張冬青 王海濱 趙 嬌 汪德清(.解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科,北京 00048;.解放軍總醫(yī)院輸血科,北京 000853)
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血漿中腫瘤相關(guān)生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展
張冬青1,2王海濱1趙 嬌1汪德清2
(1.解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科,北京 100048;2.解放軍總醫(yī)院輸血科,北京 1000853)
研究證實(shí), 免疫、炎癥、腫瘤三者之間具有相關(guān)性,炎癥反應(yīng)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移中占有重要作用,腫瘤相關(guān)炎癥是指腫瘤組織中的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、炎癥介質(zhì)產(chǎn)生、血管增生等,是腫瘤所伴隨的類似炎癥的微環(huán)境,腫瘤相關(guān)炎癥重要的機(jī)制是炎癥細(xì)胞分泌的炎癥介質(zhì)作用于腫瘤細(xì)胞,促進(jìn)腫瘤增殖[1]。腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移不僅是腫瘤細(xì)胞的固有特征,還有賴于腫瘤微環(huán)境中各種生物學(xué)活性物質(zhì)。這些生物活性物質(zhì)可引起細(xì)胞的損傷和病理性反應(yīng),在腫瘤中也具有重要作用,特別是促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)的細(xì)胞因子也可促進(jìn)癌前細(xì)胞的突變,腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移和腫瘤新生血管的發(fā)生[2],因此,炎癥介質(zhì)與腫瘤的相關(guān)性越來越引起關(guān)注。本文對(duì)血漿中腫瘤相關(guān)生物活性物質(zhì)進(jìn)行了初步總結(jié),期望對(duì)后續(xù)研究提供參考。
細(xì)胞因子是一類在體內(nèi)具有廣泛生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì),是由致敏或活化的淋巴細(xì)胞、組織細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞合成與釋放的小分子多肽,相互間形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),不僅參與機(jī)體的免疫反應(yīng),而且與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。
1.1腫瘤壞死因子-α( TNF-α)TNF-α由多種免疫細(xì)胞產(chǎn)生和分泌,TNF-α基因由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成,定位于第6對(duì)染色體上,TNF-α-308位點(diǎn)突變可增強(qiáng)TNF-α的轉(zhuǎn)錄6~7倍,不同個(gè)體攜帶TNF-α-308位點(diǎn)基因型的不同,TNF-α的分泌濃度會(huì)有較大差異。TNF-α具有介導(dǎo)炎癥、免疫調(diào)節(jié)、抑制造血等多種生物學(xué)功能,TNF-α通過三聚體形式與TNF-α受體結(jié)合后才能發(fā)揮作用,但是TNF-α能經(jīng)腎臟快速排泄、被各種蛋白酶分解,在體內(nèi)很不穩(wěn)定,半衰期較短(15~30 min)。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道,正常人群血漿TNF-α水平為(8.7±5.2)pg/ml[3];國(guó)外報(bào)道,正常人血漿TNF-α水平為(9.3±3.2)pg/ml[4]。各類感染和外來刺激均可引起TNF-α的表達(dá)和釋放,許多疾病均具有特征性的TNF-α水平升高。
研究發(fā)現(xiàn),肝癌組織中TNF-α表達(dá)增多,肝癌患者體內(nèi)TNF-α能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞從G0向G1期轉(zhuǎn)化,對(duì)細(xì)胞具有生長(zhǎng)因子樣作用。有研究者發(fā)現(xiàn)TNF-α通過激活p44/42MAPK、Akt和NF-κB信號(hào)途徑促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖[5]。趙文鵬等[6]研究發(fā)現(xiàn)TNF-α可能作為一個(gè)炎癥因子,通過AP-1途徑促進(jìn)慢性炎癥轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤。此外,TNF-α能夠上調(diào)血管生成因子水平[7],對(duì)腫瘤生長(zhǎng)過程中的纖維血管反應(yīng)具有重要作用,能夠誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá),促進(jìn)腫瘤細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)等血管生成因子的表達(dá),從而促進(jìn)腫瘤新生血管的形成,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。