姚麗，張玲，趙素月，鄭瑩，王乾合，朱克祥,2

（1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 普通外科，甘肅 蘭州 730000）

在1965年，Moore等[1]從牛腦中首次發(fā)現(xiàn)了 “相對(duì)酸性且體積較小（10～12 kDa）”的蛋白質(zhì)，被命名為“S100”。后來(lái)，逐漸發(fā)現(xiàn)了更多與S100相關(guān)的蛋白，目前已知有25個(gè)家族成員，每個(gè)成員均有一個(gè)單獨(dú)的基因編碼[2]。其獨(dú)特特征是具有同源或異源二聚體結(jié)構(gòu)和EF手的Ca2+結(jié)合基序，并在多種細(xì)胞類型中表達(dá)[3]。S100蛋白具有廣泛的細(xì)胞功能，通過(guò)調(diào)節(jié)其亞細(xì)胞定位，并與特定靶蛋白相互作用調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞周期[4]。近年來(lái)，由于S100蛋白成員（包括S100A14）在多種癌癥中表達(dá)而備受人們關(guān)注[5]。

1 S100A14 分子結(jié)構(gòu)與功能

S100A4（又稱S100 鈣結(jié)合蛋白A14或BCMP84），是S100蛋白家族的新成員之一，近年來(lái)成為腫瘤研究的熱點(diǎn)。S100A14蛋白由Pietas等[6]在2002年通過(guò)抑制消減雜交法從轉(zhuǎn)移性人肺癌細(xì)胞系中鑒定出來(lái)。它含有4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，編碼104個(gè)氨基酸，該基因定位于1q21.3染色體上[7]。S100A14蛋白具有S100蛋白家族典型的EF手型Ca2+結(jié)合基序結(jié)構(gòu)，中間由柔性鉸鏈區(qū)隔開，每個(gè)Ca2+結(jié)合基序由2個(gè)α螺旋兩側(cè)的Ca2+結(jié)合環(huán)組成，但N端的Ca2+結(jié)合環(huán)含有13個(gè)氨基酸，不同于S100蛋白家族的N端含14個(gè)氨基酸。而且，C端的Ca2+結(jié)合環(huán)攜帶突變，限制了S100A14與Ca2+結(jié)合的能力[8]。EF手基序與Ca2+結(jié)合導(dǎo)致兩個(gè)螺旋的運(yùn)動(dòng)，蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，提供了疏水蛋白-蛋白相互作用位點(diǎn)，這對(duì)識(shí)別目標(biāo)靶蛋白蛋白至關(guān)重要[9]。因S100A14不具有酶活性，它主要通過(guò)與其他蛋白的相互作用和調(diào)控發(fā)揮作用[10]。據(jù)報(bào)道，S100A14在多種癌癥類型中差異表達(dá)，例如：在前列腺癌、腎癌、淋巴瘤、結(jié)直腸癌、口腔癌中低表達(dá)，而在卵巢癌、乳腺癌、宮頸癌、肺癌中高表達(dá)[11]，其表達(dá)水平和相關(guān)的生物學(xué)功能具有腫瘤細(xì)胞或組織的特異性[12]。造成這些差異的可能原因是，S100A14與其他S100家族成員一樣，它能夠與多個(gè)靶蛋白相互作用，如：HER-2、MMP-2、P53和晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（receptor for advanced glycation end product，RAGE），參與細(xì)胞周期、增殖、分化和凋亡以及遷移和侵襲的調(diào)控[13-15]。

