劉金祿，王震，陳俊強(qiáng)

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,南寧 530021)

·綜述·

整合素分子在胃癌組織中的表達(dá)及作用研究進(jìn)展

劉金祿，王震，陳俊強(qiáng)

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,南寧 530021)

胃癌的形成與發(fā)展受多種因素的影響，其中黏附分子家族中的整合素在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重大作用，其亞基和分子的總數(shù)達(dá)50余種，目前研究發(fā)現(xiàn)α5β1、αvβ6、α2β1、α3β1、αvβ3、αvβ5、α6β4等整合素分子在胃癌組織及細(xì)胞表達(dá)，并分別通過(guò)不同的途徑影響胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移、凋亡等生物學(xué)功能。

整合素分子；胃腫瘤；胃癌；細(xì)胞增殖；細(xì)胞侵襲；細(xì)胞遷移；細(xì)胞凋亡

胃癌是臨床常見的惡性腫瘤之一，其致死的主要原因是侵襲和轉(zhuǎn)移[1]。目前研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)黏附及相互作用，是機(jī)體構(gòu)建完整的組織器官形態(tài)結(jié)構(gòu)并行使生理功能最基本的生命現(xiàn)象之一，而參與黏附作用的物質(zhì)是一些屬性為糖蛋白的細(xì)胞黏附分子[2]。整合素是細(xì)胞黏附分子家族的一種[3]，其在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用。整合素分子是由α(120～185 kD)和β(90～110 kD)亞單位以1∶1的比例通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合在一起的跨膜糖蛋白分子。迄今在哺乳類動(dòng)物中，已被確認(rèn)的至少有18種α亞單位(α1～α11及αL、αM、αX、αD、αⅡ、αv、αE)和8種β亞單位(β1～β8)，它們以不同的組合方式構(gòu)成至少24種整合素分子。腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多步驟、連續(xù)的主動(dòng)過(guò)程，這一過(guò)程中多種因素起到了重要的作用。整合素是影響胃癌發(fā)生發(fā)展的一個(gè)因素，目前其與胃癌的研究越來(lái)越受到重視，已發(fā)現(xiàn)多種整合素分子如α5β1、αvβ6、α2β1、α3β1、αvβ3、αvβ5、α6β4等參與胃癌的發(fā)生發(fā)展。本文就整合素分子在胃癌組織中的表達(dá)及作用作一綜述。

