表達部位

傳統(tǒng)研究認為，CD105在人類組織中的分布特點是高表達于組織血管內(nèi)皮細胞的漿膜面上，同時表達于間葉干細胞以用于成血管作用和早期造血系統(tǒng)的發(fā)育，在胎盤的合體滋養(yǎng)細胞中也有較高表達。在子宮內(nèi)膜組織里，CD105主要表達于腺體的管腔中，較少表達于間質(zhì)細胞中，在圍著床期表達上升并與子宮內(nèi)膜容受性有關［3］。實性腫瘤體中，CD105高表達于腫瘤實質(zhì)、腫瘤附近的血管內(nèi)皮細胞和腫瘤的間質(zhì)成分中，參與血管生成。但是對乳腺癌［4］、卵巢癌［5］等實體瘤的研究發(fā)現(xiàn)，CD105不僅僅在腫瘤血管內(nèi)皮細胞中表達上調(diào)，同時在腫瘤實質(zhì)細胞中表達，并與不良預后有關，抑制CD105表達可以起到抗腫瘤生成作用［6］。對卵巢癌細胞系的相關研究表明，CD105在卵巢癌細胞表面和細胞核周圍的細胞質(zhì)中均見表達［5］。作為一種膜蛋白，CD105的胞外成分可被蛋白酶裂解，因此游離形式的CD105也被發(fā)現(xiàn)存在于生理和病理狀態(tài)的血液循環(huán)中，子癇前期孕婦血清中CD105水平明顯升高，乳腺癌和結腸癌患者血液中CD105水平顯著高于健康人，卵巢癌患者的腹水中也可檢測出CD105表達［7］。由此可見，CD105不僅僅是內(nèi)皮細胞特殊標志物，在其他某些特殊類型的細胞中也可高表達并與某些疾病的發(fā)生有關。

3 CD105的功能和應用

3.1 對TGF-β的調(diào)節(jié)作用TGF-β/Smad通路為多功能信號通路，在機體組織通過與不同的靶基因結合，可發(fā)揮廣泛的生物學功能。TGF-β是調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞增殖和腫瘤生長、調(diào)節(jié)細胞分化、遷移、細胞外基質(zhì)形成的多肽生長因子，CD105可以識別多種TGF-β超家族成員，如TGF-β1/3、激活素（Activins）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）等。在TGF-β傳導通路中CD105可作為多種TGF-β的受體復合物之一，與TGF-βRⅠ和TGF-βRⅡ結合，進而激活ALK，募集并磷酸化下游特異的效應蛋白Smad，隨后從膜受體脫落，進入細胞核調(diào)節(jié)相關靶基因的轉(zhuǎn)錄。CD105可通過Smad2通路促進滑膜起源的間充質(zhì)干細胞生成軟骨［8］，在內(nèi)皮細胞中，CD105主要起到維持BMP9-ALK1-pSmad1/5/8通路與TGFβ1/3-ALK5-pSmad2/3通路之間的平衡作用。前者被認為與促進內(nèi)皮細胞增殖、遷移、管腔形成有關，而后者則抑制上述作用［9］。

3.2 腫瘤血管內(nèi)皮細胞增殖的標記新生血管是腫瘤生長、轉(zhuǎn)移的標志，可為腫瘤的演進提供氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)。CD105基因敲除的裸鼠在受孕的第9天，卵黃囊內(nèi)的原始血管未能發(fā)育成熟，引起血管擴張、破裂，心內(nèi)膜墊缺失，在胚胎的第10～11天死于血管和心臟發(fā)育缺陷。將肺癌細胞接種于敲除CD105基因的小鼠上，腫瘤的血管數(shù)目和腫瘤體積明顯小于正常對照小鼠，在乳腺癌細胞中，沉默CD105基因可明顯抑制腫瘤血管生成并促進腫瘤血管破壞［10］。在上皮性卵巢癌組織中分離培養(yǎng)卵巢癌起源的原始內(nèi)皮細胞，可檢測出高水平的CD105表達并可在體外自然形成血管樣組織，抑制CD105可減少細胞增殖和血管結構形成［11］。以上實驗均提示CD105參與血管生成并在腫瘤血管新生中起著至關重要的作用。運用特異性抗體標記腫瘤組織血管內(nèi)皮細胞，計算單位面積中的微血管數(shù)目，即微血管密度（MVD），MVD被認為是目前反映腫瘤新生血管生成情況最直觀形象的方法。CD105作為一種新的血管內(nèi)皮標志物，通過優(yōu)先結合在參與血管生成的各種組織或腫瘤組織邊緣血管起源的內(nèi)皮細胞上，調(diào)節(jié)細胞對TGF-β的反應，且對小血管染色較大血管敏感，因此對新生血管更具特異性。目前利用CD105標記的MVD廣泛應用于卵巢癌、宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌的評價中，并與患者的生存期有關，可以作為獨立的預后指標［12］。

