CD 105與惡性腫瘤的關系

顧金霞 張振新

新生血管形成在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，是腫瘤生長、浸潤與轉移的重要條件，而CD 105（Endoglin）是一種在新生血管內皮細胞高表達的增殖相關蛋白，它參與轉化生長因子β（TGF-β）受體結合，進行內皮-間質的信號傳遞，參與腫瘤新生血管生成，在腫瘤血管生成過程中發(fā)揮重要作用。本文就CD 105的結構、生物學功能及在腫瘤診治及預后中的作用進行綜述。

1 CD 105 的結構

CD 105是表達在內皮細胞上的糖蛋白，分子量為180 kD，它通過二硫鍵連接兩個單體而成，編碼基因位于9號染色體長臂(9 q 34-qter)。CD 105是Ⅰ型膜必需蛋白，多肽含有633個氨基酸，是一種跨膜蛋白，胞膜外部分、跨膜區(qū)域及胞膜內部分分別含有561個、25個及47個氨基酸。CD 105蛋白質序列在細胞外區(qū)域第374-376位點上是精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽(Rginifle-Glycine-aspar-TiCaCid，RGD)序列[1]。存在細胞外基質中的纖維結合素、vwF、血漿糖蛋白和Ⅰ型膠原通過RGD序列可以被細胞表面的黏合素分子識別。CD 105的胞膜外部分第63位、96位、109位和282位氨基酸殘基有4個潛在的糖基化位點[2]。應用RT-PCR技術探測到有L-CD 105和S-CD 105兩種異構體存在于血管內皮細胞內，兩種異構體是通過胞質內47個氨基酸組成不同而區(qū)分的，而用免疫印跡的方法檢測血管內皮細胞發(fā)現(xiàn)只有L-CD 105存在，提示L-CD 105有可能是血管內皮細胞上CD 105主要的存在形式[3]。

2 CD 105 的生物學功能

2.1 CD 105對TGF-β的調節(jié)作用 CD 105能與TGF-β特異性地結合，從而形成TGF-β受體復合物，是TGF-β受體復合物成分之一。TGF-β激活血管內皮生長因子(VEGF)，使VEGF轉錄水平增加從而通過調節(jié)具有血管生成作用的多肽細胞因子發(fā)揮促進腫瘤細胞增殖生長遷移及細胞外基質形成的作用[4]。CD 105通過與TGF-β結合的同時TGF-βRI和TGF-βRⅡ便通過細胞外和細胞內兩條信號轉導途徑磷酸化了CD 105，磷酸化的結果使TGF-βRI磷酸化作用進一步增加，并且抑制TGF-βRⅡ磷酸化作用，TGF-βRI磷酸化作用增加到一定程度后使CD 105胞質部分脫離TGF-βRI連接區(qū)，然后使SmadZ磷酸化，磷酸化的SmadZ蛋白通過多種信號途徑誘導基因轉錄從而抑制TGF-β的信號轉導和對抗TGF-βl對血管內皮細胞的增殖抑制作用，使TGF-β信號轉導及生物學功能作用比較局限和短暫[5]。