2 S100A14 蛋白在惡性腫瘤中的作用功能

一些研究表明，S100A14是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的候選分子[16]。Tanaka等[17]發(fā)現(xiàn)S100A14通過(guò)與細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白相互作用促進(jìn)人類乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和侵襲，且S100A14表達(dá)上調(diào)與患者預(yù)后不良相關(guān)。Wang等[18]發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)S100A14導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞株E-cadherin mRNA和蛋白水平的減少，而N-cadherin和Vimentin在mRNA和蛋白水平增加，抑制S100A14的表達(dá)則結(jié)果相反，表明了S100A14通過(guò)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化介導(dǎo)，參與宮頸癌侵襲與轉(zhuǎn)移。Katono等[19]對(duì)166例肺腺癌組織及鄰近正常組織進(jìn)行免疫組化（immunohistochemistry，IHC）檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)166例中有82例（49.4%）檢測(cè)到S100A14表達(dá)，其表達(dá)與腫瘤分化較差，疾病分期較高，腫瘤大小較大，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，腫瘤內(nèi)血管浸潤(rùn)，腫瘤內(nèi)淋巴管浸潤(rùn)，胸膜浸潤(rùn)和預(yù)后較差密切相關(guān)。另外，通過(guò)Transwell和細(xì)胞劃痕試驗(yàn)表明，敲低S100A14的表達(dá)顯著降低了細(xì)胞的侵襲和遷移能力。以上表明了S100A14參與腫瘤細(xì)胞或組織的侵襲與轉(zhuǎn)移。

在腫瘤細(xì)胞增殖與凋亡方面，研究者認(rèn)為S100A14對(duì)細(xì)胞增殖具有雙重作用。Sapkota等[14]認(rèn)為在口腔癌細(xì)胞（CaLH3和OSCC1）中，S100A14過(guò)表達(dá)抑制細(xì)胞的增殖，主要與G1期細(xì)胞周期阻滯及p21上調(diào)相關(guān)。而Wang等[18]發(fā)現(xiàn)S100A14通過(guò)調(diào)節(jié)G2/M進(jìn)程促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞增殖。另有研究表明，S100A14與HER2結(jié)合，過(guò)表達(dá)S100A14可促進(jìn)HER2及其下游因子AKT和ERK的磷酸化，進(jìn)一步增強(qiáng)HER2刺激乳腺癌細(xì)胞的增殖[20]。上述不同的結(jié)論可能與S100A14在不同腫瘤細(xì)胞或組織中的表達(dá)具有差異性的特點(diǎn)有關(guān)[12]。

S100A14也可促進(jìn)細(xì)胞分化。Pandey等[21]采用IHC方法檢測(cè)了共170例口腔鱗狀細(xì)胞癌組織及鄰近正常組織（oral squamous cell carcinoma，OSCC）中S100A14的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在癌細(xì)胞 和/ 或相鄰的正常/ 發(fā)育不良上皮中均表達(dá)S100A14，但與分化良好的OSCC病變區(qū)域相比，S100A14在相應(yīng)的中分化和低分化病變區(qū)域表達(dá)逐漸消失，其表達(dá)缺失與腫瘤的分化程度及患者 10年生存率呈負(fù)相關(guān)。此外，過(guò)表達(dá)和敲除S100A14 分別導(dǎo)致OSCC細(xì)胞中分化標(biāo)記物（INV，KRT13，KRT4，TGM1和FLG）的上調(diào)和下調(diào)。還有報(bào)道表明，S100A14過(guò)表達(dá)與較差的預(yù)后、復(fù)發(fā)和耐藥相關(guān)[12,17,22-23]。綜上表明，S100A14在不同細(xì)胞和腫瘤組織的表達(dá)及功能具有特異性。

