王漢楚，吳 煥 綜述，陳 月 審校

暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院/深圳市人民醫(yī)院檢驗科，廣東深圳 518020

腫瘤是一類嚴(yán)重威脅人類生命健康的疾病，國際癌癥研究中心(IARC)最新研究顯示，世界范圍內(nèi)癌癥的發(fā)病率和病死率呈持續(xù)升高趨勢[1]。目前，臨床上腫瘤的分子靶標(biāo)眾多，但分子靶標(biāo)具有特異度、靈敏度低等特征，易導(dǎo)致腫瘤的早期診斷率低、延誤治療及預(yù)后不良，故尋找更加精確的腫瘤診斷標(biāo)志物仍十分必要。在腫瘤眾多的分子靶標(biāo)中，分泌蛋白是目前較好的無創(chuàng)診斷標(biāo)志物，分泌蛋白的編碼基因通過誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中多種細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)，對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管形成過程發(fā)揮重要作用[2]。去整合素-金屬蛋白酶12 (ADAM12)基因作為分泌蛋白編碼的基因之一，不僅在多種腫瘤中(如肺癌、乳腺癌、食管癌、肝癌等)表達(dá)上調(diào)，并在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，一方面通過介導(dǎo)表皮生長因子受體(EGFR)等信號通路，參與細(xì)胞增殖、血管生成等；另一方面，通過分泌大量的細(xì)胞因子和生長因子，在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。同時，ADAM12在血清或尿液中的表達(dá)水平與腫瘤分期和分級密切相關(guān)。因此，揭示ADAM12在腫瘤中的作用及機(jī)制，對獲得腫瘤廣譜性的腫瘤分子靶標(biāo)及提高腫瘤的診斷和治療水平具有重要的科學(xué)意義。本文就ADAM12在腫瘤中的功能及其作用機(jī)制進(jìn)行概述。

1 去整合素-金屬蛋白酶(ADAM)家族的分類及其作用

ADAM是一類Ⅰ型跨膜分泌型糖蛋白家族，由WU等[3]首次發(fā)現(xiàn)并命名。ADAM家族具有2種主要的生物活性，即蛋白水解和黏附，其中ADAM8、ADAM9、ADAM10、ADAM12、ADAM15、ADAM17、ADAM19、ADAM20、ADAM21、ADAM28和ADAM33具有蛋白水解活性，這使得 ADAM 家族基因能夠參與多種功能，包括脫落膜蛋白的胞外域、細(xì)胞黏附、細(xì)胞遷移、細(xì)胞融合和細(xì)胞信號傳導(dǎo)等[4]。ADAM被證明參與多種生物學(xué)過程，如影響精子成熟、精子在子宮內(nèi)的黏附和遷移、骨關(guān)節(jié)炎、腫瘤和炎性反應(yīng)的發(fā)生等方面。ADAM家族成員在多種人類腫瘤中表達(dá)增加，在人類腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展過程中有可能發(fā)揮重要作用，其中ADAM12在腫瘤中的作用最為突出。

2 ADAM12在腫瘤中的重要作用

2.1ADAM12的發(fā)現(xiàn)與功能 ADAM12在1995年由 YAGAMI-HIROMASA等[5]研究成肌細(xì)胞融合的相關(guān)基因時被發(fā)現(xiàn)，別名為融合素α，定位于人類染色體10q26.2。ADAM12作為ADAM家族的一員，具有典型的ADAM家族的結(jié)構(gòu)序列,這些結(jié)構(gòu)序列中所包含的結(jié)構(gòu)域使其具有豐富的生物學(xué)功能，從蛋白水解、細(xì)胞黏附、細(xì)胞融合、前配體外域脫落、信號傳導(dǎo)和細(xì)胞凋亡，再到細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-基質(zhì)的相互作用，同時參與多種疾病的發(fā)生，如阿爾茨海默病、關(guān)節(jié)炎、心臟肥大和惡性腫瘤等[6]。

通過mRNA剪接將ADAM12分為長跨膜形式(ADAM12-l)和分泌形式(ADAM12-s)兩種亞型，ADAM12-l具有跨膜結(jié)構(gòu)域和胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，以膜錨定形式存在；相反，ADAM12-s缺乏這些結(jié)構(gòu)域，以可溶性形式分泌，二者均可轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜和細(xì)胞外間隙，參與其他跨膜蛋白的蛋白水解過程[7]。由于ADAM12富集在人胎盤中，并參與胚胎的肌肉和骨骼形態(tài)形成過程，用于人胎盤異位妊娠早期的診斷、早孕的篩查、骨骼形成等方面[8]，如妊娠時孕婦血清中的ADAM12水平隨著孕周增加而增加；早孕期ADAM12-s通過促進(jìn)胰島素樣生長因子Ⅰ和Ⅱ從而影響胎盤組織的分化和發(fā)育；胚胎發(fā)育過程中，ADAM12在控制絨毛狀細(xì)胞分化為多核細(xì)胞結(jié)構(gòu)中具有重要意義。此外，ADAM12與骨溶解的增強(qiáng)亦有關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12在健康組織中低表達(dá)，在多種人體癌癥中高表達(dá)，并且與腫瘤的發(fā)展或預(yù)后參數(shù)密切相關(guān)，具有腫瘤診斷和預(yù)后標(biāo)志物的潛能[9]。

