嗅素結(jié)構(gòu)域家族蛋白4在常見(jiàn)消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

喻 敏，呂農(nóng)華

(南昌大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 消化內(nèi)科， 江西 南昌 330006)

短篇綜述

嗅素結(jié)構(gòu)域家族蛋白4在常見(jiàn)消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

喻 敏，呂農(nóng)華*

(南昌大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 消化內(nèi)科， 江西 南昌 330006)

嗅素結(jié)構(gòu)域家族蛋白4 (OLFM4)可表達(dá)在人類的許多腫瘤尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中，其在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)高于正常組織，但在進(jìn)展期和晚期癌灶中的表達(dá)下調(diào)，提示OLFM4在腫瘤早期可以通過(guò)抗凋亡作用促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，但晚期可能具有抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，體現(xiàn)OLFM4在腫瘤的不同病理階段存在不同生物學(xué)作用。

OLFM4；細(xì)胞凋亡；消化系統(tǒng)腫瘤

消化系統(tǒng)腫瘤是危害人類健康的重要疾病，腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多因素多步驟的復(fù)雜過(guò)程。尋找消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)基因，了解其分子遺傳學(xué)機(jī)制從而為消化系統(tǒng)腫瘤的診斷、治療提供理論基礎(chǔ)是目前的研究熱點(diǎn)。嗅素結(jié)構(gòu)域家族蛋白4 (olfactomedin-domain family，OLFM4，又稱為GW112，hCG-1)是嗅質(zhì)相關(guān)蛋白家族成員，廣泛存在于骨髓、前列腺及胃腸道上皮細(xì)胞并參與細(xì)胞增殖、凋亡、代謝及分化等過(guò)程。OFLM4可表達(dá)在人類的多種腫瘤尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中，可作為癌基因在癌變過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤形成、生物特征關(guān)系為消化系統(tǒng)腫瘤的早期診斷、療效觀察和預(yù)后判斷提供理論依據(jù)。近年來(lái)研究人員在OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展，完善和豐富了腫瘤發(fā)生的分子生物學(xué)和遺傳學(xué)機(jī)制。文章對(duì)近年來(lái)有關(guān)OLFM4與消化系統(tǒng)腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)行闡述。

1 OLFM4的發(fā)現(xiàn)

嗅素(olfactomedin) 是包圍牛蛙嗅覺(jué)神經(jīng)化學(xué)感覺(jué)樹(shù)突黏液層的結(jié)構(gòu)成分，最初在牛蛙嗅覺(jué)神經(jīng)上皮的胞外黏液性基質(zhì)中被提純， 后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)該蛋白的同源物存在于包括人類在內(nèi)的多個(gè)物種中的不同組織中[1]。嗅素結(jié)構(gòu)域家族(olfactomedin-domain family，OLFM) 是近幾年研究比較多的基因家族，因該家族蛋白成員含有嗅素結(jié)構(gòu)域而得名。其蛋白結(jié)構(gòu)上分為N端和C端，C端為保守的嗅素結(jié)構(gòu)域端，嗅素結(jié)構(gòu)域蛋白包含有長(zhǎng) 250個(gè)氨基酸的C末端基序。OLFM4基因最早克隆于人類原始粒細(xì)胞，定位于人類13號(hào)染色體13q14.3，其產(chǎn)物OLFM4蛋白屬于嗅素結(jié)構(gòu)域蛋白家族成員，胞內(nèi)定位主要在線粒體，最N-末端為線圈結(jié)構(gòu)域，C-末端為家族均有的250個(gè)氨基酸構(gòu)成的嗅素結(jié)構(gòu)域[2]。

