郭亞瑞，周偉強(qiáng)

（1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)專業(yè)2020級(jí)碩士研究生，遼寧 沈陽(yáng)110034；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)教研室）

乳腺癌是世界范圍內(nèi)影響女性的最常見的惡性腫瘤。有數(shù)據(jù)表明，2018年全球女性新增8 622 539例癌癥病例中，乳腺癌是最常見的癌癥（占比24.2%），全球多數(shù)國(guó)家和地區(qū)女性乳腺癌的發(fā)病率仍呈上升趨勢(shì)［1］。因此，乳腺癌的發(fā)生發(fā)展、診斷、治療和預(yù)后的相關(guān)研究愈發(fā)重要。Nestin作為中間絲蛋白的第Ⅵ亞型，在多種腫瘤中可以檢測(cè)到其表達(dá)增加，近年來(lái)也被用于作為有效的腫瘤標(biāo)記物，Nes?tin在血管內(nèi)皮中的表達(dá)主要局限于新生血管，因此比常用的血管抗原更具特異性［2］。本文就Nestin及其與乳腺癌發(fā)生發(fā)展關(guān)系作一綜述，以期為乳腺癌的進(jìn)一步相關(guān)研究提供思路和依據(jù)。

1 Nestin的結(jié)構(gòu)和功能

Nestin是中間絲蛋白家族的成員，主要位于細(xì)胞質(zhì)中，可作為神經(jīng)祖細(xì)胞和干細(xì)胞中潛在的增殖和多能性標(biāo)志物，其在神經(jīng)元和肌源性前體的發(fā)育階段中表達(dá)［3］，隨后表明它也在乳腺癌和其他類型的癌癥中表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，人Nestin蛋白由1 621個(gè)氨基酸組成，預(yù)計(jì)分子量為177.4 kDa［4］。

細(xì)胞骨架有3種主要類型的細(xì)絲：微管、微絲和中間絲［5］，中間絲蛋白由于其10 nm寬的細(xì)絲是介于25 nm寬的微管與6 nm寬的肌動(dòng)蛋白絲之間而得名［6］。所有中間絲蛋白的共同點(diǎn)是大約300個(gè)氨基酸長(zhǎng)度保守的中心α－螺旋桿結(jié)構(gòu)域，兩側(cè)有多種頭和尾區(qū)域。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和內(nèi)含子、外顯子組成的不同，可分為6個(gè)亞型。Nestin是中間絲蛋白的第Ⅳ亞型。中間絲蛋白的中心α－螺旋桿結(jié)構(gòu)域能夠使其形成低聚物和10 nm的細(xì)絲，并且中間絲蛋白的中心α－螺旋桿結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)對(duì)于它分級(jí)聚合形成10 nm的細(xì)絲是至關(guān)重要的［5］。首先，通過(guò)單體桿狀結(jié)構(gòu)域之間盤繞形成同聚或異聚，在α－螺旋桿結(jié)構(gòu)域中疏水的氨基酸殘基的規(guī)則地空間為2個(gè)中間絲蛋白之間最初形成二聚體提供了疏水密封作用。然后，兩個(gè)二聚體以反平行方式組裝形成非極性四聚體。四聚體的進(jìn)一步聚合產(chǎn)生單位長(zhǎng)度的細(xì)絲，并最終產(chǎn)生直徑約為10 nm的細(xì)絲［5－6］。中間絲蛋白直接并顯著影響細(xì)胞增殖、死亡、遷移和侵襲，對(duì)各種腫瘤的發(fā)展、進(jìn)展和特征有明顯的影響［7］。

Nestin的2個(gè)內(nèi)在特性決定了它的獨(dú)特性質(zhì)：（1）短的N－末端結(jié)構(gòu)域（7個(gè)氨基酸）阻止Nes?tin自組裝，因此Nestin與其他的中間蛋白絲共聚合形成異二聚體，如波形蛋白（體外組裝實(shí)驗(yàn)表明，共聚物中間蛋白絲中Nestin和波形蛋白的摩爾比為約1︰4）［8－10］；（2）Nestin有一個(gè)從絲狀結(jié)構(gòu)中突出的非常規(guī)的長(zhǎng)的C－尾結(jié)構(gòu)域，大約170 kDa，能夠進(jìn)行翻譯后修飾和蛋白質(zhì)相互作用［8，11］。

