應(yīng)勤健，苗賢媛，崔曉穎，龍 丹，付志璇，羅 聰

(1.臺(tái)州市腫瘤醫(yī)院內(nèi)鏡中心，浙江 臺(tái)州 317500；2.寧波市杭州灣醫(yī)院，浙江 寧波 315000；3.嘉興學(xué)院附屬醫(yī)院，嘉興市第一醫(yī)院，浙江 嘉興 314000；4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院暨浙江省腫瘤醫(yī)院，中國(guó)科學(xué)院腫瘤與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，浙江 杭州 310022)

1 巢蛋白(Nestin)的結(jié)構(gòu)及其基本功能

在真核細(xì)胞中，細(xì)胞骨架包含3個(gè)主要的絲狀成分：肌動(dòng)蛋白微絲、微管和中間絲。Nestin是一種Ⅵ類(lèi)中間絲蛋白，包含1 621個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量大約為177 400。它由一個(gè)短N(yùn)端(8個(gè)氨基酸)、一個(gè)罕見(jiàn)的長(zhǎng)C端(>1 400個(gè)氨基酸)和連接兩者的中央桿(α螺旋桿)組成，見(jiàn)圖1[1]。其中，α螺旋桿區(qū)域由4個(gè)線(xiàn)圈(藍(lán)色)及3個(gè)連接器(L1，L12和L2)連接而成，而短N(yùn)端的存在使Nestin需要其他中間絲蛋白，如波形蛋白共同組裝成高階結(jié)構(gòu)[2-3]。

圖1 巢蛋白分子的結(jié)構(gòu) 橙色：N端區(qū)域的“頭”；藍(lán)色：α螺旋桿區(qū)的中央桿部；綠色：C端區(qū)域的“尾”

Nestin起初單純被作為神經(jīng)上皮干細(xì)胞的一個(gè)標(biāo)記物，后來(lái)也被認(rèn)為是間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)的標(biāo)志物之一，但在神經(jīng)系統(tǒng)以外其他組織細(xì)胞也表達(dá)Nestin，如胰島細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、睪丸、毛囊以及骨髓的非造血部分等[4-5]。另外，Nestin被發(fā)現(xiàn)在心臟修復(fù)、血管重構(gòu)及神經(jīng)修復(fù)等方面也發(fā)揮了重要作用。Nestin的上調(diào)能夠?qū)π募∵M(jìn)行補(bǔ)救性纖維化，在心臟缺血后Nestin陽(yáng)性神經(jīng)祖細(xì)胞/干細(xì)胞遷移到梗死區(qū)域參與相應(yīng)血管生成和神經(jīng)生成，從而修復(fù)受損心肌[6-7]。

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)在多種惡性腫瘤，如神經(jīng)膠質(zhì)瘤、肺癌、乳腺癌及結(jié)腸癌中，Nestin的表達(dá)較正常組織顯著升高。腫瘤的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移依賴(lài)于腫瘤新生血管形成, 檢測(cè)腫瘤組織的微血管密度(microvessel density, MVD)不僅可以定量地反映腫瘤血管生長(zhǎng)情況, 還能預(yù)示腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)趨勢(shì)，是一種評(píng)估預(yù)后的有效方法[8-9]。CD31、CD34和Ⅷ因子是常見(jiàn)的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物，常被用作檢測(cè)MVD，通常CD34較其他兩者更敏感，但CD34在腫瘤新生小血管的檢測(cè)中存在局限性[10]。Nestin被發(fā)現(xiàn)在黃體毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和內(nèi)皮祖細(xì)胞增殖中表達(dá)顯著升高，而成熟內(nèi)皮細(xì)胞中無(wú)Nestin表達(dá)，并且在腫瘤細(xì)胞分泌因子的影響下，Nestin被血管壁周細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞動(dòng)員到新生血管中，參與血管的穩(wěn)定，它可能是一種新型的血管標(biāo)志物，可以特異性識(shí)別腫瘤新生血管[11-12]。