2.2 CD 105與血管生成 體外實驗通過抑制人臍靜脈內皮細胞H(uvEC)CD 105的表達發(fā)現(xiàn)臍靜脈血管生成明顯減少，提示CD 105促進了內皮細胞上血管的生成。在正常組織中CD 105幾乎不表達，在多種惡性腫瘤組織中CD 105卻高表達于腫瘤血管內皮細胞，許多學者提出假設：CD 105可能與腫瘤新生血管的形成有關聯(lián)[6-8]。Li[9]等通過敲除受孕小鼠CD 105基因，觀察受孕小鼠血管發(fā)育有何變化，研究發(fā)現(xiàn)小鼠在受孕第9天，卵黃囊內的原始血管因為發(fā)育不成熟發(fā)生血管擴張、破裂，心內膜墊缺失等情形；到妊娠10～11 d因為脈管發(fā)育不全而死亡。由此可見CD 105基因敲除會導致小鼠胚胎血管嚴重缺陷，提示CD 105在胚胎血管成熟過程中是不可或缺的，CD 105對血管生成有重要影響。Bourdeau[10]等通過建立CD 105基因突變小鼠模型，發(fā)現(xiàn)小鼠動靜脈畸形和經(jīng)常性出血，表現(xiàn)出遺傳性出血性毛細血管擴張癥（HHTI）[11-12]最具特征的臨床表現(xiàn)，進一步證實了CD 105在血管生成中的重要作用，它參與了血管生成過程。最近的[13]研究通過體外培養(yǎng)小鼠股動脈內皮細胞發(fā)現(xiàn)，CD 105的表達水平與內皮型一氧化氮合成酶(eNos)的數(shù)量成正相關，eNos數(shù)量上升或下降明顯地隨CD 105表達的強弱相應改變從而導致eNos產(chǎn)物（NO）相應地增減。一氧化氮是與血管舒張有關的的調節(jié)因子。由此可見CD 105對血管的發(fā)生、生成及維護血管壁完整性有重要影響。

2.3 CD 105與內皮細胞增殖 惡性腫瘤的生長速度快，這依賴足夠數(shù)量的新生血管提供腫瘤生長需要的養(yǎng)分，同樣新生血管內皮細胞增殖速度也很快，較正常組織高20-2000倍，因此可以說新生血管的形成是腫瘤生長和轉移的基礎。CD 105僅強表達于腫瘤邊緣增殖活躍的內皮細胞上，同樣增殖指標cyclinA和Ki-67也表達于此，說明CD 105的表達與增值指標的表達具有同一性，能反映內皮細胞的增殖狀態(tài)[14-15]。

2.4 CD 105的表達及意義 CD 105是一種細胞膜糖蛋白，強表達于高度增生的血管內皮細胞，是新生血管的標志[16]。CD 105主要表達于血管內皮細胞，但在造血祖細胞中[17]，纖維母細胞[18]，基質[19]和血管平滑肌細胞[20]，巨噬細胞和系膜細胞上也有微弱的表達。

按Weidner[21]報道，MVD指切片中高血管密度區(qū)，也即單個200倍視野下血管密集區(qū)。腫瘤血管密度分布不均，與腫瘤轉移有關聯(lián)的不是平均血管密度，而是高血管密度，單個200倍視野下最多的血管數(shù)目來表示微血管密度。常用作微血管內皮細胞標記物的有 CD 105、CD 34、CD 31、vWF 和VIII因子。CD 31和CD 34不能特異性地表達于微血管上而具有明顯的缺陷，一方面表現(xiàn)在CD 31 也會不同程度表達于漿細胞、成纖維細胞、一些腫瘤細胞甚至腫瘤中的正常組織，所以會使微血管計數(shù)的結果缺乏準確性[22]；CD 34同樣可以表達于血管周圍的間質細胞和各種間葉腫瘤[23]。它們的缺陷另一方面最主要表現(xiàn)在，它們不能在所有的微血管上表達，因此被稱為“泛血管內皮細胞標記物”[24]。

很多研究表明泛血管內皮細胞標記物標記的MVD值不能很好地反應出患者預后情況。Saad[25]等應用CD 105，vWF，CD 31計數(shù)子宮內膜癌中微血管密度，分析后發(fā)現(xiàn)，CD 31的表達僅與腫瘤組織的分化水平、侵犯深度相關，vWF的表達僅與血管淋巴管的侵犯、淋巴結轉移有關，和CD 31和vwF相比，CD 105除與腫瘤組織的分化水平、侵犯深度、血管淋巴管的侵犯、淋巴結轉移、腫瘤分期相關，CD 105的優(yōu)越性在于它的表達與腫瘤預后指標相關，更能敏感地反應出腫瘤的預后情況。Kumar[26]等檢測乳腺癌組織中CD 105和CD 34表達情況，結果發(fā)現(xiàn)CD 105與泛血管內皮標記物CD 34相比，它與患者的預后密切相關，除此之外，多變量分析表明CD 105標記的MVD是獨立的預后指標。Akagi等[27]研究了結直腸腺瘤由輕度、重度不典型增生至腺癌發(fā)展的過程中，CD 105的表達呈逐漸增強趨勢，可見CD 105標記的MVD值可反映腫瘤惡變程度。李穎等[28]將術后隨訪1年以上患有原發(fā)性肝細胞癌（HCC）32例患者和20例肝內膽管結石患者兩組進行對照研究，應用逆轉錄-聚合酶反應（RT-PCR）技術檢測肝組織CD 105 mRNA的表達，結果發(fā)現(xiàn)CD 105 mRNA的高表達僅與術后早期復發(fā)轉移有關（P＜0.05），與腫瘤大小、臨床病理分期和組織分型相關性無統(tǒng)計學意義。這表明CD 105的高表達有可能成為術后早期復發(fā)轉移的標志物。

