CTGF/CCN2在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展及靶向治療中的研究進展

孫禹琪 綜述 陳秀瑋 審校

CTGF/CCN2在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展及靶向治療中的研究進展

孫禹琪 綜述 陳秀瑋 審校

目前惡性腫瘤的發(fā)病率日益上升，雖然我們一直探索腫瘤發(fā)生發(fā)展的機制及其治療的途徑，但是收獲甚微。惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制十分復(fù)雜，與多種蛋白和基因相關(guān)聯(lián)。結(jié)締組織生長因子(Connective tissue growth factor，CTGF/CCN2)是一種分泌蛋白，屬于CCN家族的成員，它在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著非常重要的作用。本文概述了CTGF/CCN2蛋白的結(jié)構(gòu)功能、在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制及靶向治療中的最新研究進展。

CTGF/CCN2蛋白；結(jié)構(gòu)功能；惡性腫瘤；靶向治療

目前，由于惡性腫瘤細胞的無限增殖，腫瘤患者大多不可治愈，生存率低及生存質(zhì)量低下等原因，使其成為了全世界關(guān)注的焦點。所以研究惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制對其早期的診斷及靶向治療非常關(guān)鍵。結(jié)締組織生長因子(Connective tissue growth factor，CTGF/CCN2)的表達與多種癌癥的發(fā)生發(fā)展相關(guān)聯(lián)，參與細胞增殖、發(fā)育、黏附、遷移、血管生成等過程，并且能預(yù)測預(yù)后。然而，CTGF/CCN2蛋白的表達在不同惡性腫瘤中存在差異，并且發(fā)揮不同的作用。

1 CTGF/CCN2蛋白結(jié)構(gòu)功能

CTGF/CCN2蛋白的編碼基因在人類染色體6q23.1上，其中有4個內(nèi)含子與5個外顯子[1]。CTGF/CCN2中含有38個完全保守的半胱氨酸殘基，聚集成兩個區(qū)段，N末端區(qū)22個，C末端區(qū)16個[2]。N端和C端區(qū)后依次排列著四個結(jié)構(gòu)域：(1)胰島素生長因子(Insulin-like growth factor，IGF)，含12個半胱氨酸殘基，Gly-Cys-Gly-Cys-Cys-X-X-Cys(X是任何氨基酸)位于所有IGF結(jié)合蛋白的末端氨基酸序列中；(2)vonwille-brand因子C型重復(fù)(VWC分子)，包含10個半胱氨酸殘基，參與寡聚化和蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成；(3)血小板反應(yīng)蛋白I型重復(fù)(Thrombospondin，TSP-1)，其中含有6個半胱氨酸硫酸化糖蛋白，可與可溶性或基質(zhì)大分子物結(jié)合；(4)羧基末端半胱氨酸群(CT)，其中包含10個氨基酸殘基，參與受體的結(jié)合；這四個結(jié)構(gòu)域參與調(diào)節(jié)細胞凋亡、細胞外基質(zhì)生成、血管生成和遷移[3-5]。

2 CTGF/CCN2蛋白的生物學功能

CTGF/CCN2是促進纖維化的關(guān)鍵蛋白[6]，在纖維化的發(fā)生發(fā)展過程中轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)轉(zhuǎn)錄激活CTGF/CCN2蛋白，使其表達和分泌；同時，CTGF/CCN2蛋白可直接與TGF-β的配體結(jié)合，增加其與受體結(jié)合的幾率從而增強TGF-β/SMAD2信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)形成正反饋環(huán)，這種相互作用的關(guān)系涉及多種器官系統(tǒng)的纖維化[1，7-9]，如在肝臟、腎臟、心臟、皮膚、肺等器官和組織中[10-13]。此外，CTGF/CCN2還參與調(diào)節(jié)與纖維化相關(guān)的生物學過程，包括血管生成，細胞增殖、遷移、分化和細胞外基質(zhì)(EMC)重塑[14-15]，這些生物學功能在腫瘤細胞中發(fā)揮重要作用。

