NGF-TrkA信號通路在胃癌進展和預后中的作用及機制研究

趙會懂，靳海峰

胃癌在我國各種惡性腫瘤排行中居于首位，依據(jù)病情發(fā)展類型可分為早期胃癌、進展期胃癌。早期胃癌患者癥狀不典型，雖然隨內(nèi)鏡技術(shù)發(fā)展，早期胃癌的診斷率有所提高，但我國仍徘徊在10%左右，早期胃癌患者治療后受N分期、脈管浸潤及浸潤深度等因素影響常出現(xiàn)復發(fā)情況，且腫瘤直徑、N分期也與患者預后有關(guān)[1]。大多胃癌患者在確診時已處于中晚期，即進展期，對于無漿膜層侵犯的進展期胃癌患者雖然采用腹腔鏡的放大視野、精確解剖技術(shù)可獲得約85%的5年無瘤生存率，但對于漿膜層侵犯者效果尚未知。因此，分析胃癌患者的病理進展情況對判斷預后及選擇治療方案具有重要意義[2]。導致腫瘤發(fā)生及發(fā)展的基礎(chǔ)包括無限復制潛能、生長信號自我供給、生長抑制信號不敏感、血管生成、侵襲與轉(zhuǎn)移，其中侵襲和轉(zhuǎn)移導致復發(fā)是胃癌患者預后較差的主要原因[3]。此外，胃癌還存在一種轉(zhuǎn)移方式——神經(jīng)浸潤，已有研究表明，神經(jīng)肽受體1表達、β-catenin致癌信號通路及表皮生長因子受體的協(xié)同作用在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要作用[4]；而神經(jīng)生長因子(nerve growth factor, NGF)是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族最早被發(fā)現(xiàn)的成員，與其受體酪氨酸蛋白激酶A(tyrosine kinase A, TrkA)在腫瘤細胞神經(jīng)浸潤過程中起重要作用[5]。為此，本文主要探討NGF-TrkA信號通路在胃癌進展及預后中的作用與機制，具體內(nèi)容如下。

1 神經(jīng)浸潤的研究現(xiàn)狀

惡性腫瘤最重要特征為侵襲與轉(zhuǎn)移，其中腫瘤侵襲指癌細胞離開原發(fā)部位突破由外基質(zhì)及基底膜所構(gòu)成的屏障，浸潤至周圍正常組織；轉(zhuǎn)移則是癌細胞依靠血道、淋巴道等途徑，由原發(fā)部位向遠離癌灶的器官內(nèi)形成轉(zhuǎn)移瘤的過程，而神經(jīng)浸潤是消化道惡性腫瘤的重要標志，如胰腺癌(45%～100%)、膽道系統(tǒng)癌(85%～88%)[6]。在消化道中某些因素使神經(jīng)束膜薄弱部位的密封性消失而形成轉(zhuǎn)移通道，腫瘤細胞由此侵入至神經(jīng)束膜并順阻力較低的神經(jīng)周圍間隙播散并呈連續(xù)性生長，伴隨神經(jīng)分支蔓延，同時腫瘤細胞也可通過神經(jīng)束膜的薄弱部位由神經(jīng)周圍間隙遷移至神經(jīng)束膜外的組織或器官中，導致癌細胞向遠處轉(zhuǎn)移形成新癌灶[7]。

2 神經(jīng)浸潤在胃癌發(fā)病和預后中的作用

2.1胃癌患者發(fā)生神經(jīng)浸潤的相關(guān)研究 病理研究顯示，人胃癌組織內(nèi)分布著較正常胃組織更多的P物質(zhì)-免疫陽性神經(jīng)纖維，這些纖維由四周的正常組織向癌組織中心部位延伸，走行于胃癌細胞之間，神經(jīng)纖維這種分布特征表明胃癌細胞的存在使其出現(xiàn)再生，使胃癌組織內(nèi)存在大量的呈向心性分布的神經(jīng)纖維，這些纖維發(fā)生可塑性改變，導致胃癌的增殖，也為腫瘤細胞的神經(jīng)浸潤提供了條件，且胃在解剖上與腹神經(jīng)叢相鄰，構(gòu)成了胃癌易于發(fā)生神經(jīng)浸潤的解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[8-9]。陳路川等[10]的研究結(jié)果也顯示，神經(jīng)浸潤是影響胃癌患者預后的獨立危險因素，可作為評價患者預后的重要指標?？梢娚窠?jīng)浸潤可能是影響胃癌患者病情進展和預后的重要原因。

