溶血磷脂酸(LPA)對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用研究

劉玉萍，王穎鈺，錢文慧，岳志強(qiáng)，陸 茵，2，鄭仕中，2

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，江蘇南京 210029;2.江蘇省藥效與安全性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210046)

溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid，LPA)是一種小分子的甘油磷脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)為1-?；?2-羥基-3-磷酸甘油(1-acyl-2-hydroxy-sn-glycerol-3-phosphate)?；罨难“迨巧蒐PA的主要來源［1］，成熟的神經(jīng)元、脂肪細(xì)胞及成纖維細(xì)胞等也可以產(chǎn)生LPA。LPA的產(chǎn)生主要經(jīng)以下4條途徑:①細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，甘油-3-磷酸經(jīng)乙酰輔酶A(CoA)?；a(chǎn)生LPA。②活化的血小板膜上的磷脂在分泌型磷脂酶A2(Phospholipase A2)和磷脂酰絲氨酸特異性磷脂酶A1(Phospholipase A1)的協(xié)同作用下產(chǎn)生溶血磷脂LP，后者經(jīng)血漿脯氨酸肽酶(serum prolidase，PLD)的作用轉(zhuǎn)化為 LPA［2］。③血小板活化后，磷脂酸(PA)被磷脂酶A2-ⅡA(PLA2-ⅡA)或膜結(jié)合型磷脂酶A1水解成LPA。④ 最新研究發(fā)現(xiàn)［3］，腫瘤細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞中存在著一種細(xì)胞運(yùn)動(dòng)刺激因子(autotoxin，ATX)，可以水解溶血磷脂膽堿(LPC)產(chǎn)生LPA。

LPA是缺血性心腦血管病中起核心作用的脂類分子［4］，常被作為血栓預(yù)警分子。長(zhǎng)期研究表明LPA能夠誘發(fā)心肌梗死，參與心肌重塑，誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化惡化［5-6］。而早在1991年，Merchant等［7］發(fā)現(xiàn)在惡性腫瘤組織中存在著LPA等溶血磷脂類成分。其后涌現(xiàn)出大量關(guān)于LPA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用的臨床發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)研究。2003年，Gordon B.Mills在《Nat Rev Cancer》發(fā)表論文，明確提出LPA與腫瘤的發(fā)生及侵襲轉(zhuǎn)移等惡性化程度密切相關(guān)［8］，LPA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用逐漸受到研究人員的關(guān)注。結(jié)合近十年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)LPA與腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)LPA在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的主要作用包括以下4點(diǎn):①抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，促進(jìn)原位增殖;②促進(jìn)腫瘤血管生成;③影響腫瘤細(xì)胞的粘附遷移能力;④促進(jìn)癌栓的形成。

1 LPA抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，促進(jìn)原位增殖

機(jī)體內(nèi)部癌基因與抑癌基因平衡被打破是導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的主要原因，如在細(xì)胞癌變過程中，許多促凋亡基因功能受阻，而凋亡抑制基因的功能得到增強(qiáng)，結(jié)果導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞無限增殖。Murph等［9］首次報(bào)道LPA能促進(jìn)肺癌A549細(xì)胞中p53蛋白的降解，LPA與Gi偶聯(lián)受體結(jié)合后，也可以抑制caspases的活性，上調(diào)Bcl-2的表達(dá)，結(jié)果致癌基因與抑癌基因比例失調(diào)，腫瘤細(xì)胞凋亡數(shù)目下降。此外LPA刺激Akt磷酸化、激活NF-κB也是其抑制腫瘤細(xì)胞凋亡的重要途徑［10］。目前腫瘤化療藥物的主要作用為誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡，但是有很多藥物出現(xiàn)了耐藥性，且機(jī)制尚未明了，Zhang等［11］發(fā)現(xiàn)，LPA可以通過ATX-LPA信號(hào)軸對(duì)抗紫杉醇注射液誘導(dǎo)的胃腸癌SGC細(xì)胞凋亡，提示我們是否能夠使用靶向LPA的抑制劑和化療藥物聯(lián)合應(yīng)用提高藥物的療效。研究顯示LPA通過Gi/o蛋白激活Ras下游的絲裂原活化蛋白激酶［12］，促進(jìn)細(xì)胞的增殖。

