硫酸軟骨素蛋白聚糖SRPX2在胃腸道腫瘤中的作用*

劉揆亮 余瑞金 綜述 吳 靜 審校

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院消化內(nèi)科(100038)

細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix, ECM)是分布于細(xì)胞表面或細(xì)胞間的復(fù)雜的大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其組分由細(xì)胞合成并分泌至胞外，主要包括具有不同物理、生化特性的糖蛋白、蛋白聚糖、膠原等。作為組織中的非細(xì)胞成分，ECM具有多種生物學(xué)功能：①充當(dāng)物理屏障，支撐組織結(jié)構(gòu)，維持組織完整性，發(fā)揮分隔和定位作用；②調(diào)節(jié)細(xì)胞行為，影響細(xì)胞黏附和遷移；③通過與生長(zhǎng)因子以及細(xì)胞表面受體結(jié)合參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和存活，維持機(jī)體生理功能。ECM參與構(gòu)成腫瘤細(xì)胞的局部微環(huán)境，其失調(diào)為腫瘤的重要特征之一。在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的各個(gè)階段，ECM與腫瘤相互影響，在促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化、腫瘤相關(guān)血管生成和炎癥反應(yīng)以及腫瘤轉(zhuǎn)移中起重要作用[1]。蛋白聚糖是ECM的主要組分之一，為細(xì)胞表面和細(xì)胞旁微環(huán)境的關(guān)鍵效應(yīng)分子，可與相應(yīng)配體或受體相互作用，調(diào)節(jié)腫瘤生長(zhǎng)和血管生成，影響腫瘤進(jìn)展[2]。認(rèn)識(shí)ECM和蛋白聚糖在腫瘤生物學(xué)中的作用，對(duì)于揭示腫瘤的發(fā)生機(jī)制以及探索、開發(fā)相應(yīng)治療措施具有重要意義。含sushi重復(fù)蛋白X連鎖2(sushi repeat-containing protein, X-linked 2, SRPX2)是一種硫酸軟骨素蛋白聚糖(chondroitin sulfate proteoglycan, CSPG)，具有參與癲癇發(fā)作、血管生成、細(xì)胞黏附等多種作用。新近研究提示SRPX2可能在胃腸道腫瘤中起一定作用，本文就相關(guān)研究現(xiàn)狀作一綜述。

一、SRPX2概述

SRPX2基因最早于1999年由Kurosawa等[3]在白血病細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，其定位于染色體Xq22，為E2A-HLF融合基因的下游靶基因，編碼蛋白當(dāng)時(shí)命名為SRPUL(sushi-repeat protein upregulated in leukemia)。SRPX2蛋白由465個(gè)氨基酸組成(GenBank NP_055282)，含有1個(gè)信號(hào)序列、3個(gè)sushi重復(fù)結(jié)構(gòu)域和1個(gè)HYR(hyaline repeat)結(jié)構(gòu)域，其中sushi重復(fù)結(jié)構(gòu)域又稱補(bǔ)體調(diào)控蛋白(complement control protein, CCP)模塊，含60個(gè)氨基酸，可通過介導(dǎo)特定的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)-碳水化合物相互作用而影響細(xì)胞黏附功能[4]，HYR結(jié)構(gòu)域的作用尚不確定，可能與免疫球蛋白樣折疊相關(guān)，似亦參與細(xì)胞黏附過程[5]。SRPX2與SRPX、P-選擇素(SELP)前體、E-選擇素(SELE)前體、選擇素樣成骨細(xì)胞衍生蛋白-1(SEL-OB，又稱SVEP-1)屬于脊椎動(dòng)物進(jìn)化過程中形成的同一基因家族，SRPX2基因突變可致大腦中央溝和外側(cè)裂言語區(qū)癲癇發(fā)作(表現(xiàn)為言語應(yīng)用和認(rèn)知障礙)、發(fā)育性言語失用和雙側(cè)外側(cè)裂綜合征的腦發(fā)育畸形[6-7]。