2.2影響神經(jīng)浸潤的相關(guān)因子 相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤新生血管是促進胃癌生長及轉(zhuǎn)移的重要因素，其中基質(zhì)金屬蛋白酶-2(matrix metalloproteinase, MMP-2)、MMP-9及重組人金屬蛋白酶組織抑制劑2是反映胃腸道腫瘤惡性程度及侵襲能力的重要指標[11]。高艷章和談宗明[12]的研究顯示，胃癌患者外周血中纖維細胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子-β1等反映血管形成的相關(guān)指標與MMPs有較好的相關(guān)性，可反映胃癌惡性程度與侵襲能力。李暉和姬榮偉[13]研究結(jié)果表明，進展期胃癌中神經(jīng)旁浸潤及人表皮生長因子受體-2對預后有一定提示作用，人表皮生長因子受體-2原癌基因蛋白可能與神經(jīng)旁浸潤存在一定關(guān)聯(lián)性或發(fā)揮一定協(xié)同作用。

2.3NGF及其受體TrkA NGF屬于神經(jīng)營養(yǎng)因子家族，可通過與靶細胞表面的NGF受體特異性結(jié)合而介導生物學效應(yīng)的產(chǎn)生，在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中，具有促進神經(jīng)細胞存活與分化的作用，對神經(jīng)、血管及腫瘤均有多種病理及生理功能。同時NGF不僅是神經(jīng)細胞與非神經(jīng)細胞生長、分化、增殖及生存所需的重要物質(zhì)，還能作為絲裂原促進腫瘤細胞分裂，在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用[14]。TrkA屬于酪氨酸激酶受體家族，是由神經(jīng)營養(yǎng)因子受體酪氨酸激酶受體1型(neurotrophic tyrosine kinase receptor type 1, NTRK1)基因編譯的140 kD跨膜蛋白，是NGF的特異性高親和力受體，介導NGF的多種生物功能；NGF結(jié)合TrkA受體可導致受體二聚化，激活內(nèi)在激酶活性，繼而引起多種信號通路激活，包括Ras/MAPK、P13K/Akt、PLCγ通路等，故TrkA調(diào)控異常與人類多種疾病相關(guān)[15-17]。國內(nèi)有多項研究報道，NGF-TrkA信號通路在骨癌痛、膽管癌及卵巢癌演變過程中均發(fā)揮重要作用[18-20]。國外學者Vaishnavi等[21]也在肺癌患者中發(fā)現(xiàn)新的基因融合，其中包括編碼高親和力受體TrkA的NTRK1基因，此基因融合導致TrkA激酶活性的組成性激活是其發(fā)揮致癌作用的重要機制。

2.4NGF-TrkA信號通路在胃癌神經(jīng)浸潤和轉(zhuǎn)移中的作用及機制 NGF是導致胃癌神經(jīng)特征改變的主要因子，胃癌細胞分泌的NGF與腫瘤細胞周圍神經(jīng)分泌的TrkA受體相互吸引，繼而形成濃度梯度趨向使神經(jīng)向癌細胞生長，造成神經(jīng)主動受侵。此外，胃癌細胞分泌的受體TrkA也會由于神經(jīng)纖維分泌的NGF所形成的濃度梯度，而在癌細胞與神經(jīng)之間形成趨化作用，為兩者相向生長提供動力。因此，NGF-TrkA信號通路通過旁分泌與自分泌途徑在促進胃癌增殖與神經(jīng)浸潤和轉(zhuǎn)移方面發(fā)揮作用。Du等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌及正常胃黏膜之間NGF及其受體mRNA均有表達，且NGF、纖維細胞生長因子、神經(jīng)營養(yǎng)素-3(neu-rotrophins, NT-3)、NT-4/5在胃癌中表達水平低于正常胃黏膜，表明NGF家族及其受體Trk家族可能在胃癌中發(fā)揮著獨特作用。Ras或Raf信號轉(zhuǎn)導通路或許是胃癌細胞凋亡的一個新通路，其同步效應(yīng)與減少細胞程序性死亡信號轉(zhuǎn)導的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。國內(nèi)學者杜建軍等[23]的研究也發(fā)現(xiàn)，NGF及其受體Trk家族在胃癌組織與對應(yīng)正常胃黏膜中均有不同程度表達，且與正常胃黏膜相比，胃癌組織中NGF、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、NT-3、NT-4/5、NT-6與受體TrkA、TrkB、TrkC均同時下調(diào)，NGF家族下調(diào)程度大于Trk家族，其中NT-3與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子下調(diào)程度最大，Trk家族中TrkC下調(diào)程度最大，并得出NGF家族與Trk家族在胃癌組織中表達下調(diào)，可能通過另一新的Ras或Raf信號傳導途徑發(fā)揮獨特的促凋亡作用。王鵬[24]的研究發(fā)現(xiàn)，NGF及其受體TrkA在胃癌中的表達水平高于癌旁組織，且兩者在有神經(jīng)浸潤的胃癌中表達水平均高于無神經(jīng)浸潤者，并認為在胃癌侵襲過程中，神經(jīng)纖維分泌的NGF與腫瘤細胞表達的受體TrkA之間發(fā)生定向趨化運動，且兩者結(jié)合能促進MMP-7及乙酰肝素酶表達而增強癌細胞侵襲能力，最終導致神經(jīng)浸潤，NGF、TrkA、MMP-7、乙酰肝素酶表達也存在兩兩相關(guān)性，在胃癌發(fā)生發(fā)展、浸潤轉(zhuǎn)移過程中有協(xié)同作用，共同促進神經(jīng)浸潤。夏啟俊和陳凜[25]則認為，胃癌的神經(jīng)浸潤是互動過程，一方面神經(jīng)組織通過特定信號促進腫瘤的增殖與侵襲；另一方面腫瘤細胞導致神經(jīng)細胞軸突的生長與延長，并可使神經(jīng)纖維增粗，繼而有利于腫瘤細胞與神經(jīng)的接觸黏附和轉(zhuǎn)移。在具有神經(jīng)浸潤特性的惡性腫瘤細胞周圍，存在神經(jīng)組織生成、軸突延長、神經(jīng)細胞數(shù)量及突觸數(shù)量增加、神經(jīng)組織密度增加等特征，而NGF在這種神經(jīng)特征的表達過程中發(fā)揮重要作用。

