親環(huán)素A與頭頸部腫瘤的研究進(jìn)展

薛 蓮，周建榮

（重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院耳鼻咽喉科 400016）

親環(huán)素家族（cyclophilins，Cyps）最先被認(rèn)為是環(huán)胞素A（cyclosporine A，CsA）的胞內(nèi)結(jié)合蛋白，是由一組具有肽基脯氨酰順反異構(gòu)酶活性（peptidyl－prolyl cis－trans isomeras，PPI－ase）的蛋白質(zhì)所組成，目前，已知人類中有7大類16種親環(huán)素蛋白。親環(huán)素A（cyclophiline A，CypA）是親環(huán)素家族中重要的一員，是最早被發(fā)現(xiàn)的親環(huán)素，也是 Handschumacher在1984年從小牛胸腺中最早被提純的親環(huán)素。CypA在病毒感染、T細(xì)胞功能、肌肉分化、免疫抑制等方面起著重要的作用。近年來，大量研究表明，CypA與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著必然的聯(lián)系。本文就CypA在頭頸部腫瘤中作用的相關(guān)進(jìn)展及作用機制作一綜述。

1 CypA的結(jié)構(gòu)特點與生物學(xué)功能

CypA是相對分子質(zhì)量約為18×103的胞質(zhì)蛋白質(zhì)，在原核生物和真核生物中廣泛表達(dá)，估計占胞內(nèi)總蛋白質(zhì)的0.1%～0.4%。CypA具有親環(huán)素家族的典型特征，其二級結(jié)構(gòu)包含8條反向平行的β折疊片段，2個α螺旋和一些無規(guī)則卷曲；2個α螺旋圍繞在由β折疊構(gòu)成的桶型結(jié)構(gòu)兩端，成為桶狀疏水性核心［1］。

CypA具有PPIase活性，對于含有脯氨酸的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的形成具有催化作用，同時PPIase也起分子伴侶作用。CypA不僅促進(jìn)蛋白的正確折疊，也參與錯疊蛋白質(zhì)的修復(fù)，如在細(xì)胞遇到諸如熱損傷或者紫外線照射等不良刺激時，CypA可參與損傷蛋白的修復(fù)［2］。CypA除了在腫瘤的形成過程中有重要作用，同時在人類免疫缺陷病毒、病毒感染、動脈粥樣硬化及類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等免疫性疾病以及炎癥反應(yīng)中充當(dāng)重要的角色。

2 CypA的在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的作用機制

2.1 CypA與CD147的相互作用 CD147是一種高度糖基化的跨膜糖蛋白，屬免疫球蛋白超家族成員?；|(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）的產(chǎn)生受多種因素的影響，包括細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)物細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子（EMMPRIN）／CD147。CD147表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞的表面，刺激鄰近成纖維細(xì)胞產(chǎn)生MMPs，同時上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞缺氧誘導(dǎo)因子－2α（HIF－2α）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和血管內(nèi)皮生長因子受體－2（VEGFR－2）水平，直接調(diào)節(jié)血管新生過程，促進(jìn)腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移［3］。Takahashi等［4］通過明膠酶譜分析發(fā)現(xiàn) CypA 刺激EMMPRIN在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）細(xì)胞株中的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo) MMP－9的上調(diào)。并通過3－（4，5－二甲基－2－烴基）－2，5－二苯基溴化染色法發(fā)現(xiàn)，CypA誘導(dǎo)的HNSCC細(xì)胞增殖，而順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。同時EMMPRIN的功能阻斷抗體使腫瘤的高侵襲力減弱。這進(jìn)一步證實了CypA通過與EMMPRIN的相互作用，促進(jìn)頭頸部腫瘤的形成。