SRPX2基因表達(dá)于腦神經(jīng)元以及心、肺、氣管、卵巢、子宮、胎盤等正常組織，以肺和胎盤為著，外周血、腦脊液、骨髓表達(dá)量甚低[3,8]。SRPX2蛋白定位于細(xì)胞質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量約為53 kDa(1 Da=0.9921 u)，作為一種分泌型蛋白，可在細(xì)胞培養(yǎng)基中被檢出。Tanaka等[9]對(duì)SRPX2蛋白分子的生物化學(xué)分析顯示，細(xì)胞分泌的SRPX2蛋白受到高度翻譯后修飾，相對(duì)分子質(zhì)量約為100～150 kDa，以硫酸軟骨素抗體可檢出其表達(dá)，證實(shí)其為一含糖胺聚糖(glycosaminoglycan, GAG)鏈的CSPG。Wilson等[10]通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)確認(rèn)SRPX2為一ECM蛋白。

二、SRPX2的作用機(jī)制

SRPX2所具有的sushi重復(fù)結(jié)構(gòu)域和HYR結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及其與選擇素家族SELP、SELE、SVEP-1的高度同源性均提示SRPX2可與各種黏附分子相互作用，參與細(xì)胞黏附、遷移過程。因此研究者最初的關(guān)注點(diǎn)在于SRPX2在調(diào)節(jié)細(xì)胞生物學(xué)行為方面的作用。

黏著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)是一種胞質(zhì)蛋白激酶，其為最主要的黏著斑相關(guān)蛋白，可由生長(zhǎng)因子和整合素激活而調(diào)控細(xì)胞黏附和遷移。FAK途徑位于整合素下游，是調(diào)節(jié)細(xì)胞間黏附信號(hào)的主要途徑之一，通過調(diào)節(jié)一系列信號(hào)分子參與細(xì)胞的黏附、遷移、增殖、凋亡等重要生物學(xué)過程。Tanaka等[8]發(fā)現(xiàn)，將SRPX2基因?qū)際EK293細(xì)胞可增強(qiáng)其遷移活性，來源于過表達(dá)SRPX2的HEK293細(xì)胞的條件培養(yǎng)基可增強(qiáng)胃癌細(xì)胞株SNU-16的遷移活性，此外SRPX2還可顯著增強(qiáng)胃癌細(xì)胞株SNU-16和HSC-39的黏附能力并上調(diào)其FAK磷酸化水平，提示SRPX2系通過FAK信號(hào)途徑增強(qiáng)細(xì)胞的遷移和黏附能力。Schwanzer-Pfeiffer等[11]發(fā)現(xiàn)抑制SRPX2表達(dá)可使經(jīng)脂多糖(LPS)處理的THP1單核細(xì)胞條件培養(yǎng)基刺激的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)的可溶性細(xì)胞間黏附分子-1(sICAM-1)和可溶性SELE分別增加11%和14%，提示SRPX2可調(diào)節(jié)ICAM-1和SELE的脫落，影響膜結(jié)合黏附分子表達(dá)。

Tanaka等[8]發(fā)現(xiàn)SRPX2在HUVEC中呈過表達(dá)，提示其具有促血管生成作用。Royer-Zemmour等[12]應(yīng)用酵母雙雜交技術(shù)篩選出19種可能與SRPX2相互作用的蛋白，并通過免疫共沉淀等多種技術(shù)最終確認(rèn)SRPX2可與尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)、半胱氨酸蛋白酶組織蛋白酶B(CTSB)和金屬蛋白酶ADAMTS4相互作用，這三種蛋白均為ECM蛋白水解機(jī)制的關(guān)鍵組分，且CTSB為uPA激活劑，提示由SRPX2以及與之相互作用的蛋白組成的網(wǎng)絡(luò)參與了ECM的水解重塑。Roll等[13]的研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子FOXP2對(duì)SRPX2/uPAR復(fù)合物具有調(diào)節(jié)作用，可與兩者的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合而抑制其轉(zhuǎn)錄。Miljkovic-Licina等[14]的研究發(fā)現(xiàn)新生血管內(nèi)皮中存在SRPX2與uPAR共表達(dá)，且沉默SRPX2基因可特異性抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移，阻礙血管芽形成，證實(shí)SRPX2/uPAR具有調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和促血管生成作用。