1 α5β1

Ren等[4]用免疫組化法對(duì)186例份胃癌組織和72例份正常胃黏膜組織進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)整合素α5β1在胃癌組織和正常胃組織的陽(yáng)性率分別為68.3%(127/186)和22.2%(16/72)，在胃癌組織中明顯高表達(dá)(χ2=44.569，P<0.01)，且發(fā)現(xiàn)其表達(dá)與胃癌組織分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤復(fù)發(fā)密切相關(guān)；他們又用Q-PCR法對(duì)各48例份胃癌和無(wú)癌胃組織的mRNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中α5β1陽(yáng)性率為70.8%，是無(wú)癌胃組織的2.4倍，與免疫組化結(jié)果基本相符，從而進(jìn)一步說(shuō)明其在基因和蛋白水平均呈高表達(dá)。白興武等[5]對(duì)80例份胃癌組織和50例份癌旁組織進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示胃癌組織α5β1蛋白、mRNA陽(yáng)性表達(dá)率均高于癌旁組織，且其表達(dá)與癌組織分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)深度密切相關(guān)。上述結(jié)果充分說(shuō)明α5β1在胃癌組織中高表達(dá)，這是對(duì)α5β1分子整體所做的一個(gè)檢測(cè)，但在癌組織中兩個(gè)亞基同時(shí)高表達(dá)還是僅某個(gè)亞基高表達(dá)帶動(dòng)了亞分子高表達(dá)呢？2012年，Chi等[6]研究發(fā)現(xiàn)胃癌和癌旁組織中均有α5、β1表達(dá)，且兩者在癌組織中的表達(dá)均高于對(duì)照組。但也有學(xué)者持相悖的觀點(diǎn)。早在2002年，Su等[7]就對(duì)75例份胃癌組織和51例份癌旁組織進(jìn)行免疫組化檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中僅有22例份(30%)α5呈中度陽(yáng)性表達(dá)，19例份(25%)β1呈中度陽(yáng)性表達(dá)，兩者均未發(fā)現(xiàn)存在強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)；而在癌旁組織中76%(39/51)的α5和85%(43/51)的β1呈中度陽(yáng)性或強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)。同時(shí)對(duì)其中44例份分化較差的胃癌組織分析，發(fā)現(xiàn)81.8%(36/41)的α5和84.0%(37/41)的β1呈陰性或少量表達(dá)，因此認(rèn)為α5β1的表達(dá)僅與腫瘤的分化有關(guān)，與胃癌的浸潤(rùn)深度及是否轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)。此與近幾年的研究結(jié)果截然相反，這與標(biāo)本的收集及實(shí)驗(yàn)方法的選擇、使用和實(shí)驗(yàn)標(biāo)本的數(shù)量等都可能有關(guān)，需進(jìn)一步深入探討。而α5β1是直接作用于腫瘤發(fā)揮作用，還是通過(guò)其他途徑發(fā)揮作用，目前研究結(jié)果尚未統(tǒng)一。有研究[8]發(fā)現(xiàn)，α5β1在原發(fā)性胃癌和肝轉(zhuǎn)移病灶中都有表達(dá)，其在細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等過(guò)程中發(fā)揮不同程度作用。Kim等[9]研究發(fā)現(xiàn)，α5β1與纖維黏連蛋白結(jié)合可上調(diào)血管生長(zhǎng)，導(dǎo)致促腫瘤生長(zhǎng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，胰蛋白酶可促進(jìn)整合素α5β1與纖維黏連蛋白的相互作用，激活蛋白酶激活受體2而促進(jìn)胃癌的增殖擴(kuò)散。

2 αvβ6

2003年，Kawashima等[10]研究發(fā)現(xiàn)，αvβ6在18例胃癌組織中陽(yáng)性表達(dá)17例(94%)，顯著高于非腫瘤性的胃黏膜組織。但該研究涉及病例數(shù)較少，結(jié)果可靠性不強(qiáng)。2008年，Zhang等[11]采用免疫組化法檢測(cè)300例份胃癌組織αvβ6，其中陽(yáng)性表達(dá)率為36.7%(110/300)，且其陽(yáng)性表達(dá)與胃癌病理類型、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期密切相關(guān)。雖然該實(shí)驗(yàn)例數(shù)較多，但該實(shí)驗(yàn)僅對(duì)胃癌組織做了檢測(cè)，未對(duì)相應(yīng)的癌旁和(或)非癌正常胃組織進(jìn)行對(duì)照研究，故無(wú)法明確其表達(dá)的高低。2011年，孔磊等[12]用免疫組化En Vision法進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)胃癌及癌旁組織中αvβ6的陽(yáng)性表達(dá)率分別為44.7%(42/94)、3.2%(3/94)，其陽(yáng)性表達(dá)與胃癌TNM分期、Lauren分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(N分期)及組織分化程度密切相關(guān)。2013年，Zhuang等[13]發(fā)現(xiàn)51例胃癌組織中31例αv陽(yáng)性表達(dá)，19例β6陽(yáng)性表達(dá)，均高于癌旁組織、正常組織。2016年，Lian等[14]發(fā)現(xiàn)αvβ6在126例胃癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率為34.92%。這與Zhang等[11]的研究結(jié)果相符，但該研究也缺少正常對(duì)照組。從對(duì)照數(shù)據(jù)可看出αvβ6在胃癌組織中均呈高表達(dá)，且其表達(dá)可通過(guò)多種途徑影響胃癌生物學(xué)功能。Zhao等[15]發(fā)現(xiàn)，αvβ6表達(dá)陽(yáng)性的胃癌組織中VEGF大多也呈陽(yáng)性，并且VEGF促進(jìn)胃癌侵襲轉(zhuǎn)移的作用可能是通過(guò)上調(diào)αvβ6的表達(dá)以及激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶通路來(lái)實(shí)現(xiàn)。用單克隆抗體10D5封閉胃癌AGS細(xì)胞表面的αvβ6表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組和10D5陰性對(duì)照劑IgG2a處理組相比，胃癌細(xì)胞AGS的存活率下降，凋亡率和Caspase 3蛋白表達(dá)水平卻升高[16]。再次證明αvβ6表達(dá)可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，并抑制細(xì)胞凋亡，在胃癌細(xì)胞惡性生物學(xué)行為中發(fā)揮重要的作用。在細(xì)胞水平的研究還發(fā)現(xiàn)，S100A4低表達(dá)可降低胃癌細(xì)胞的失巢凋亡，在S100A4低表達(dá)的同時(shí)α5和αv的表達(dá)量也明顯下降，從而認(rèn)為S100A4通過(guò)介導(dǎo)α5和αv而發(fā)揮其相應(yīng)的作用[17]。