2 OLFM4在腫瘤中的表達(dá)及作用機(jī)制

OLFM4可表達(dá)于人類的多種腫瘤，尤其是消化系統(tǒng)腫瘤中。一系列的實(shí)驗(yàn)表明OLFM4確實(shí)參與了細(xì)胞凋亡的調(diào)控，其可減弱H2O2、TNFα誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，OLFM4抗凋亡可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞克服一些不利腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境，比如低氧、酸性及營(yíng)養(yǎng)不足等，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)[3-4]。一方面，OLFM4可抑制cyt-c的釋放及caspase 3和caspase 9的活化；另一方面，OLFM4亦可與IFN-β/RA聯(lián)合誘導(dǎo)的促凋亡因子GRIM-19發(fā)生蛋白間的相互作用，減弱其介導(dǎo)相關(guān)凋亡基因Gadd153、PIG12和c-Abl的表達(dá)，從而抗細(xì)胞凋亡[4]。同時(shí)，OLFM4 還可以作用DNA合成的S期到有絲分裂的G2/M 期來(lái)調(diào)控細(xì)胞周期，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖，這可能與它調(diào)節(jié) cyclin、CDK和其他效應(yīng)分子(如Chk-1)有關(guān)[5-6]。另外，OLFM4可能類似于抗凋亡蛋白家族survivin和cIAP-1/2，作用于 PI3K/PKB的下游，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[7]。盡管相當(dāng)多的研究表明OLFM4是一個(gè)抗凋亡因子，其過(guò)表達(dá)可以令腫瘤細(xì)胞呈惡性生長(zhǎng)，但在對(duì)前列腺癌組織與細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，OLFM4在正常前列腺癌組織中高表達(dá)，良性前列腺增生組織中度表達(dá)，在前列腺癌組織表達(dá)缺失；體外及裸鼠中高表達(dá)OLFM4的前列腺PC-3細(xì)胞增殖及成瘤能力下降[8]。這項(xiàng)研究提示初步OLFM4在前列腺癌中是一個(gè)腫瘤抑制基因，與其他研究結(jié)果不一致的原因可能是：1)OLFM4的作用是組織或器官依賴性的;2)不同的實(shí)驗(yàn)方法或動(dòng)物模型導(dǎo)致結(jié)果差異。

3 OLFM4在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達(dá)及特點(diǎn)

3.1 OLFM4與胃癌

通過(guò)表達(dá)串聯(lián)分析(serial analysis of gene expression，SAGE)和實(shí)時(shí)定量PCR(quantitative reverse transcription PCR，QRT-PCR)在胃癌組織中尋找特異表達(dá)的癌基因時(shí)發(fā)現(xiàn)OLFM4在胃癌組織中的表達(dá)高于正常組織，提示OLFM4表達(dá)增加可能是胃癌的始動(dòng)因素[9]。利用Si RNA干擾OLFM4在人胃癌細(xì)胞系SGC-7901和MKN45中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)OLFM4表達(dá)缺失可以使細(xì)胞周期停滯在G1期并抑制細(xì)胞的成瘤性，在細(xì)胞水平證明了OLFM4的促癌作用[10]。然而，在對(duì)436例胃癌組織OLFM4表達(dá)水平與其臨床病理特征的研究中發(fā)現(xiàn)，OLFM4在胃癌組織中的表達(dá)高于正常組織，但在III/IV期的胃癌組織中的表達(dá)水平遠(yuǎn)低于I/II期，其表達(dá)與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后呈正相關(guān)關(guān)系，提示OLFM4在腫瘤的進(jìn)展期具有抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的作用[11]。國(guó)外免疫組化微陣列分析也發(fā)現(xiàn)OLFM4在未分化或低分化胃癌組織中的表達(dá)顯著低于分化良好的胃癌組織，在彌漫型胃癌中的表達(dá)低于腸型胃癌，并可作為判斷胃癌預(yù)后的一個(gè)指標(biāo)[12]。上述研究表明，OLFM4在胃癌中的作用非常復(fù)雜，跟腫瘤的組織學(xué)類型相關(guān)并具有明顯的階段特異性，其在胃癌不同病理階段的作用尚待進(jìn)一步研究。