2.2 CypA與抑癌基因、缺氧誘導(dǎo)因子的相互作用 p53和HIF－1α在腫瘤發(fā)生過程中是最重要的調(diào)節(jié)因子。腫瘤細(xì)胞中p53或HIF－1α控制CypA的正向調(diào)節(jié)。他們激活多種與轉(zhuǎn)錄基因相關(guān)的新生血管生成，腫瘤形成、轉(zhuǎn)移、缺氧環(huán)境適應(yīng)性及其他的促癌事件。雖然沒有直接證據(jù)證實CypA使p53因子激活或失活，但運用比較氨基酸密碼標(biāo)記的量蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜顯示CypA的超表達(dá)和p53促使細(xì)胞凋亡二者之間存在必然聯(lián)系［5］。抑癌基因p53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，使CypA呈正向調(diào)節(jié)，激活的p53調(diào)節(jié)CypA的轉(zhuǎn)錄［6］。CypA的PPIase PIN 1與p53的富含脯氨酸結(jié)構(gòu)域（PRD）直接相互作用，CypA的PPI－ase活性使激活的PIN1－p53穩(wěn)定，激活 Bcl－2、Mdm－2等，這些基因與細(xì)胞存亡、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)密切相關(guān)［7］。同樣可以設(shè)想CypA的PPIase活性可能穩(wěn)定抑癌基因p53。CypA可能在HIF－1α與腫瘤發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。缺氧條件下，HIF－1α誘導(dǎo)激活CypA的啟動子包括缺氧反應(yīng)原件（HRE）。CypA的調(diào)節(jié)與兩個重要的轉(zhuǎn)錄因子p53和 HIF－1α密切相關(guān)，這可能給腫瘤發(fā)展過程中了解CypA的功能提供了一個新思路。

3 CypA與頭頸部腫瘤的研究進(jìn)展

3.1 CypA與喉癌 馮明亮等［8］應(yīng)用免疫組織化學(xué)染色技術(shù)對41例LSCC組織及配對癌旁正常組織石蠟標(biāo)本進(jìn)行CypA和鈣粒蛋白－8（MRP－8）的檢測，發(fā)現(xiàn)CypA在LSCC及喉部正常組織中的表達(dá)差異有顯著性，在腫瘤組織中超標(biāo)達(dá)，其強陽性及中度陽性表達(dá)例數(shù)較正常組織高。然而CypA的表達(dá)與患者年齡、性別、病理分化程度及頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移無明顯相關(guān)性。MRP－8在在LSCC中的表達(dá)低于喉部正常組織，且隨著癌組織分化程度的降低而下降。

3.2 CypA與口腔癌 Huang等［9－10］應(yīng)用免疫組織化學(xué)技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，CypA和過氧化物酶基因（PRDX6）在舌鱗狀上皮癌黏膜組織中超表達(dá)。CypA 和 CD147的增加與 HIF－1α、VEGF－A和 VEGF－C的表達(dá)有關(guān)。在 CypA、CD147、HIF－1α和VEGF－C超表達(dá)的患者整體存活情況較差（P＜0.05）。因此，CypA及PRDX6的表達(dá)可能與腫瘤形成息息相關(guān)，并可能對舌鱗狀上皮癌的預(yù)后有預(yù)測價值，同時可能成為其潛在的治療靶點。

3.3 CypA與食管癌 Qi等［11］在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，食管鱗狀上皮癌中CypA超表達(dá)。這可能與食管癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、侵襲等有關(guān)。

3.4 CypA與腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤 Amanda等［12］在兒童彌漫內(nèi)在腦橋膠質(zhì)瘤（DIPG）的研究中，應(yīng)用質(zhì)譜法及Sequest公式對包括患兒腦脊液、血清、尿液、正常組織及其腫瘤腦組織中蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定，628種蛋白質(zhì)被鑒定出來。其中，腦脊液蛋白組學(xué)顯示CypA超表達(dá)，并通過蛋白印跡分析及免疫組織化學(xué)分析得到了證實。在腦脊液免疫組織化學(xué)染色的研究中發(fā)現(xiàn)，腫瘤特異性表達(dá)蛋白質(zhì)可能與腦干膠質(zhì)瘤有關(guān)。而在臨床中，尿液及血清中物質(zhì)的檢測更具有操作性，所以，檢測血清及尿液中CypA的表達(dá)，可能作為評估治療效果及DIPG復(fù)發(fā)的標(biāo)志物。

3.5 CypA與鼻咽癌 涂永生等［13］在辛伐他汀對鼻咽癌細(xì)胞株CNE2細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的作用的研究中發(fā)現(xiàn)，辛伐他汀不僅抑制鼻咽癌細(xì)胞株CNE2細(xì)胞增殖，同時蛋白免疫印跡顯示CypA蛋白表達(dá)受到抑制。這可能為今后在腫瘤藥物治療研究中，直接抑制CypA表達(dá)以達(dá)到治療目的，提供了一個新思路。