3 α2β1、α3β1

Ura等[18]于1998年對(duì)110例份胃癌組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)只有27%的標(biāo)本表達(dá)α2β1，20%表達(dá)α3β1。2000年，Matsuoka等[19]發(fā)現(xiàn)胃癌組織中α2β1陽(yáng)性表達(dá)率為48%，在伴有腹膜轉(zhuǎn)移胃癌組織中的陽(yáng)性表達(dá)率高達(dá)70.4%。以上的數(shù)據(jù)僅對(duì)胃癌組織進(jìn)行了研究，未設(shè)立對(duì)照組，只能說(shuō)明其在胃癌組織中有表達(dá)，但表達(dá)強(qiáng)弱尚無(wú)法判斷。李鍵淇等[20]研究發(fā)現(xiàn)，胃癌組織α2β1、mRNA陽(yáng)性表達(dá)率均高于癌旁正常胃組織，且其陽(yáng)性表達(dá)與胃癌分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)深度有關(guān)。進(jìn)一步研究[21]發(fā)現(xiàn)，半胱氨酸61促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的黏附而利于胃癌細(xì)胞的腹膜轉(zhuǎn)移是通過(guò)AP-1依賴途徑上調(diào)α2β1表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。再用α2、β1抗體抑制高轉(zhuǎn)移胃癌細(xì)胞MKN-45-P中α2、β1表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，其可阻止胃癌細(xì)胞與Ⅰ型、Ⅳ型膠原纖維黏附；將β1抗體注入腹膜接種了mkn-45-p細(xì)胞的裸鼠模型中可發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞數(shù)目減少。α3β1可與laminin-5相互作用，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶9而降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而增加腫瘤細(xì)胞的侵襲性[22]。阻斷α3β1和層粘連蛋白的相互作用可以實(shí)現(xiàn)結(jié)締組織生長(zhǎng)因子抑制腫瘤細(xì)胞的腹膜轉(zhuǎn)移趨勢(shì)[23]。最近研究發(fā)現(xiàn)，46例份胃癌組織和23例份正常胃組織中α3β1的陽(yáng)性表達(dá)率分別為52.2%和4.3%，α3β1在胃癌組織中呈明顯高表達(dá)，從而也說(shuō)明影響胃癌的發(fā)生發(fā)展。

4 αvβ3、αvβ5

2015年，德國(guó)學(xué)者研究482例份行胃癌手術(shù)的白種人標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)在所有標(biāo)本的癌細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞中，至少一種中有αvβ3或αvβ5表達(dá)，也就是說(shuō)所有胃癌標(biāo)本中均存在兩者的表達(dá)；其中癌細(xì)胞中αvβ3陽(yáng)性率為26.0%(119/457)、基質(zhì)細(xì)胞為91.9%(420/457)、內(nèi)皮細(xì)胞為100.0%(457/457)；αvβ5在三種細(xì)胞中的陽(yáng)性率分別為66.0%(299/453)、100.0%(457/457)和76.8%(274/357)，其中125例未做內(nèi)皮細(xì)胞的分析。國(guó)內(nèi)學(xué)者也發(fā)現(xiàn)，αvβ3在胃癌組織中的表達(dá)明顯高于癌旁組織(73.08%、20.00%)。