3.2 OLFM4與結(jié)直腸癌

大腸癌在惡性腫瘤中的發(fā)生率為第3位，致死率為第4位。目前，多項(xiàng)研究證實(shí)OLFM4參與了大腸癌的生物學(xué)進(jìn)程。在對(duì)人結(jié)腸癌組織中OLFM4 mRNA的表達(dá)分析中發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌組織中mRNA的表達(dá)率高達(dá)90%，顯著高于鄰近正常組織，并且其表達(dá)與抗凋亡基因survivin不相關(guān)，提示OLFM4的獨(dú)立致癌作用[13]。然而，進(jìn)一步研究表明，OLFM4往往在腺瘤或早期的結(jié)直腸癌中表達(dá)增加，而在晚期腫瘤中表達(dá)下調(diào)，OLFM4陽(yáng)性表達(dá)的患者往往預(yù)后更好，其表達(dá)與腫瘤侵襲深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及臨床分期呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與無(wú)瘤生存率呈正相關(guān)[14-15]。以上的研究結(jié)果顯示，OLFM4在結(jié)腸癌中的表達(dá)模式與胃癌一致，即在早期癌腫中表達(dá)增加，而進(jìn)展或晚期癌灶中表達(dá)下調(diào)。是否可以認(rèn)為在早期腫瘤中OLFM4可以通過(guò)抗凋亡作用促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，但晚期OLFM4失活亦是腫瘤進(jìn)展或轉(zhuǎn)移的必要因素。學(xué)術(shù)界的爭(zhēng)論不可避免，通過(guò)加權(quán)酶芯片陣列及RT-PCR方法檢測(cè)103例結(jié)直腸癌患者血液中的OLFM4表達(dá)情況，認(rèn)為OLFM4過(guò)表達(dá)是患者出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移的重要危險(xiǎn)因素(優(yōu)勢(shì)比OR=3.438，Plt;0.001)[16]，與其他研究結(jié)果出現(xiàn)差異的原因可能是：1)樣本量太小， 2)回顧性研究存在過(guò)多的偏倚。

3.3 OLFM4與胰腺癌

通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)的方法鑒定了在胰腺癌組織中高表達(dá)的蛋白OLFM4，并發(fā)現(xiàn)有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者OLFM4的表達(dá)水平高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，提示OLFM4基因表達(dá)上調(diào)的胰腺癌具有較高的惡性生物學(xué)行為，侵襲力更強(qiáng)，更易于轉(zhuǎn)移[17]。進(jìn)一步通過(guò)siRNA技術(shù)構(gòu)建缺乏OLFM4表達(dá)的PANC-1細(xì)胞系，缺乏OLFM4表達(dá)的細(xì)胞停滯在S期，但不影響細(xì)胞的凋亡，在細(xì)胞水平證明了OLFM4可以加速S期到G2/M期的轉(zhuǎn)換促進(jìn)腫瘤的增殖侵襲能力[5]。此外，OLFM4具有分泌性表達(dá)的特性，OLFM4可作為胰腺癌早期診斷、預(yù)后判斷的一種血清學(xué)指標(biāo)[18]。目前關(guān)于OLFM4與胰腺癌的研究不多，國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果只初步提示OLFM4對(duì)胰腺癌的發(fā)生發(fā)展具有促進(jìn)作用，尚需更多的實(shí)驗(yàn)在動(dòng)物水平證明OLFM4與胰腺癌的相互作用，今后不但可以進(jìn)一步研究其確切的致病機(jī)制，還可以探討通過(guò)減弱其促癌機(jī)制中的一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)尋找治療胰腺癌的新途徑。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

OLFM4表達(dá)譜在消化系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞與正常組織細(xì)胞中存在明顯差異，說(shuō)明OLFM4在消化系統(tǒng)腫瘤診斷、治療和預(yù)后等方面可能具有重要意義。然而，OLFM4的表達(dá)在不同的腫瘤組織、同一腫瘤的不同病理階段都存在很大的不同，它究竟可以促進(jìn)腫瘤發(fā)生還是抑制腫瘤轉(zhuǎn)移還未有明確定論，其下游靶基因也尚未明確，因此，進(jìn)一步深入研究OLFM4在消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用將有助于豐富消化系統(tǒng)腫瘤的病因?qū)W和分子病理學(xué)理論。

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Progress on OLFM4 in common digestive system tumors

YU Min，Lü Nong-hua*

(Dept. of Gestroenterology，the First Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China)

Olfactomedin-domain family 4 (OLFM4) is overexpressed in many human tumors, especially in gastrointestinal malignancies. OLFM4 expression in gastrointestinal tumors is significantly higher than that in healthy tissues, while its expression is often downregulated in advanced tumors. Maybe OLFM4 can promote tumorigenesis in the early stage of tumors by its anti-apoptotic effects, the expression loss of OLFM4 is also necessary for tumor progression or metastasis, indicating different biological functions in different pathological stages.

OLFM4; cell apoptosis; digestive system tumors

2013-03-13

2013-05-02

*通信作者(correspondingauthor)： lunonghua@163.com

1001-6325(2014)01-0134-04

R 735

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