3 CTGF/CCN2在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

3.1 CTGF/CCN2蛋白在不同惡性腫瘤中的表達

CTGF/CCN2蛋白作為一個多功能信號調(diào)節(jié)器參與人類生理、病理過程和癌癥的進展[1]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，CTGF/CCN2蛋白在腫瘤中的作用存在多樣性和腫瘤特異性，其表達在不同類型的惡性腫瘤中存在差異，這與所涉及的器官和組織類型有關(guān)[16]。有研究回顧性分析發(fā)現(xiàn)CTGF/CCN2蛋白在乳腺癌、成膠質(zhì)細胞瘤、甲狀腺癌、黑色素瘤、胰腺癌和前列腺癌中高表達，并且與它們的發(fā)生發(fā)展及不良預(yù)后有關(guān)[17-18]。相反的是，在膀胱癌和肺癌中CTGF/CCN2蛋白的表達降低與腫瘤細胞的遠處轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后相關(guān)[19-20]。Wells等[16]總結(jié)了27種人類腫瘤中CTGF/CCN2蛋白的表達，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)其不同的表達水平可以改變腫瘤細胞的增殖、黏附、侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成和耐藥性等過程。

3.2 CTGF/CCN2蛋白與惡性腫瘤細胞的增殖

CTGF/CCN2蛋白調(diào)節(jié)細胞內(nèi)信號通路與各種細胞表面分子或細胞外配體結(jié)合，廣泛參與細胞分化、增殖等細胞過程[1]。Lacle等[21]對109例男性乳腺癌和75例女性乳腺癌患者進行研究發(fā)現(xiàn)，CTGF/CCN2蛋白主要在細胞基質(zhì)中高表達，并促進乳腺癌細胞的增殖。在濾泡性甲狀腺癌中，通過下調(diào)miR-199a-5p誘導(dǎo)的CTGF/CCN2顯著促進腫瘤細胞增殖[22]。

3.3 CTGF/CCN2蛋白與惡性腫瘤細胞的黏附

細胞的黏附作用與惡性腫瘤的侵襲能力有關(guān)，首先使癌細胞與原發(fā)腫瘤部位的外滲性黏附作用減弱，然后再增強其黏附力從而使腫瘤細胞定居到遠處的轉(zhuǎn)移部位。CTGF/CCN2蛋白還可以與不同的整合蛋白結(jié)合，改變腫瘤細胞的黏附作用[23]。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)，胃癌的腹膜轉(zhuǎn)移是通過整合素α3β1結(jié)合層黏連蛋白介導(dǎo)的，CTGF/CCN2蛋白通過阻斷整合素α3β1與層黏連蛋白結(jié)合，抑制腫瘤細胞黏附，從而控制胃癌的腹膜傳播。Lin等[25]在對結(jié)直腸癌的動物實驗研究中也發(fā)現(xiàn)CTGF/CCN2過表達使體外結(jié)直腸癌細胞的黏附力明顯降低，進而降低了腹膜病變的發(fā)生率，提高了小鼠的存活率。

3.4 CTGF/CCN2蛋白與惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移

3.4.1 促進作用 在腫瘤進展過程中，原發(fā)腫瘤微環(huán)境中的一些細胞啟動上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程，使細胞獲得間充質(zhì)特性，促進腫瘤細胞局部侵襲和轉(zhuǎn)移[26]。CTGF/CCN2蛋白在促進腫瘤反應(yīng)性基質(zhì)中的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中起重要作用。Xie等[27]通過臨床研究報道，在55%的侵襲性癌癥中檢測到CTGF/CCN2 mRNA的高表達水平。在神經(jīng)母細胞瘤中，CTGF/CCN2通過促進TGF-β表達，誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[28]。CTGF/CCN2蛋白因作為TGF-β因子的下游效應(yīng)物被過度表達，間接促進了食管鱗狀細胞癌中腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲過程[29]。還有臨床研究表明CTGF/CCN2蛋白在腹膜轉(zhuǎn)移的胃癌[30]和卵巢癌[31]中表達水平較正常組織高，減少CTGF/CCN2的表達可以抑制胃癌和卵巢癌細胞的侵襲以及腹膜轉(zhuǎn)移。還有報道指出，通過上調(diào)CTGF/CCN2蛋白在腫瘤細胞中的表達可以促進骨肉瘤[32]、黑色素瘤[27]、胰導(dǎo)管腺癌[18]和膠質(zhì)母細胞瘤[33]細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。

3.4.2 抑制作用 相反的是，在三種非小細胞肺癌細胞系中，CTGF/CCN2蛋白的表達水平與纖連蛋白誘導(dǎo)的侵襲能力呈負相關(guān)，CTGF/CCN2蛋白的高表達抑制肺癌的轉(zhuǎn)移表明這種生長因子可能對小細胞肺癌的靶向治療起關(guān)鍵性作用[19-20]。Chang等[34]發(fā)現(xiàn)了CTGF/CCN2蛋白對頭頸鱗狀細胞癌的獨特作用，CTGF/CCN2蛋白促進癌癥局部進展，但降低了腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移能力，合理的解釋了頭頸鱗狀細胞癌局部組織嚴重破壞卻極少轉(zhuǎn)移到遠端器官的臨床現(xiàn)象。有報道指出[3]，在結(jié)直腸癌腫瘤細胞中CTGF的高表達可以抑制轉(zhuǎn)移和侵襲，并且可以作為結(jié)直腸癌的獨立預(yù)后標志物。

