肺癌相關(guān)細(xì)胞與因子研究進(jìn)展

田春宇，張 旭

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，河北承德 067000)

肺癌(1ung cancer)是最常見的惡性腫瘤之一，同時也是人類因癌癥而死亡的首要病因，它被認(rèn)為是目前對人類健康危害最大的惡性腫瘤，全世界每年約118萬人死于肺癌。據(jù)統(tǒng)計，每年約120萬的新增肺癌病人，其中非小細(xì)胞肺癌約占80%。肺癌的生長機(jī)制是極其復(fù)雜的，但大量研究證實，肺癌的生長是某些促進(jìn)因素和抑制因素共同作用的結(jié)果。隨著越來越多的肺癌的促進(jìn)與抑制因素被發(fā)現(xiàn)，它們在肺癌診斷及預(yù)后中的價值也越來越重要。

1 促進(jìn)肺癌生長的細(xì)胞與因子

1.1 表皮生長因子(EGFR)

1.1.1 EGFR的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:EGFR在人的表皮和基質(zhì)細(xì)胞呈普遍表達(dá)，并在許多惡性腫瘤中高表達(dá)，其所介導(dǎo)的信號包括增殖、遷移、細(xì)胞分化和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定等，與細(xì)胞的再生和惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，EGFR屬于erb受體家族的一種，是erb家族成員之一[1]。它的家族包括EGFR(ErbB-1)、HER2/c-neu(ErbB-2)、Her 3(ErbB-3)和Her 4(ErbB-4)。EGFR 也可稱為HER1、ErbB1，它是c-erbB-1(HER-1)的表達(dá)產(chǎn)物。該家族內(nèi)的4個成員均定位于細(xì)胞膜上，所編碼的蛋白質(zhì)屬I型跨膜酪氨酸激酶生長因子受體，廣泛分布于血管組織和哺乳動物的上皮細(xì)胞膜。人的EGFR位于第7號染色體上，全長200kb，有28個外顯子，編碼1186個氨基酸。與EGFR特異性結(jié)合的配體包括表皮生長因子(EGF)、轉(zhuǎn)化生長因子α、雙向調(diào)節(jié)蛋白(AR)、β細(xì)胞素(BTC)、肝素結(jié)合EGF樣生長因子(HB-EGF)、表皮調(diào)節(jié)素(EPR)等[2-3]。當(dāng)EGFR受到EGF等配體激活后，通過二聚化引發(fā)胞內(nèi)域才產(chǎn)生酪氨酸激酶活性，從而激活下游細(xì)胞

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，對細(xì)胞增殖、分化均起到重要的調(diào)節(jié)作用。EGFR的信號通路主要分為Ras-Raf-MEK-ERK-MAP通路和PI3K-PDKI-Akt通路[4]。

1.1.2 EGFR與肺癌生長的關(guān)系:EGFR在正常肺組織中多呈低表達(dá)，在哺乳動物中，它對肺臟的作用呈現(xiàn)時空、劑量依賴效應(yīng)。有報道表明，它的過度表達(dá)可能會影響腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移。EGFR-TKI又稱酪氨酸激酶抑制劑，它能夠抑制EGFR蛋白C末端酪氨酸激酶的活性。目前，對于EGFR蛋白表達(dá)的臨床意義存在許多的爭議，主要是因為免疫組化是一種定性的檢測,還存在許多不穩(wěn)定性;其次，由于實驗的條件、采集的標(biāo)本、免疫組化的試劑及抗體不同等均會對研究結(jié)果產(chǎn)生影響。國外學(xué)者曾把酪氨酸激酶抑制劑(吉非替尼等)用于早期肺癌病人的術(shù)后化療，目的就是對腫瘤進(jìn)行早期干預(yù)。

1.2 腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAMs)

