層黏連蛋白332在婦科腫瘤中的研究進(jìn)展

謝偉民，吳宜林

?

層黏連蛋白332在婦科腫瘤中的研究進(jìn)展

謝偉民，吳宜林△

【摘要】層黏連蛋白332（laminin 332）是上皮組織基底膜的主要組成蛋白之一，具有促進(jìn)上皮細(xì)胞黏附、遷移和細(xì)胞分化等功能。Laminin 332是由3個(gè)不同基因編碼的α3鏈、β3鏈和γ2鏈形成的異源三聚體糖蛋白。上皮細(xì)胞內(nèi)合成的laminin 332是以前體形式存在的，分泌到細(xì)胞外基質(zhì)后α3鏈和γ2鏈經(jīng)蛋白酶水解而成熟。生理狀態(tài)下，laminin 332的主要作用是維持上皮組織中上皮與基底膜的黏合。研究表明laminin 332在多種惡性腫瘤組織中過度表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。綜述laminin 332的結(jié)構(gòu)、與惡性腫瘤的關(guān)系及其在婦科腫瘤中的研究進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】生殖器腫瘤，女（雌）性；層黏連蛋白；基底膜；膜糖蛋白類；層黏連蛋白332

作者單位：410011長沙，中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院婦產(chǎn)科

△審校者

（J Int Obstet Gynecol，2016，43：125-127，155）

基底膜（basement membrane，BM）是細(xì)胞外基質(zhì)中介于上皮和內(nèi)皮細(xì)胞與深部結(jié)締組織的一層薄膜，對(duì)上皮和內(nèi)皮細(xì)胞有支持和固定作用，并影響細(xì)胞的增殖、分化、黏附、遷移及基因表達(dá)［1］?；啄さ慕M成成分包括層黏連蛋白（laminins，LN）、Ⅳ型膠原蛋白（typeⅣcollagens）、巢蛋白（nidogens）、蛋白多糖如串珠素（perlecan）、腓骨蛋白（fibulins）及Ⅶ型膠原蛋白（typeⅦcollagens）等［2］。層黏連蛋白家族是細(xì)胞外基質(zhì)中具有多種生物學(xué)功能的糖蛋白，在基底膜的構(gòu)建及細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，其中層黏連蛋白332（laminin 332）在上皮組織基底膜中促進(jìn)細(xì)胞黏附、遷移和細(xì)胞分化等方面比其他層黏連蛋白更有效［3］。大量研究表明，laminin 332在多種惡性腫瘤組織中表達(dá)異常，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，?？勺鳛閻盒阅[瘤早期診斷和判斷預(yù)后的分子標(biāo)記物。就laminin 332的結(jié)構(gòu)、與惡性腫瘤的關(guān)系及其在婦科腫瘤中的研究進(jìn)展綜述如下。

1　Laminin 332　的結(jié)構(gòu)

層黏連蛋白是分子質(zhì)量介于400～900 ku的糖蛋白，由3個(gè)不同基因編碼的α、β和γ鏈組成異源三聚體。目前，已發(fā)現(xiàn)有5種α鏈（α1～α5）、3種β鏈（β1～β3）和3種γ鏈（γ1～γ3），共構(gòu)成了至少17 種LN［4］。Laminin 332過去稱為laminin 5（LN-5），是由α3鏈、β3鏈和γ2鏈通過二硫鍵結(jié)合形成的異源三聚體，其相對(duì)應(yīng)的編碼基因LAMA3、LAMB3和LAMC2分別定位于染色體18q11.2、1q32.2和1q25.3上［5］。與α3鏈和β3鏈不同，γ2鏈（laminin-5γ2）僅特定地存在于laminin 332中。

Laminin 332的三條鏈長臂的Ⅰ和Ⅱ功能區(qū)通過二硫鍵結(jié)合形成螺旋結(jié)構(gòu)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)投影電鏡顯示呈“十”字型結(jié)構(gòu)。α3鏈長臂羧基端為球狀結(jié)構(gòu)，稱為G功能區(qū)，具有5個(gè)表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）樣重復(fù)序列，G1-G3與G4-G5之間由一段多肽連接。G1-G3亞功能區(qū)包含整合素受體的結(jié)合位點(diǎn)，G4-G5亞功能區(qū)具有肝素結(jié)合活性［6］。Laminin332的短臂主要由具有EGF樣重復(fù)序列的Ⅲ/Ⅴ功能區(qū)和位于β3鏈氨基末端的Ⅵ功能區(qū)組成［6-8］。