2 LPA促進(jìn)腫瘤血管生成

惡性腫瘤的無限制侵襲性生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移依賴于腫瘤組織血管生成過程中所提供的各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是最重要的促血管生成因子之一。Rivera-Lopez等［13］采用雞胚尿囊模型研究LPA對(duì)血管生成的作用，對(duì)克隆的雞胚LPA受體進(jìn)行cDNA序列分析，發(fā)現(xiàn)了3種與哺乳動(dòng)物同源的LPA受體(LPA1、LPA2和LPA3)，采用LPA受體的激動(dòng)劑和拮抗劑可以分別誘發(fā)和阻斷LPA誘導(dǎo)的血管生成，同時(shí)檢測(cè)到的表達(dá)也與上述結(jié)果趨勢(shì)一致。腫瘤相關(guān)的成纖維細(xì)胞可以分泌α-平滑肌動(dòng)蛋白、VEGF、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1等促血管生成因子，有研究發(fā)現(xiàn)LPA與其受體LPA1結(jié)合后促進(jìn)A549細(xì)胞誘導(dǎo)體內(nèi)人脂肪組織來源的間質(zhì)干細(xì)胞(hASCs)分化為腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞，進(jìn)而促進(jìn)血管生成［14］腫瘤組織缺氧后，缺氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor 1，HIF-1)誘導(dǎo)VEGF等基因的表達(dá)，從而誘發(fā)血管新生，而LPA能誘導(dǎo)缺氧腫瘤組織中HIF-1α蛋白水平升高，后者促進(jìn)VEGF蛋白和mRNA的表達(dá)水平上調(diào)［15］。在人臍靜脈細(xì)胞中，LPA上調(diào)淋巴管標(biāo)志性蛋白Prox-1、LYVE-1和podoplanin的表達(dá)，淋巴蛋白的表達(dá)有助于內(nèi)皮細(xì)胞管的形成，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞參與淋巴管的形成。

Fig 1 Role of LPA in tumor metastasis

3 LPA提高腫瘤細(xì)胞的遷移能力

實(shí)體瘤組織不僅包括腫瘤細(xì)胞，也包括一系列間質(zhì)細(xì)胞如成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等。LPA一方面直接影響腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力，另一方面促進(jìn)腫瘤間質(zhì)細(xì)胞分泌白介素(IL-6、IL-8［16］等)、TNF-α 等細(xì)胞趨化因子，最終表現(xiàn)為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移侵襲能力。

LPA可以刺激細(xì)胞骨架蛋白肌動(dòng)蛋白的磷酸化，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，同時(shí)通過改變腫瘤細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)調(diào)控腫瘤細(xì)胞的遷移。Hasegawa等［17］用LPA刺激血管擴(kuò)張促進(jìn)磷蛋白(Vasodilator-stimulated phosphoprotein，VASP)的磷酸化，發(fā)現(xiàn)前列腺癌XXX細(xì)胞形成片狀偽足，侵襲和轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)。Ca2+是細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、遷移所需要的信號(hào)分子，LPA與其內(nèi)源性的受體結(jié)合后可增加神經(jīng)膠質(zhì)瘤C6細(xì)胞外Ca2+的濃度，運(yùn)用LPA受體抑制劑，則可導(dǎo)致C6細(xì)胞遷移能力明顯下降［18］。由腫瘤組織及結(jié)締組織合成并分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)有助于腫瘤細(xì)胞降解基底膜、調(diào)控腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)的粘附、自發(fā)刺激腫瘤細(xì)胞遷移等多種作用［19］，而研究發(fā)現(xiàn)LPA主要通過誘導(dǎo)表皮因子生長(zhǎng)受體(EGFR)的磷酸化導(dǎo)致MMP的表達(dá)增高，LPA還可以通過與自身受體LPA1結(jié)合，促進(jìn) MMP-9、MMP-2的表達(dá)［20-21］。此外，LPA 還可以影響E-鈣黏素介導(dǎo)的皮性腫瘤細(xì)胞間的粘附，E-鈣粘素的低表達(dá)促使腫瘤細(xì)胞游離，侵襲性升高。在上皮卵巢癌細(xì)胞OVCA429和IOSE-29中可檢測(cè)到E鈣黏素的表達(dá)，用LPA處理細(xì)胞后，E-鈣粘連蛋白(80 ku)呈可溶性碎片脫落，說明LPA誘導(dǎo)E-鈣粘素的表達(dá)下調(diào)，促進(jìn)腫瘤的遷移侵襲［22］。