在肝臟,TNF-α主要由激活的Kupffer細(xì)胞產(chǎn)生,與各種肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān),TNF-α mRNA增加的水平與肝臟病理?yè)p傷的程度是一致的,在肝細(xì)胞向肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)變的早期階段起到一定作用[8]。當(dāng)TNF-α濃度<1×106U/L時(shí),TNF-α對(duì)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)為促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移;高濃度時(shí)則具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫的作用。TNF-α可以通過上調(diào)肝癌細(xì)胞HepG2表面B7-H1分子的表達(dá),誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡,而長(zhǎng)期較高水平的TNF-α卻能促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。
1.2白細(xì)胞介素(IL)-1βIL-1β是一種重要的炎癥細(xì)胞因子。IL-1家族成員主要由IL-1α、IL-1β和IL-1受體拮抗劑(IL-1RA)組成, 由炎癥狀態(tài)或免疫反應(yīng)中的T淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等產(chǎn)生,存在于血漿與組織液中,國(guó)內(nèi)正常人群血漿IL-1β水平為52.36~78.56 pg/ml[9],國(guó)外正常人群血漿IL-1β水平為(2.9±4.7)pg/ml[10]。IL-1β主要激活NF-κB 和c-Jun等信號(hào)通路[11],IL-1β通過與跨膜受體IL-1R結(jié)合后激活下游信號(hào)通路,促使IRAK4、IRAK1發(fā)生磷酸化激活,并釋放入胞漿形成復(fù)合物,從而激活NF-κB信號(hào)通路[12-13],該通路在肝細(xì)胞肝癌時(shí)被活化以抗凋亡、維持腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[14-15]。IL-1β具有多種生物學(xué)活性,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能,介導(dǎo)炎癥反應(yīng),引起發(fā)熱反應(yīng),誘導(dǎo)過氧化物的產(chǎn)生,誘導(dǎo)單核細(xì)胞、粒細(xì)胞趨化到炎癥局部部位,因此產(chǎn)生組織損傷等。
急性炎癥條件下的IL-1β可通過激活免疫細(xì)胞起到清除腫瘤細(xì)胞的功能,IL-1β可由腫瘤炎癥微環(huán)境或者腫瘤細(xì)胞分泌產(chǎn)生,在分子水平上能刺激包括基質(zhì)金屬蛋白酶、血管生成因子和黏附分子在內(nèi)的多種有助于腫瘤生長(zhǎng)的物質(zhì),加速腫瘤血管的生成,參與腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移[16],在腫瘤的產(chǎn)生和預(yù)后中起了非常重要的作用[17]。IL-1β在乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌等腫瘤中都有較高水平的表達(dá),林志娟等[18]發(fā)現(xiàn)IL-1β在肝癌細(xì)胞的高表達(dá)能夠顯著促進(jìn)其在體外的增殖活性,肝癌細(xì)胞中異常高表達(dá)的IL-1β,與其受體結(jié)合,能夠促進(jìn)前列腺素E2、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子的合成,從而誘導(dǎo)血管新生,上調(diào)環(huán)氧酶-2(COX-2)的表達(dá),能夠削弱機(jī)體天然免疫,從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞免疫逃逸,促進(jìn)肝癌的發(fā)生,同時(shí)減弱干擾素的抗病毒活性。但是,IL-1β在原發(fā)性肝癌中的具體作用機(jī)制尚存在眾多爭(zhēng)議。
1.3IL-6IL-6是一種多功能的細(xì)胞因子,由活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生。IL-6由185個(gè)氨基酸構(gòu)成,具有促進(jìn)細(xì)胞增殖、抗凋亡等作用,同時(shí)具有促炎和抗炎的雙重作用。國(guó)內(nèi)正常人群血清IL-6水平為(1.21±0.63)pg/ml[19]。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道正常人群血漿IL-6水平為(1.04±1.12)pg/ml,系統(tǒng)性紅斑狼瘡血清IL-6水平為(63.00±67.28)pg/ml,達(dá)到正常人的4倍[20]。IL-6可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞的分化與成熟,刺激急性反應(yīng)蛋白的合成,因此可以加重局部炎性反應(yīng)。IL-6還可作為反應(yīng)炎癥程度的指標(biāo)。