2.2ADAM12在多種腫瘤中發(fā)揮重要功能

2.2.1ADAM12與肺癌 ROCKS等[10]首次提出，ADAM12在肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌中的mRNA和蛋白質(zhì)水平增加，侵襲性細(xì)胞中的ADAM12表達(dá)更高，因此，推測該基因的表達(dá)增加參與了肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。ADAM12-l 的mRNA高表達(dá)是肺腺癌的獨(dú)立預(yù)后因素，并且與腫瘤分化、分期及術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)[10]。ADAM12在非小細(xì)胞肺癌組織及其癌旁組織中表達(dá)升高，并與非小細(xì)胞肺癌患者年齡、吸煙指數(shù)和患者的臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12在小細(xì)胞肺癌中高表達(dá)，并通過上調(diào)限速酶己糖激酶1(HK1)促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、集落形成、遷移和侵襲[11]。

2.2.2ADAM12與肝癌 研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12的表達(dá)水平與肝癌預(yù)后密切相關(guān)[12-14]。PABIC等[12]于2003年首次證實ADAM12在肝癌組織中表達(dá)升高，轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β)通過激活PI3K和MAPK信號通路誘導(dǎo)ADAM12的表達(dá)，參與腫瘤的侵襲性和進(jìn)展等過程。CHEON等[13]進(jìn)一步闡明了TGF-β的功能，其在膠原蛋白重構(gòu)和細(xì)胞基質(zhì)黏附中發(fā)揮作用，從而促使肝癌患者ADAM12 mRNA水平升高。在更深入的研究中，ADAM12通過影響細(xì)胞蛋白骨架，尤其是上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMTs)表達(dá)，促進(jìn)肝癌細(xì)胞間質(zhì)化，影響肝癌細(xì)胞增殖及侵襲能力[14]。此外，國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)TSPAN8依賴ADAM12表達(dá)升高促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.2.3ADAM12與乳腺癌 乳腺癌為嚴(yán)重影響女性生命健康的惡性腫瘤之一，已有研究表明，ADAM12水平的升高與乳腺癌進(jìn)展相關(guān)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲[15]。通過小鼠乳腺癌模型研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12高表達(dá)參與了腫瘤進(jìn)展過程[16]。馬波等[17]發(fā)現(xiàn)基底細(xì)胞樣乳腺癌組織的ADAM12-l表達(dá)量與蛋白水平均明顯高于正常或良性乳腺組織，且與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期有著密切的聯(lián)系。有研究者發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者年齡越小，ADAM12表達(dá)量越高；導(dǎo)管型乳腺癌患者中ADAM12-l表達(dá)較小葉型乳腺癌患者高，而在小葉型乳腺癌中ADAM12-s表達(dá)較高[18]。此外，新近研究證實ADAM12在三陰性乳腺癌(TNBC)組織和細(xì)胞系中高表達(dá)，提出ADAM12是TNBC的潛在治療靶點[19]。

ADAM12和血管內(nèi)皮生長因子共同參與了腫瘤血管的形成。ROY等[20]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中ADAM12的表達(dá)與促血管生成因子[如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9]的上調(diào)和抗血管生成因子[如血栓反應(yīng)蛋白-1(THBS1)和金屬蛋白酶組織抑制因子-2(TIMP-2)]的下調(diào)相關(guān)，該基因高表達(dá)部位的微血管密度升高，ADAM12在健康乳腺組織的血管中幾乎沒有表達(dá)，但在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌的腫瘤血管中的表達(dá)增加。

2.2.4ADAM12與子宮頸癌 女性宮頸癌發(fā)病率和病死率居高不下[1]。研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12表達(dá)水平與宮頸癌的惡性程度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，ADAM12的異常表達(dá)參與了宮頸癌形成和發(fā)展過程，與宮頸癌腫瘤最大徑、分期、分化程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)[21]。白璐等[22]證實，ADAM12在宮頸癌組織中表達(dá)普遍上調(diào)，是宮頸癌患者不良預(yù)后的預(yù)測因子。

2.2.5ADAM12與胃癌 王艷平等[23]發(fā)現(xiàn)，96例胃癌患者ADAM12-l的mRNA水平及蛋白質(zhì)水平在胃癌組織中均上調(diào)，與胃癌的發(fā)生、進(jìn)展及臨床預(yù)后密切相關(guān)。生物信息學(xué)分析也驗證了ADAM12與胃癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)，具有癌癥治療靶標(biāo)的潛能[24]。同時，國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，ADAM12在腸道型胃癌細(xì)胞及組織中表達(dá)升高，但在彌漫型胃癌中低表達(dá)，推測ADAM12可能具有組織特異性標(biāo)志物的潛能。SHIMURA等[25]通過分析ADAM12在胃癌患者尿液中的水平，確認(rèn)ADAM12為較好的尿液生物標(biāo)志物。

