endocan的研究進(jìn)展

趙 蓉，董士民，杜立建

(1石家莊市中醫(yī)院，石家莊050051;2河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院)

endocan最初是從人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)的cDNA文庫(kù)中克隆出的一種新穎的內(nèi)皮細(xì)胞特異性分子-1(ESM-1)，主要在人類肺內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，在腎內(nèi)皮細(xì)胞中也有少量表達(dá)［1］。ESM-1作為一種可溶性的硫酸皮膚素蛋白聚糖(DSPG)分泌至血液中，由于其特異性地由內(nèi)皮細(xì)胞分泌，故命名為endocan［2］。近年研究顯示，endocan參與了體內(nèi)炎癥反應(yīng)、血管生成及腫瘤細(xì)胞生存、細(xì)胞周期進(jìn)程、遷移和侵襲等，可作為膿毒癥和腫瘤的生物標(biāo)記物?，F(xiàn)將endocan近年來(lái)的相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。

1 endocan的結(jié)構(gòu)

1．1 endocan的基因結(jié)構(gòu) endocan由單一基因編碼，定位在人類第5號(hào)染色體5q11．2上，含有3個(gè)外顯子。完整的endocan cDNA序列全長(zhǎng)2 006個(gè)堿基對(duì)，包括一個(gè)含552個(gè)核苷酸的開放閱讀框和一個(gè)1 398個(gè)核苷酸的3'端非翻譯區(qū)(3'-UTR)［1］。endocan的啟動(dòng)子位于該基因的5'側(cè)翼區(qū)，包含一個(gè)經(jīng)典的TATA盒和轉(zhuǎn)錄因子可能的結(jié)合位點(diǎn):3個(gè)Ets基序、1個(gè)cAMP反應(yīng)元件、1個(gè)回文序列?；蛲蛔兎治鲲@示，第1個(gè)Ets基序和cAMP反應(yīng)元件在內(nèi)皮細(xì)胞中介導(dǎo)endocan高水平表達(dá)，第2個(gè)Ets基序同新型的6 bp回文序列一樣，被發(fā)現(xiàn)抑制其表達(dá)［3］。

1．2 endocan的蛋白結(jié)構(gòu) endocan編碼184個(gè)氨基酸序列，成熟的endocan蛋白由165個(gè)氨基酸組成，分子量20 kD，NH2－末端為典型的19個(gè)氨基酸的疏水信號(hào)序列。endocan是一個(gè)富含18個(gè)半胱氨酸的分子，集中在NH2－末端，參與鏈內(nèi)二硫鍵連接，賦予endocan剛性結(jié)構(gòu);緊挨著富含半胱氨酸的區(qū)域，有一個(gè)不含半胱氨酸的COOH－末端多肽尾部［1］。

endocan由一條含有165個(gè)氨基酸的核心蛋白以及一條硫酸皮膚素(DS)單鏈于位于137位的絲氨酸殘基共價(jià)結(jié)合而成，以可溶的形式釋放入血液循環(huán)。endocan呈劑量依賴性地增加肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子/分散因子(HGF/SF)介導(dǎo)的人胚腎細(xì)胞的增殖，而其非聚糖形式則無(wú)此作用，而且從endocan中純化的DS鏈在HGF/SF存在下模仿endocan介導(dǎo)的細(xì)胞增殖的增加，證實(shí)endocan的生物學(xué)活性歸功于作為HGF/SF協(xié)同因子的DS鏈［2］。研究已證實(shí)Endocan的核心蛋白在人體血液淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、Jurkat細(xì)胞表面直接結(jié)合整合素CD11a/CD18(淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原，LFA-1)，二者之間相互作用可能直接影響LFA-1的功能并涉及LFA-1/ICAM-1 通路調(diào)節(jié)［4］。

2 endocan的分布和表達(dá)

生理?xiàng)l件下，endocan表達(dá)于肺小靜脈、小動(dòng)脈和肺泡毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞以及支氣管和黏膜下腺體上皮細(xì)胞中，在腎臟管狀上皮細(xì)胞中以及人類腎移植排斥反應(yīng)中的腎血管內(nèi)皮細(xì)胞中、腸道固有層毛細(xì)血管和靜脈中也可檢測(cè)到［5］。Wellner等［6］首次發(fā)現(xiàn)endocan表達(dá)在人及大鼠脂肪細(xì)胞中，且被佛波酯和維甲酸激活后表達(dá)增加。Zhang等［7］采用免疫組化染色方法研究endocan在正常人體組織的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其選擇性地表達(dá)于新生或活躍增生的組織或細(xì)胞，如腺體組織、新生血管內(nèi)皮細(xì)胞、支氣管上皮細(xì)胞、淋巴結(jié)生發(fā)中心等;另一方面，endocan不存在于沉默的或休眠的組織和細(xì)胞中，如大動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和脾臟等。endocan在健康人血清中的表達(dá)水平很低，在膿毒癥患者血清中表達(dá)顯著升高，且與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)［8，9］，在多種腫瘤如肺癌［10］、肝癌［11］、腎癌［12］、胃癌［13］中，嚴(yán)重創(chuàng)傷及腎移植后的急性排斥反應(yīng)中也出現(xiàn)表達(dá)升高。