5 α6β4

α6β4屬于層粘連蛋白受體，其主要靠腫瘤細(xì)胞表面前緣部位的板狀偽足和絲狀偽足參與腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、侵襲以及轉(zhuǎn)移。Ishii等對(duì)120例份原發(fā)胃癌標(biāo)本分析發(fā)現(xiàn)，β4亞單位陽(yáng)性組腹膜腔種植轉(zhuǎn)移率明顯低于β4亞單位陰性組(P=0.036)，且β4陽(yáng)性的患者預(yù)后較好；他們?cè)赟CID小鼠腹膜腔轉(zhuǎn)移模型中也發(fā)現(xiàn)，α6β4的表達(dá)可明顯抑制胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

6 其他

Fukuda等將胃癌細(xì)胞注入SCID小鼠的腹腔后，用流式細(xì)胞儀分析腹腔轉(zhuǎn)移瘤，發(fā)現(xiàn)α1、β1比其他亞基高表達(dá)，用藥物抑制α1表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞的黏附能力明顯下降，說(shuō)明α1β1在腫瘤腹膜轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要作用。Song等發(fā)現(xiàn)，骨橋蛋白可阻礙姜黃素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并通過(guò)αvβ3激活A(yù)kt信號(hào)途徑來(lái)延長(zhǎng)胃癌細(xì)胞SGC7901的生存時(shí)間。

綜上所述，α5β1、αvβ6、α2β1、α3β1、αvβ3、αvβ5、α6β4等在胃癌組織或細(xì)胞中均有不同程度的表達(dá)，且其表達(dá)通過(guò)不同途徑影響胃癌的發(fā)生發(fā)展。但目前對(duì)其研究較為分散，深度和廣度尚欠缺?，F(xiàn)有的報(bào)道多是一種或幾種針對(duì)某個(gè)腫瘤的研究，作為一個(gè)群體針對(duì)某個(gè)腫瘤的研究未見報(bào)道，因此很難闡明其作用機(jī)制。對(duì)胃癌的相關(guān)研究雖然在70年代既已開始，但只是揭示了少數(shù)整合素的作用及其機(jī)制，尚有大量的整合素分子與胃癌的關(guān)系不能明確，有待更進(jìn)一步的研究。

[1] Van Cutsem E, Sagaert X, Topal B, et al. Gastric cancer[J]. Lancet, 2016,388(10060):2654-2664.

[2] Zhong X, Drgonova J, Li CY,et al. Human cell adhesion molecules: annotated functional subtypes and overrepresentation of addiction-associated genes[J]. Ann N Y Acad Sci, 2015,1349(1):83-95.

[3] Pan L, Zhao Y, Yuan Z， et al. Research advances on structure and biological functions of integrins[J]. Springer Plus, 2016,5(1):1094.

[4] Ren J, Xu S, Guo D, et al. Increased expression of α5β1-integrin is a prognostic marker for patients with gastric cancer[J]. Clin Transl Oncol, 2014,16(7):668-674.

[5] 白興武,李桃,齊潔敏.整合素α合素7蛋白及mRNA在胃癌組織中的表達(dá)及臨床意義[J].世界華人消化雜志,2013,21(6):478-483.

[6] Chi F, Fu D, Zhang X, et al. Expression of the c-Met proto-oncogene and Integrin in human gastric cardia adenocarcinoma[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2012,76(8):1471-1476.

[7] Su JM, Gui L, Zhou YP, et al. Expression of focal adhesion kinase and alpha5 and beta1 integrins in carcinomas and its clinical significance[J]. World J Gastroenterol, 2002,8(4):613-618.

