張雨 劉芳

脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid binding proteins，F(xiàn)ABP) 最初由美國科學(xué)家在腸黏膜中發(fā)現(xiàn)[1]，它是一組低分子量的胞內(nèi)蛋白，含有 126～134 個(gè)氨基酸序列，對長鏈脂肪酸具有很強(qiáng)的親和力[2]，主要在哺乳動(dòng)物的心肌、小腸、肝臟、脂肪組織、腦、表皮等的組織細(xì)胞中表達(dá)，具有組織表達(dá)特異性。并以它們在特定組織中的表達(dá)命名：肝型(L-)、小腸型(I-)、心型(H-)、脂肪型(A-)、表皮型(E-)、回腸型(IL-)、腦型(B-)、 髓磷脂型(M-)及睪丸型(T-)。目前，研究最為廣泛的為脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid-binding protein4,FABP4)，主要表達(dá)在成熟的脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中,參與細(xì)胞內(nèi)外脂質(zhì)代謝，能夠通過與脂肪酸、類花生酸類及維甲酸相結(jié)合，轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體發(fā)揮氧化功能，轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以合成甘油三酯等，轉(zhuǎn)送到細(xì)胞核可以參與核受體基因介導(dǎo)的調(diào)控作用。研究證實(shí),FABP4與糖脂代謝、哮喘、腫瘤、心血管等疾病的發(fā)病存在一定關(guān)聯(lián)[3-11]。隨著轉(zhuǎn)基因及基因敲除技術(shù)的發(fā)展及蛋白質(zhì)組學(xué)的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn) FABP4與腫瘤關(guān)系密切，它除了能夠?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸提供能量外，還能結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)各種配體，參與腫瘤細(xì)胞內(nèi)的各種信號通路。研究顯示，F(xiàn)ABP4與許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展相關(guān),將有望成為腫瘤在藥物治療方面的新靶點(diǎn)。

一、FABP4的表達(dá)及生物學(xué)功能

1.表達(dá)：人類FABP4基因定位于8q21染色體區(qū)域，含有 4 個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，包含 1 個(gè)逆向和3個(gè)順向脂肪特異性元件(fat-specific elements，F(xiàn)SE)，1個(gè)甘油-3-磷酸脫氫酶基因和l個(gè)FSE2元件[12]。FABP4分子量大約15 Ku，共含有134個(gè)氨基酸，由2個(gè)α螺旋和1個(gè)β折疊結(jié)構(gòu)組成，并以螺旋-卷曲-螺旋的結(jié)構(gòu)域形式存在。FABP4在各種正常組織、細(xì)胞中廣泛表達(dá)，主要部位是白色和棕色脂肪組織及正在分化的脂肪細(xì)胞，特別是在脂肪組織和巨噬細(xì)胞中呈高表達(dá)，是成熟脂肪細(xì)胞的重要胞質(zhì)蛋白，但在其他組織、器官如腎臟、心臟中表達(dá)水平較低。FABP4占細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)總含量的0.5%～6%，是脂肪細(xì)胞分化的標(biāo)志，其表達(dá)具體由胰島素和/或 IGF-1，地塞米松及脂肪酸介導(dǎo)，同時(shí)可作為PPARγ激動(dòng)劑的下游靶標(biāo)。除此之外，在巨噬細(xì)胞特別是在炎性反應(yīng)檢測中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP4在支氣管上皮中存在高表達(dá)[13]。

2.生物學(xué)功能：FABP4的重要功能單位是一個(gè)由α螺旋、β、C-F片層所組成的“開口”結(jié)構(gòu)，能夠與脂肪酸分子甲基結(jié)合并限制脂肪酸分子的移動(dòng)，同時(shí)，此結(jié)構(gòu)域能夠通過與疏水性飽和脂肪酸和類花生酸相結(jié)合，增強(qiáng)游離脂肪酸的可溶性[14]，從而協(xié)助脂質(zhì)由脂膜部位轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體或過氧化物酶體中，氧化分解成甘油三酯或磷脂，或轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及在細(xì)胞核中調(diào)控基因的表達(dá)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP4基因敲除小鼠的短鏈脂肪與長鏈脂肪比在肌肉和脂肪組織中均有所增加，同時(shí)FABP4 能夠提高磷酸激酶活性、脂肪酸氧化、胰島素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和葡萄糖吸收，還能促使長鏈脂肪酸聚集在肝臟組織中[15]?？傊現(xiàn)ABP4的主要生物學(xué)功能是參與細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和靶向定位，通過參與一些與代謝或炎性相關(guān)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)來影響全身能量代謝活動(dòng)和炎性反應(yīng)。