3 endocan與炎癥

3．1 endocan受炎性細(xì)胞因子調(diào)控 endocan的合成和分泌受腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)的正調(diào)節(jié)。通常，在內(nèi)皮細(xì)胞中聯(lián)合加入TNF-α和干擾素-γ(IFN-γ)對(duì)多種促炎因子誘導(dǎo)表達(dá)具有協(xié)同作用。但對(duì)于endocan，單獨(dú)應(yīng)用IFN-γ沒(méi)有任何作用，當(dāng)聯(lián)合加入 IFN-γ 和 TNF-α，IFN-γ幾乎完全抑制了 TNF-α誘導(dǎo)的 endocan基因表達(dá)［1，5］。

3．2 endocan在炎癥反應(yīng)中的機(jī)制 LFA-1與可溶性的細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)的相互作用在一些細(xì)胞事件中發(fā)揮重要作用，包括調(diào)節(jié)白細(xì)胞從血液到組織的遷移及特異性免疫應(yīng)答過(guò)程中的許多細(xì)胞間合作［4］。endocan與LFA-1的結(jié)合位點(diǎn)與涉及LFA-1和ICAM-1的位點(diǎn)非常接近，但是有別于CD11a區(qū)域，二者之間具有高親和力的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)相互作用，以劑量依賴的方式阻止ICAM-1的結(jié)合，潛在地抑制白細(xì)胞—內(nèi)皮細(xì)胞黏附這一白細(xì)胞遷移到組織的關(guān)鍵步驟，或許扮演了一個(gè)抗炎分子。此外，endocan可能調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞上的LFA-1/ICAM-1共刺激通路，并可能定位免疫反應(yīng)中的Th1/Th2平衡［4］。

3．3 endocan在炎癥性疾病中的研究進(jìn)展 Bechard等［5］報(bào)道，分泌型endocan在健康人體內(nèi)的血清濃度為1．081 ng/mL，在膿毒癥休克患者血清中急劇升至7．815 ng/mL，認(rèn)為endocan在急性和嚴(yán)重炎癥反應(yīng)過(guò)程中被正調(diào)節(jié)。Scherpereel等［8］報(bào)道，膿毒癥患者的血清e(cuò)ndocan水平較健康受試者和全身炎癥反應(yīng)綜合征患者平均升高了4倍，膿毒癥休克組顯著高于嚴(yán)重膿毒癥組，死亡組顯著高于生存組。endocan在區(qū)分10 d和28 d生存中具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值，在區(qū)分SIRS和膿毒癥中具有100%的特異性。然而該研究也存在局限性，由于endocan水平僅在入住ICU時(shí)測(cè)定，不確定其分泌在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是否達(dá)到高峰;另外在膿毒癥研究中缺乏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

endocan由激活的肺血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性分泌，在控制肺部炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Mikkelsen等［14］的一項(xiàng)前瞻性對(duì)照研究表明，血清低水平endocan預(yù)測(cè)肺損傷(ALI)的高風(fēng)險(xiǎn)，且在低endocan水平與鈍挫傷的ALI發(fā)生間存在顯著相關(guān)性。推測(cè)在鈍挫傷患者中，ALI的高發(fā)生率具有更低的血清e(cuò)ndocan水平，反映了內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)節(jié)異常，激活的中性粒細(xì)胞抑制了endocan的功能，導(dǎo)致不受調(diào)節(jié)的白細(xì)胞募集和活化。該結(jié)果可由肺內(nèi)皮細(xì)胞減少釋放endocan或由中性粒細(xì)胞絲氨酸蛋白酶增加了endocan蛋白水解來(lái)解釋。De Freitas Caires等［15］通過(guò)中性粒細(xì)胞酶切endocan產(chǎn)生一個(gè)新型的14 kD的endocan肽片段，命名為P14，它由被組織蛋白酶G特異性裂解endocan而產(chǎn)生。免疫測(cè)定顯示，在55例嚴(yán)重膿毒癥患者中，20例血漿P14水平升高，其可能作為一種新型的生物標(biāo)記物參與膿毒癥的發(fā)病機(jī)制。另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是，在膿毒癥患者中，P14和endocan之間沒(méi)有任何相關(guān)性，這種差異可能與不同的半衰期有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