Nestin作為中間絲蛋白的第Ⅵ亞型，具有多種功能：（1）影響細(xì)胞增殖：Nestin下調(diào)通過(guò)影響細(xì)胞周期停滯及磷酸肌醇3－激酶（Akt）－糖原合成酶激酶－3β（GSk3β）－Rb基因表達(dá)（即Akt／GSk3β－Rb通路）能有效抑制肺癌細(xì)胞增殖［12］；（2）抑制腫瘤細(xì)胞衰老：Nestin在腫瘤衰老中的作用，涉及其核定位形式以及與層粘連蛋白A／C的相互作用，Nestin耗竭導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶5（Cdk5）激活，從而導(dǎo)致層粘連蛋白A／C磷酸化（主要在S392位點(diǎn)），隨后易位到細(xì)胞質(zhì)中降解［13］；（3）促進(jìn)DNA損傷應(yīng)答增加化學(xué)耐藥性：受miR－940下調(diào)的Nestin可以通過(guò)參與DNA損傷反應(yīng)促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞的腫瘤發(fā)生［14］；（4）抑制p53從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡作用：p53以Sp1／3轉(zhuǎn)錄因子依賴的方式抑制Nestin的轉(zhuǎn)錄，限制了肝癌細(xì)胞的可塑性和腫瘤的發(fā)生［15］；（5）促進(jìn)細(xì)胞周期增殖和侵襲：Nestin通過(guò)增強(qiáng)Wnt／βcatenin活化，積極調(diào)控乳腺癌干細(xì)胞的增殖、存活和侵襲能力［16］；（6）促進(jìn)血管生成：Nestin的表達(dá)相對(duì)局限于增殖的血管內(nèi)皮細(xì)胞和內(nèi)皮祖細(xì)胞，因此Nestin可作為一種新的血管生成標(biāo)記物［17］。

2 Nestin與新血管生成的關(guān)系

血管生成對(duì)于腫瘤接受營(yíng)養(yǎng)并轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端器官至關(guān)重要，也是癌癥發(fā)生發(fā)展的重要過(guò)程。內(nèi)皮細(xì)胞中存在的胰島素樣生長(zhǎng)因子蛋白，尤其是Nestin和波形蛋白，與血管生成有關(guān)。Nestin與血管生成高度相關(guān)，在胚胎形成期間和多種腫瘤組織（包括前列腺癌和胰腺癌）中，Nestin在新形成的血管中表達(dá)［17］。

Nestin的表達(dá)只發(fā)生在非常特定的細(xì)胞類型和特定的過(guò)程中，如發(fā)育和再生。在細(xì)胞中Nestin的表達(dá)是短暫的，在細(xì)胞分化后它的表達(dá)下調(diào)并被組織特異性中間絲蛋白所取代，這表明，Nestin在血管中的表達(dá)主要限制在未分化和新形成的血管，這使得Nestin作為一個(gè)血管生成標(biāo)志物比通常使用的CD31和CD34（CD31和CD34是常見的內(nèi)皮標(biāo)志物）更具特異性［2］。文獻(xiàn)數(shù)據(jù)表明，Nestin不僅在內(nèi)皮祖細(xì)胞中表達(dá)，而且在間充質(zhì)干細(xì)胞中表達(dá)，間充質(zhì)干細(xì)胞可分化為周細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞，因此，Nestin陽(yáng)性細(xì)胞參與內(nèi)皮的形成以及整個(gè)血管壁的穩(wěn)定［18］。對(duì)其他器官間充質(zhì)干細(xì)胞的研究表明，Nestin陽(yáng)性細(xì)胞可以呈現(xiàn)2種不同的表型，這2種表型與它們的駐留位置相關(guān)：（1）血管周，其表面顯示黑色素瘤硫酸軟骨素蛋白多糖4（CSPG4），參與微血管形成，并調(diào)節(jié)毛細(xì)血管通透性；（2）Nestin陽(yáng)性祖細(xì)胞，其分化為Gli1陽(yáng)性、Ⅰ型膠原α2（Col1A2）陽(yáng)性和血小板衍生生長(zhǎng)因子受體α（PDGFRα）成纖維細(xì)胞，從其血管周圍的位置遷移出來(lái)，參與心臟、腎臟和骨髓的器官纖維化［19－20］。