3 S100A14 在消化系統(tǒng)腫瘤中研究現(xiàn)狀

3.1 食管癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）

S100A14 主要在ESCC組織的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)均有表達(dá)，其表達(dá)水平與細(xì)胞分化程度和病理分期有關(guān)。為證實(shí)S100A14 表達(dá)與分化程度相關(guān)，Chen等[24]使用TPA和鈣誘導(dǎo)ESCC細(xì)胞分化過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)分化良好的細(xì)胞（KYSE450和KYSE510）mRNA和蛋白水平表達(dá)顯著升高。過(guò)表達(dá)S100A14導(dǎo)致G1期細(xì)胞周期停滯，并促進(jìn)鈣阻滯細(xì)胞進(jìn)入S期，影響了終末期分化ESCC細(xì)胞相關(guān)基因（FLG和IVL）的表達(dá)，而沉默S100A14后結(jié)果相反。進(jìn)一步研究機(jī)制發(fā)現(xiàn)S100A14在JunB轉(zhuǎn)錄調(diào)控下參與ESCC細(xì)胞分化。另有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，S100A14基因的遺傳變異可能與患ESCC風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。Chen等[25]通過(guò)對(duì)30個(gè)白細(xì)胞進(jìn)行DNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)S100A14在5’非翻譯區(qū)中存在基因變異（461G＞A），隨后對(duì)1 021例ESCC患者和1 253例無(wú)癌個(gè)體進(jìn)行基因分型比較，發(fā)現(xiàn)在中國(guó)有吸煙習(xí)慣的人群中，S100A14（461G＞A）的人群患ESCC的風(fēng)險(xiǎn)更高，而Zhao等[26]對(duì)629例ESCC患者和686例對(duì)照組（大部分都在接受創(chuàng)傷治療），使用連接酶檢測(cè)反應(yīng)法（ligation detection reaction，LDR）發(fā)現(xiàn)S100A14基因存在遺傳變異（rs11548103G＞A)，然后進(jìn)行基因分型（GG和GA）比較發(fā)現(xiàn)S100A14（rs11548103 G＞A）與中國(guó)人群患ESCC風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)均是研究中國(guó)ESCC人群，但結(jié)論的不同考慮與收集樣本的來(lái)源（醫(yī)院不同）、樣本數(shù)量、對(duì)照組的特點(diǎn)、DNA變異的檢測(cè)對(duì)象、方法及儀器的使用不同有關(guān)。因此，仍需要大規(guī)模的復(fù)制研究來(lái)確定S100A14基因變異與ESCC之間的關(guān)系。

3.2 胃癌（gastric cancer，GC）

GC根據(jù)Lauren分類，分為腸型與彌漫型兩種亞型[27]。Zhu等[28]發(fā)現(xiàn)S100A14在GC組織的細(xì)胞膜中表達(dá)，而且分化良好的腸型GC S100A14表達(dá)量高于低分化彌漫型GC，其表達(dá)水平與Lauren分型、分化程度呈正相關(guān)。S100A14的表達(dá)可促進(jìn)GC分化成熟標(biāo)志物（E-cadherin和PGII）蛋白表達(dá)升高，暗示了S100A14蛋白可作為GC腫瘤分化的潛在標(biāo)志物。通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)S100A14可抑制GC細(xì)胞的侵襲與遷移，其潛在機(jī)制如下：(1) 與不表達(dá)S100A14的細(xì)胞相比，S100A14可通過(guò)下調(diào)Orai1和STIM1蛋白抑制Ca2+內(nèi)流，抑制細(xì)胞的侵襲與遷移。通過(guò)使用Ca2+抑制劑（SKF96365）或胞外C a2+螯合劑（EGTA）也可抑制G C 細(xì)胞的侵襲與遷移。此外，S100A14 通過(guò)阻斷C a2+內(nèi)流使calpain失活，穩(wěn)定FAK（focal adhesion kinase）以及下調(diào)MMPs的表達(dá)，防止GC的侵襲與轉(zhuǎn)移。另一項(xiàng)研究根據(jù)細(xì)胞系的分化程度進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)S100A14的低表達(dá)與低分化細(xì)胞具有相關(guān)性，同時(shí)，探討了S100A14低表達(dá)可能與存在類似于ESCC類5’非翻譯區(qū)中的S100A14基因（425G＞A）變異有關(guān)[29]。因此，未來(lái)可根據(jù)S100A14的差異表達(dá)使其成為預(yù)測(cè)GC亞型的分子標(biāo)志物。