3.5 CTGF/CCN2蛋白與惡性腫瘤的血管形成

新血管的生成在胚胎正常發(fā)育和腫瘤發(fā)生發(fā)展等多種生理病理過程的發(fā)生機制中至關(guān)重要[35]。大多數(shù)實體腫瘤在原發(fā)灶發(fā)展過程中通過募集血管生長因子，誘導(dǎo)新的血管生成。在腫瘤發(fā)生過程中CTGF/CCN2蛋白是一種有效的血管生成誘導(dǎo)劑，但是它能夠與血管內(nèi)皮生長因子A(Vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A)相互作用，阻止VEGF-A受體識別，導(dǎo)致抗血管生成的VEGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)降低[36]。CTGF/CCN2蛋白的高表達促進人骨肉瘤[37]、乳腺癌[38]、人橫紋肌肉瘤[39]和肝細胞癌[40]中新的血管生成。然而，Pi等[36]通過動物學實驗研究發(fā)現(xiàn)CTGF/CCN2的高表達卻抑制肺癌細胞腫瘤增殖和血管形成。

3.6 CTGF/CCN2蛋白與惡性腫瘤細胞的耐藥性

在惡性腫瘤患者化療過程中產(chǎn)生耐藥的機制包括不正常的膜轉(zhuǎn)運和腫瘤細胞的抗凋亡的特性。Tsai等[41]發(fā)現(xiàn)在人骨肉瘤中，CTGF/CCN2蛋白通過上調(diào)Bcl-xL蛋白、生存蛋白的表達，在順鉑治療期間抑制腫瘤細胞的凋亡增加腫瘤細胞的生存率。他們還發(fā)現(xiàn)了在人骨肉瘤細胞中，由于AMPK依賴性NF-κB信號通路上調(diào)存活蛋白的表達，導(dǎo)致CTGF/CCN2蛋白的表達，繼而抑制紫杉醇誘導(dǎo)的細胞凋亡作用，從而降低化療效果，出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象[39]。Yang等[3]發(fā)現(xiàn)，高表達的CTGF/CCN2蛋白激活FAK/MEK/ERK生存信號通路，降低結(jié)直腸癌腫瘤細胞凋亡，增強了腫瘤細胞對5-FU治療的耐藥性。因此，下調(diào)CTGF/CCN2蛋白的表達可能使惡性腫瘤化療治療中出現(xiàn)的耐藥現(xiàn)象得到改善。

4 小結(jié)與展望

學者們在許多類型的腫瘤細胞及細胞系中研究了CTGF/CCN2蛋白的表達及作用，其在腫瘤中的作用已經(jīng)成為共識。CTGF/CCN2蛋白在不同的腫瘤類型中的作用不同，甚至相反。本綜述主要概述CTGF/CCN2蛋白的結(jié)構(gòu)與功能，在惡性腫瘤中的作用機制及與化療耐藥的關(guān)系。CTGF/CCN2蛋白與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，深入研究其作用機制對于癌癥的靶向治療提供新的方向。它在其他惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的機制仍有待于進一步研究，使其更好的應(yīng)用于臨床。

1 Kubota S，Takigawa M.Cellular and molecular actions of CCN2/CTGF and its role under physiological and pathological condition[J].Clin Sci，2015，128(3)：181-196.

2 Perbal B.CCN proteins：A centralized communication network[J].J Cell Commun Signal，2013，7(3)：169-177.

3 Yang K，Gao K，Hu G，et al.CTGF enhances resistance to 5-Fu-mediating cell aprotosis through FAK/MEK/ERK signal pathway in colorectal cancer[J].Onco Targets Ther，2016，9：7285-7295.

4 Xue X，F(xiàn)an X，Qu Q，et al.Bioscreening and expression of a camel anti-CTGF VHH nanobody and its renaturation by a novel dialysis-dilation method[J].AMB Express，2016，6(1)：72.

5 Jiang J，Leong NL，Khalique U，et al.Connective tissue growth factor(CTGF/CCN2)in haemophilic arthropathy and arthrofibrosis：a histological analysis[J].Haemophilia，2016，22(6)：527-536.