上皮細(xì)胞內(nèi)合成的laminin 332是以分子質(zhì)量為460 ku的前體形式存在的，分泌到細(xì)胞外基質(zhì)后α3鏈和γ2鏈經(jīng)蛋白酶水解而成熟。190～200 ku的α3鏈依次經(jīng)羧基末端和氨基末端的處理生成165 ku和145 ku產(chǎn)物，155 ku的γ2鏈氨基末端處理后生成105 ku的產(chǎn)物。α3鏈羧基端的水解位點(diǎn)為G1-G3與G4-G5之間，涉及的酶包括纖溶酶、基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）、膜型基質(zhì)金屬蛋白酶1（membrane type -1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白1 （bone morphogenetic protein-1，BMP-1）和哺乳動(dòng)物Tolloid蛋白（mammalian Tolloid protein，mTLD）等；α3鏈氨基末端的水解使其整個(gè)短臂釋放出來［8］。γ2鏈的水解位點(diǎn)在Ⅲ功能區(qū)中，可使其EGF樣重復(fù)序列暴露出來，主要由BMP-1和mTLD完成［3，8］。當(dāng)?shù)鞍姿馔瓿珊螅琹aminin 332投影由“十”字型轉(zhuǎn)變?yōu)椤癥”型結(jié)構(gòu)。這些成熟過程對(duì)laminin 332整合到基底膜中并發(fā)揮其生物學(xué)功能至關(guān)重要。

2　Laminin 332　在基底膜的作用

生理狀態(tài)下，laminin 332的主要作用是維持上皮組織中上皮與基底膜的黏合，這對(duì)于皮膚和復(fù)層鱗狀黏膜等組織抵抗外力作用有重要意義。在正常皮膚中，laminin 332位于基底膜透明層和致密層之間，可視為連結(jié)表皮基底細(xì)胞和真皮的橋梁。在基底細(xì)胞側(cè)，α3鏈羧基端的G1-G3亞功能區(qū)可與整合素α3β1、α6β1和α6β4結(jié)合，其中α6β4是半橋粒的跨膜型糖蛋白，兩者結(jié)合能形成穩(wěn)定的錨鏈接觸［9-10］。在真皮側(cè)，β3鏈氨基末端的Ⅵ功能區(qū)可與Ⅶ型膠原蛋白的NC1功能區(qū)結(jié)合［8］。Ⅶ型膠原蛋白來源于真皮，其二聚體構(gòu)成錨鏈纖維并與真皮的其他膠原蛋白結(jié)合。除了穩(wěn)定表皮，laminin 332還存在于其他上皮組織的基底膜中并發(fā)揮類似的作用［6］。

上述的各種結(jié)構(gòu)不僅對(duì)上皮細(xì)胞起到了支持和固定作用，laminin 332還可以作為信號(hào)分子，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞行為、基因表達(dá)和維持細(xì)胞活性［8］。在創(chuàng)傷修復(fù)過程中，laminin 332介導(dǎo)上皮細(xì)胞的遷移對(duì)傷口的愈合起著至關(guān)重要的作用［5］。

3　Laminin332與腫瘤

3.1Laminin 332在腫瘤中的表達(dá)大量研究顯示，laminin 332或其亞鏈在惡性腫瘤中呈過度表達(dá)狀態(tài)，特別是laminin-5γ2在多種腫瘤組織的侵襲前沿過度表達(dá)，可作為惡性腫瘤的典型分子標(biāo)記物［4］。Laminin 332在不同惡性腫瘤中的表達(dá)情況不一致。一般來說，上皮組織起源的腫瘤中l(wèi)aminin 332高表達(dá)，而間葉組織起源的腫瘤如肉瘤中l(wèi)aminin 332不表達(dá)。

生長因子和促癌因子在調(diào)節(jié)laminin 332表達(dá)中的作用尚不明確。一些學(xué)者報(bào)道EGF、轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等均可在體外誘導(dǎo)上皮細(xì)胞laminin 332過度表達(dá)［11］。TGF-β1協(xié)同肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）可激活LAMC2基因啟動(dòng)子的AP-1 DNA結(jié)合位點(diǎn)并導(dǎo)致laminin-5γ2過度表達(dá)，而其他兩條鏈的轉(zhuǎn)錄編碼沒有被激活［7］，這種laminin 332的不同鏈之間的表達(dá)差異可能與laminin-5γ2在惡性腫瘤的侵襲前沿過度表達(dá)有關(guān)。