三、SRPX2在胃腸道腫瘤中的表達(dá)和作用

Tanaka等[8]的研究發(fā)現(xiàn)SRPX2在胃癌(44As3、MKN7、SNU-16)、結(jié)直腸癌(WiDr、COCM-1)、肺癌(PC-9)、間皮瘤(MSTO)、膠質(zhì)瘤(U251)等多種人類腫瘤細(xì)胞株中呈過表達(dá)。結(jié)合SRPX2為白血病細(xì)胞E2A-HLF融合基因的下游分子[3]，研究者推測(cè)其在腫瘤發(fā)生中起一定作用。該研究還以實(shí)時(shí)RT-PCR技術(shù)檢測(cè)了24例胃癌組織與配對(duì)非癌黏膜的SRPX2 mRNA表達(dá)，發(fā)現(xiàn)癌組織表達(dá)量顯著高于非癌黏膜；擴(kuò)大樣本量至57例分析SRPX2表達(dá)與胃癌臨床特征的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)總體生存期小于6個(gè)月者的SRPX2表達(dá)量顯著高于總體生存期大于6個(gè)月者，表明SRPX2過表達(dá)與預(yù)后不良相關(guān)。之后該研究小組對(duì)15例結(jié)直腸癌組織與配對(duì)非癌黏膜行微陣列分析，發(fā)現(xiàn)癌組織SRPX2 mRNA表達(dá)量較非癌黏膜上調(diào)20.5倍，該結(jié)果在30例結(jié)直腸癌組織和10例配對(duì)非癌黏膜中經(jīng)實(shí)時(shí)RT-PCR檢測(cè)證實(shí)[9]。?ster等[15]對(duì)6例配對(duì)結(jié)腸癌、腺瘤和正常組織行外顯子表達(dá)分析，亦發(fā)現(xiàn)SRPX2在結(jié)腸癌組織中表達(dá)上調(diào)，腺瘤表達(dá)量居于癌組織與正常組織之間，該結(jié)果在104例結(jié)直腸癌組織和19例配對(duì)正常黏膜中經(jīng)實(shí)時(shí)RT-PCR檢測(cè)證實(shí)。然而新近Wang等[16]以實(shí)時(shí)RT-PCR技術(shù)檢測(cè)了112例胃癌患者的術(shù)前外周血有核細(xì)胞SRPX2表達(dá)，并以107例健康志愿者作為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)兩組間SRPX2表達(dá)量無明顯差異。對(duì)于SRPX2在消化道腫瘤患者外周血中的表達(dá)情況和表達(dá)機(jī)制，尚待進(jìn)一步研究。

盡管上述研究結(jié)果證實(shí)SRPX2在胃癌和結(jié)腸癌組織中呈過表達(dá)，但其在胃腸道腫瘤中的作用機(jī)制仍不甚明確。前文述及SRPX2可通過FAK信號(hào)途徑促進(jìn)胃癌細(xì)胞遷移和黏附[8]，提示其可能通過該途徑影響腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為。此外，SRPX2還可通過uPAR作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，發(fā)揮促血管生成作用[14]。已知SRPX2結(jié)構(gòu)中含有GAG鏈，而肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)等多種腫瘤相關(guān)生長(zhǎng)因子可與GAG鏈相互作用。Tanaka等[9]應(yīng)用IAsys共振鏡生物傳感器技術(shù)證實(shí)HGF可劑量依賴性地結(jié)合SRPX2，且SRPX2可增強(qiáng)HGF促HUVEC增殖的作用，提示HGF與SRPX2之間的相互作用有利于血管生成。然而，?ster等[15]分析了結(jié)直腸癌組織中SRPX2表達(dá)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)及其受體表達(dá)和微血管密度(MVD)之間的相關(guān)性，結(jié)果提示SRPX2可能并不通過VEGF-A途徑參與腫瘤血管生成。由于VEGF途徑僅為血管生成相關(guān)信號(hào)途徑之一，目前仍不清楚SRPX2是否可通過促進(jìn)血管生成而影響腫瘤進(jìn)展。