4 endocan與腫瘤

4．1 endocan與腫瘤血管生成和侵襲密切相關(guān) 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是目前惟一被證明對(duì)血管生成嚴(yán)格特異的VEGF血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，endocan在腫瘤中過(guò)表達(dá)且受VEGF的調(diào)控。通過(guò)比較人浸潤(rùn)性膀胱癌和正常膀胱組織血管內(nèi)皮的轉(zhuǎn)錄模式，endocan在腫瘤血管中高度上調(diào)且與腫瘤侵襲性強(qiáng)烈相關(guān)，endocan表達(dá)通過(guò)VEGFR-2的磷酸化和活化作用由VEGF-A激活，通過(guò)VEGF-A促進(jìn)細(xì)胞遷移和管腔形成［16］。

在人乳腺癌、骨肉瘤特別是惡性膠質(zhì)瘤和脂肪肉瘤的小鼠異種移植模型中，腫瘤從休眠到成倍增長(zhǎng)間的轉(zhuǎn)換與endocan基因的調(diào)節(jié)和激活高度相關(guān)，endocan被認(rèn)為是涉及從休眠到血管生成腫瘤間轉(zhuǎn)換的基因之一，在所有血管生成快速增長(zhǎng)的腫瘤中顯著升高［17］。在肝癌患者中，endocan與微血管密度(MVD)、血管和靜脈侵襲浸潤(rùn)及VEGF表達(dá)呈正相關(guān)［18］。CD34-MVD在endocan表達(dá)陽(yáng)性的胃癌中高于陰性組，且新生血管密度與腫瘤血管變異相關(guān)［11］。對(duì)垂體瘤的微血管形態(tài)學(xué)分析表明，平均血管面積在內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)endocan的腫瘤亞群中顯著升高，可作為垂體瘤中血管侵襲相關(guān)的標(biāo)記物［19］。

4．2 endocan在腫瘤中的研究進(jìn)展 endocan具有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的特性。許多研究顯示，endocan可作為腫瘤的生物標(biāo)記物用于臨床。endocan在肝癌內(nèi)皮細(xì)胞中顯著過(guò)表達(dá)，endocan水平與血清甲胎蛋白顯著相關(guān)，其水平升高與患者生存期呈負(fù)相關(guān)，可作為肝癌早期診斷和總生存期的獨(dú)立預(yù)后標(biāo)記物。Kang等［20］研究發(fā)現(xiàn)，與肝炎或肝硬化患者或正常人相比，肝癌患者血清e(cuò)ndocan水平顯著升高，對(duì)肝癌的診斷準(zhǔn)確度優(yōu)于甲胎蛋白;同時(shí)endocan基因沉默降低了細(xì)胞存活、遷移和侵襲，并且在肝細(xì)胞癌中調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程。對(duì)大腸癌的研究也表明，endocan在大腸癌患者血清中顯著升高，可用作早期檢測(cè)大腸癌的血清標(biāo)記物;endocan siRNA的表達(dá)使endocan基因沉默通過(guò)依賴AKT的NF-κB通路的抑制減少細(xì)胞生存，通過(guò)感應(yīng)PTEN誘導(dǎo)G1期細(xì)胞周期停滯，導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白D1的抑制并且抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲［21］。在胃癌中，endocan顯著過(guò)表達(dá)且與腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和Borrmann分期Ⅳ期有關(guān)，與血管侵襲有很好的相關(guān)性，陽(yáng)性表達(dá)患者顯示出較低的5年生存率。多因素分析顯示endocan是胃癌獨(dú)立的預(yù)后因素之一［13］。此外，endocan在垂體瘤［19］、惡性膠質(zhì)瘤［22］、急性粒細(xì)胞性白血?。?3］等多種腫瘤中也存在過(guò)表達(dá)。

4．3 endocan為靶點(diǎn)的腫瘤治療 endocan的促癌性與其結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域有關(guān)，用單克隆抗體阻斷苯丙氨酸富含區(qū)域?qū)е履[瘤生長(zhǎng)顯著降低。VEGF-A是endocan轉(zhuǎn)錄特異性的誘導(dǎo)物，Sunitinib可抑制VEGF介導(dǎo)的endocan合成釋放;轉(zhuǎn)錄因子Hhex、PI3K則可作為轉(zhuǎn)錄抑制物阻遏endocan轉(zhuǎn)錄［24］，均提示endocan可作為腫瘤治療的新靶標(biāo)。

綜上所述，endocan可能作為一種新型的生物標(biāo)記物用于膿毒癥及腫瘤的早期診斷、嚴(yán)重程度評(píng)估及預(yù)后判斷，并可能成為抗腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

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