2.5 CD 105在喉癌中的表達及意義 Brewer[29]等應用Ⅷ因子相關性抗原（Ⅷ-RA）與CD 105檢測頭頸部癌的新生血管數(shù)目，結果發(fā)現(xiàn)與普通的內皮標記物Ⅷ-RA相比，CD 105標記的微血管數(shù)目更多，由此表明，CD 105更能敏感地使腫瘤微血管染色。李丙華等[30]研究喉癌組織CD 105的表達情況分析發(fā)現(xiàn)：T3+T4期和Tl+T2期CD 105標記的MVD值差異具有顯著的統(tǒng)計學意義，T3+T4期明顯高于Tl+T2期，頸部淋巴結轉移組與非轉移組相比CD 105標記的MVD前者高于后者，其差異具有顯著的統(tǒng)計學意義，說明了CD 105的表達與喉癌患者的臨床分期及頸部淋巴結轉移相關，對喉癌的發(fā)生發(fā)展具有十分重要的臨床意義。2005年Martone T等[31]應用免疫組化的方法研究了127例頭頸部鱗癌的患者，發(fā)現(xiàn)CD 34和CD 105標記的MVD值在T3+T4期腫瘤表達顯著高于Tl+T2期，頸部淋巴結轉移組CD 105標記的MVD高于非轉移組，高表達CD 105-MVD的患者無瘤生存時間及總生存期顯著縮短，與其他的臨床病理參數(shù)無關。CD 34的表達與生存時間無關，多因素分析表明CD 105是頭頸部鱗癌獨立的預后因素。2006年Marioni G等[32]研究了43例喉鱗癌術后的患者（其中13例有局部復發(fā)），分析發(fā)現(xiàn)CD 105標記的MVD值與TNM分期，淋巴結轉移，臨床分期，病理分級及復發(fā)時間無顯著相關，CD 105-MVD值及病理分級與腫瘤復發(fā)顯著相關，這表明CD 105可能成為術后復發(fā)有價值的標志物。2009年Zvrko E[33]等研究了40例聲門上型喉鱗癌患者，分析發(fā)現(xiàn)CD 105的表達與年齡，性別，病理分級無關，與臨床分期有關，CD 105是腫瘤復發(fā)的獨立預后因素。同年Zvrko E等[34]還研究了40例聲門型喉鱗癌術后患者，分析發(fā)現(xiàn)高表達CD 105及TNM分期與腫瘤復發(fā)顯著相關，CD 105，淋巴結轉移及TNM分期與生存時間顯著相關，CD 105及淋巴結轉移是生存時間的獨立預后因素。后來Zvrko E等[35]總結性研究了80例喉鱗癌患者（40例聲門型，40例聲門上型），Cox多因素回歸結果表明CD 105的表達及臨床分期是生存時間的獨立標志。雖然眾多研究者的實驗結果不盡相同，但研究表明了CD 105在喉鱗癌的發(fā)生，發(fā)展及預后中具有重要的作用。