雖然Nestin在正常細(xì)胞發(fā)育的早期階段表達(dá)，但在病理?xiàng)l件下，該蛋白也可在腫瘤干細(xì)胞以及血管周圍和內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，表明其在各種惡性腫瘤新生血管生成中的作用。惡性腫瘤中的新生血管生成需要內(nèi)皮細(xì)胞增殖和周細(xì)胞活化來(lái)穩(wěn)定微血管芽［21］。研究表明，癌癥微血管的特征不僅在于異常的周細(xì)胞覆蓋，還在于周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互干擾作用，兩者都有可能導(dǎo)致多種癌癥的轉(zhuǎn)移性擴(kuò)散［21－22］。人類各種癌癥中的腫瘤微血管在結(jié)構(gòu)和功能上都是異常的，由于基底膜結(jié)構(gòu)的不同，新形成的腫瘤微血管的一個(gè)重要特征是其對(duì)電解質(zhì)和蛋白質(zhì)的滲透性增加，這一特征使得惡性腫瘤細(xì)胞比成熟微血管更容易穿透屏障［21］。Nestin是惡性腫瘤預(yù)后因素微血管密度（microvessel density，MVD）的一個(gè)有用的標(biāo)記物。MVD是一個(gè)重要的預(yù)后因素，但是最重要的因素是新形成血管的數(shù)量，因?yàn)樾卵艿挠锌椎暮捅∪醯幕?，能夠使腫瘤細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)并傳播的更遠(yuǎn)。相反，惡性細(xì)胞很難穿透成熟的微血管內(nèi)皮細(xì)胞［23］。因此，Nestin可以作為腫瘤新生成血管的標(biāo)志物。

3 Nestin在癌癥中的作用

3.1 Nestin與癌癥的關(guān)系 近年來(lái)，在包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、胃腸間質(zhì)瘤、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、惡性黑色素瘤和甲狀腺腫瘤在內(nèi)的多種惡性腫瘤中均報(bào)道了Nestin表達(dá)的增加。Nestin的高表達(dá)與這些癌癥的侵襲性生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后相關(guān)［21］。在癌癥中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Nestin在癌癥干細(xì)胞（cancer stem cells，CSCs）樣細(xì)胞和低分化癌細(xì)胞中表達(dá)［6，24］。Nestin在癌癥細(xì)胞中的表達(dá)與腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和化療抵抗等惡性表型以及與組織學(xué)分級(jí)并與轉(zhuǎn)化細(xì)胞的不成熟相關(guān)。除此之外，有研究表明Nestin與CSCs表型相關(guān)［25－26］。Matsuda等［17］的研究表明Nestin在許多類型的腫瘤和一些其他的組織中的表達(dá)上調(diào)，Nestin的表達(dá)可能與非小細(xì)胞肺癌的惡性表型和不良預(yù)后有關(guān)。此外，Li等［27］的體內(nèi)試驗(yàn)表明敲降Nestin可以使細(xì)胞增殖周期停留在S期而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。Czekierdowska等［21］的研究表明，Nestin經(jīng)常在惡性卵巢腫瘤微血管中表達(dá)，而不是在癌細(xì)胞中表達(dá)，并且隨著腫瘤的分級(jí)和疾病的臨床階段而增加。Nestin不僅可以作為可靠的新生血管標(biāo)記物，還可以反映不同類型惡性腫瘤的腫瘤干細(xì)胞特性，與不良預(yù)后相關(guān)。