IL-6是Notch信號(hào)通路下游的靶基因,Notch是一類進(jìn)化上高度保守的跨膜受體蛋白,調(diào)控人類細(xì)胞等多種生物細(xì)胞的增殖、分化、凋亡,相鄰細(xì)胞表達(dá)的Notch受體與其配體結(jié)合,導(dǎo)致Notch受體激活,并激活下游靶基因,發(fā)揮生物學(xué)作用。越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)Notch信號(hào)通路在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用,Notch活化可以促進(jìn)IL-6的表達(dá),因此,IL-6被認(rèn)為是炎癥相關(guān)腫瘤的一個(gè)關(guān)鍵性因子[21-22], 在多種腫瘤中起著促瘤因子的作用,大量研究結(jié)果證實(shí)IL-6的過表達(dá)與腫瘤發(fā)生有關(guān),如淋巴瘤、黑色素瘤、胰腺癌、乳腺癌等,同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)血清中IL-6的水平與腫瘤的分期、浸潤(rùn)程度、轉(zhuǎn)移密切相關(guān),與腫瘤患者的預(yù)后相關(guān)[23]。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子3(STAT3)是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)傳遞和基因表達(dá)調(diào)控因子,其靶基因包括與細(xì)胞增殖分化、抗凋亡調(diào)控等密切相關(guān)的基因,STAT3的激活可以通過誘導(dǎo)多個(gè)腫瘤免疫耐受相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),IL-6/STAT3通路可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期中G1/S和G2/M節(jié)點(diǎn)來加快腫瘤細(xì)胞的分裂,通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子過度表達(dá)改變細(xì)胞周期進(jìn)展,促進(jìn)血管發(fā)生,在肝癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[24]。血清IL-6水平高和腫瘤局部組織IL-6高表達(dá)的患者腫瘤生物學(xué)特性差。腫瘤細(xì)胞分泌的IL-6通過與自身靶細(xì)胞的IL-6受體(IL-6R)相結(jié)合(即自分泌環(huán)路)或作用于其他細(xì)胞表面的IL-6R(即旁分泌環(huán)路)而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。在模擬人肝癌細(xì)胞腫瘤微環(huán)境條件下,抑制IL-6能夠減弱人肝癌細(xì)胞的血管再生能力。
1.4轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β1TGF-β是一類具有多功能的細(xì)胞因子,根據(jù)編碼基因不同可分為3種同系物:TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3,其結(jié)構(gòu)和功能相似,其中TGF-β1為表達(dá)最多最普遍的細(xì)胞因子。國(guó)內(nèi)正常人群血漿TGF-β1水平為(1 344.8±80.5)pg/ml[25],國(guó)外正常人群血漿水平為(13.72±8.17)ng/ml。TGF-β1具有多種生物功能,包括促進(jìn)血管生成、調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和凋亡。在機(jī)體免疫失衡狀態(tài)下,TGF-β1水平升高,機(jī)體失去對(duì)外來病原或腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答,從而導(dǎo)致疾病的發(fā)生。TGF-β1通過抑制ILs等細(xì)胞因子,終止了淋巴細(xì)胞的自分泌,抑制T淋巴細(xì)胞分化,抑制B淋巴細(xì)胞分泌免疫球蛋白。
TGF-β1是肝纖維化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,通過激活肝星狀細(xì)胞(HSCs),增強(qiáng)細(xì)胞外基質(zhì)的合成,從而導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生;TGF-β1通過改變?chǔ)?catenin的亞細(xì)胞定位,增強(qiáng)WNT/β-catenin信號(hào)通路的活性。WNT/β-catenin信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、分化的過程中發(fā)揮著重要的作用。目前較為認(rèn)可的是TGF-β1通路在腫瘤發(fā)展的早期階段可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖,使細(xì)胞周期阻滯在G1期,同時(shí)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡;但是在腫瘤發(fā)展的后期,腫瘤細(xì)胞可自身合成并分泌大量TGF-β1,或者在細(xì)胞外TGF-β1的作用下,通過上皮間質(zhì)化使腫瘤細(xì)胞發(fā)生形態(tài)學(xué)改變,增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。肝癌患者的肝組織及血漿中均有不同程度TGF-β1 mRNA的表達(dá),并且在一些前列腺癌、直腸癌患者血清中均呈現(xiàn)高表達(dá)[26]。林國(guó)和等[27]研究發(fā)現(xiàn)肝癌組織中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的數(shù)量與TGF-β1的表達(dá)呈正相關(guān),腫瘤組織表達(dá)的TGF-β1可能增加腫瘤局部的Treg浸潤(rùn),參與肝癌的免疫逃逸機(jī)制。