Wnt基因是一種原癌基因，在胚胎發(fā)育中Wnt基因調(diào)控的重要信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)即為Wnt信號(hào)通路。經(jīng)典的Wnt信號(hào)通路即Wnt/β-catenin通路的異常激活可同時(shí)誘導(dǎo)laminin-5γ2和MT1-MMP的表達(dá)。在結(jié)腸癌中，E-cadherin的減少和β-catenin在核內(nèi)累積均可激活Wnt信號(hào)通路而上調(diào)laminin-5γ2在腫瘤侵襲前沿的表達(dá)［12］。

近年來研究顯示，微小RNA（miRNA）也參與了LAMC2基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。miRNA是一類在物種進(jìn)化中高度保守的非編碼的小RNA分子，可通過與靶mRNA的3′UTR結(jié)合而抑制靶mRNA的翻譯或介導(dǎo)靶mRNA的降解，從而調(diào)控靶基因在轉(zhuǎn)錄后水平的表達(dá)。最近的研究表明，LAMC2和整合素α3的mRNA是miR-29s的靶mRNA［13］。因此，在某些腫瘤中miR-29表達(dá)下調(diào)可能導(dǎo)致LAMC2過度表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。

3.2Laminin 332的信號(hào)通路Laminin 332作為基底膜的組成成分，不僅參與基底膜的構(gòu)建和介導(dǎo)上皮細(xì)胞與基底膜的黏附，并且可作為信號(hào)分子在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要的作用，但其機(jī)制至今尚不完全明確。

整合素α3β1和α6β4是細(xì)胞膜表面受體，與laminin 332結(jié)合可激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路。Laminin 332與整合素α3β1結(jié)合可激活絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）信號(hào)通路從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增生［14］，laminin 332與整合素α3β1結(jié)合也可激活FAK/Src/Rac1信號(hào)通路從而誘導(dǎo)板狀偽足的形成［15］。Laminin 332與整合素α6β4作用可導(dǎo)致整合素β4胞質(zhì)區(qū)的磷酸化，激活MAPKs和核因子κB（NF-κB），從而導(dǎo)致細(xì)胞增生、分化、骨架重組和遷移［11］。此外，laminin 332與α6β4結(jié)合能夠誘導(dǎo)MMP-9的產(chǎn)生，從而降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移［16］。

近年來研究表明，laminin 332可激活磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）信號(hào)通路。Laminin 332的G1-G3亞功能區(qū)和整合素α6β4的相互作用可導(dǎo)致β4胞質(zhì)區(qū)酪氨酸殘基的磷酸化，從而激活PI3K信號(hào)通路，一方面下傳細(xì)胞生存信號(hào)，一方面激活Rac1而促進(jìn)細(xì)胞遷移和腫瘤侵襲［9］。β4胞質(zhì)區(qū)磷酸化的過程是由FYN激酶的作用完成的，而這需要表皮生長因子受體（EGFR）信號(hào)通路的激活。γ2鏈的裂解可使Ⅲ功能區(qū)的EGF樣重復(fù)序列暴露，Ⅲ功能區(qū)和EGFR的相互作用可促進(jìn)EGFR信號(hào)通路的激活［9］，進(jìn)而參與激活PI3K信號(hào)通路。

4　Laminin 332與婦科腫瘤及婦科疾病

4.1卵巢癌卵巢癌在婦科惡性腫瘤中的發(fā)病率占第3位，但其病死率卻高居首位。Kato等［17］運(yùn)用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)了laminin-5γ2在20例卵巢透明細(xì)胞癌（clear cell carcinoma，CCC）和5例交界性透明細(xì)胞腫瘤的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)laminin-5γ2在20例CCC的腫瘤間質(zhì)中均呈局灶或彌漫性陽性，在胞質(zhì)內(nèi)表達(dá)不明顯，而交界性腫瘤的間質(zhì)和胞質(zhì)幾乎未顯示陽性；laminin-5γ2在卵巢CCC的表達(dá)與腫瘤分期和患者預(yù)后無相關(guān)性。在體外實(shí)驗(yàn)中，laminin-5γ2可以明顯促進(jìn)卵巢CCC細(xì)胞株遷移，且遷移作用能被抗整合素α3抗體阻斷。提示CCC細(xì)胞和細(xì)胞外積聚的laminin-5γ2之間的相互作用是細(xì)胞遷移和CCC間質(zhì)浸潤的原因。