3.3 惡性腫瘤的分子成像分子成像技術是運用影像學手段顯示組織水平、細胞和亞細胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化，可對疾病進行無創(chuàng)、實時、動態(tài)、靶向性的診斷。由于CD105與腫瘤血管生成有關，將CD105應用于無創(chuàng)分子成像技術，可以觀察到全身腫瘤CD105表達水平，成為當前分子成像領域的研究熱點［13］。如在多參數(shù)磁共振成像（multiparametricmagnetic resonance imaging，mMRI）顯像中，與傳統(tǒng)的Gd包被抗體相比，利用放射性59Fe包被的CD105MJ7/18抗體可以增加檢測小鼠皮下腫瘤的敏感性［14］。在乳腺癌小鼠中應用89Zr和IRDye800CW標記的CD105抗體，同時將近紅外熒光技術和正電子發(fā)射型計算機斷層顯像（PET）結合，可使癌細胞迅速、持久地顯影［15］。在前列腺癌裸鼠模型中，同時用64Cu標記抗組織因子和抗CD105可明顯提高腫瘤PET成像的敏感性和特異性［16］。越來越多的研究表明CD105在MRI、PET等顯像技術中具有潛在的應用前景，這將為婦科惡性腫瘤的早期診斷、治療和療效評估等方面提供重要的參考依據(jù)。

4 CD105在婦科惡性腫瘤中的研究和應用

4.1 CD105與卵巢癌上皮性卵巢癌的首要治療藥物是以鉑為基礎的化療藥，但此類藥物容易產(chǎn)生耐藥性，而且機制尚不明確，成為疾病治療的阻礙。Ziebarth等［5］抑制卵巢癌細胞株CD105的表達后發(fā)現(xiàn)細胞的穩(wěn)定性降低，凋亡增加，并通過對DNA修復基因的調(diào)節(jié)引起DNA的破壞，從而提高癌組織對鉑類藥物的敏感性。王丹等［17］研究發(fā)現(xiàn)，CD105在卵巢上皮性腫瘤無論良惡性中均有表達，但在卵巢癌組織中表達水平與卵巢囊腺瘤相比明顯增高。同時，CD105在卵巢癌組織中表達隨著腫瘤的分化程度下降而上調(diào)，與腫瘤的惡性程度相關。Bock等［7］對于卵巢漿液性上皮癌滲出物（胸腹水）中的卵巢癌細胞和間皮細胞研究發(fā)現(xiàn)，兩種細胞均可見CD105表達，化療后腫瘤實質(zhì)細胞CD105表達升高，間皮細胞表達降低，可能與兩種細胞不同的蛋白作用有關。而對滲出物、原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移瘤的比較中，CD105在轉(zhuǎn)移性卵巢癌細胞中表達最高，滲出物腫瘤細胞中CD105表達最低，可能與轉(zhuǎn)移瘤具有更強的血管生成作用以提供營養(yǎng)有關。然而，卵巢癌組織血管上皮細胞中CD105和Ki67缺乏共表達，提示卵巢癌中內(nèi)皮細胞的激活和增殖可能是兩個不同的步驟，這也為抗血管生成治療提供了新的思路［18］。