4 總結(jié)與展望

CypA是一種廣泛表達(dá)于胞液中的蛋白質(zhì)，具有PPIases活性。CypA的主要功能是輔助蛋白質(zhì)的正確折疊。CypA的分子伴侶特性通過保持蛋白的動態(tài)平衡防止細(xì)胞受各種刺激的影響，不同種類的刺激如熱、氧化應(yīng)激或抗癌藥物刺激細(xì)胞產(chǎn)生原始應(yīng)力蛋白。近10年來，在多種頭頸部腫瘤中發(fā)現(xiàn)了CypA的表達(dá)，提出了CypA在腫瘤形成、轉(zhuǎn)移、侵襲等方面的作用，特別是在CypA與細(xì)胞凋亡機制、分子信號、主要致癌分子或細(xì)胞相關(guān)蛋白的相互作用。當(dāng)然有許多重要問題還沒有得到解決。CypA的正向調(diào)控對于癌癥患者的生存是否起著重要的作用，如果CypA水平隨腫瘤分級的增加而提高，并且明確它和惡性腫瘤有相關(guān)性，那么CypA可能作為一個潛在的標(biāo)記物。CypA高表達(dá)對腫瘤放化療有影響，對聯(lián)合抗癌治療有指導(dǎo)意義。在腫瘤細(xì)胞中，負(fù)向調(diào)節(jié)或抑制CypA活性為化療藥物的發(fā)展提供了依據(jù)。特異性化學(xué)藥物抑制CypA的藥理靶點，通過阻滯細(xì)胞周期或細(xì)胞凋亡導(dǎo)致某些腫瘤細(xì)胞的生長抑制。腫瘤細(xì)胞可能對CypA的細(xì)胞保護(hù)功能有過度的依耐性，而使某些腫瘤成為特異化學(xué)藥抑制劑的靶點而正常的細(xì)胞不受影響。已有的研究結(jié)果提示，在一些腫瘤尤其在肺癌、胰腺癌中，以CypA為靶點的抑制藥物治療有望改善患者的預(yù)后。那么在以后對頭頸部腫瘤的診斷、治療中，對CypA也可以提出了一個藥物發(fā)展的新要求。

［1］Wang P，Heitman J.The cyclophilins［J］.Genome Biol，2005，6（7）：226.

［2］Parsell DA，Lindquist S.The function of heat－shock proteins in stress tolerance：degradation and reactivation of damaged proteins［J］.Annu Rev Genet，1993，27（4）：437－496.

［3］Heike Voigt，Claudia S，Vetter－Kauczok，et al.CD147Impacts Angiogenesis and Metastasis Formation［J］.Cancer Investigation，2009，27（3）：329－333.

［4］Takahashi M，Suzuki M，Ishikawa K.Cyclophilin A－EMMPRIN interaction induces invasion of head and neck squamous cell carcinoma［J］.Oncol Rep，2012，27（1）：198－203.

［5］Gu S，Liu Z，Pan S，et al.Global investigation of p53－induceoteomic profiling using comparative amino acid－coded tagging［J］.Mol Cell Prd，2004，3（10）：998－1008.

［6］Yu X，Harris SL，Levine AJ.The regulation of exosome secretion：a novel function of the p53protein［J］.Cancer Res，2006，66（9）：4795－4801.

［7］Mantovani F，Tocco F，Girardini J，et al.The prolyl isomerase Pin1orchestrates p53acetylation and dissociation from the apoptosis inhibitor iASPP［J］.Nat Struct Mol Biol，2007，14（10）：912－920.

［8］馮明亮，周建榮，魏蓮枝，等.MRP8和親環(huán)素A在喉鱗狀細(xì)胞癌組織中的表達(dá)及其臨床意義［J］.臨床耳鼻喉頭頸外科雜志，2011，25（18）：834－839.

［9］Huang CF，Sun ZJ，Sun Y，et al.Association of increased ligand cyclophilin A and receptor CD147with hypoxia，angiogenesis，metastasis and prognosis of tongue squamous cell carcinoma［J］.Histopathology，2012，60（5）：793－803.

［10］Huang CF，Sun ZJ，Zhao YF，et al.Increased expression of peroxiredoxin 6and cyclophilin A in squamous cell carcinoma of the tongue［J］.Oral Dis，2011，17（3）：328－334.

［11］Qi YJ，He QY，Ma YF，et al.Proteomic Identification of Malignant Transformation－Related Proteins in Esophageal Squamous Cell Carcinoma［J］.J Cell Biochem，2008，104（5）：1625－1635.

［12］Amanda M，Sridevi Y，Suresh M，et al.Insights into pediatric diffuse intrinsic pontine glioma through proteomic analysis of cerebrospinal fluid［J］.Neuro－Oncology，2012，14（5）：547 －560.

［13］涂永生，王紅艷，李建華，等.辛伐他汀抑制鼻咽癌細(xì)胞增殖和親環(huán)素 A 表達(dá)［J］.臨床醫(yī)學(xué)工程，2009，16（8）：1－3.