0.1~10 μg/L 的TGF-β1可以有效刺激肝癌細(xì)胞BEL-7401的生長(zhǎng),延長(zhǎng)肝癌細(xì)胞的存活時(shí)間,促進(jìn)DNA合成,增強(qiáng)其活性,其主要機(jī)制是通過誘導(dǎo)Smad2、Smad3、Smad4復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),對(duì)核內(nèi)基因進(jìn)行表達(dá)調(diào)控[28]。
20世紀(jì)80年代Senger等[29]在腫瘤細(xì)胞分泌物中發(fā)現(xiàn)了VEGF,人VEGF編碼基因位于染色體的6p21,3,由8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成,目前發(fā)現(xiàn)了VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D和胎盤生長(zhǎng)因子5個(gè)基因產(chǎn)物,相對(duì)分子質(zhì)量為34 000~45 000。VEGF主要由間充質(zhì)、基質(zhì)和上皮來源的細(xì)胞分泌,如血液中的血小板、血管內(nèi)皮細(xì)胞等,正常人體液中含有低量的VEGF,維持正常的血管密度和通透性,國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道,正常人群血漿VEGF水平為(175.23±120.83)ng/L[30]。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道正常人群血漿VEGF水平為(9.2±64.3)pg/ml[31]。VEGF是生理性或病理性血管新生的主要調(diào)控因子,其表達(dá)受多種因素的影響,缺氧、炎癥刺激、腫瘤的生長(zhǎng)等都可影響VEGF的調(diào)控[32],VEGF主要通過特異性受體才能發(fā)揮生物學(xué)作用,能夠介導(dǎo)血管通透性、血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖及遷移、血管的再生,VEGF受體是跨膜糖蛋白,包括VEGFR1(FLT-1)、VEGFR2(KDR)、VEGFR3(flt4)、肝素硫酸鹽蛋白聚糖和神經(jīng)氈蛋白,VEGFR能夠特異性地作用于血管的內(nèi)皮細(xì)胞, VEGF與VEGFR1結(jié)合能夠發(fā)揮炎性作用,促進(jìn)巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞的活化和遷移,增強(qiáng)各種促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生;VEGF與VEGFR1結(jié)合后會(huì)誘導(dǎo)一氧化氮合酶(NOS)的活化,使一氧化氮(NO)增多,從而激活細(xì)胞質(zhì)中的可溶性鳥苷酸環(huán)化酶,可以增加血管的通透性[33]。
腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和進(jìn)展與腫瘤血管形成有密切關(guān)系,腫瘤細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中需要營(yíng)養(yǎng)及血供。腫瘤細(xì)胞釋放的VEGF與VEGFR結(jié)合,激活級(jí)聯(lián)酪氨酸激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,釋放相關(guān)的生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子和酶等,促進(jìn)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞表型的變化、增殖、遷移,最終生成大量的新生血管,為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)提供保障[34]。因此,血中VEGF水平可以作為判斷肝癌進(jìn)展的指標(biāo)[35]。
趨化因子及其受體在慢性炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,并且與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展相關(guān),RANTES是趨化因子超家族的重要成員之一,又稱為CC趨化因子配體5 (chemokine ligand5, CCL5),主要的受體為CCR1、3、5,由68個(gè)氨基酸殘基組成,是分子量為8 kD的蛋白質(zhì),它是一類可誘導(dǎo)的、分泌型的炎癥性細(xì)胞因子,國(guó)內(nèi)正常人群血漿RANTES水平為(5 374.27±927.87)pg/ml[36]。國(guó)外正常人群血漿RANTES范圍為(60.0±24.6)ng/ml[37]。血漿RANTES水平在抗磷脂綜合征患者中顯著升高[38]。