4.2子宮內(nèi)膜癌子宮內(nèi)膜癌是女性生殖道常見的三大惡性腫瘤之一。M??tt?等［18］運(yùn)用免疫組織化學(xué)和原位雜交的方法檢測(cè)了laminin 332的3條鏈在正常子宮內(nèi)膜、增生性內(nèi)膜和子宮內(nèi)膜腺癌組織中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)α3、β3和γ2鏈在3種組織的基底膜中均有表達(dá)，而γ2鏈可在增生性內(nèi)膜上皮細(xì)胞內(nèi)散在地表達(dá)，在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)顯著表達(dá)，腫瘤間質(zhì)亦可見彌漫性表達(dá)。提示laminin-5γ2在子宮內(nèi)膜癌的過度表達(dá)可能與腫瘤細(xì)胞的侵襲有關(guān)。

4.3宮頸癌迄今為止，laminin 332在宮頸癌的研究主要以宮頸鱗癌為主，而在宮頸腺癌中的研究少見。Skyldberg等［19］運(yùn)用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)了laminin-5γ2在宮頸鱗狀上皮病變的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：所有的宮頸上皮內(nèi)瘤樣病變（CIN）1和CIN2病變及21例CIN3病變laminin-5γ2染色陰性，11例CIN3病變和所有的宮頸鱗癌laminin-5γ2染色陽性，認(rèn)為laminin-5γ2染色可作為宮頸鱗癌早期浸潤的一個(gè)敏感標(biāo)記物。Imura等［20］發(fā)現(xiàn)laminin-5γ2在正常的宮頸黏膜中不表達(dá)，在宮頸腺體增生和宮頸原位腺癌的表達(dá)定位于基底膜，而在宮頸腺癌中的表達(dá)定位于腫瘤細(xì)胞質(zhì)和腫瘤間質(zhì)，可作為評(píng)價(jià)宮頸腺癌浸潤有用的分子標(biāo)記物。

4.4子宮內(nèi)膜異位癥（EMs）EMs是以子宮內(nèi)膜在子宮腔以外的部位生長為特征的良性疾病，但具有類似腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移等特性。Locci等［21］應(yīng)用免疫組織化學(xué)法和逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）法檢測(cè)laminin-5γ2在EMs在位內(nèi)膜、異位內(nèi)膜和正常內(nèi)膜中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：EMs及正常女性子宮內(nèi)膜在整個(gè)月經(jīng)周期均有LAMC2 mRNA的表達(dá)，異位內(nèi)膜mRNA的表達(dá)比在位內(nèi)膜明顯增高，免疫組化結(jié)果顯示在位內(nèi)膜laminin-5γ2的表達(dá)比正常內(nèi)膜明顯增高，提示在位內(nèi)膜laminin-5γ2的表達(dá)改變可能為EMs的診斷和治療提供新的機(jī)遇。

5　展望

綜上所述，laminin 332作為基底膜的一種糖蛋白分子，不僅在結(jié)構(gòu)上對(duì)上皮細(xì)胞與基底膜的穩(wěn)定結(jié)合起著關(guān)鍵作用，而且在促進(jìn)細(xì)胞黏附、遷移和細(xì)胞分化及創(chuàng)傷修復(fù)等方面均有重要的意義。Laminin 332的異常表達(dá)與婦科腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，有望為婦科腫瘤的早期診斷及靶向治療提供新的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

［1］Guess CM，Quara nta V. Defining the role of laminin -332 in carcinoma［J］. Matrix Biol，2009，28（8）：445-455.

［2］Lohi J. Laminin-5 in the progression of carcinomas［J］. Int J Cancer，2001，94（6）：763-767.

［3］Kamoshida G，Ogawa T，Oyanagi J，et al. Modulation of matrix metalloproteinase-9 secretion from tumor-associated macrophagelike cells by proteolytically processed laminin-332（laminin-5）［J］. Clin Exp Metastasis，2014，31（3）：285-291.

［4］Sato H，Oyanagi J，Komiya E，et al. Amino -terminal fragments of laminin γ2 chain retract vascular endothelial cells and increase vascular permeability［J］. Cancer Sci，2014，105（2）：168-175.

［5］Miyazaki K. Laminin-5（laminin-332）：Unique biological activity and roleintumorgrowthandinvasion［J］.Cancer Sci，2006，97（2）：91-98.

［6］Schneider H，Mühle C，Pacho F. Biological function of laminin -5 and pathogenic impact of its deficiency［J］. Eur J Cell Biol，2007，86 （11/12）：701-717.

［7］Garg M，Braunstein G，Koeffler HP. LAMC2 as a therapeutic target for cancers［J］. Expert Opin Ther Targets，2014，18（9）：979-982.

［8］Rousselle P，Beck K. Laminin 332 processing impacts cellular behavior［J］. Cell Adh Migr，2013，7（1）：122-134.

