鈣網(wǎng)蛋白在腫瘤中異常表達(dá)的研究進(jìn)展

曹繁華(綜述)，劉興國(guó)(審校)

(宜昌市中醫(yī)醫(yī)院腎內(nèi)科，湖北 宜昌 443003

鈣網(wǎng)蛋白(calreticulin,CRT)是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為46×103的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常駐蛋白，具有多種生物學(xué)功能。大致可以分為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)功能和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外功能，前者主要包括分子伴侶活性、機(jī)體內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)；后者主要與免疫原性的細(xì)胞死亡、抗原呈遞、細(xì)胞黏附有關(guān)。很多研究顯示，CRT在多種疾病中均有異常表達(dá)的現(xiàn)象，如自身免疫性疾病中的類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡[1-2]；惡性腫瘤中發(fā)病率很高的肺癌、病死率極高的胃癌[3-4]。目前，惡性腫瘤的發(fā)病率在逐年上升，針對(duì)腫瘤主要的治療方式為手術(shù)、化療、放療，然而很多惡性腫瘤如肺癌在治療后的5年存活率也不高，早發(fā)現(xiàn)、早診斷成為許多科學(xué)家研究的主要方向。腫瘤的早期癥狀并不明顯，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)腫瘤組織早期會(huì)產(chǎn)生一類(lèi)似于反應(yīng)腫瘤存在和生長(zhǎng)的生化物質(zhì)，主要有胚胎抗原、糖類(lèi)抗原、天然自身抗原以及某些癌基因等[5]。CRT屬于天然自身抗原，由于在多類(lèi)型的惡性腫瘤中均有異常表達(dá)，因此通過(guò)檢測(cè)患者體內(nèi)的CRT表達(dá)水平將會(huì)有助于疾病的診斷。該文從CRT異常表達(dá)與腫瘤發(fā)生、發(fā)展分子機(jī)制以及其在不同腫瘤中的研究現(xiàn)狀予以綜述。

1 CRT在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的分子機(jī)制

1.1CRT基因 在生物界種屬間CRT高度保守，人和豬以及鼠有50%的CRT基因是相同的，主要分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。CRT是由單基因編碼，人類(lèi)CRT基因位于第19號(hào)染色體(p13.2～p13.3)，由9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成，長(zhǎng)度為1254 bp，編碼由417個(gè)氨基酸組成的酸性蛋白質(zhì)，具有高度保守的N區(qū)(1～180氨基酸)、富含脯氨酸的P區(qū)(181～290氨基酸)和酸性的C區(qū)(291～400氨基酸)。最初發(fā)現(xiàn)其主要功能為調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)鈣平衡及分子伴侶活性[6-7]。隨后的大量研究顯示，CRT具有多種生物學(xué)功能，如調(diào)解基因的表達(dá)、細(xì)胞間的黏附、引發(fā)免疫原性的細(xì)胞死亡[8-10]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，CRT在多種惡性腫瘤中也有異常表達(dá)現(xiàn)象，表達(dá)水平和腫瘤的分類(lèi)、病理分型以及預(yù)后有一定的關(guān)聯(lián)[3]。

1.2CRT的信號(hào)通路和調(diào)控 在CRT異常表達(dá)與腫瘤關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)基因沉默下調(diào)CRT表達(dá)或者CRT基因剔除都證明CRT的過(guò)表達(dá)在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中可以增強(qiáng)癌細(xì)胞的遷移侵襲能力以及對(duì)“失巢凋亡”的抵抗能力。研究顯示[11]，CRT相關(guān)的癌細(xì)胞凋亡與蛋白激酶B(casein kinase，Akt)的活化有關(guān)，Akt活化后能磷酸化一系列蛋白成分，通過(guò)多種途徑抑制細(xì)胞凋亡。其中包括皮層機(jī)動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白(cortactin，CTTN)，屬于與“失巢凋亡”相關(guān)的癌基因，作為肉瘤基因激酶直接磷酸化的底物，CTTN受到磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase/casein kinase,PI3K)/Akt信號(hào)通路的調(diào)控。最近Du等[12]在食管鱗狀細(xì)胞癌的研究中發(fā)現(xiàn)，下調(diào)CRT的表達(dá)水平后，CTTN表達(dá)同時(shí)下調(diào)并伴隨著Akt磷酸化失活，這也證實(shí)了CTTN確實(shí)由Akt信號(hào)通路調(diào)控，外源性的補(bǔ)充CRT及CTTN均能恢復(fù)細(xì)胞增殖活性。然而，實(shí)驗(yàn)證明CTTN的下調(diào)并不能下調(diào)CRT的表達(dá)水平，說(shuō)明CRT是CTTN的上游分子，它通過(guò)調(diào)控CTTN的表達(dá)水平來(lái)活化Akt信號(hào)通路，從而抑制癌細(xì)胞的凋亡。

最近又有證據(jù)證明CRT可以結(jié)合低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1(low density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP1)和凝血酶敏感蛋白1，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞的生成，最后達(dá)到抑制凋亡發(fā)生的目的。首先CRT與LRP1受體結(jié)合成復(fù)合物，凝血酶敏感蛋白1的N端再與之結(jié)合就會(huì)活化細(xì)胞存活信號(hào)(如PI3K)，從而活化Akt信號(hào)路線(xiàn)，抑制細(xì)胞凋亡[13]。由此可以看出，Akt信號(hào)通路活化與否在CRT相關(guān)的癌細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

