摘要：賴氨酰氧化酶樣蛋白2 （Lysyl oxidase-like 2， LOXL2） 上調(diào)可通過多種途徑誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移能力。研究LOXL2過表達(dá)誘導(dǎo)EMT相關(guān)分子調(diào)控機(jī)制， 將為腫瘤的個(gè)性化及針對(duì)性治療提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：賴氨酰氧化酶樣蛋白2 （ LOXL2）;上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）;浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移;誘導(dǎo)

中圖分類號(hào)：R-730.23 """文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是指上皮細(xì)胞間緊密連接和黏附連接的存在逐漸喪失，獲得侵襲和遷移游走的能力，以上皮細(xì)胞極性的喪失及間質(zhì)特性的獲得為重要特征。EMT的發(fā)生機(jī)制涉及上皮分子標(biāo)志物（E-cadherin、β-catenin和Occludin等）、間葉表型標(biāo)志物（波形蛋白、Viemntin等）、轉(zhuǎn)錄因子（Snail、Slug、ZEB、Twist等）、多種激活信號(hào)通路（TGF-β/Smad通路、Wnt/β-catenin通路、PI3K/AKT通路、Src通路及整合素通路等）以及MMP、P53基因、miRNA等調(diào)節(jié)劑，形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)控著靶基因及誘導(dǎo)靶細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力^[1]。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)賴氨酰氧化酶樣蛋白-2（1ysyl oxidase—like protein 2，LOXL2）也與EMT的發(fā)生密切相關(guān)，LOXL2的高表達(dá)與腫瘤侵襲呈正相關(guān)，伴隨著典型的細(xì)胞因子表達(dá)，表現(xiàn)出上皮細(xì)胞間質(zhì)樣改變，誘導(dǎo)了完整的EMT過程。LOXL2廣泛存在于多種腫瘤細(xì)胞中，EMT則是腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移的核心步驟，本文就LOXL2誘導(dǎo)EMT的發(fā)生機(jī)制作一綜述。

1.LOXL2概述

賴氨酰氧化酶樣蛋白2 （Lysyl oxidase-like 2， LOXL2） 是賴氨酰氧化酶家族成員之一，LOX家族包括原型LOX和LOX樣蛋白（LOX-like protein， LOXL） ，后者包括LOXL1、LOXL2、LOXL3、LOXL4等4個(gè)成員，存在于不同細(xì)胞的胞質(zhì)和胞核內(nèi)。每個(gè)賴氨酰氧化酶家族成員都具有氨基氧化酶效能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及羧基端高度保守的205個(gè)氨基酸構(gòu)成的LOX催化結(jié)構(gòu)域，氨基端的差異賦予了LOXL不同生物功能，包括發(fā)育調(diào)節(jié)、老化、腫瘤抑制、細(xì)胞生長(zhǎng)控制和趨化性等作用，羧基末端則對(duì)底物中的肽基 - 賴氨酸殘基進(jìn)行氧化脫氨作用，以產(chǎn)生引發(fā)共價(jià)的分子間和分子內(nèi)交聯(lián)的活性醛基^[2]。賴氨酰氧化酶是一類細(xì)胞外基質(zhì)修飾酶，LOXL2定位于胞質(zhì)及核周的內(nèi)源性酶，參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增值、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程，當(dāng)其作為細(xì)胞外酶參與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)，其基本功能是催化細(xì)胞外基質(zhì)膠原與彈力蛋白交聯(lián)，使其纖維化，從而在保持細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、腫瘤發(fā)生發(fā)展等生物學(xué)功能方面起重要作用^[3]。近年來，越來越多的研究證實(shí)LOX家族在腫瘤進(jìn)展中扮演著不同角色，LOX家族蛋白通過誘導(dǎo)EMT的發(fā)生發(fā)展，促進(jìn)腫瘤增值、轉(zhuǎn)移，抑制凋亡，是EMT重要的觸發(fā)因子，充當(dāng)了EMT啟動(dòng)者的角色。

