頭頸鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移機(jī)制研究進(jìn)展

楊麗云　張浩★（校正）

頭頸鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移機(jī)制研究進(jìn)展

楊麗云張浩★（校正）

頭頸鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）是全球第六大常見的腫瘤［1］。盡管隨著外科技術(shù)水平的提高和放化療方案的成熟，但其生存率仍較低，導(dǎo)致患者低生存率的主要因素是區(qū)域淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處臟器的轉(zhuǎn)移［2］。HNSCC轉(zhuǎn)移機(jī)制和其他惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的機(jī)制一樣，是一個(gè)復(fù)雜、多步驟的、連續(xù)的主動(dòng)過(guò)程，此過(guò)程主要包括：細(xì)胞粘附、基質(zhì)降解、信號(hào)通路介導(dǎo)細(xì)胞遷移和腫瘤血管生成。

1　細(xì)胞粘附

腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)發(fā)生粘附是腫瘤轉(zhuǎn)移的第一步［3］。正常上皮細(xì)胞表面有各種細(xì)胞粘附分子，其互相作用有助于細(xì)胞粘附，阻止細(xì)胞移動(dòng)。細(xì)胞粘附分子是一類介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間相互接觸和作用的膜表面糖蛋白分子的統(tǒng)稱，根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)及功能特征，一般將細(xì)胞粘附分子分為五類：（1）鈣粘附素家族（CF）。（2）整合素家族（IF）。（3）免疫球蛋白超家族（IgSF）。（4）選擇素家族（SF）。（5）CD44家族。適度的粘附分子表達(dá)及其細(xì)胞粘附機(jī)制是機(jī)體生命活動(dòng)以及防御機(jī)制所必不可少的，然而在細(xì)胞粘附紊亂的狀態(tài)下，則是造成某些惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的重要因素。整合素（integrins）是所知的粘附分子中最重要的一類，它是一類跨膜糖蛋白，由α、β二條鏈通過(guò)非共價(jià)鍵連接組成的異源二聚體，目前發(fā)現(xiàn)有19種α亞基和8種β亞基，相互結(jié)合形成24組不同的整合素家族，在血小板、白細(xì)胞、上皮細(xì)胞和間葉組織中均有表達(dá)，這些細(xì)胞的粘附是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要因素［4］。在正常上皮細(xì)胞中，整合素主要位于上皮細(xì)胞與基底膜相鄰接的部位，即所謂的極化現(xiàn)象，使上皮細(xì)胞穩(wěn)固于基底膜。但是在HNSCC中，整合素在細(xì)胞中表達(dá)的極化現(xiàn)象消失，從而降低HNSCC細(xì)胞與正常細(xì)胞的粘附，使腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)灶，同時(shí)整合素散布于腫瘤細(xì)胞的整個(gè)表面，表達(dá)的量也增加，進(jìn)入血液循環(huán)后又使HNSCC細(xì)胞與宿主細(xì)胞間的粘附增加，從而促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移［5］。近期研究表明，在HNSCC中整合素還可以通過(guò)腫瘤生長(zhǎng)因子（TGF）和特有信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，例如：CCR7（一種小分子蛋白質(zhì)超家族）可以通過(guò)αVβ3-integrin信號(hào)通路調(diào)節(jié)HNSCC的粘附和轉(zhuǎn)移［6］。

2　基質(zhì)降解

腫瘤細(xì)胞在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，只有在基質(zhì)被降解破壞后才能進(jìn)入血液和淋巴循環(huán)，首先腫瘤細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞粘附鋪展于細(xì)胞外基質(zhì)的表面，如上所述。再通過(guò)分泌Ⅳ型膠原酶、蛋白聚糖水解酶以及透明質(zhì)酸酶等蛋白水解酶類，降解細(xì)胞基質(zhì)，隨后穿過(guò)已被水解酶降解的基質(zhì)。在HNSCC研究中基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)系最密切的一類蛋白水解酶。自1962年Gross等發(fā)現(xiàn)第一種間質(zhì)膠原酶并命名為MMP-1至今，MMP家族至少已發(fā)現(xiàn)23個(gè)成員，MMP是一組參與細(xì)胞外基質(zhì)降解的Zn2+依賴性蛋白酶家族，由信號(hào)肽區(qū)、前肽區(qū)、催化區(qū)、鉸鏈區(qū)、血紅素結(jié)合蛋白樣區(qū)組成［7］。在正常情況下，MMP被嚴(yán)格控制，細(xì)胞癌變后，這種調(diào)控被打亂，表達(dá)增高，侵襲和破壞周圍組織。其后眾多研究證實(shí)MMP活性上調(diào)與腫瘤轉(zhuǎn)移能力的關(guān)系，例如：Zhang H等［2］研究表明頭頸細(xì)胞癌組織中MMP-2均有過(guò)度表達(dá)，并與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)密切。段世紅等［8］用免疫組化的方法檢測(cè)鼻咽癌患者組織中MMP-11的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，癌組織中MMP-11的表達(dá)明顯高于癌旁組織，在T3和T4分期中陽(yáng)性率高于T1、T2分期組，在淋巴轉(zhuǎn)移組中超過(guò)無(wú)淋巴轉(zhuǎn)移組。Nishida等［9］應(yīng)用PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)高表達(dá)MMP9的HNSCC，其腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及淋巴管浸潤(rùn)發(fā)生率比低表達(dá)組高，表明MMP-9可以促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。