4.2 CD105與宮頸癌宮頸鱗癌的演變是一個連續(xù)過程：宮頸上皮內(nèi)瘤變（CIN）→早期浸潤性癌→浸潤性癌。在宮頸鱗癌和相關的癌前病變中比較，具有淋巴結轉(zhuǎn)移的宮頸癌患者血清中CD105表達明顯高于宮頸正?；颊摺IN患者及無淋巴結轉(zhuǎn)移的宮頸癌患者［19］。組織學研究發(fā)現(xiàn)，CD105在正常的宮頸組織中無表達，CD105陽性的血管數(shù)量與淋巴結轉(zhuǎn)移數(shù)目呈正相關，CD105表達越強，預后越差［20］。同樣，Stepan等［21］對不同級別的宮頸病變進行CD105染色發(fā)現(xiàn)，CD105主要表達于小而不規(guī)則的血管或血管分支中，而在大血管中表達陰性，CINⅢ較CINⅠ/Ⅱ以及中-低分化鱗癌較高分化鱗癌CD105表達均增加。以上結果提示CD105在鱗癌的血管生成中是有特異性的。而對于不同的宮頸腺癌亞型，Barbu等［22］觀察到黏液腺癌CD105表達最高，而無論組織類型、腫瘤分期及浸潤深度，腫瘤外周血管CD105表達均強于腫瘤內(nèi)部血管，且隨著離腫瘤距離的增加表達下降。Cimpean等［23］對宮頸癌組織的CD105和Ki67雙染也得出了類似Pirtea等［18］研究的結論，宮頸癌組織血管上皮細胞中CD105和Ki67同樣缺乏共表達，進一步驗證了腫瘤血管內(nèi)皮細胞的激活和增殖可能是兩個獨立的步驟。

4.3 CD105與子宮內(nèi)膜癌及早發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜的癌前病變將有助于阻止病變的進一步惡化，術前尋找合適的評估淋巴結是否轉(zhuǎn)移的指標有助于指導手術方式。目前CD105在子宮內(nèi)膜癌中的作用存在爭議，先前多項研究表明子宮內(nèi)膜癌組和非典型增生組的CD105表達均高于正常對照組，CD105在子宮內(nèi)膜癌微血管中強烈表達，而在較大的血管中表達量很少，因此可成為預后的評價因素。同時將子宮內(nèi)膜息肉與子宮內(nèi)膜癌組織進行CD105染色，兩組之間無明顯差異，推測可能與血管生成作用在兩種疾病的子宮內(nèi)膜病理性增生中機制相似有關［24］。而測定子宮內(nèi)膜癌組織和正常內(nèi)膜組織中Endoglin（ENG）、TGF-β1和TGF-βRⅡ基因在mRNA水平中的表達發(fā)現(xiàn)，ENG無明顯差別，而TGF-β1和TGF-βRⅡ在子宮內(nèi)膜癌組織中表達下降，其中低分化癌和腫瘤浸潤深肌層的組織中表達最低。而在蛋白水平，無論病理類型，子宮內(nèi)膜癌中CD105均表達升高［25］。CD105的表達水平與臨床分期、浸潤肌層深度及局部淋巴結轉(zhuǎn)移有關，并可成為一個獨立預后指標［26］。然而Saarelainen等［27］對不同手術病理分期的患者術前血清中CD105檢測并未發(fā)現(xiàn)明顯區(qū)別，而伴有和不伴有淋巴結轉(zhuǎn)移患者的子宮內(nèi)膜癌組織中CD105無明顯表達差異，可能與樣本量較少以及個體間血清CD105水平存在較大差異有關，最終結論尚需要更大的樣本分析。

4.4 CD105與其他婦科惡性腫瘤CD105在其他婦科惡性腫瘤中的研究較少。Mitsui等［28］對子宮平滑肌肉瘤進行了相關研究發(fā)現(xiàn)，CD105陽性的患者生存期明顯低于陰性患者。對子宮平滑肌肉瘤細胞系抑制CD105表達后，肉瘤細胞的遷移和侵襲能力明顯下降，但是未引起Smad1/5/8和Smad2表達改變，提示CD105在不同細胞中對TGF-β/Smad信號通路可能有不同的作用。

5 前景與展望

總之，對于CD105的研究已經(jīng)不僅僅局現(xiàn)于腫瘤血管的生成與發(fā)展過程中，人們的關注點開始向不同的腫瘤實質(zhì)及間質(zhì)細胞中轉(zhuǎn)移，CD105更深入的作用及機制正逐步被揭示。目前已有人類抗CD105的抗體（TRC105）問世，在肝癌、前列腺癌等實體腫瘤中以CD105為靶點的抗腫瘤治療也陸續(xù)進入了臨床試驗［29-30］。但是在婦科惡性腫瘤領域，對CD105應用的研究還有許多存在爭議以及尚需深入探索的問題，了解CD105生物學特征及其調(diào)控婦科惡性腫瘤細胞的信號通路，將為探究婦科惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制、預防、診斷及治療提供新的思路和治療靶點。

［1］SakuraiT，Okumura H，MatsumotoM，etal.Endoglin（CD105）isa useful marker for evaluating microvessel density and predicting prognosis in esophageal squamous cell carcinoma［J］.Anticancer Res，2014，34（7）：3431-3438.