2 Nestin與腫瘤

2.1Nestin與膠質(zhì)瘤 膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，惡性程度高、生長(zhǎng)快、侵襲性強(qiáng)且容易復(fù)發(fā)，總體預(yù)后差，腫瘤干細(xì)胞在膠質(zhì)瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用，被認(rèn)為可能是高級(jí)別膠質(zhì)瘤治療后復(fù)發(fā)的根本原因[13]。研究發(fā)現(xiàn)Nestin在膠質(zhì)瘤腫瘤干細(xì)胞中高度表達(dá)，并且與膠質(zhì)瘤患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，Nestin可能是膠質(zhì)瘤腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)記物[14-15]。

一項(xiàng)涵蓋了Nestin陽(yáng)性的膠質(zhì)瘤患者897例和對(duì)照的704例meta分析顯示，Nestin表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤患者組織學(xué)分級(jí)呈正相關(guān)，特別是對(duì)于WHO分級(jí)Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)以上的膠質(zhì)瘤患者，Nestin陽(yáng)性可能提示其不良預(yù)后，Nestin被視為膠質(zhì)瘤患者總體生存期(overall survival, OS)和無(wú)疾病生存期(progression-free survival, PFS)的預(yù)測(cè)指標(biāo)[13，16]。另外，在膠質(zhì)瘤小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Nestin表達(dá)下調(diào)可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲和增殖，通過(guò)將Nestin shRNA注射至實(shí)驗(yàn)小鼠的瘤體內(nèi)抑制Nestin表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組小鼠腫瘤生長(zhǎng)速度明顯低于對(duì)照組，阻斷膠質(zhì)瘤中Nestin表達(dá)能顯著減慢腫瘤的生長(zhǎng)速度[17]。膠質(zhì)瘤腫瘤干細(xì)胞中的Nestin可能成為其藥物治療新靶點(diǎn)。

2.2Nestin與肺癌 Nestin的表達(dá)水平與非小細(xì)胞肺癌(non small cell lung cancer, NSCLC)的分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、腫瘤大小等相關(guān)，并且Nestin可能是NSCLC患者的獨(dú)立預(yù)后因素。一項(xiàng)關(guān)于NSCLC和Nestin的meta分析顯示，Nestin表達(dá)陽(yáng)性與NSCLC患者OS縮短顯著相關(guān)，尤其是肺腺癌(adenocarcinoma, AC)和大細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌，但在鱗癌(squamous cell carcinoma, SCC)患者中似乎沒(méi)有觀(guān)察到這種相關(guān)性，這可能與納入研究的SCC患者過(guò)少有關(guān)[18-19]。

研究表明，Nestin可通過(guò)多條途徑介導(dǎo)NSCLC的發(fā)生發(fā)展，其中Brognard等[20-21]研究發(fā)現(xiàn)Akt抑制劑可使Nestin的表達(dá)明顯降低，通過(guò)負(fù)調(diào)控Nestin的上游靶點(diǎn)SOX2，可以降低Nestin mRNA和蛋白的表達(dá)，從而抑制AC細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。因此，通過(guò)Akt- SOX2-Nestin途徑抑制Nestin的表達(dá)可能為治療肺癌提供有效的新思路。另外，Nestin也可能通過(guò)Nestin-keap 1-Nrf2途徑介導(dǎo)NSCLC細(xì)胞的抗氧化能力[22-23]。Nrf2是氧化還原平衡的主要調(diào)節(jié)因子，能促進(jìn)抗氧化酶的生成，降低Nrf2的表達(dá)能起到抗腫瘤的作用及提高化療的敏感性[24]。當(dāng)細(xì)胞處于氧化應(yīng)激時(shí)，通過(guò)Nestin負(fù)調(diào)控下游因子Keap1，Nrf2的泛素化降解會(huì)隨之減少，Nestin對(duì)腫瘤細(xì)胞抗氧化能力的作用正是通過(guò)影響Nrf2來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Nestin能與Keap1的Kelch結(jié)構(gòu)域相互作用，與Nrf2競(jìng)爭(zhēng)性的結(jié)合Keap1，形成復(fù)合物，從而阻止Keap1對(duì)Nrf2的泛素化降解，促進(jìn)了抗氧化酶的生成。同時(shí)，Nrf2的敲除也降低了Nestin的表達(dá)，Nrf2可能是Nestin的下游靶基因[25]。