二、FABP4與腫瘤

1.與腫瘤血管生成有關(guān)：脂肪酸結(jié)合蛋白4作為脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵脂質(zhì)因子，在脂肪細(xì)胞分化過程中被誘導(dǎo)，F(xiàn)ABP4在內(nèi)皮細(xì)胞中，是由NOTCH1信號通路誘導(dǎo)的，后者涉及到腫瘤抗血管新生治療的抵制機(jī)制，F(xiàn)ABP4與游離脂肪酸結(jié)合并通過其與脂肪酶的相互作用提供對脂肪分解的反饋抑制，對于FABP4敲除的脂肪細(xì)胞，這種反饋抑制喪失，表現(xiàn)出更高的脂解速率和更高水平的細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸[16]，F(xiàn)ABP4 是調(diào)節(jié)游離脂肪酸水平所必需的底物，在內(nèi)皮細(xì)胞中保護(hù)細(xì)胞免于游離脂肪酸所誘導(dǎo)的受體型酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTKS)的產(chǎn)生，血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和NOTCH信號傳導(dǎo)的靶點(diǎn) FABP4 在腫瘤脈管系統(tǒng)的形成中發(fā)揮著重要的作用，在游離脂肪酸富集的環(huán)境中控制RTKS形成和細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)。數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)ABP4 是血管生成所必需的，并且是腫瘤血管生成中的重要靶標(biāo)，尤其是在低級別、富含間質(zhì)并且富含游離脂肪酸的組織的腫瘤中[17]。在原位小鼠卵巢腫瘤模型中，DLL4/NOTCH1和VEGFA 信號的雙重靶向比單一療法更加有效，NOTCH1和VEGFA 信號傳導(dǎo)成為了卵巢腫瘤血管生成中具有吸引力的靶點(diǎn)。

2. FABP4在腫瘤增殖、侵襲及遷移方面的相關(guān)研究：惡性腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移能力決定了惡性腫瘤的進(jìn)展，微環(huán)境的惡化能夠促進(jìn)腫瘤的進(jìn)一步惡化[18-19]，微環(huán)境中的可溶性細(xì)胞因子也能夠影響惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[20]。目前，關(guān)于FABP4在腫瘤中的作用機(jī)制有了一定的研究，但具體機(jī)制尚未完全明確。

(1)乳腺癌。大量流行病學(xué)資料顯示，超重和肥胖的絕經(jīng)后女性患乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)明顯增加[21]，肥胖與年齡及絕經(jīng)后狀態(tài)密切相關(guān),Guaita-Esteruelas等[22]研究了FABP4在乳腺癌中的新作用，F(xiàn)ABP4在乳腺癌細(xì)胞并不表達(dá)大量的FABP4蛋白，而FABP4孵育后在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)水平升高；FABP4主要通過激活PI3K-AKT和MAPK-ERK這兩個(gè)通路誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞增殖，但對細(xì)胞遷移沒有任何影響；FABP4提高FOXM 1轉(zhuǎn)錄因子和脂肪酸的水平，激活轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CD36和FABP5在MCF-7細(xì)胞乳腺癌中的表達(dá)。

(2)宮頸癌。宮頸癌是世界上影響婦女生命健康的主要惡性腫瘤之一，Jin等[23]在宮頸癌中的機(jī)制研究中闡述，F(xiàn)ABP4在宮頸鱗狀細(xì)胞癌(cervical squamous cell carcinoma,CSCC)組織標(biāo)本中特異性升高，但不在宮頸腺癌中升高；FABP4的表達(dá)與E-cadherin和Vimentin表達(dá)相關(guān)；在體外，外源性FABP4以劑量依賴性的方式促進(jìn)CSCC細(xì)胞的遷移和侵襲，在CSCC細(xì)胞中，F(xiàn)ABP4蛋白升高可通過AKT/GSK3B/Snail信號通路調(diào)控上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程；可導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞EMT樣形態(tài)學(xué)的改變。

(3) 卵巢癌。肥胖婦女，尤其是絕經(jīng)后肥胖者卵巢癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加[24]。Lahmann 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，BMI≥30 kg/m2的婦女比BMI<25 kg/m2的婦女卵巢癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加，且其中絕經(jīng)后婦女的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較絕經(jīng)前婦女明顯增加[25]。Makowski等[26]通過對卵巢漿液性癌裸鼠移植瘤模型的研究中發(fā)現(xiàn)，肥胖組小鼠的卵巢腫瘤體積明顯大于正常體重組小鼠。另有研究表明，脂肪源性IL-8在卵巢癌向脂肪組織轉(zhuǎn)移中具有非常重要的作用，卵巢癌細(xì)胞胞膜的IL-8受體與脂肪細(xì)胞胞膜的IL-8結(jié)合后，提高了FABP4的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞從脂肪細(xì)胞內(nèi)吸收脂肪酸，使其在脂肪細(xì)胞豐富的大網(wǎng)膜中迅速生長[27]，而與脂肪細(xì)胞不直接接觸的卵巢癌細(xì)胞則未迅速生長[28]。Gharpure等[28]在卵巢癌細(xì)胞的研究中表明，miR-409-3p的抗腫瘤作用來源于其對FABP4的抑制作用，低氧條件下能下調(diào)miR-409-3p，有可能消除其對FABP4的抑制作用，從而導(dǎo)致FABP4水平的升高，F(xiàn)ABP4的高表達(dá)可以調(diào)節(jié)多種代謝物和蛋白質(zhì)途徑，從而導(dǎo)致卵巢癌侵襲性轉(zhuǎn)移并促進(jìn)卵巢癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生。高表達(dá)的FABP4可以作為一個(gè)可靠的指標(biāo)預(yù)測高級別漿液性卵巢癌殘留病灶。