[8] Roy S, Bingle L, Marshall JF, et al. The role of α9β1 integrin in modulating epithelial cell behaviour[J]. J Oral Pathol Med, 2011,40(10):755-761.

[9] Kim S, Bell K, Mousa SA, et al. Regulation of angiogenesis in vivo by ligation of integrin α5β1 with the central cell-binding domain of fibronectin[J]. Am J Pathol, 2000,156(4):1345-1362.

[10] Kawashima A, Tsugawa S, Boku A, et al. Expression of alphav integrin family in gastric carcinomas: increased alphavbeta6 is associated with lymph node metastasis[J]. Pathol Res Pract, 2003,199(2):57-64.

[11] Zhang ZY, Xu KS, Wang JS, et al. Integrin alphanvbeta6 acts as a prognostic indicator in gastric carcinoma[J]. Clin Oncol, 2008,20(1):61-66.

[12] 孔磊,孫景武,張彩虹,等.整合素αvβ6和MMP-9在胃癌中表達(dá)及其與胃癌病理生物學(xué)特征的關(guān)系[J].細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,2011,27(1):92-94.

[13] Zhuang Z, Zhou R, Xu X, et al. Clinical significance of integrin αvβ6 expression effects on gastric carcinoma invasiveness and progression via cancer-associated fibroblasts[J]. Med Oncol, 2013,30(3):1-8.

[14] Lian PL, Liu Z, Yang GY, et al. Integrin αvβ6 and matrix metalloproteinase 9 correlate with survival in gastric cancer[J]. World J Gastroenterol, 2016,22(14):3852-3859.

[15] Zhao R, Liu XQ, Wu XP, et al. Vascular endothelial growth factor(VEGF) enhances gastric carcinoma invasiveness via integrin alpha(v)beta6[J]. Cancer Lett, 2010,287(2):150-156.

[16] 劉松,劉恩宇,牛衛(wèi)博,等.整合素αvβ6在胃癌AGS細(xì)胞增殖和凋亡中的作用[J].中國(guó)現(xiàn)代普通外科進(jìn)展,2010,13(2):102-104.

[17] Wei S, Chen D, Fu H, et al. S100A4 protects gastric cancer cells from anoikis through regulation of αv and α5 integrin[J]. Cancer Sci, 2011,102(5):1014-1018.

[18] Ura H, Denno R, Hirata K, et al. Separate functions of alpha2beta1 and alpha3beta1 integrins in the metastatic process of human gastric carcinoma[J]. Surg Today, 1998,28(10):1001-1006.

[19] Matsuoka T, Yashiro M, Nishimura S, et al. Increased expression of alpha2beta1-integrin in the peritoneal dissemination of human gastric carcinoma[J]. Int J Mol Med, 2000,5(1):21-25.

[20] 李鍵淇,顏勇,王闖,等.胃癌組織整合素α癌組織的表達(dá)和意義[J].承德醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2016,33(2):104-106.

[21] Lin MT, Chang CC, Lin BR, et al. Elevated expression of Cyr61 enhances peritoneal dissemination of gastric cancer cells through integrin alpha2beta1[J]. J Biol Chem, 2007,282(47):34594-34604.

[22] Saito Y, Sekine W, Sano R, et al. Potentiation of cell invasion and matrix metalloproteinase production by alpha3beta1 integrin-mediated adhe sion of gastric carcinoma cells to laminin-5[J]. Clin Exp Metastasis, 2010,27(4):197-205.

[23] Chen CN, Chang CC, Lai HS, et al. Connective tissue growth factor inhibits gastric cancer peritoneal metastasis by blocking integrin α3β1-dependent adhesion[J]. Gastric Cancer, 2015,18(3):504-515.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81360370)；廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2016GXNSFAA380180)；廣西醫(yī)藥衛(wèi)生基金資助項(xiàng)目(Z2015526)；廣西醫(yī)科大學(xué)青年基金資助項(xiàng)目(GXMUYSF201502)。

陳俊強(qiáng)(E-mail： gxhans@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.31.032

R735.2

A

1002-266X(2017)31-0101-03

2017-03-12)