小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancers, SCLC)患者的腫瘤細(xì)胞中也可表達(dá)Nestin，其表達(dá)水平略高于NSCLC患者，能夠抑制SCLC腫瘤細(xì)胞的凋亡，敲除Nestin后，SCLC腫瘤細(xì)胞侵襲能力明顯下降[26]。但目前Nestin SCLC中的研究較少，相關(guān)研究的樣本量存在限制，有關(guān)Nestin在SCLC中的作用仍需進(jìn)一步探索。

2.3Nestin與乳腺癌 乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，大約25%的早期乳腺癌患者接受(新)輔助化療后5年內(nèi)復(fù)發(fā)，其中三陰性乳腺癌(triple breast cancer, TNBC)是其中預(yù)后最差，侵襲性最強(qiáng)的亞型，并且目前臨床上治療手段有限，缺乏特異性生物學(xué)標(biāo)志物。但研究表明，Nestin在TNBC和部分激素受體陽(yáng)性型乳腺癌中表達(dá)明顯增加，與其臨床病理和免疫組化特征密切相關(guān)，可能是TNBC的特異性標(biāo)志物之一，并且與其預(yù)后密切相關(guān)[27-28]。研究發(fā)現(xiàn)Nestin可能與TNBC腫瘤細(xì)胞分化水平、細(xì)胞增殖標(biāo)志物Ki-67表達(dá)有關(guān)，Nestin和Ki-67表達(dá)雙陽(yáng)性可能強(qiáng)烈預(yù)示著乳腺癌的侵襲性特征和不良預(yù)后[29-30]。另外，在具有高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)因素如淋巴結(jié)陽(yáng)性、組織學(xué)分級(jí)高、疾病進(jìn)展的TNBC中，Nestin陽(yáng)性表達(dá)水平更高[31-32]。

不僅如此，Nestin或許可作為ER弱表達(dá)乳腺癌的一種新型診斷標(biāo)志物。ER弱表達(dá)是乳腺癌一個(gè)相對(duì)少見(jiàn)的亞群，其特征是ER表達(dá)在1%～10%[33]。一部分ER弱陽(yáng)性病例與腔內(nèi)腫瘤比較，表現(xiàn)出不同的基因表達(dá)模式，這部分患者生物學(xué)行可能更傾向于TNBC，預(yù)后較ER高表達(dá)乳腺癌更差，但目前臨床上缺乏特異性免疫組織化學(xué)基礎(chǔ)標(biāo)記[34]。研究表明，通過(guò)檢測(cè)Nestin在腫瘤細(xì)胞的表達(dá)，不論ER表達(dá)水平，能夠從ER弱陽(yáng)性乳腺癌患者中篩選出生物學(xué)特性?xún)A向TNBC的患者，從而給與及時(shí)有效的臨床干預(yù)[35-36]。

Nestin表達(dá)也可能與較高的乳腺癌轉(zhuǎn)移概率密切相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)為乳腺癌轉(zhuǎn)移后治療提供了新思路[37]。研究人員構(gòu)建了乳腺癌腦轉(zhuǎn)移(breast cancer brain metastases, BCBM)的小鼠模型，通過(guò)溶瘤病毒靶向殺傷表達(dá)Nestin的腫瘤細(xì)胞，并釋放Vstat120 (BAI1的細(xì)胞外片段)后能夠顯著提升BCBM小鼠的存活率[38]。另外，對(duì)Ⅲ期SBG0102臨床試驗(yàn)的239例轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者預(yù)后進(jìn)行隨訪(fǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Nestin表達(dá)陽(yáng)性的患者使用吉西他濱聯(lián)合多西他賽與多西他賽單藥相比，總體生存率明顯提高。Nestin/INPP4B可能是核苷類(lèi)似物在乳腺癌患者中獲益的有效預(yù)測(cè)因子，為臨床藥物選擇提供參考[39]。

