骨橋蛋白在卵巢癌研究及臨床應用上的現(xiàn)狀

易 韜

(四川大學華西第二醫(yī)院,婦科腫瘤生物治療實驗室,成都610041)

卵巢癌是婦科三大惡性腫瘤之一,也是婦科惡性腫瘤中最主要的致死原因。據(jù)統(tǒng)計,美國2007年有22 430例卵巢癌新發(fā)病例,死亡16 210例,近年來中國卵巢癌的發(fā)病率也逐年增高。根治卵巢癌的根本方法是早期手術切除,但是大約有三分之二的病人在就診時已經(jīng)進展到晚期,大部分患者在確診時已發(fā)生遠處轉移。盡管理想的減瘤術后給以順鉑聯(lián)合紫杉醇進行化學治療可以提高患者存活率,然而隨之而來的藥物依賴和腫瘤轉移卻很難根治。因此我們需要尋求更為有效的和低毒的治療手段。骨橋蛋白(osteopontin,OPN)是新近發(fā)現(xiàn)的卵巢癌生物學標志物之一。本文就OPN在卵巢癌中的應用進行綜述。

1 OPN的生物學功能

骨橋蛋白由Senger等[1]于1980年首次報道發(fā)現(xiàn),是一種分泌型磷酸化糖蛋白,約含300個氨基酸,分子量為41～75 kDa。來自不同動物的骨橋蛋白cDNA具有高度同源性。OPN廣泛分布于人體組織中,在成骨細胞、巨噬細胞、平滑肌細胞、內(nèi)皮細胞等多種細胞上表達,具有多種重要功能,在介導細胞的增殖、分化、粘附和遷移、信號傳導、免疫調節(jié)等方面都起著重要作用[2]。

人類OPN基因定位于染色體4q13(小鼠位于5號染色體)[3],由7個外顯子和6個內(nèi)含子構成,所編碼的OPN蛋白為帶負電荷的糖基化磷蛋白,含有一特異的 RGD(精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸,A rg-G lu-Asp)序列,這一序列與許多細胞外基質蛋白的粘附序列相同,對OPN的粘附功能起著重要作用[5]。OPN經(jīng)由RGD和非RGD[6]途徑同細胞表面的受體結合,RGD途徑主要是與αv類整合素受體(αvβ3、αvβ4、αvβ5)[6-8]結合 ,而非 RGD 途徑主要是與CD44的剪接體V 6、V 7結合[9]?？偟恼f來,細胞所分泌的OPN經(jīng)過磷酸化、糖基化,然后再經(jīng)過凝血酶的剪切等一系列表達后修飾作用,以多種形式存在于機體中,每種形式可能有其獨特的功能,但目前的研究還不能充分說明,有待進一步的研究與探討。人類腫瘤中骨橋蛋白表達最初是由布朗等人發(fā)現(xiàn)[10],在結腸,乳房,肺,胃,內(nèi)膜,甲狀腺癌中骨橋蛋白m RNA水平升高。骨橋蛋白表達陽性的細胞通常在靠近腫瘤壞死和生長旺盛的區(qū)域。其他研究也支持這些研究結果,顯示骨橋蛋白m RNA和蛋白表達在一些癌癥,如肺癌[11],乳腺癌[12]胃癌[13],前列腺癌[14],和膠質瘤[15]上高表達。骨橋蛋白在腫瘤中的表達已被免疫組織化學鑒定,特別是在在某些腫瘤的巨噬細胞和腫瘤細胞中都已定位。

2 OPN與腫瘤轉移的關系

轉移是卵巢癌重要的生物學特性之一,是臨床治療的難題,也是影響療效和預后乃至危及患者生命的主要原因。卵巢癌轉移是極其復雜的過程,血管生成在腫瘤細胞的增殖生長和轉移過程中的起關鍵作用。這種復雜的過程需要生長因子及其受體,胞外蛋白,黏附分子,蛋白水解酶的協(xié)同作用[16-20]。Brooks[21]發(fā)現(xiàn),αVβ3整合素在血管生成過程中表達增加,阻斷αVβ3可以抑制血管生成。此外,αVβ3整合素和骨橋蛋白在血管修復和再生過程中發(fā)揮重要作用,αVβ3和骨橋蛋白在血管損傷時表達上調,且能刺激內(nèi)皮細胞的黏附和遷移。H irama等[22]研究證明,腫瘤細胞產(chǎn)生的OPN可以作為一個有效的血管生成因子促進腫瘤的生長。研究表明,OPN與惡性腫瘤轉移的多個環(huán)節(jié)密切相關。腫瘤細胞通過整合素受體與ECM相互作用調節(jié)細胞的黏附和移行。OPN通過與腫瘤細胞表面的CD44結合參與細胞的黏附、運動以及正常細胞和腫瘤細胞的激活過程。OPN通過與整合素受體αvβ3結合,促進多種細胞粘附到ECM。OPN通過新生的內(nèi)皮細胞刺激移行,經(jīng)血管內(nèi)皮生長因子誘導的凝血酶裂解的OPN 可促進αvβ3依賴的內(nèi)皮細胞移行。腫瘤細胞分泌OPN,通過自分泌及旁分泌途徑結合自體細胞表面的整合素,導致細胞移動性增強,蛋白溶解酶分泌增加,從而引起基質降解,促進腫瘤迅速生長和浸潤轉移。Wai等[23]通過 RNA干擾技術抑制OPN蛋白的表達減弱結腸腺癌細胞的運動和侵襲能力,從而降低腫瘤轉移。