6 Greeiten KG，Bovenschem N，Nguyen TQ，et al.Rapid hepatic clearance of full length CCN2/CTGF：a putative role for LRP1-mediated endocytosis[J].J Cell Commun Signal，2016，10(4)：295-303.

7 Mendes FA，Coelho Aquiar JM，Kahn SA，et al.Connective-tissue growth factor(CTGF/CCN2)induces astrogenesis and fibronectin expression of embryonic neural cells in vitro[J].PLoS One，2015，10(8)：e0133689.

8 Riser BL，Barnes JL，Varani J，et al.Balanced regulation of the CCN family of matricellular proteins：a novel approach to the prevention and treatment of fibrosis and cancer[J].J Cell Singal，2015，9(4)：327-339.

9 Purohit T，Qin Z，Quan C，et al.Smad-3 dependent CCN2 mediates fibronectin expression in human skin dermal fibroblasts[J].PLoS One，2017，12(3)：e0173191.

10 Ding ZY，Jin GN，Wang W，et al.Activin a-smad singaling mediates connective tissue growth factor synthesis in liver progenitor cells[J].Int J Mol Sci，2016，17(3)：408.

11 Toda N，Mori K，Kasahara M，et al.Curcial role of mesangial cell-derived connective tissue growth factor in a mouse model of anti-glomerular basement membrance glomerulonephritis[J].Sci Rep，2017，7：42114.

12 Chatzigrangkeskou M，Le Dour C，Wu W，et al.ERK1/2 directly acts on CTGF/CCN2 expression to mediate myocardial fibrosis in cardiomyopathy caused by mutations in the lamin A/C gene[J].Hum Mol Genet，2016，25(11)：2220-2233.

13 Leask A.CCN2 in skin fibrosis[J].Methods Mol Biol，2017，1489：417-421.

14 Accornero F，Correll RN，van Berlo JH，et al.Genetic anlysis of connective tissue growth factor as an effector of transforming growth factor β signaling and cardiac remodeling[J].Mol Cell Biol，2015，35(12)：2154-2164.

15 Yang Z，Sun Z，Liu H，et al.Connective tissue growth factor stimulates the proliferation，migration and differentiation of lung fibroblasts during paraquat-induced pulmonary fibrosis[J].Mol Med Rep，2015，12(1)：1091-1097.

16 Wells JE，Howlett M，Cole CH，et al.Deregulated expression of connective tissue growth factor(CTGF/CCN2)is linked to poor outcome in human cancer[J].Int J Cancer，2015，137(3)：504-511.

17 Yeger H，Perbal B.CCN family of proteins：critical modulators of the tumor cell microenvironment[J].J Cell Commun Signal，2016，10(3)：229-240.

18 Ubikn I，Verhaar ER，Kranenburg O，et al.A potential role for CCN2/CTGF in aggressive colorectal cancer[J].J Cell Commun Signal，2016，10(3)：223-227.

19 Kato S，Yokoyama S，Hayakawa Y，et al.P38 pathway as a key downstream signal of connective tissue growth factor to regulate metastatic potential in non-small-cell lung cancer[J].Cancer Sci，2016，107(10)：1416-1421.

20 Guo Y，Li X，Lin C，et al.MicroRNA133b inhibits connective tissue growth factor in colorectal cancer and correlates with the clinical stage of the disease[J].Mol Med Rep，2015，11(4)：2805-2812.

21 Lacle MM，van Diest PJ，Goldschmeding R，et al.Expression of connective tissue growth factor in male breast cancer：clinicopathologic correlations and prognostic value[J].PLoS One，2015，10(3)：e0118957.

22 Sun D，Han S，Lin C，et al.Microrna-199a-5p functions as a tumor suppressor via suppressing connective tissue growth factor(CTGF)in follicular thyroid carcinoma[J].Med Sci Mont，2016，22：1210-1217.

23 Sandra RM，Raquel RD，Jose Luis MP，et al.Connective tissue growh factor is a new ligand of epiderma growth factor receptor[J].J Mol Cell Biol，2013，5(5)：323-335.

24 Chen CN，Chang CC，Lai HS，et al.Connectiv tissue growth factor inhibits gastric cancer peritoneal metastasis by blocking intergrin α3β1-dependent adhesion[J].Gastric Cancer，2015，18(3)：504-515.

25 Li J，Ye L，Owen S，et al.Emeriging role of CCN family proteins in tumorigenesis and cancer metastasis[J].Int J Mol Med，2015，36(6)：1451-1463.

26 Jung HY，F(xiàn)attet L，Yang J，et al.Molecular pathway：linking tumor microenvironment to epthelial-mesenchymal transition in metastasis[J].Clin Cancer Res，2015，21(5)：962-968.