3.3 結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）

S100A14在腸黏膜組織（惡性和正常）的細(xì)胞質(zhì)中均表達(dá)，但與正常腸黏膜組織相比，在惡性腫瘤組織S100A14表達(dá)水平較低，而且其表達(dá)水平與TNM分期、不良預(yù)后有關(guān)[30]。而Wang等[31]發(fā)現(xiàn)S100A14在CRC組織細(xì)胞膜中低表達(dá)，其表達(dá)與腫瘤的低分化及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)，與浸潤(rùn)深度（T）和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（N）無(wú)明顯相關(guān)性。兩項(xiàng)研究結(jié)論不一致的原因考慮與使用的抗體、染色的強(qiáng)度的界定及病理樣本不同有關(guān)。Kim等[32]研究S100A14在小腸腺癌中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)S100A14在正常小腸黏膜上皮細(xì)胞細(xì)胞膜表達(dá)，在隱窩細(xì)胞中表達(dá)減少，在Brunner腺中表達(dá)消失。其表達(dá)缺失與生長(zhǎng)方式（潰瘍型或隆起型）、腫瘤生長(zhǎng)部位（遠(yuǎn)端空回腸）、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和高的AJCC分期有關(guān)。上述3項(xiàng)研究均使用IHC檢測(cè)其在組織標(biāo)本中的表達(dá)與臨床意義，但缺乏細(xì)胞功能和分子機(jī)制的研究。因此，仍需大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究細(xì)胞功能、表型及機(jī)制。

3.4 肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）

S100A14主要在HCC 組織的細(xì)胞核和/或細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，其表達(dá)水平與淋巴結(jié)數(shù)目、Edmondson-Steiner分級(jí)（疾病分期）、血管侵犯有關(guān)，并且是預(yù)測(cè)患者總生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Zhao 等[33]通過(guò)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)得出高表達(dá)的S100A14可促進(jìn)肝細(xì)胞增殖，侵襲和轉(zhuǎn)移的結(jié)論。以上暗示了S100A14可能成為HCC血清腫瘤標(biāo)志物及預(yù)測(cè)預(yù)后因子。

3.5 胰腺癌（pancreatic cancer，PC）

S100A14在PC組織的細(xì)胞膜中表達(dá)，其表達(dá)水平與PC晚期有關(guān)。Zhu等[34]對(duì)內(nèi)源性S100A14低水平的PC細(xì)胞株（CFPAC-1和Panc1）進(jìn)行過(guò)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)S100A14可促進(jìn)細(xì)胞增殖、克隆的形成、遷移和入侵能力。而短暫的沉默內(nèi)源性高水平S100A14細(xì)胞株（CAPAN2和SW1990）可抑制上述表型。此外，對(duì)SW1990細(xì)胞株進(jìn)行S100A14的敲除降低了裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)，并抑制了S100A14對(duì)吉西他濱的化療耐藥。Al-Ismaeel等[35]通過(guò)IHC檢測(cè)發(fā)現(xiàn)S100A14在PC組織中的表達(dá)水平與E-cadherin蛋白呈正相關(guān)，與vimentin蛋白呈負(fù)相關(guān)，考慮S100A14參與PC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。可能的機(jī)制是與轉(zhuǎn)錄因子ZEB1抑制其表達(dá)有關(guān)。有相關(guān)研究通過(guò)公共數(shù)據(jù)庫(kù)及多種生物信息學(xué)的方法預(yù)測(cè)S100A14在PC中的臨床重要性。Xia等[36]通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)分析發(fā)現(xiàn)S100A14表達(dá)與患者生存呈負(fù)相關(guān)，推測(cè)其可作為PC臨床預(yù)后生物標(biāo)志物。Zhang等[37]提出S100A14可以為PC患者提供預(yù)后分層的信息，可應(yīng)用于臨床中的PC患者。此外，S100A14可能通過(guò)FAK-Ras刺激信號(hào)通路削弱CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)和細(xì)胞溶解活性，參與PC的發(fā)生發(fā)展[38]。上述3項(xiàng)研究預(yù)測(cè)了S100A14表達(dá)與胰腺癌的關(guān)系，但缺乏實(shí)驗(yàn)和外部臨床隊(duì)列研究驗(yàn)證。因此，仍需進(jìn)行基礎(chǔ)聯(lián)合臨床研究證實(shí)上述觀點(diǎn)。