［2］Rossi E，Sanz-Rodriguez F，Eleno N，et al.Endothelial endoglin is involved in inflammation:role in leukocyte adhesion and transmigration［J］.Blood，2013，121（2）：403-415.

［3］Chadchan SB，Kumar V，Maurya VK，et al.Endoglin（CD105）coordinates the process of endometrial receptivity for embryo implantation［J］.MolCellEndocrinol，2016，425：69-83.

［4］Dolinsek T，Sersa G，Prosen L，etal.Electrotransfer of Plasmid DNA Encoding an Anti-Mouse Endoglin（CD105）shRNA to B16 Melanoma Tumorswith Low and High Metastatic PotentialResults in Pronounced Anti-Tumor Effects［J］.Cancers（Basel），2015，8（1）. pii：E3.

［5］Ziebarth AJ，Nowsheen S，Steg AD，et al.Endoglin（CD105）contributes to platinum resistance and is a target for tumor-specific therapy in epithelial ovarian cancer［J］.Clin Cancer Res，2013，19（1）：170-182.

［6］PaauweM，HeijkantsRC，OudtCH，etal.Endoglin targeting inhibits tumor angiogenesis and metastatic spread in breast cancer［J］. Oncogene，2016，35（31）：4069-4079.

［7］Bock AJ，Tuft Stavnes H，K?rn J，et al.Endoglin（CD105）expression in ovarian serous carcinoma effusions is related to chemotherapy status［J］.Tumour Biol，2011，32（3）：589-596.

［8］Fan W，Li J，Wang Y，et al.CD105 promotes chondrogenesis of synovium-derivedmesenchymal stem cells through Smad2 signaling［J］.Biochem BiophysResCommun，2016，474（2）：338-344.

［9］Gregory AL，Xu G，Sotov V，et al.Review:the enigmatic role of endoglin in theplacenta［J］.Placenta，2014，35（Suppl）：S93-S99.

［10］Dolinsek T，Markelc B，Bosnjak M，et al.Endoglin silencing has significant antitumor effect on murine mammary adenocarcinoma mediated by vascular targeted effect［J］.Curr Gene Ther，2015，15（3）：228-244.

［11］Xu Y，Wang D，Zhao LM，et al.Endoglin is necessary for angiogenesis in human ovarian carcinoma-derived primary endothelialcells［J］.Cancer Biol Ther，2013，14（10）：937-948.

［12］Abdalla DR，Simoens C，Bogers JP，et al.Angiogenesis Markers in Gynecological Tumors and Patents for Anti-Angiogenic Approach: Review［J］.Recent Pat Anticancer Drug Discov，2015，10（3）：298-307.

［13］Paauwe M，ten Dijke P，Hawinkels LJ.Endoglin for tumor imaging and targeted cancer therapy［J］.ExpertOpin Ther Targets，2013，17（4）：421-435.

［14］Dassler K，Roohi F，Lohrke J，et al.Current limitations ofmolecular magnetic resonance imaging for tumors as evaluated with highrelaxivity CD105-specific iron oxidenanoparticles［J］.InvestRadiol，2012，47（7）：383-391.

［15］Zhang Y，Hong H，Severin GW，etal.ImmunoPETand near-infrared fluorescence imaging of CD105 expression using a monoclonal antibody dual-labeled with（89）Zr and IRDye 800CW［J］.Am J TranslRes，2012，4（3）：333-346.

［16］Luo H，England CG，ShiS，etal.Dual Targetingof Tissue Factor and CD105 for Preclinical PET Imaging of Pancreatic Cancer［J］.Clin Cancer Res，2016，22（15）：3821-3830.

［17］王丹，梁志清，徐惠成，等.卵巢上皮性腫瘤中EndoglinmRNA的表達及意義［J］.重慶醫(yī)學，2009，38（8）：917-919.