27 Hutchenereuther J，Vincent KM，Carter DE，et al.CCN2 expression by tumor stroma is required for melanoma metastasis[J].J Invest Dermatol，2015，135(11)：2805-2813.

28 Wang Q，Xu Z，An Q，et al.TAZ promotes epithelial to mesenchymal transition via the upregulation of connective tissue growth factor expression in neuroblastoma cells[J].Mol Med Rep，2015，11(2)：982-988.

29 Han Q，Zhang HY，Zhong BL，et al.MicroRNA-145 inhibits cell migration and invasion and regulates epithelial-mesenchymal transition(EMT)by targeting connective tissue growth factor(CTGF)in esophageal squamous cell carcinoma[J].Med Sci Monit，2016，22：3925-3934.

30 Li J，Gao X，Ji K，et al.Differential expression of CCN family members CYR61，CTGF and NOV in gastric cancer and their association with disease progression[J].Oncol Rep，2016，36(5)：2517-2525.

31 Kim MJ，Gloss BS，Murali R，et al.Connective tissue growth factor as a novel therapeutic target in high grade serous ovarian cancer[J].Oncotarget，2015，6(42)：445551-44562.

32 Huang Y，Zhao S，Zhang C，et al.Downregulation of connective tissue growth factor reduces migration and invasiveness of osteosarcoma cells[J].Mol Med Rep，2016，13(2)：1888-1894.

33 Tian T，Li A，Lu H，et al.Six1 promotes glioblastoma cell proliferation and invasion by upregulation of connective growth factor[J].Am J Cancer Res，2015，5(5)：1823-1830.

34 Chang CC，Hsu WH，Wang CC，et al.Connective tissue growth factor activates pluripotency genes and mesenchymal-epithelial transition in head and neck cancer cells[J].Cancer Res，2013，73(13)：4147-4157.

35 Shimo T，Takigawa M.Cell biological assays for measuring angiogenic activities of CCN proteins[J].Methods Mol Biol，2017，1489：239-249.

36 Pi L，Shenoy AK，Liu J，et al.CCN2/CTGF regulates neovessel formation via targeting structurally conserved cystine knotmotifs in multiple angiogenic regulators[J].FASEB，2012，26(8)：3365-3379.

37 Wang LH，Tsai HC，Cheng YC，et al.CTGF promotes osteosarcoma angiogenesis by regulating miR-543/angiopoietin 2 signaling[J].Cancer Lett，2017，391：28-37.

38 Kleer CG.Dual roles of CCN proteins in breast cancer progression[J].J Cell Commun Signal，2016，10(3)：217-222.

39 Tsai HC，Huang CY，Su HL，et al.CTGF increases drug resistance to paclitaxel by upregulating survivin expression in human osteosarcoma cells[J].Biochim Biophys Acta，2014，1843(5)：846-854.

40 Jia Q，Dong Q，Qin L，et al.CCN：Core regulatory proteins in the microenvironment that affect the metastasis of hepatocellular carcinoma?[J].Oncotarget，2016，7(2)：1203-1214.

41 Tsai HC，Huang CY，Su HL，et al.CCN2 enhances resistance to cisplatin-mediating cell apoptosis in human osteosarcoma[J].PLoS One，2014，9(3)：e90159.

(收稿：2017-03-06)

Research progress of CTGF/CCN2 in the development and targeted therapy of malignant tumor

SUNYuqi，CHENXiuwei

Department of Gynecological Oncology，Harbin Medical University Cancer Hospital，Harbin 150081，China

The current incidence of malignant tumors is increasing.Although we have been exploring the mechanism of tumor development and its treatment，its efficacy is little.Malignant tumor development mechanism is very complex，and a variety of proteins and genes involved.Connective tissue growth factor(CTGF，also known as CCN2)is a secreted protein，a member of the CCN family，which plays a very important role in the development and progression of tumors.This article summarizes the structure and function of CTGF /CCN2 protein，the mechanism of action in the development of malignant tumors and the latest research progress in targeted therapy.

CTGF/CCN2 protein；Structural function；Malignancy；Targeted therapy

黑龍江省教育廳科學技術(shù)研究項目(12541400)；海燕科研基金(JJZD2017-04)；科技創(chuàng)新人才(2015RAXYJ054)

哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院(哈爾濱 150081)

孫禹琪，女，(1990-)，碩士研究生，從事婦科腫瘤方面的研究。

陳秀瑋，E-mail：chenxiuwei1023@163.com

R73

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.04.014