RANTES具有誘導(dǎo)、分泌、趨化和活化T細(xì)胞和單核細(xì)胞的功能,能夠參與組織損傷的修復(fù),在感染過程中對(duì)炎癥細(xì)胞具有運(yùn)輸和調(diào)節(jié)作用,同時(shí)在腫瘤免疫中發(fā)揮重要作用。正常狀態(tài)下T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)均能表達(dá)RANTES,炎癥反應(yīng)中CD8+細(xì)胞、血小板、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和上皮細(xì)胞均能分泌RANTES[39],低表達(dá)的RANTES可以使T細(xì)胞產(chǎn)生趨化作用,而RANTES高表達(dá)與多種炎癥細(xì)胞有密切關(guān)系,可使T細(xì)胞激活,產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)[40]。大部分RANTES與其受體CCR5相結(jié)合而產(chǎn)生信號(hào)轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞防御和應(yīng)激刺激等多種生物效應(yīng),特別是在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用;還有一部分RANTES可通過旁分泌直接作用于腫瘤細(xì)胞,促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng),腫瘤細(xì)胞也可直接分泌RANTES,促進(jìn)腫瘤的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移。
研究者發(fā)現(xiàn)肝癌患者血清中RANTES的表達(dá)水平明顯高于正常對(duì)照組,可能與Th2細(xì)胞因子的升高以及腫瘤免疫逃逸有關(guān),RANTES在肝癌的發(fā)生發(fā)展過程中起著非常重要的作用,RANTES表達(dá)水平的升高可能預(yù)示著腫瘤的發(fā)生,RANTES可能作為肝癌臨床診斷的輔助檢查項(xiàng)目[41]。
MMPs是一種Zn2+依賴性蛋白酶,首個(gè)MMP在1962年由Gross和Lapiere發(fā)現(xiàn)[42],以潛在形式泌出,需要激活才能作用于細(xì)胞外基質(zhì),可被MMP的組織抑制劑所抑制。MMPs存在于正常人體內(nèi),參與傷口愈合、骨吸收、妊娠等過程,并且在腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移中具有重要作用。MMPs根據(jù)功能可分為4種:基質(zhì)溶解素、間質(zhì)膠原酶、明膠酶和膜型基質(zhì)金屬蛋白酶[43]。MMPs在正常組織中不表達(dá)或呈低表達(dá),在惡性腫瘤中呈高表達(dá),其表達(dá)水平與惡性腫瘤的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移關(guān)系密切[44]。
MMP-9又稱明膠酶B,是降解細(xì)胞外基質(zhì)的Ⅳ型膠原酶,可酶解細(xì)胞間基質(zhì)成分[43]。國(guó)內(nèi)正常人群血清MMP-9水平為24.52~36.41 ng/ml,平均30.47 ng/ml[45]。目前研究發(fā)現(xiàn),許多腫瘤細(xì)胞都有MMP-9的異常表達(dá),MMP-9在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移、惡性變中發(fā)揮重要作用[46],其作用機(jī)制為:MMP-9能夠特異降解細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜的Ⅳ型膠原;能夠以自分泌和旁分泌的形式,促進(jìn)細(xì)胞存活的能力或絲裂原素的活性,從而在腫瘤增殖中發(fā)揮重要作用;能夠降低腫瘤細(xì)胞之間的黏附性,使腫瘤細(xì)胞從原發(fā)灶脫落,提高腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)能力,導(dǎo)致腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。MMP-9的表達(dá)水平還與結(jié)直腸癌的分化程度、臨床病理分期、生存期以及復(fù)發(fā)有相關(guān)性,將MMPs抑制劑應(yīng)用于腫瘤的臨床治療中,已取得了良好的效果,對(duì)MMP-9的深入研究將對(duì)臨床腫瘤的預(yù)防和早期診斷提供可靠的證據(jù)。
HMGB1是位于細(xì)胞核內(nèi)的非組蛋白核蛋白,由215個(gè)氨基酸殘基組成,含有兩個(gè)DNA結(jié)合端,編碼基因位于13號(hào)染色體長(zhǎng)臂12區(qū)上,主要由巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞主動(dòng)分泌,或者由壞死細(xì)胞釋放[47]。國(guó)內(nèi)正常人血漿HMGB1水平為0.53~1.39 ng/ml[48]。HMGB1能夠參與DNA的轉(zhuǎn)錄、重組以及修復(fù),并且參與多種生物化學(xué)反應(yīng)過程,如炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激等,能夠影響凝血、纖溶系統(tǒng)、血管內(nèi)皮功能,影響神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)與發(fā)育。在不同年齡及疾病發(fā)展的不同階段,HMGB1發(fā)揮的作用也不相同。釋放到細(xì)胞外環(huán)境中的HMGB1作為一個(gè)內(nèi)源性炎癥介質(zhì)發(fā)揮著重要功能,可以促進(jìn)TNF-α、IL-1β及其他炎癥介質(zhì)的釋放,同時(shí)可以影響腫瘤的微環(huán)境。