［18］Pirtea L，Raica M，Cimpean AM.Endothelial cell activation and proliferation in ovarian tumors:two distinct steps as potential markers for antiangiogenic therapy response［J］.Mol Med Rep，2012，5（5）：1181-1184.

［19］曲長萍，許宗蘭，王渠源，等.宮頸癌血清CD105的水平及臨床意義［J］.中華臨床醫(yī)師雜志：電子版，2012，6（13）：188-189.

［20］Zijlmans HJ，F(xiàn)leuren GJ，Hazelbag S，et al.Expression of endoglin（CD105）in cervical cancer［J］.Br JCancer，2009，100（10）：1617-1626.

［21］Stepan D，Simionescu C，Stepan A，et al.VEGF and CD105 immunoexpression in squamous cervical carcinomas and associated precancerous lesions［J］.Rom JMorpholEmbryol，2012，53（3）：585-589.

［22］Barbu I，Cr?i toiu S，Simionescu CE，et al.CD105 microvessels density，VEGF，EGFR-1 and c-erbB-2 and their prognostic correlation in different subtypes of cervical adenocarcinoma［J］.Rom JMorphol Embryol，2013，54（3）：519-530.

［23］Cimpean AM，Saptefrati L，Ceausu R，et al.Characterization of endoglin and Ki-67 expression in endothelial cells from benign and malignant lesionsof the uterine cervix［J］.Pathol Int，2009，59（10）：695-700.

［24］Dias DS，Bueloni-Dias FN，Dias R，et al.Usefulness of clinical，ultrasonographic，hysteroscopic，and immunohistochemical parameters in differentiating endometrial polyps from endometrial cancer［J］.JMinim InvasiveGynecol，2014，21（2）：296-302.

［25］Zakrzewski PK，Cygankiewicz AI，Mokrosiński J，etal.Expression of endoglin in primary endometrial cancer［J］.Oncology，2011，81（3/ 4）：243-250.

［26］Erdem O，Taskiran C，Onan MA，et al.CD105 expression is an independentpredictorofsurvival in patientswith endometrial cancer［J］.GynecolOncol，2006，103（3）：1007-1011.

［27］Saarelainen SK，Staff S，Peltonen N，et al.Endoglin，VEGF，and its receptors in predicting metastases in endometrial carcinoma［J］. Tumor Biol，2014，35（5）：4651-4657.

［28］Mitsui H，Shibata K，Mano Y，et al.The expression and characterization of endoglin in uterine leiomyosarcoma［J］.Clin Exp Metastasis，2013，30（6）：731-740.

［29］Duffy AG，Ulahannan SV，Cao L，et al.A phase IIstudy of TRC105 in patients with hepatocellular carcinoma who have progressed on sorafenib［J］.United European Gastroenterol J，2015，3（4）：453-461.

［30］KarzaiFH，Apolo AB，Cao L，etal.A phase Istudy of TRC105 antiendoglin（CD105）antibody in metastatic castration-resistant prostate cancer［J］.BJU Int，2015，116（4）：546-555.

Application and Research Progress of CD105 in Gynecological Malignant Tumors

WANG Xiao-yu，XIANG Yang.

Departmentof Gynaecology and Obstetrics，Chinese Academy ofMedical Sciences&Peking Union Medical College，Peking Union MedicalCollege Hospital，Beijing100730，China

XIANGYang，E-mail：xiangyang65@gmail.com

Angiogenesis is important in the development and metastasis of tumors，which can meet requirement of organism metabolism and provide vascular access for distantmetastasis，and considered to be closely related to prognosis. CD105 also named as Endoglin，which is amember of TGF-βsuper family receptors，has great specificity in marking tumor neovascularization.Recently，with the further researches in the function andmechanism of tumor cellsand stromal cells，CD105 has increasingly application in diagnosis and prognostic evaluation for gynecological malignant tumors.Comprehensive understanding of biological characteristics of CD105 can provide a breakpoint of prevention，diagnosis and therapy for gynecologicalmalignant tumors.

Transforming growth factor beta；Genital neoplasms，female；Receptors，transforming growth factor beta；CD105（JInt Obstet Gynecol，2016，43：485-488）

2016-04-20）

［本文編輯王琳］

100730北京，中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院北京協(xié)和醫(yī)院婦產(chǎn)科

向陽，E-mail：xiangyang65@gmail.com

△審校者