［9］Marinkovich MP. Tumour microenvironment：laminin 332 in squamous-cell carcinoma［J］. Nat Rev Cancer，2007，7（5）：370-380.

［10］Sproule TJ，Bubier JA，Grandi FC，et al. Molecular identification of collagen 17a1 as a major genetic modifier of laminin gamma 2 mutation-induced junctional epidermolysis bullosa in mice［J］. PLoS Genet，2014，10（2）：e1004068.

［11］Tsuruta D，Kobayashi H，Imanishi H，et al. Laminin-332-integrin interaction：a target for cancer therapy？［J］. Curr Med Chem，2008，15 （20）：1968-1975.

［12］Karamitopoulou E，Zlobec I，Panayiotides I，et al. Systematic analysis of proteins from different signaling pathways in the tumor center and the invasive front of colorectal cancer［J］. Hum Pathol，2011，42（12）：1888-1896.

［13］Kinoshita T，Nohata N，Hanazawa T，et al. Tumor -suppressive microRNA -29s inhibits cancer cell migration and invasion by targeting laminin-integrin signalling in head and neck squamous cell carcinoma［J］. Br J Cancer，2013，109（10）：2636-2645.

［14］Gonzales M，Haan K，Baker SE，et al. A cell signal pathway involving laminin -5，alpha3beta1 integrin，and mitogen -activated protein kinase can regulate epithelial cell proliferation［J］. Mol Biol Cell， 1999，10（2）：259-270.

［15］Choma DP，Milano V，Pumiglia KM，et al. Integrin alpha3beta1 -dependent activation of FAK/Src regulates Rac1 -mediated keratinocyte polarization on laminin-5［J］. J Invest Dermatol，2007，127（1）：31-40.

［16］Saito Y，Sekine W，Sano R，et al. Potentiation of cell invasion and matrix metalloproteinase production by alpha3beta1 integrin -mediated adhesion of gastric carcinoma cells to laminin-5［J］. Clin Exp Metastasis，2010，27（4）：197-205.

［17］Kato N，Sasou S，Teshima S，et al. Overexpression of laminin -5 gamma2 chain in clear cell carcinoma of the ovary［J］. Virchows Arch，2007，450（3）：273-278.

［18］M??tt? M，Salo S，Tasanen K，et al. Distribution of basement membrane anchoring molecules in normal and transformed endometrium：altered expression of laminin gamma2 chain and collagen typeⅩⅦin endometrial adenocarcinomas［J］. J Mol Histol，2004，35（8/9）：715-722.

［19］Skyldberg B，Salo S，Eriksson E，et al. Laminin-5 as a marker of invasivenessincervicallesions［J］.J Natl Cancer Inst，1999，91（21）：1882-1887.

［20］Imura J，Uchida Y，Nomoto K，et al. Laminin-5 is a biomarker of invasiveness in cervical adenocarcinoma［J］. Diagn Pathol，2012，7：105.

［21］Locci R，Nisolle M，Angioni S，et al. Expression of the gamma 2 chain of laminin-332 in eutopic and ectopic endometrium of patients with endometriosis［J］. Reprod Biol Endocrinol，2013，11：94.

［本文編輯王琳］

Research Progress of Laminin 332 in Gynecological Tumors

XIE Wei -min，WU Yi -lin. Department of Obstetrics and Gynecology，The Second Xiangya Hospital of Central South University，Changsha 410011，China

【Abstract】Laminin 332 is a major component of the basement membrane in epithelial tissues and plays roles in the adhesion，migration and differentiation of epithelial cells. Laminin 332 consists of three different gene products，α3，β3 and γ2 chains，resulting in a heterotrimeric glycoprotein. Laminin 332 is synthesized by epithelial cells as a precursor. After secretion into the extracellular matrix，the α3 and γ2 chains undergo specific proteolytic processing to produce a mature form. Under the physiological condition，the key function of laminin 332 is sustaining the stable adhesion of epithelial cells to the underlying basement membrane in epithelial tissues. Laminin 332 has been shown to be highly expressed in various types of human malignant tumors and correlate well with tumor occurrence and development. The article is intended to review the structure of laminin 332，its relationship with malignant tumors and research progresses with gynecological tumors.

【Keywords】Genital neoplasms，female；Laminin；Basilar membrane；Membrane glycoproteins；Laminin 332

通信作者：吳宜林，E-mail：wuyilinlaoshi@126.com

Corresponding author：WU Yi-lin，E-mail：wuyilinlaoshi@126.com

收稿日期：（2015-09-20）