2.LOXL2與EMT

上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）是發(fā)育過程中的一個(gè)重要過程，已被確定為癌細(xì)胞與原發(fā)腫瘤解離的關(guān)鍵事件。在過去的研究中已經(jīng)描述了多種細(xì)胞因子作為EMT的誘導(dǎo)物，而LOXL2也通過多種途徑在特定腫瘤區(qū)域發(fā)揮作用，其與上皮細(xì)胞致瘤性和轉(zhuǎn)移潛能密切相關(guān)。

（1）LOXL2通過穩(wěn)定Snail1轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)EMT， 導(dǎo)致E-cadherin的下調(diào)。

人Snail基因位于第20號(hào)染色體長(zhǎng)臂20q13.1-q13.2，家族基因包括snail1、snail2、snail3，Snail蛋白是含有鋅指結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)錄因子，該鋅指結(jié)構(gòu)域可通過與Smad相互作用蛋白 （SIP1） 競(jìng)爭(zhēng)而結(jié)合上皮細(xì)胞黏附分子E-cadherin基因啟動(dòng)子近端的三個(gè)E-box序列，抑制其表達(dá)并下調(diào)E-cadherin，引起EMT的發(fā)生;還可以上調(diào)vimentin、Fibronectin等間充質(zhì)標(biāo)志物和下調(diào)上皮黏蛋白 （mucin） 、細(xì)胞角蛋白 （cytokeratin， CK） 等上皮標(biāo)志物從而誘導(dǎo)細(xì)胞骨架改變^[4]，進(jìn)而促進(jìn)EMT的轉(zhuǎn)變來增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。作為EMT的新啟動(dòng)子，LOXL2幾乎存在于多種上皮癌細(xì)胞系中，Dajiang Li在驗(yàn)證LOXL2促進(jìn)膽管癌細(xì)胞中EMT的假設(shè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)Snail的蛋白質(zhì)水平是對(duì)LOXL2刺激的快速反應(yīng)，通過激活Snail直接或間接調(diào)節(jié)獨(dú)立的靶基因，提供EMT和腫瘤進(jìn)展的額外控制機(jī)制^[5]。Hao Wang等人還發(fā)現(xiàn)促炎細(xì)胞因子TNFα可誘導(dǎo)與EMT相關(guān)的癌癥侵襲和轉(zhuǎn)移，但TNFα誘導(dǎo)的EMT需要激活PI3K / AKT途徑使Snail穩(wěn)定化^[4]，故PI3K / AKT途徑可能協(xié)助LOXL2調(diào)控snail，增加著snail的表達(dá)而誘導(dǎo)EMT。

（2）LOXL2通過調(diào)節(jié)粘著斑、緊密連接和細(xì)胞極性復(fù)合物來實(shí)現(xiàn)腫瘤的EMT。

LOXL2在乳腺癌細(xì)胞中的侵襲作用已被公認(rèn)，其表達(dá)上調(diào)與原發(fā)性腫瘤發(fā)展及乳腺癌的侵襲性相關(guān)。Moreno-Bueno在檢測(cè)基底樣表型乳腺癌系細(xì)胞中的LOXL2過表達(dá)時(shí)，LOXL2通過對(duì)緊密連接復(fù)合體和細(xì)胞極性的轉(zhuǎn)錄抑制負(fù)調(diào)節(jié)、FAK/Scr信號(hào)傳導(dǎo)路徑的正向調(diào)節(jié)，不僅將細(xì)胞外基質(zhì)膠原和彈性蛋白的賴氨酸殘基脫氨形成分子間的交聯(lián)，穩(wěn)定細(xì)胞外基質(zhì)，而且參與維持基底樣癌的間充質(zhì)表型和轉(zhuǎn)移潛能^[6]。閉合蛋白（claudin1）、細(xì)胞極性蛋白（Lgl2）分別作為緊密連接和細(xì)胞極性復(fù)合物的代表性組分，其基因調(diào)控獨(dú)立于snail1和E-cadherin，其表達(dá)下調(diào)或缺失，是某些腫瘤進(jìn)展早期 （細(xì)胞極性的丟失和生長(zhǎng)失控） 和晚期 （浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移） 的典型特征^[7]。而EMT樣表型包含細(xì)胞的極性、黏附力和中間絲蛋白的表達(dá)，獲得EMT樣表型是腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移主要因素之一^[8]。故LOXL2的敲低誘導(dǎo)MET樣表型，并且是癌細(xì)胞的細(xì)胞侵襲、腫瘤生長(zhǎng)和肺轉(zhuǎn)移所必需，LOXL2可以通過獨(dú)立于Snail1和LOXL2酶活性的機(jī)制在轉(zhuǎn)錄水平下調(diào)癌細(xì)胞中的緊密連接和細(xì)胞極性復(fù)合物。