2 CRT異常表達(dá)在不同類(lèi)型腫瘤中的研究現(xiàn)狀

2.1CRT與呼吸系統(tǒng)腫瘤 在呼吸系統(tǒng)惡性腫瘤中，肺癌的發(fā)病率居高不下并逐年升高，而關(guān)于肺癌的研究也是眾多研究的熱門(mén)課題，肺癌的發(fā)生是一個(gè)綜合性的結(jié)果，非某一單因素。對(duì)小細(xì)胞肺癌及非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的研究顯示[14]，后者存在著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣穩(wěn)態(tài)的改變，表現(xiàn)為內(nèi)鈣容量的降低，主要原因是肌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶的表達(dá)水平降低引起泵入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的鈣離子減少和來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)的三磷酸肌醇受體(inositol 1,4,5-triphosphate receptor,IP3R)釋放增多導(dǎo)致鈣離子的流失增多以及CRT的表達(dá)減少，在降低肺癌細(xì)胞系的CRT表達(dá)后會(huì)促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖和遷移[15]。Liu等[3]通過(guò)獲得的重組CRT蛋白來(lái)免疫老鼠制得多株單克隆抗體，再用化學(xué)發(fā)光酶免疫方法檢測(cè)來(lái)自58例肺癌患者中可溶性CRT的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)這些患者中的CRT表達(dá)平均值比40例正常對(duì)照組高。經(jīng)免疫組織化學(xué)法對(duì)肺癌腫瘤組織染色發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞膜上的CRT表達(dá)水平與腫瘤的病理分型和分期相關(guān)，小細(xì)胞肺癌的CRT水平低于腺癌，然而鱗狀細(xì)胞癌表達(dá)均比前兩者高。由此得出結(jié)論，CRT在肺癌組織中過(guò)表達(dá)的這種現(xiàn)象很可能使其成為肺癌發(fā)生及診斷的生物學(xué)標(biāo)志物。

2.2CRT與消化系統(tǒng)腫瘤 消化系統(tǒng)腫瘤有其特殊性，患者在患病期間由于進(jìn)食的減少會(huì)導(dǎo)致免疫力的下降從而加速病情的惡化，無(wú)論手術(shù)還是放療、化療對(duì)患者的影響都很大。Chignard等[16]通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)，肝癌患者的癌組織與癌旁組織有23個(gè)基因表達(dá)不同，有7個(gè)在轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá)水平上呈正相關(guān)，其中之一便是CRT。隨后又研究了肝癌患者中CRT的表達(dá)水平，與健康人以及慢性肝炎、肝硬化患者相比，肝癌患者血清中的CRT表達(dá)量明顯上升。對(duì)胃癌的研究顯示[17]，CRT的過(guò)表達(dá)將會(huì)促進(jìn)癌細(xì)胞間血管的生成及癌細(xì)胞的增殖遷移，表現(xiàn)為血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子和胎盤(pán)生長(zhǎng)因子的分泌增多。盡管有研究表明CRT為血管生成抑制因子[18]，但Liu等[4]研究發(fā)現(xiàn)，在將血管生成抑制因子轉(zhuǎn)染入神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞再給裸鼠注射后也出現(xiàn)了惡性增殖的現(xiàn)象，表明在胃癌進(jìn)展中CRT可能是以另外一種途徑影響其發(fā)展。在大部分疾病中，CRT在血清中是作為自身抗原出現(xiàn)的，對(duì)胰腺癌研究發(fā)現(xiàn)它是一種自身保護(hù)性抗體，且可以作為一種早期診斷方法[19]。

2.3CRT與泌尿系統(tǒng)腫瘤 CRT被鑒定為前列腺雄激素應(yīng)答基因之一，雄激素在前列腺癌進(jìn)展中扮演著重要的角色，通過(guò)手術(shù)去勢(shì)和雄激素可以延緩轉(zhuǎn)移性前列腺癌的進(jìn)程，然而并不能根治。在前列腺中，CRT的表達(dá)量很豐富，用雄激素敏感細(xì)胞系LNCaP和雄激素不敏感細(xì)胞系PC-3研究雄激素在前列腺癌發(fā)展過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用也證實(shí)了雄激素可以調(diào)節(jié)CRT的表達(dá)，從而說(shuō)明在LNCaP中CRT也是一個(gè)最基本的雄激素應(yīng)答基因[20]。用蛋白組學(xué)法篩選膀胱癌相關(guān)蛋白，二維電泳顯示癌組織中CRT的表達(dá)升高，癌癥患者尿液中的CRT量也同時(shí)增加，從結(jié)果看出膀胱癌患者中CRT表達(dá)量上升是不爭(zhēng)的事實(shí)，由此推論CRT作為膀胱癌的標(biāo)志物也是有可能的[21]。

3 結(jié) 語(yǔ)

除了上述系統(tǒng)腫瘤中CRT的表達(dá)異常，在一些婦科腫瘤(如乳腺癌、宮頸癌)中CRT的表達(dá)升高，神經(jīng)元的發(fā)育過(guò)程中CRT同樣也起到了重要的作用[22-24]。最初發(fā)現(xiàn)CRT可以作為分子伴侶，調(diào)節(jié)內(nèi)鈣平衡，漸漸研究顯示CRT膜轉(zhuǎn)位至細(xì)胞表面能引起免疫原性的細(xì)胞死亡，越來(lái)越多的功能被人們所了解。CRT在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中所扮演的角色也逐漸清晰，然而CRT的異常表達(dá)與癌細(xì)胞凋亡相關(guān)機(jī)制在不同腫瘤中可能還不太一致，還需要更多的研究來(lái)充實(shí)。盡管如此，CRT作為一種新的腫瘤標(biāo)志物是有可能的。

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