4 S100A14 在消化系統(tǒng)中的作用機(jī)制

4.1 S100A14 與RAGE

RAGE被認(rèn)為是一種細(xì)胞表面重要的模式識(shí)別受體，與多種不同配體（HMGB1，S100s，淀粉樣β肽，脂多糖，β-片狀原纖維，高級(jí)氧化蛋白產(chǎn)物，Mac-1或磷脂酰絲氨酸）結(jié)合后激活細(xì)胞信號(hào)通路（MAPK和NF-κB、JNK-STAT3、PI3K/Akt、MMP2等），誘導(dǎo)血管生成、細(xì)胞增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移[39-40]。S100蛋白是與RAGE結(jié)合的受體之一，已有相關(guān)研究表明，RAGE與S100蛋白家族中S100A1、S100A4、S100A6、S100A9、S100A8/S100A9、S100A11、S100A12、S100A13、S100B、S100P結(jié)合，誘導(dǎo)炎性或細(xì)胞因子的產(chǎn)生，參與血管生成、細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、凋亡、轉(zhuǎn)移、侵襲及癌細(xì)胞耐藥[41]。楊晶等[42]發(fā)現(xiàn)在宮頸鱗癌組織中，RAGE和S100A14表達(dá)呈正相關(guān), S100A14通過(guò)與RAGE結(jié)合，激活有關(guān)信號(hào)通路，促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，參與腫瘤的發(fā)展。Jin等[13]通過(guò)下拉實(shí)驗(yàn)和免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)S100A14與RAGE結(jié)合，且發(fā)現(xiàn)低劑量的外源性S100A14與RAGE結(jié)合，激活ERK1/2AMPK和NF-kB信號(hào)通路促進(jìn)食管癌細(xì)胞（KYSE180）的增殖與存活。而使用RAGE拮抗劑或抑制RAGE 的表達(dá)，可觸發(fā)KYSE180 的細(xì)胞凋亡。因此，S100A14 在食管癌細(xì)胞中具有增殖和凋亡中的作用，靶向干預(yù)S100A14與RAGE之間的信號(hào)通路，可能為癌癥治療提供新的途徑。

4.2 S100A14 與P53 信號(hào)通路

p53是腫瘤抑制因子和轉(zhuǎn)錄因子，其可調(diào)節(jié)很多下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，參與細(xì)胞的代謝、增殖、周期阻滯、凋亡和遷移[43]。MMPs是一個(gè)大家族鋅依賴性蛋白水解酶，其可以降解細(xì)胞外基質(zhì)的一些重要蛋白質(zhì)，與腫瘤細(xì)胞的侵襲，轉(zhuǎn)移及疾病的進(jìn)展有關(guān)[44]。已有相關(guān)研究表明，S100A14與p53、MMPs有功能聯(lián)系[14,45]。在食管癌細(xì)胞中, S100A14的過(guò)表達(dá)會(huì)使p53蛋白表達(dá)顯著降低，而MMP2表達(dá)水平升高，增加細(xì)胞的侵襲[15]。Chen等[25]還發(fā)現(xiàn)S100A14在5'非翻譯區(qū)中的基因變異（461G＞A）影響了S100A14 與P53的結(jié)合及調(diào)控，使S100A14在體內(nèi)外與靶組織的結(jié)合減弱，從而增加患食管癌的易感性。上述說(shuō)明了S100A14可能作為一種抑癌或促癌因子在P53通路中發(fā)揮 作用。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率和病死率逐年上升，并成為影響人們身體健康最主要的惡性腫瘤之一。雖然外科手術(shù)、放療、化療及免疫治療等取得巨大進(jìn)展，但由于消化系統(tǒng)惡性腫瘤早期癥狀不明顯被發(fā)現(xiàn)時(shí)大部分已為晚期，遠(yuǎn)期治療效果并不理想，因此尋找新的腫瘤血清標(biāo)志物，為疾病的早期篩查、診斷顯得尤為重要。大量研究表明，S100A14與消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生具有密切相關(guān)性，但S100A14促進(jìn)消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展的具體機(jī)制尚未完全闡明，因此需進(jìn)一步挖掘其在消化系統(tǒng)腫瘤中的致病機(jī)制，并針對(duì)某一作用靶點(diǎn)研發(fā)靶向藥物，為患者的治療提供最佳的治療方案。