2.4Nestin與消化道腫瘤 胃腸道間質(zhì)瘤(gastrointestinal stromal tumors, GIST)是發(fā)生于胃腸道最常見(jiàn)的間葉源性腫瘤，通常把從食管到直腸的非上皮非淋巴造血組織的以梭形細(xì)胞分化為主的腫瘤稱(chēng)為胃腸道間質(zhì)瘤[40]。Nestin可能通過(guò)調(diào)節(jié)線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)和改變細(xì)胞內(nèi)ROS水平在GIST的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，下調(diào)Nestin的表達(dá)可以將部分GIST患者的腫瘤細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體功能狀態(tài)恢復(fù)到非惡性細(xì)胞的表型特征[41]。GIST免疫組化結(jié)果中CD117和 CD34是診斷GISTs的重要的特異性生物標(biāo)記物，但敏感度存在限制[42]。大量研究表明，Nestin在GIST中處于高表達(dá)狀態(tài)，是一種較敏感的診斷標(biāo)志物，與CD117和CD34可以聯(lián)合檢測(cè)GIST可提高診斷率，尤其對(duì)于部分CD117陰性的GIST患者，Nestin具有重要診斷意義[43]。此外，Nestin與腫瘤分級(jí)和腫瘤大小之間存在顯著相關(guān)性，而與間質(zhì)瘤良性惡性、細(xì)胞異型性、生長(zhǎng)速度以及侵襲深度之間沒(méi)有明顯關(guān)聯(lián)，Nestin可能不能作為判斷GIST良惡性的有效指標(biāo)[44-45]。目前對(duì)于Nestin在胃腸間質(zhì)瘤中的作用尚不明確，有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。

定位于結(jié)腸癌腫瘤小血管的Nestin可能與結(jié)直腸癌患者與腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，隨著Nestin表達(dá)增加，復(fù)發(fā)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)明顯升高，預(yù)后越差。有細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Nestin在人結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)組織中的mRNA表達(dá)明顯高于正常組織，并且抑制腫瘤小血管內(nèi)皮細(xì)胞中Nestin的表達(dá)后，CRC腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移受到明顯影響[46]。Chabowski通過(guò)CRC比較Nestin陽(yáng)性微血管密度(Nestin+ MVD)與CD34陽(yáng)性(CD34+ MVD)在結(jié)直腸癌患者中的預(yù)后價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Nestin+ MVD在預(yù)測(cè)CRC患者疾病復(fù)發(fā)方面呈陽(yáng)性趨勢(shì)，而CD34+ MVD則無(wú)此價(jià)值，這表明與CD34相比，Nestin的預(yù)后價(jià)值更高[47]。Nestin可能是CRC中相較CD34更可靠的血管生成評(píng)價(jià)指標(biāo)和預(yù)后指標(biāo)。

另外，目前同樣在食管鱗癌、胃腺癌以及胰腺癌等消化道腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)，Nestin表達(dá)也有升高的趨勢(shì)，可能與其增殖、凋亡、遷移和預(yù)后密切相關(guān)。但Nestin在消化系統(tǒng)腫瘤內(nèi)的研究偏少，仍需進(jìn)一步深入研究。

Nestin作為部分腫瘤細(xì)胞及腫瘤干細(xì)胞中的獨(dú)特標(biāo)志物，被認(rèn)為與膠質(zhì)瘤、肺癌、乳腺癌等腫瘤生長(zhǎng)、遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，并且參與了腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，促進(jìn)腫瘤血管生成。靶向抑制Nestin能夠更好的殺滅腫瘤細(xì)胞及腫瘤干細(xì)胞而不影響正常細(xì)胞，今后可能成為治療腫瘤的一個(gè)新型靶點(diǎn)，產(chǎn)生更多的臨床價(jià)值，使更多的患者受益。目前Nestin在大部分腫瘤中的作用機(jī)制未完全闡明，仍需進(jìn)一步探索，通過(guò)對(duì)Nestin在腫瘤中的進(jìn)一步研究，可以為我們深入研究腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制提供方向。