3 CD 105 與腫瘤的診斷、預后及治療

Costello[36]等選擇術前都進行MRI檢查并且術后病理均診斷為腎細胞癌患者，應用锝99 m標記的抗單克隆抗體(mAb)注入術后新鮮切除的腎標本，然后對這些標本進行放射學檢查，結果發(fā)現(xiàn)，有7例與手術前MRI診斷為腎細胞癌相符。其中有1例術前MRI成像未被診斷為腎細胞癌，而通過锝99 m成像可診斷為腎細胞癌。這表明在診斷腎腫瘤中抗CD 105單克隆抗體標記可以彌補MRI成像在診斷腎腫瘤中的不足，具有優(yōu)越性。Fonsatti[37]將放射示蹤劑125I標記的抗CD 105 mAb注入患有乳腺癌的狗靜脈中，8小時后免疫熒光成像，顯示腫瘤部位呈現(xiàn)強免疫熒光，可見乳腺腫瘤對125I標記的CD 105單克隆抗體吸收迅速而且強烈，實驗中沒有發(fā)狗有明顯的不良反應。這些表明應用CD 105單克隆抗體有望成為腫瘤診斷的新方法。

CD 105是表達在內皮細胞上的糖蛋白，然而Fosatti等通過血清學檢查在血液中檢測到可溶性CD 105(sCD 105)，而且研究發(fā)現(xiàn)可溶性CD 105與腫瘤的復發(fā)及轉移相關，可以預測患者疾病發(fā)展情況[37]，由此可見CD 105并不局限于細胞膜表面，還可以脫落從而進入血液循環(huán)系統(tǒng)，通過血清學研究可以進一步研究CD 105與腫瘤預后的關系。Takahashi[38]等選擇了110例實體腫瘤患者（16例乳腺癌，34例結直腸癌，51例其他腫瘤），8例良勝疾病患者和31例健康人進行對照研究，檢測所有研究對象血漿可溶性CD 105的水平，惡性腫瘤組與非惡性腫瘤組相比，前者血漿S-CD 105高于后者，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；惡性腫瘤組中轉移組較之無轉移組，患者血漿S-CD 105明顯增高，；血漿S-CD 105水平在化療后下降。Li等[39]將92例早期乳腺癌患者（21例發(fā)生腋下淋巴結和/或遠處轉移）和77例健康志愿者進行對照研究，采用ELISA法檢測2組研究對象血漿

CD 105的水平，發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者血漿CD 105的含量高于健康人，乳腺癌患者中，轉移組血漿CD 105水平顯著高于非轉移組，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.008）。Yagmur E[40]選擇了130例肝癌患者，其中有部分病人是由肝硬化發(fā)展而來。檢測了肝癌患者血清中的CD 105表達水平，發(fā)現(xiàn)由肝硬化發(fā)展成肝癌的患者血清CD 105的水平顯著高于沒有經(jīng)歷肝硬化而罹患肝癌的患者（P＜0.05），所以通過檢測血清CD 105的水平可以評估肝硬化患者發(fā)展為肝癌的風險，可以預測肝硬化的轉歸。這些表明在隨訪過程中監(jiān)測血清CD 105水平可作為腫瘤患者預后的有用指標。

TanGH[41]通過接種HePal-6和H 22細胞株成功建立肝癌裸鼠模型，將抗鼠CD 105的單克隆抗注入尾靜脈，觀察腫瘤大小變化，結果顯示腫瘤內凋亡細胞增多，新生血管數(shù)目減少，腫瘤的生長速度明顯受到抑制，而且患肝癌的裸鼠生存率有提高。這表明了CD 105作為抗腫瘤血管治療的新的靶點有著廣闊的前景。

4 展望

CD 105特異性表達于腫瘤微血管內皮細胞提示CD 105成為抗腫瘤血管治療靶分子的可能性，而且很多研究者在動物模型上的實驗表明CD 105作為抗腫瘤血管治療可以抑制腫瘤血管生成，抑制腫瘤生長，提高生存率，提示它作為治療惡性腫瘤理想的靶點具有可行性。隨著分子生物學的發(fā)展，基因技術的提高等各種研究水平的提高，抑制腫瘤組織血管內皮細胞CD 105基因啟動子，抑制轉錄靶點可能將成為腫瘤治療的新思路。

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