3　信號(hào)通路介導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)移

關(guān)于HNSCC轉(zhuǎn)移機(jī)制，近期越來(lái)越多的研究?jī)A向于特殊信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)分子與信號(hào)通路系統(tǒng)的相互聯(lián)系，在細(xì)胞移動(dòng)和腫瘤侵襲中起重要作用，其中以FAK最為重要［10］。FAK是一種分子量為125kD的非受體酪氨酸蛋白激酶，它主要分布在胞漿中，有三個(gè)功能區(qū)，即氨基端、激酶區(qū)和羧基端。大量研究表明FAK與腫瘤的轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系，在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中，F(xiàn)AK表現(xiàn)為一個(gè)重要的調(diào)節(jié)者，F(xiàn)AK信號(hào)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)黏著斑的裝配/去裝配和外周肌動(dòng)蛋白重構(gòu)控制促進(jìn)細(xì)胞遷移［11］。事實(shí)上，F(xiàn)AK主要通過(guò)整合四條信號(hào)通路促進(jìn)HNSCC轉(zhuǎn)移。（1）FAK-PI3K通路：FAK接收來(lái)自纖連蛋白等的信號(hào)激活PI3K/Akt通路。FAK被激活后，與Src形成復(fù)合體，其可通過(guò)PI3K的SH2結(jié)構(gòu)域直接與之結(jié)合，活化PI3K?；罨腜I3K激活A(yù)kt，一方面通過(guò)TSC2-mTOR-s6K途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、基因表達(dá)［12］。另一方面PI3K通過(guò)其脂質(zhì)產(chǎn)物PIP3與Rac的鳥苷酸交換因子直接作用促進(jìn)Rac的激活，參與Rac-JNK通路，調(diào)節(jié)基因表達(dá)［13］。（2）FAK-MAPK通路：胞外信號(hào)通過(guò)跨膜蛋白與FERM的結(jié)合激活FAK，Cas和Grb2分別通過(guò)脯氨酸基序1和Tyr925與活化的FAK結(jié)合并激活Ras/MAPK通路，活化的FAK既可以通過(guò)Ras-Raf-MAPK途徑控制細(xì)胞增殖［14］。還可以通過(guò)Ras-Raf-ERK活化ERKl/2，活化的ERKl/2可以通過(guò)抑制TSC2和誘導(dǎo)cyclinD1與Cdk的表達(dá)分別參與mTOR信號(hào)通路和細(xì)胞周期調(diào)控［15］。（3）FAK-p53通路：FAK能通過(guò)其N末端的FERM結(jié)構(gòu)域與p53結(jié)合，進(jìn)而抑制p53激活其下游基因的轉(zhuǎn)錄，包括p21、Mdm2等，而這些基因的產(chǎn)物正是p53誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的重要環(huán)節(jié)蛋白。FERM介導(dǎo)FAK向核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)并與p53結(jié)合，進(jìn)而與Mdm2結(jié)合，使p53通過(guò)泛素化途徑降解并阻止細(xì)胞凋亡［16］。（4）FAK-GTPase通路：多種生長(zhǎng)因子包括胰島素，可以通過(guò)質(zhì)膜上的相應(yīng)受體激活該通路。具體機(jī)制為GRAF和ASAP與活化的FAK脯氨酸基序2結(jié)合，進(jìn)而活化Rho-GTPase。GTPase參與多種細(xì)胞活動(dòng)，可以調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白的裝配，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞形態(tài)、控制細(xì)胞遷移等［17］。

4　腫瘤血管生成

腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移是一個(gè)依賴于血管的過(guò)程，當(dāng)腫瘤體積＞1～2mm3，就需要通過(guò)形成新的血管供應(yīng)營(yíng)養(yǎng)以維持其持續(xù)增長(zhǎng)［18］，這些新生血管把腫瘤細(xì)胞和循環(huán)系統(tǒng)連接起來(lái)，使供腫瘤生長(zhǎng)的物質(zhì)交換得以進(jìn)行，此外新生血管還可作為腫瘤轉(zhuǎn)移的通道，通過(guò)新生血管將原發(fā)癌細(xì)胞輸送至轉(zhuǎn)移靶器官。因此，血管生成是腫瘤生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移的必由之路，與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移具有密切關(guān)系。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、血小板源性生長(zhǎng)因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）、表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子（EGF）和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子是主要的血管生成促進(jìn)因子，其中以VEGF促進(jìn)血管生成的作用最強(qiáng)。目前的研究表明，VEGF促進(jìn)新生血管生成的可能機(jī)制為VEGF是一種多樣生物功能的糖蛋白，能高度特異性地增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞和（或）淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂，且其在體內(nèi)外均能通過(guò)刺激內(nèi)皮細(xì)胞上的特異性受體，直接刺激內(nèi)皮細(xì)胞分裂，達(dá)到血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及血管形成，促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移［19］。李清明等［20］研究表明Ⅲ、Ⅳ期喉癌組織的腫瘤微血管密度顯著高于I、II期，喉癌微血管生成有利于腫瘤細(xì)胞向周圍浸潤(rùn)擴(kuò)張，頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組平均腫瘤血管密度顯著高于無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，提示喉癌的微血管生成有助于喉癌的侵襲轉(zhuǎn)移，血管生成能力強(qiáng)的喉癌更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。

綜上所述，HNSCC的轉(zhuǎn)移是一個(gè)極其復(fù)雜的多步驟發(fā)展過(guò)程，涉及到腫瘤細(xì)胞生物學(xué)特性和一系列腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的粘附分子、蛋白水解酶和信號(hào)分子等的作用。隨著分子生物學(xué)研究的發(fā)展，新技術(shù)的進(jìn)步，人類將最終從多個(gè)水平和角度干預(yù)HNSCC的轉(zhuǎn)移，研制出各種靶向藥物，為預(yù)防和治療HNSCC的轉(zhuǎn)移提供新的思路和方向。

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2000000 上海交通大學(xué)附屬醫(yī)院瑞金醫(yī)院耳鼻咽喉科