(4)肺癌。在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的研究中，Tang等[29]探索了FABP3和FABP4的表達(dá)及其在預(yù)后中的作用，收集了30例非小細(xì)胞肺癌患者新鮮冰凍組織。應(yīng)用組織芯片免疫組織化學(xué)方法(TMA-IHC)檢測281例癌組織和121例匹配的非癌組織標(biāo)本癌中FABP3和FABP4的mRNA和蛋白表達(dá)，結(jié)果表明，癌組織中FABP 3和FABP4的mRNA和蛋白表達(dá)均顯著高于非癌組織。此外，F(xiàn)ABP3或FABP4在非小細(xì)胞肺癌中的高表達(dá)與晚期腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，F(xiàn)ABP3與FABP4的蛋白表達(dá)呈正相關(guān)[29]。

(5)胰腺管癌。胰腺管癌是一種生長快、預(yù)后差的腫瘤。在胰腺管癌中，與BMI較低的患者相比，BMI超過35 kg/m2的患者生存率顯著下降。Luo等[30]在胰腺管癌的研究中，發(fā)現(xiàn)與瘤周組織、良性胰腺組織和正常胰腺組織相比，胰腺管癌的組織中FABP4的蛋白是過表達(dá)的。在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤、腫瘤結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移期的Ⅲ/Ⅳ患者中，F(xiàn)ABP4比無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤，并有腫瘤結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移的I/II期病變過表達(dá)的比例明顯增高。在胰腺管癌中，F(xiàn)ABP4在異型增生或上皮內(nèi)瘤變Ⅰ級和Ⅲ級蛋白表達(dá)陽性率顯著高于正常胰腺組織和良性病變胰腺組織。

(6)前列腺癌。前列腺癌是一種好發(fā)于老年男性的泌尿生殖系統(tǒng)的惡性腫瘤，大量證據(jù)表明，肥胖會(huì)導(dǎo)致前列腺癌的發(fā)生率和死亡率均升高。肥胖與前列腺癌死亡率的潛在風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)，可能在生物學(xué)上與侵襲性前列腺癌相關(guān)。但也存在其他解釋，認(rèn)為肥胖男性可能更少有積極性去體檢篩查，導(dǎo)致延誤治療。而肥胖如何影響前列腺癌的長期預(yù)后尚不明確。對人前列腺癌樣本分析發(fā)現(xiàn)，表達(dá)高水平CCR3受體的腫瘤更容易發(fā)生局部擴(kuò)散，這些細(xì)胞也更具侵襲性和治療抵抗特性[31]。研究報(bào)道,FABP4 通過調(diào)節(jié)骨髓脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)來調(diào)控轉(zhuǎn)移前列腺癌細(xì)胞的發(fā)展，并且FABP4在前列癌病人的組織中和骨轉(zhuǎn)移前列癌腫瘤中都是高表達(dá)的，尤其是在骨轉(zhuǎn)移的病灶中顯著。

以上研究結(jié)果表明，F(xiàn)ABP4影響了腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲及遷移，肥胖腫瘤患者由于體內(nèi)脂肪的含量過多，而通過高表達(dá)的FABP4為腫瘤細(xì)胞提供脂肪酸來促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[32]。由于脂肪細(xì)胞的微環(huán)境是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵，因此，表達(dá)量高的FABP4 能夠從脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)移脂肪酸到腫瘤細(xì)胞，從而促使肥胖患者腫瘤進(jìn)一步的生長。

三、結(jié)論與展望

肥胖通常會(huì)引起人體內(nèi)的脂肪組織中的脂肪細(xì)胞因子功能紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，是腫瘤發(fā)生的一個(gè)危險(xiǎn)的信號。大量研究已經(jīng)證明一些典型脂肪細(xì)胞因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，但這些功能紊亂的脂肪細(xì)胞因子如何作用于腫瘤并如何影響腫瘤的轉(zhuǎn)移機(jī)制還不完全清楚。相信隨著不斷的研究和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)ABP4作為多種腫瘤分子標(biāo)志物的研究也越來越多，將會(huì)更深入的探索其在腫瘤轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制，包括上游及下游的信號通路及相互作用的分子，從而在精準(zhǔn)醫(yī)療模式的發(fā)展下，為腫瘤提供新的治療靶點(diǎn)及方案。