1.2.1 TAMs的生物學(xué)功能:腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor associated macrophages，TAMs)是外周血中的單核細(xì)胞浸潤到實體腫瘤組織中演變而成的。當(dāng)機(jī)體遭遇腫瘤時，腫瘤細(xì)胞可釋放許多趨化因子，如巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1、單核細(xì)胞趨化激活因子、單核細(xì)胞趨化蛋白-1等，這些趨化因子的釋放會引起單核細(xì)胞向腫瘤定向遷移，巨噬細(xì)胞隨之分化形成。有學(xué)者認(rèn)為，巨噬細(xì)胞主要通過以下三種機(jī)制發(fā)揮抗腫瘤作用:①抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和分裂，引起腫瘤細(xì)胞的凋亡，主要通過分泌炎性介質(zhì)(如TNF-α、IL-1、NO、活性氧和絲氨酸蛋白酶等)殺傷腫瘤細(xì)胞，這種作用不依賴細(xì)胞間的相互接觸，并且發(fā)生迅速[5]。②巨噬細(xì)胞所介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用，它是一個接觸依賴的非吞噬過程。腫瘤細(xì)胞與巨噬細(xì)胞相接觸，巨噬細(xì)胞會向腫瘤細(xì)胞的表面分泌溶解因子，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的溶解和凋亡。③抗體依賴性細(xì)胞毒作用，指的是巨噬細(xì)胞溶解抗體后包被腫瘤細(xì)胞的過程。

1.2.2 TAMs與肺癌生長的關(guān)系:腫瘤間質(zhì)內(nèi)的巨噬細(xì)胞增多提示預(yù)后不佳，而瘤島內(nèi)的巨噬細(xì)胞增多則提示預(yù)后良好，可能的原因是巨噬細(xì)胞對腫瘤血管和間質(zhì)共同作用的結(jié)果，促使了腫瘤的生長;而瘤島內(nèi)的巨噬細(xì)胞因其細(xì)胞毒性作用，它會抑制腫瘤的生長，原因可能與巨噬細(xì)胞的功能表型受微環(huán)境的調(diào)節(jié)有關(guān)。Patricia[6]發(fā)現(xiàn)，輸入的巨噬細(xì)胞積聚在腫瘤生長部位。臺灣Chen等[7]發(fā)現(xiàn)，腫瘤巨噬細(xì)胞浸潤增多與非小細(xì)胞肺癌的生存時間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其方法是將腫瘤島和腫瘤間質(zhì)的巨噬細(xì)胞合并在一起計數(shù)。Johnson等[8]發(fā)現(xiàn)，腫瘤間質(zhì)的巨噬細(xì)胞計數(shù)與預(yù)后無關(guān)，可能與計數(shù)為半定量及樣本量太少有關(guān)。

1.3 血管內(nèi)皮生長因子(VEGF-C)

1.3.1 VEGF-C的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:它是至今人類所發(fā)現(xiàn)的第一個淋巴管生成因子，是目前公認(rèn)的調(diào)控淋巴管生成最為重要的信號因子之一。VEGF-C是VEGFR-3的配體，其所合成前體蛋白為6.1×103，通過蛋白裂解成為4×104，從而與VEGFR-3的親和力得到很大提高，它發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)也是通過酪氨酸激酶信號系統(tǒng)。有學(xué)者報道，它與VEGFR-2相結(jié)合后，在促進(jìn)腫瘤血管生成及腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。