（3）LOXL2和ZEB1 / miR-200軸之間的存在強(qiáng)相關(guān)性，ZEB1在人細(xì)胞系中強(qiáng)制LOXL2蛋白水平的表達(dá)增加，并誘導(dǎo)EMT。

miR-200家族由聚集在兩個(gè)基因組位點(diǎn)（200b-200a-429和200c-141）中的五個(gè)成員（miRNA-200a，miRNA-200b，miRNA-200c，miRNA-429和miRNA-141）組成。已發(fā)現(xiàn)通過在多種癌癥細(xì)胞系統(tǒng)中抑制miR-200家族，可達(dá)到誘導(dǎo)MET目的，目前miR-200已經(jīng)被視為新的生物標(biāo)志物用于癌癥診斷和證據(jù)。研究表明miR-200在多種癌癥中存在調(diào)節(jié)異常，miRNA-200家族成員在不同染色體上的定位提供了控制和微調(diào)不同關(guān)鍵信號(hào)傳導(dǎo)途徑的大量機(jī)會(huì)，這種廣泛的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致腫瘤行為和最終轉(zhuǎn)移性發(fā)展^[9]。而ZEB1 是整個(gè)miR-200家族的重要調(diào)節(jié)因子，其表達(dá)增加可直接調(diào)控LOXL2表達(dá)增加，是誘導(dǎo)EMT行之有效的主調(diào)節(jié)器，其通過促進(jìn)癌細(xì)胞中間充質(zhì)樣表型的細(xì)胞因子的表達(dá)，以及增加其周圍微環(huán)境中的膠原沉積、交聯(lián)和穩(wěn)定來驅(qū)動(dòng)侵襲和轉(zhuǎn)移，造成更大的侵襲性和轉(zhuǎn)移活性^[10]。結(jié)果表明，LOXL2由ZEB1/miRNA-200家族直接靶向和上調(diào)，并通過細(xì)胞外環(huán)境促進(jìn)腫瘤細(xì)胞EMT和轉(zhuǎn)移。

（4）組蛋白H3脫氨基作用是LOXL2促進(jìn)EMT的標(biāo)志之一。

LOXL2可作為組蛋白修飾酶，特異性地使三甲基化的組蛋白H3（H3Kme4）脫氨基，伴有CDH1啟動(dòng)子的LOXL2敲除后細(xì)胞顯示H3K4me3的增加。故LOXL2活性與CDH1基因的轉(zhuǎn)錄控制相關(guān)，通過調(diào)節(jié)H3K4me3脫氨基，導(dǎo)致鈣黏蛋白基因1 （CDH1） 轉(zhuǎn)錄下調(diào)， 進(jìn)而降低E-cadherin的表達(dá)， 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞EMT和腫瘤轉(zhuǎn)移^[11]。

綜上所述， LOXL2誘導(dǎo)EMT發(fā)生，可能會(huì)為深入EMT的發(fā)生機(jī)制、腫瘤的個(gè)性化及針對(duì)性治療提供科學(xué)依據(jù)。但是對(duì)于以LOXL2為中心的腫瘤調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、關(guān)聯(lián)機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

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作者簡(jiǎn)介：1.陳仕雄（1993-11～），男，廣東汕頭，在讀碩士研究生，單位：廣東醫(yī)科大學(xué)，研究方向：胃腸外科。

2.何小科（1969-07～），男，廣東河源，碩士，主任醫(yī)師。