?ster等[15]的研究還關(guān)注了SRPX2在結(jié)直腸癌中表達(dá)的上游調(diào)節(jié)機(jī)制。該研究通過全基因組篩查發(fā)現(xiàn)SRPX2為結(jié)直腸癌中的非CpG島低甲基化基因之一，該結(jié)果在662例結(jié)直腸癌組織DNA樣本中得到驗(yàn)證；對(duì)SW620、HCT15、HCC2998、HT29四個(gè)甲基化結(jié)直腸癌細(xì)胞株的研究證實(shí)SRPX2受DNA甲基化表觀調(diào)控，去甲基化可增高其表達(dá)水平。該研究還發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌組織中miR-149表達(dá)下調(diào)并與SRPX2表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，在結(jié)直腸癌細(xì)胞株HCT116中異位表達(dá)miR-149可顯著降低SRPX2的表達(dá)水平，提示miR-149為結(jié)直腸癌中SRPX2的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子。

綜合上述發(fā)現(xiàn)，SRPX2表達(dá)異?？赡軈⑴c了消化道腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，但其確切作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步探索。

四、總結(jié)和展望

作為一種CSPG，SRPX2雖與同為CSPG/lecticans家族的聚集蛋白聚糖(aggrecan)、多能蛋白聚糖(versican)、神經(jīng)蛋白聚糖(neurocan)、短蛋白聚糖(brevican)一樣具有sushi重復(fù)結(jié)構(gòu)域，但在分子結(jié)構(gòu)上與四者存在顯著差異，提示其可能具有相對(duì)獨(dú)特的功能[9]?，F(xiàn)有研究提示SRPX2可與uPAR結(jié)合，而uPAR是纖溶酶原激活系統(tǒng)的關(guān)鍵組分，在纖溶、免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、血管生成以及細(xì)胞的增殖、黏附、遷移中均發(fā)揮重要作用，其不僅表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞，在腫瘤細(xì)胞中亦有廣泛表達(dá)。近年研究發(fā)現(xiàn)uPA/uPAR復(fù)合物可通過水解ECM蛋白以及多種信號(hào)途徑參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、黏附、遷移、侵襲等生物學(xué)行為，且uPAR表達(dá)常與預(yù)后不良相關(guān)[17]。另有研究[18]證實(shí)胰島素樣生長(zhǎng)因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)和HGF可通過激活uPA/uPAR系統(tǒng)誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細(xì)胞遷移和侵襲。結(jié)合上述發(fā)現(xiàn)以及目前研究所揭示的SRPX2在胃腸道腫瘤中呈高表達(dá)并與患者預(yù)后相關(guān)，考慮到分泌型SRPX2作為一種ECM組分的CSPG生物學(xué)屬性，有理由推測(cè)腫瘤微環(huán)境中的SRPX2與uPAR結(jié)合形成復(fù)合物可廣泛影響胃腸道腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、凋亡、遷移相關(guān)信號(hào)途徑。目前對(duì)SRPX2在胃腸道腫瘤中作用的認(rèn)識(shí)還比較局限，關(guān)于腫瘤組織中SRPX2表達(dá)的上游調(diào)控機(jī)制、SRPX2與其他配體之間是否存在相互作用以及自分泌或旁分泌的SRPX2在腫瘤微環(huán)境中是否起不同作用，均有待進(jìn)一步的研究加以揭示。

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