4 LPA促進(jìn)癌栓的形成

在腫瘤血行轉(zhuǎn)移過程中，從原位脫落的腫瘤細(xì)胞通過遷移、侵襲進(jìn)入血液系統(tǒng)，單個(gè)腫瘤細(xì)胞由于失巢凋亡或受到循環(huán)系統(tǒng)阻力如血流剪切力等的機(jī)械損傷，以及宿主血液系統(tǒng)的免疫細(xì)胞等的攻擊，能夠存活下來的腫瘤細(xì)胞非常少［23］。而研究發(fā)現(xiàn)血小板在腫瘤血行轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用，活化的血小板能夠與腫瘤細(xì)胞、纖維蛋白相互包繞形成微小癌栓(cancer embolus)，幫助腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移［24］。血小板活化后釋放大量的LPA，同時(shí)LPA通過與血小板膜的LPA-GPCR結(jié)合進(jìn)一步促進(jìn)血小板的激活，改變血小板的形態(tài)，從而表現(xiàn)出強(qiáng)大的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)［25］。臨床發(fā)現(xiàn)，腫瘤病人普遍存在著血液高凝、發(fā)生血栓的現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)LPA還可調(diào)節(jié)活化后的血小板與可溶性纖維蛋白原結(jié)合的受體，啟動(dòng)可溶性纖維蛋白原與血小板結(jié)合，使纖維蛋白原水解為纖維蛋白，為凝血準(zhǔn)備條件。因此，LPA可能通過調(diào)節(jié)血小板與腫瘤細(xì)胞的相互作用，干擾了凝血相關(guān)的級(jí)聯(lián)通路從而促進(jìn)腫瘤的血行轉(zhuǎn)移，目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究非常少。

5 展望

腫瘤轉(zhuǎn)移是個(gè)很復(fù)雜的過程，這給臨床上抗腫瘤治療帶來了很大的困擾。臨床研究發(fā)現(xiàn)，LPA的存在大大加劇了卵巢癌、子宮癌、及乳腺癌等婦科癌癥的惡性化程度，但對(duì)其他類型腫瘤的惡性程度影響有待于進(jìn)一步觀察。在關(guān)注于LPA對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移促進(jìn)作用的同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)LPA受體的作用也不容忽視。目前共發(fā)現(xiàn)7種LPA的受體，某些受體對(duì)腫瘤的惡性化發(fā)展也有推動(dòng)作用，如LPA2能夠介導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞Rho依賴型的趨化性［26］、促進(jìn)惡性胸間質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和運(yùn)動(dòng)能力［27］等。

針對(duì)LPA及其受體在腫瘤中的作用，以它們?yōu)榘悬c(diǎn)的抗腫瘤策略已成為近幾年研究的熱點(diǎn)，主要著眼于減少LPA合成、阻斷LPA代謝途徑、抑制LPA受體的活性及其信號(hào)傳導(dǎo)通路等方面。靶向LPA藥物為抗腫瘤治療提供了新的思路，一些LPA受體抑制劑經(jīng)研究證明有很好的應(yīng)用前景，例如LPA3受體拮抗劑Ki16425通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)能有效抑制胰腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲［28］。但同時(shí)也存在一些問題:①LPA的表達(dá)在不同類型腫瘤之間是否存在差異性，這種差異性對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響是什么;②LPA的受體多、調(diào)控的信號(hào)通路多，抑制某一受體或者一條信號(hào)通路是否能達(dá)到治療目的，也即如何找到關(guān)鍵的藥物作用靶點(diǎn);③靶向LPA藥物的研究基本還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，甚至有些藥物僅在體外實(shí)驗(yàn)中開展，從臨床前研究走向臨床研究還有很漫長(zhǎng)的道路。因此需要進(jìn)一步深入探討LPA參與腫瘤轉(zhuǎn)移的具體機(jī)制，來解決為開發(fā)有關(guān)LPA及其受體為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物帶來困難。

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