1.3.2 VEGF-C與肺癌生長的關(guān)系:VEGF-C及其受體在肺癌中呈高度表達(dá)。由于它們能刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增生，從而誘導(dǎo)新生血管的形成，這樣就促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的生長、浸潤及轉(zhuǎn)移。VEGF-C促進(jìn)肺腫瘤發(fā)展的原因可能包括以下五點:(1)刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，加快了血管的構(gòu)建及基底膜降解，從而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的移動。這不僅促進(jìn)了新生血管的形成，并且促進(jìn)癌細(xì)胞脫落后進(jìn)入肺血管，這就為腫瘤細(xì)胞的浸潤及轉(zhuǎn)移創(chuàng)造了條件。(2)VEGF會增加血管通透性。它是目前最強(qiáng)的血管滲透劑，有研究表明，它比組織胺的作用大萬倍。因此，VEGF-C可刺激血漿纖維蛋白等外滲，并沉積在細(xì)胞外基質(zhì)，作為腫瘤基質(zhì)和毛細(xì)血管網(wǎng)形成的基礎(chǔ)。(3)VEGF-C還具有改變細(xì)胞外基質(zhì)的功效。它可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)，誘導(dǎo)組織因子、間質(zhì)膠原酶和蛋白水解、血漿蛋白溶酶激活物(PA)及血漿纖溶酶原激活物抑制劑-1等在內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)，從而改變細(xì)胞外基質(zhì)，誘導(dǎo)新生血管形成。(4)誘發(fā)惡性胸水。VEGF-C與受體結(jié)合后，通過一系列信號傳導(dǎo)機(jī)制導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖，同時增加了血管通透性，使血漿蛋白外滲，為胸腔積液形成提供了合適的微環(huán)境。(5)腫瘤血管生成也有利于腫瘤細(xì)胞浸潤淋巴管，促進(jìn)腫瘤向淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。

1.4 P53

1.4.1 P53基因的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:P53基因定位于17p13.1，基因組DNA長約20kb，P53都有非常相似的基因結(jié)構(gòu)，由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成，能夠編碼長度為393個氨基酸殘基的P53蛋白。它分為野生型和突變型兩個分型。野生型P53為抑癌基因，對細(xì)胞的生長起負(fù)性調(diào)節(jié)作用;突變型P53由于空間構(gòu)型改變，導(dǎo)致穩(wěn)定性增加半衰期，在細(xì)胞中堆積而獲得了促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的功能，還可能通過干擾野生型P53蛋白的功能而影響細(xì)胞的生長，是腫瘤形成的主要原因，促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。近年來的研究表明[9]，P53基因具有多種功能，如調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、穩(wěn)定基因組、抑制細(xì)胞周期進(jìn)展、促進(jìn)凋亡，甚至還可能抑制血管形成。

1.4.2 P53基因與肺癌生長的關(guān)系:Niklinska等[10]報道，P53蛋白陽性表達(dá)率在NSCLC不同病理組織學(xué)類型間的差別有統(tǒng)計學(xué)意義。P53蛋白表達(dá)與NSCLC病變的早晚有關(guān)，P53蛋白可以作為反映NSCLC病期的基因指標(biāo)[11]。P53基因第4個外顯子上的密碼子72具有多態(tài)性[12]，可產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)精氨酸和脯氨酸。野生型P53作為腫瘤抑制基因則能介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2 抑制肺癌生長的細(xì)胞與因子

2.1 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)

2.1.1 TNF-α的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor，TNF-α)是一種能夠直接造成腫瘤細(xì)胞死亡而對正常細(xì)胞無明顯毒性的細(xì)胞因子，是由巨噬細(xì)胞分泌的一種小分子蛋白。它在炎性反應(yīng)、細(xì)胞免疫及腫瘤免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用，由活化的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。腫瘤壞死因子與干擾素協(xié)同作用可殺死腫瘤細(xì)胞。因此,TNF-α發(fā)揮的主要生物學(xué)作用是為調(diào)節(jié)細(xì)胞生存或死亡。目前普遍認(rèn)為:TNF-α的死亡信號主要由含死亡結(jié)構(gòu)域的I型受體(TNFR1)介導(dǎo)。也有報道[13], II型受體(TNFR2)可通過刺激內(nèi)源性TNF-α產(chǎn)生而激活TNFR1，并間接介導(dǎo)TNF-α的細(xì)胞毒作用。另一方面，TNF-α可通過激活核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)而促進(jìn)細(xì)胞生存[14]。