HMGB1與腫瘤密切相關(guān),HMGB1的高表達(dá)可以使細(xì)胞獲得腫瘤表現(xiàn)而免于凋亡,并通過抑制腫瘤細(xì)胞凋亡從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。胃癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等患者外周血或腫瘤組織內(nèi)HMGB1水平均明顯升高。HMGB1與多種腫瘤的發(fā)生、浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移有關(guān)。利用重組人HMGB1刺激肝癌HepG2細(xì)胞后發(fā)現(xiàn),HMGB1可通過促進(jìn)MMP-2、MMP-9和VEGF表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移[49]。HMGB1在胃腸道腫瘤中可通過NF-κB、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信號(hào)通路調(diào)節(jié)下游相關(guān)因子產(chǎn)生。
現(xiàn)已明確HMGB1與肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān),HMGB1直接或間接參與了乙肝病毒相關(guān)性肝炎的發(fā)病。作為炎性介質(zhì),HMGB1參與了早期肝組織損傷,早期炎性刺激介導(dǎo)HMGB1的釋放,刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放TNF-α、IL-1等多種炎性介質(zhì);HMGB1可通過上調(diào)PCNA、cyclin D1蛋白的表達(dá),從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞Hep G2的增殖轉(zhuǎn)化過程,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞失控性增殖[50];組織缺氧環(huán)境下HMGB1可通過TLR4/RAGE信號(hào)通路產(chǎn)生IL-1β、IL-18等炎性介質(zhì),誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移[51]。HMGB1還與腫瘤血管新生有關(guān)。HMGB1通過受體TLR2、TLR4、RAGE活化NF-κB,誘導(dǎo)促炎癥細(xì)胞因子和血管生成因子的生成,并可在體內(nèi)外促進(jìn)VEGF和血小板衍生生長(zhǎng)因子(PDGF)的表達(dá),促進(jìn)血管生成;在體內(nèi)外使用HMGB1抗體都可以抑制血管生長(zhǎng)。
HMGB1在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和治療中具有雙重效應(yīng),HMGB1在腫瘤發(fā)展的不同階段表現(xiàn)出不同的功能特征。一方面,HMGB1為促腫瘤因子,另一方面HMGB1還表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)作用,被抗腫瘤藥物處理的腫瘤細(xì)胞會(huì)分泌HMGB1,與TLR2、TLR4相互作用激發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng),增強(qiáng)抗腫瘤藥物的療效。但如何利用好這一雙重功能還有賴于深入研究。
綜上所述,腫瘤是受多種基因、多種因素調(diào)控的疾病,隨著對(duì)腫瘤研究的不斷深入,人們逐漸意識(shí)到微環(huán)境與腫瘤之間的動(dòng)態(tài)相互干擾成為惡性腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵因素。腫瘤細(xì)胞的固有特性和腫瘤炎癥微環(huán)境中的各種因子均決定了腫瘤的轉(zhuǎn)移。微環(huán)境中多種炎性因子作用于腫瘤細(xì)胞,可以促進(jìn)腫瘤增殖;微環(huán)境中多種血管生成因子和抑制因子可以調(diào)控腫瘤新生血管的生成,參與腫瘤細(xì)胞的進(jìn)一步浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移;腫瘤患者術(shù)前輸血、手術(shù)中應(yīng)激反應(yīng)、術(shù)后感染性炎癥等因素均會(huì)使腫瘤微環(huán)境中的促炎gn 抗炎因子平衡被打破,這也是造成腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的不利因素,因此,對(duì)腫瘤微環(huán)境中生物活性物質(zhì)的質(zhì)和量上進(jìn)行干擾,可能成為免疫、炎癥以及腫瘤之間關(guān)系研究的新方向。
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DOI:10. 3969/j. issn. 1672-8521. 2016. 01. 021
基金項(xiàng)目:解放軍總醫(yī)院科技創(chuàng)新苗圃基金(15KMM34)
通訊作者:汪德清,主任醫(yī)師(E-mail:deqingw@vip.sina.com)
收稿日期:(2015-12-10)