2.2.6ADAM12與膀胱癌 ADAM12在膀胱癌組織中的表達(dá)明顯高于正常膀胱組織，其具有作為腫瘤標(biāo)志物的潛能。ADAM12(ADAM12-l和ADAM12-s)的表達(dá)和蛋白水平均與膀胱癌分期相關(guān)，膀胱癌患者尿液中的ADAM12水平明顯高于健康對照者，且腫瘤復(fù)發(fā)組高于非復(fù)發(fā)組，提示ADAM12可能是膀胱癌診斷和監(jiān)測的重要生物標(biāo)志物。國外學(xué)者證明，ADAM12-l在細(xì)胞外膜近端區(qū)域裂解MMP誘導(dǎo)因子蛋白形成其胞外域，刺激MMP激活，誘導(dǎo)并促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲[26]。

2.2.7ADAM12與其他腫瘤 在人類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，ADAM12與細(xì)胞增殖、肝素結(jié)合表皮生長因子的脫落有關(guān)[27]。在口腔鱗狀細(xì)胞癌患者中，ADAM12表達(dá)水平與腫瘤分級呈顯著正相關(guān)，在腫瘤中衍生細(xì)胞的表達(dá)量也明顯升高，影響腫瘤細(xì)胞增殖[28]。在高侵襲性食管癌細(xì)胞中，ADAM12表達(dá)升高，且促進(jìn)食管癌細(xì)胞的侵襲[29]。在卵巢癌細(xì)胞中，ADAM12的表達(dá)水平與淋巴管及血管浸潤、手術(shù)殘留病變體積密切相關(guān)[13]。卵巢腫瘤血管中的ADAM12和CDCP1選擇性表達(dá)，可作為卵巢上皮性癌血管成像觀察指標(biāo)和抗血管治療的潛在靶點。

2.3ADAM12參與的信號通路 ADAM12具有細(xì)胞黏附和蛋白水解酶的功能，在細(xì)胞融合及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等細(xì)胞活動中起著重要作用。ADAM12釋放可溶性肝素結(jié)合的表皮生長因子(HB-EGF)，在細(xì)胞增殖的過程中起著重要作用，HB-EGF可直接結(jié)合其受體EGFR，導(dǎo)致心肌肥大和功能障礙[30]。ADAM12存在明顯的組織特異性，尤其是正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞，多種生物學(xué)方法(細(xì)胞、動物模型和生物信息)研究發(fā)現(xiàn)TGF-/KAT2A/TAK1生物軸調(diào)控該基因表達(dá)[31]。BRANCO等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在惡性腫瘤細(xì)胞增殖期間，瘤內(nèi)低氧導(dǎo)致ADAM12活性增加和釋放HB-EGF，誘導(dǎo)侵襲足的形成，并觸發(fā)腫瘤侵襲相關(guān)的NOTCH信號通路。在乳腺癌中，ADAM12通過影響血管因子相關(guān)基因的表達(dá)，激活EGFR/STAT3/Akt 通路，進(jìn)而調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能和促進(jìn)血管生成[20]；也依賴于TGF-β促進(jìn)EMT過程的發(fā)生；還通過Twist1轉(zhuǎn)錄因子參與腫瘤細(xì)胞中細(xì)胞-基質(zhì)的相互作用；通過增強(qiáng)PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響5-氟尿嘧啶(5-FU)對乳腺癌治療的復(fù)發(fā)率；在淋巴瘤中，ADAM12調(diào)控 p-AKT 和p-GSK-3β因子的表達(dá)，借助AKT通路影響腫瘤細(xì)胞增殖、黏附和耐藥表型等[33]；在結(jié)直腸癌中，ADAM12過表達(dá)將會抑制PTEN磷酸化和增加AKT水平，借助PIP3激活A(yù)KT反應(yīng)[34]；在垂體腺瘤中，ADAM12通過EGFR/ERK信號通路誘導(dǎo)EMT并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲和增殖[35]；在食管癌中， ADAM12-l促進(jìn)黏著斑轉(zhuǎn)換和黏著斑激酶的激活，通過FAK/JNK/cJun生物信號軸增加了ADAM12-l的轉(zhuǎn)錄[29]。此外，ADAM12還可以通過AKT/MAPK信號通路抑制乳腺癌和肝癌細(xì)胞的凋亡，通過NF-kB通路調(diào)控前列腺癌細(xì)胞的浸潤過程。綜上所述，ADAM12通過上述多種信號通路影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療和預(yù)后，為探索ADAM12在腫瘤中的分子機(jī)制提供了理論依據(jù)。

3 總結(jié)與展望

隨著ADAM12的生物學(xué)特征和功能被深入研究，它在疾病診斷和治療中的作用將會受到越來越多的關(guān)注。ADAM12被證實在多種惡性腫瘤中表達(dá)上調(diào)，與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及患者的預(yù)后密切相關(guān)，因此，ADAM12有望成為多種實體瘤診斷及預(yù)測預(yù)后的分子標(biāo)志物。但是，ADAM12在各種實體瘤中的作用機(jī)制尚未詳細(xì)闡明，進(jìn)一步探究其在腫瘤中的作用及其分子機(jī)制將為腫瘤的靶向治療提供新的思路和研究視角。