2.1.2 TNF-α與肺癌生長的關(guān)系:TNF-α是巨噬細(xì)胞重要的腫瘤殺傷效應(yīng)分子，其殺傷組織細(xì)胞效應(yīng)主要通過三個方面的作用:(1)對腫瘤細(xì)胞的直接細(xì)胞毒作用，抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶，在線粒體產(chǎn)生活性氧自由基[15]，引起腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)程序性死亡[16]。(2)參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)作用，TNF-α?xí)f(xié)同TNF-γ以增強(qiáng)活化巨噬細(xì)胞的效應(yīng)。(3)TNF作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，發(fā)揮其效應(yīng)功能:損傷內(nèi)皮細(xì)胞或?qū)е卵芄δ芪蓙y，促進(jìn)血栓的形成，造成腫瘤組織出血、缺氧、壞死。

2.2 P16

2.2.1 P16的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:P16基因是細(xì)胞周期中的一種基本基因，其表達(dá)產(chǎn)物直接參與細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)節(jié)。它所編碼的蛋白產(chǎn)物具有生長抑制作用,屬于細(xì)胞周期素依賴性激酶(cyclindependent kinase，CDK)的抑制蛋白。細(xì)胞周期的正常演進(jìn)依賴于周期、抑制蛋白對CDK的正負(fù)平衡調(diào)節(jié)作用而完成。P16蛋白與CDK4結(jié)合，則阻止細(xì)胞分裂增殖。CDK4與Cyclin的復(fù)合體參與G1-S轉(zhuǎn)換的調(diào)控，P16蛋白抑制Cdk4活性，最終阻止細(xì)胞進(jìn)入S期，如果P16基因因缺失、突變等導(dǎo)致功能缺失，則不能抑制CDK4，最終會導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入惡性增殖，從而加速腫瘤的發(fā)展。

2.2.2 P16基因與肺癌生長的關(guān)系:有報道，在人肺癌、結(jié)腸癌、食管癌等均發(fā)現(xiàn)了P16基因的改變而導(dǎo)致其蛋白表達(dá)降低。Jin等[17]應(yīng)用免疫組化方法對106例早期非小細(xì)胞肺癌的研究發(fā)現(xiàn)，54%的病例存在P16蛋白的表達(dá)，P16蛋白表達(dá)陽性的病例術(shù)后生存時間較長，比P16蛋白陰性者預(yù)后好。

2.3 Rb

2.3.1 Rb基因的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能:Rb基因即成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤基因，為視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤易感基因,是世界上第一個被克隆和完成全序列測定的抑癌基因。Rb蛋白作為一種修飾蛋白，磷酸化和去磷酸化是它的兩種形式，Rb蛋白與E2F結(jié)合后，可阻斷編碼DNA聚合酶、胸腺激酶、二氫葉酸還原酶等的相關(guān)基因的表達(dá)[18]，使這些酶不能正常表達(dá)，DNA生物合成受阻，從而抑制細(xì)胞生長。

2.3.2 Rb基因與肺癌生長的關(guān)系:Akin等[19]報道，Rb表達(dá)與生存期相關(guān)，認(rèn)為Rb是重要的預(yù)后因子之一。然而，Chen等[20]檢測107例NSCLC發(fā)現(xiàn)，脂蛋白缺失率與年齡、性別、類型、腫瘤分期等臨床病理因素?zé)o關(guān)，由于存在很多影響因素，所以不能作為預(yù)后指標(biāo)。早期Rb基因多數(shù)處于失活狀態(tài)，失去抑制轉(zhuǎn)錄因子E2F的作用，E2F可啟動DNA合成，使細(xì)胞從Go期進(jìn)入S期，因此，多數(shù)腫瘤細(xì)胞處于增生狀態(tài);腫瘤生長晚期，多數(shù)Rb蛋白正常表達(dá)，故有可能Rb使蛋白磷酸化被阻止，從而導(dǎo)致瘤細(xì)胞進(jìn)入靜止期(Go期)[21]。綜上所述，Rb蛋白的表達(dá)與腫瘤的分期有關(guān)，由此推測Rb異常容易出現(xiàn)在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的早期。

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