Song等[24]發(fā)現(xiàn)在 HO-8910卵巢癌細胞體外細胞集落形成和體內(nèi)腫瘤生長過程中,骨橋蛋白表達顯著增加。在血清減少或姜黃素治療的情況下,OPN能通過抑制壓力導致的細胞凋亡來保護卵巢細胞的生存。在血清缺乏的情況下,無論是內(nèi)源性和外源蛋白的OPN都能激活PI3-K/Ak t通路降低p53表達,從而促進體內(nèi)的晚期卵巢癌的進展。M atsuura[25]用免疫熒光分析檢測了160例卵巢透明細胞癌樣本,揭示OPN能增強卵巢透明細胞癌侵襲作用,RNA干擾OPN表達后能抑制細胞外基質的侵襲。

3 OPN在卵巢癌上的表達

自從人類腫瘤中骨橋蛋白表達在多種腫瘤中水平升高的現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后,骨橋蛋白與腫瘤的關系就成為研究的熱點。1998年Tiniakos等[26]從30例卵巢癌及其轉移組織中(16例交界性卵巢上皮腫瘤和14例卵巢癌)中檢測 OPN的表達情況,發(fā)現(xiàn)93%卵巢腺癌或轉移灶OPN表達較弱,81.5%的交界性卵巢腫瘤組織中OPN呈陽性表達(P＜0.028)。2002年Kim等[27]的研究結果表明,實時定量PCR檢測OPN在5個正常卵巢上皮細胞系和14個卵巢癌細胞系中表達的幾何均數(shù)分別是4.1和270.4;正常人和卵巢癌患者實時定量PCR檢測OPN幾何均數(shù)分別是9.0和164。2004年Coppola等[28]使用免疫組織化學檢測350個人腫瘤組織和113個正常組織,腫瘤包括來自乳腺癌,卵巢癌,子宮內(nèi)膜癌,消化道腫瘤,泌尿系統(tǒng)腫瘤和頭頸部腫瘤等,骨橋蛋白在消化道腫瘤中表達達80%以上,卵巢癌上的表達為59%,且其表達強度和臨床分期相關。Rosen等[29]研究發(fā)現(xiàn)OPN在正常的卵巢上皮細胞中無OPN的表達,而在卵巢囊腺瘤、交界性卵巢腫瘤和漿液性卵巢癌中OPN的表達水平依次升高。

4 OPN對卵巢癌診斷的作用

由于卵巢癌腹膜擴散病人的預后較差,Bao等[30]通過40例伴有腹膜轉移的Ⅲ期卵巢癌患者研究了卵巢癌轉移灶中OPN表達的臨床意義。其中32例患者OPN水平顯著增加(OPN＞1 000 Pg/mg),預后極差。OPN低表達(OPN＜1 000 pg/mg)的8例患者36個月的存活率為75%,腹膜轉移病灶中OPN水平的高低可能預測卵巢癌的預后。Kim[27]同時發(fā)現(xiàn)51例卵巢癌患者術前血漿OPN水平(486.5 ng/m l)顯著高于107例健康婦女(147.1 ng/m L)、46例良性卵巢疾病(254.4 ng/m L)、47例其他婦科癌癥患者(260.9 ng/m L)。血清OPN在檢測卵巢癌中的檢出率達80.4%,在Ⅰ/Ⅱ和Ⅲ/Ⅳ期卵巢癌患者血清中的檢出率分別達80.4%和85.4%。這就為OPN水平作為卵巢癌生物標志物的可能性提供了依據(jù)。

Schorge等[31]研究發(fā)現(xiàn),OPN水平在90%以上復發(fā)性卵巢癌患者早期升高,可以作為CA 125的輔助性診斷。2005年Mor等[32]用基因芯片對健康婦女和卵巢癌患者進行分析產(chǎn)生了四個有顯著性差異的蛋白(瘦素,催乳激素,骨橋蛋白和胰島素樣生長因子-Ⅱ)。用這四種物質同時對106名女性和100名EOC病人研究發(fā)現(xiàn)其中單種蛋白不能完全區(qū)分卵巢癌與正常對照組織,但是,將這4種蛋白結合起來分析時,靈敏度95%,陽性預測值(PPV)95%,特異性95%,陰性預測值94%,能有效提升卵巢癌的檢測效率。2006年Ye等[33]通過蛋白組學發(fā)現(xiàn)早期卵巢癌患者尿液中糖基化EDN和OPN COOH-末端片段增加,兩者結合對卵巢癌檢測可達到93%的檢出率和72%的敏感性,可用于早期卵巢癌的非侵襲性篩查。最近,Nakae等[34]發(fā)現(xiàn)Ⅳ期卵巢癌和有腹水的卵巢病人比無腹水和分期低的患者的術前血清OPN含量高,并且OPN的水平與卵巢癌組織學類型不相關。術前用OPN檢測卵巢癌時的敏感性為81.3%,檢測CA 125時敏感性為 84.4%,兩者結合后敏感性升至93.8%。術前OPN水平是預測卵巢癌的一個有用指標,適合作為CA 125的補充來檢測卵巢癌。

5 展望

卵巢癌的死亡率居高不下,隨著對其深入和廣泛的研究,卵巢癌相關診斷和治療方式成為婦科腫瘤領域研究關注的重點。OPN在早期作為卵巢腫瘤標志物得到極大關注,希望其可作為CA 125的補充,用于卵巢癌的診斷和監(jiān)測,提高患者的生存率,改善患者生存質量。近年來,由于骨橋蛋白被發(fā)現(xiàn)在多個腫瘤中高表達,可促進腫瘤的增殖、浸潤和轉移,因此,以骨橋蛋白為靶點,建立對抗多種腫瘤的治療策略已成為研究的熱點。

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