3.2 Nestin與乳腺癌的關(guān)系 2011年，圣加倫國(guó)際乳腺癌癥會(huì)議將乳腺癌分為4種內(nèi)在亞型［28］。三陰性乳腺癌（TNBC）的惡性程度最高，并且TNBC的侵略性特征是推測(cè)與大量CSCs有關(guān)［29］。CSCs可通過(guò)非內(nèi)皮內(nèi)襯血管生成擬態(tài)促進(jìn)腫瘤血管生成［30］，而Nestin與CSCs表型相關(guān)，所以Nestin的研究對(duì)乳腺癌尤其是TNBC可能提供又一可靠治療靶標(biāo)。

乳腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移是其治療的主要障礙，癌癥患者的細(xì)胞比良性細(xì)胞更柔軟，因?yàn)榘┘?xì)胞在轉(zhuǎn)移過(guò)程中從原發(fā)腫瘤擴(kuò)散到附近的組織和器官，軟組織有利于穿過(guò)結(jié)締組織。Yamagishi等［10］研究發(fā)現(xiàn)，Nestin軟化高轉(zhuǎn)移小鼠乳腺癌細(xì)胞系FP10SC2的細(xì)胞體，從而增強(qiáng)轉(zhuǎn)移能力，Nestin軟化細(xì)胞體的功能是癌細(xì)胞所共有的，可能機(jī)制為Nestin的尾結(jié)構(gòu)域抑制肌動(dòng)蛋白和波形蛋白之間的結(jié)合，抑制皮質(zhì)肌動(dòng)蛋白中波形蛋白的積累，這可能改變細(xì)胞膜下細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的機(jī)械性質(zhì)，并降低細(xì)胞硬度，增強(qiáng)細(xì)胞骨架的柔軟性和柔韌性來(lái)促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，Nestin敲除可以增加細(xì)胞硬度，抑制從原發(fā)性腫瘤轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞的侵襲。在侵襲性導(dǎo)管癌中，高M(jìn)VD與局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生率相關(guān)［21］。

乳腺癌研究顯示，內(nèi)皮細(xì)胞中Nestin的表達(dá)與三陰性亞型、低分化G3腫瘤、較高的增殖指數(shù)和較短的總生存期密切相關(guān)。Nowak等［29］的研究結(jié)果表明，乳腺腫瘤細(xì)胞中Nestin的表達(dá)與表達(dá)Nestin、CD31、CD34和SOX－18的血管的面積和數(shù)量相關(guān)（CD31和CD34是常見的內(nèi)皮標(biāo)志物，Nestin和SOX－18是參與血管生成的蛋白質(zhì)），并且表達(dá)Nestin的血管和表達(dá)SOX－18的血管之間呈正相關(guān)。已知在正常乳腺中，Nestin在導(dǎo)管的基底肌上皮層和小葉腺泡單位中被檢測(cè)到。Liu等［31］研究發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中，Nestin的表達(dá)與低分化基底樣乳腺癌亞型、p53過(guò)度表達(dá)和不良預(yù)后密切相關(guān)。Krüger等［32］在一項(xiàng)基于人群的大型研究中證實(shí)，腫瘤細(xì)胞中的Nestin表達(dá)與TNBC基底樣分子亞型、與BRCA1相關(guān)的乳腺癌和存活率降低密切相關(guān)。Nowak等［29］的研究結(jié)果還表明，Nestin基因水平在侵襲性較低的MCF細(xì)胞中高于侵襲性較高的SK－BR－3和MDA－MB－231細(xì)胞。然而，基因表達(dá)在許多不同的階段以許多不同的方式被控制，基因和蛋白質(zhì)水平的差異可能是由于轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)修飾和蛋白水解切割。所以，需要進(jìn)一步研究Nestin及其基因在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制。

4 小結(jié)與展望

Nestin是細(xì)胞骨架蛋白中間絲的一個(gè)亞型，其表達(dá)增加可以作為乳腺癌新血管生成的特異性的有效標(biāo)志物，而新血管的生成有利于腫瘤的侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，這使得乳腺癌的治療和預(yù)后不良。敲降Nestin可以抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移，所以對(duì)Nestin在乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移的作用過(guò)程中的研究，有利于改善乳腺癌患者的預(yù)后。Nsetin促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展，因此，Nestin可作為一個(gè)靶標(biāo)在乳腺癌中研究，Nestin在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中的作用仍有巨大的研究潛力。