3 基于NGF-TrkA信號通路對胃癌治療

已有文獻報道，抗NGF療法對癌癥患者具有明確鎮(zhèn)痛作用，通過隔絕或消除內(nèi)源性NGF、拮抗TrkA受體以阻止其與NGF結(jié)合、阻斷TrkA激酶活性，而減輕腫瘤骨轉(zhuǎn)移引起的骨性疼痛，抑制神經(jīng)出芽、神經(jīng)瘤形成引起的癌性疼痛等[26-27]。谷新怡等[28]采用黃芪注射液對視神經(jīng)牽拉傷大鼠進行干預，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與假手術(shù)組相比，視神經(jīng)牽拉傷大鼠視網(wǎng)膜組織NGF及TrkA蛋白表達明顯增加；給藥12 d后與模型組比較，黃芪治療組大鼠視網(wǎng)膜組織NGF、TrkA蛋白表達明顯增加，提示黃芪注射液對大鼠視網(wǎng)膜組織NGF、TrkA蛋白表達有明顯調(diào)節(jié)作用，可較好保護視神經(jīng)。周媛[29]也采用鞘內(nèi)注射抗NGF抗體對胃癌痛大鼠進行干預，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用藥后胃癌痛大鼠自發(fā)縮足次數(shù)明顯減少，證實鞘內(nèi)注射抗NGF抗體能有效緩解骨癌痛。

4 結(jié)語

NGF-TrkA信號通路對胃癌的進展及預后具有一定作用，可能機制為激活NGF-TrkA生物軸系統(tǒng)可以促進細胞信號傳導，增加神經(jīng)浸潤而促進胃癌細胞增殖和轉(zhuǎn)移；同時激活新的Ras或Raf信號傳導通路及MMP-7、乙酰肝素酶等的表達，加快神經(jīng)浸潤。因此，NGF-TrkA信號通路可作為今后治療胃癌神經(jīng)浸潤和轉(zhuǎn)移的新靶點。

[參考文獻]

[1] 王浩,周巖冰,牛兆建,等.早期胃癌預后及復發(fā)轉(zhuǎn)移因素分析[J].中華普通外科雜志,2015,30(8):639-642.

[2] 萬伯順,陳躍宇,史佩東,等.腹腔鏡輔助遠端胃癌 D2根治術(shù)治療無漿膜層侵犯的進展期胃癌54例[J].解放軍醫(yī)藥雜志,2015,27(5):46-48.

[3] 魏耕富,王健生,馬智,等.miR-29c靶向調(diào)控AMPK/mTOR信號通路對胃癌細胞生物學行為的影響[J].解放軍醫(yī)藥雜志,2017,29(12):10-12,24.

[4] 黃丹丹,虞敏紅,蔡穎,等.神經(jīng)肽受體1表達在胃癌臨床病理中的意義及其與β3-catenin、表皮生長因子受體的相關(guān)性[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志,2015,25(35):37-42.

[5] 蔡蕭君,趙曉龍,孫河.針刺對慢性高眼壓后大鼠模型NGF-TrkA及AKT的影響[J].四川中醫(yī),2017,35(7):65-68.

[6] 紀明明,李云東,隋淑鳳.胃癌神經(jīng)浸潤與臨床病理特征的關(guān)系及對預后的影響[J].中華普通外科雜志,2015,30(5):403-404.

[7] Saygili E, Schauerte P, Pekassa M,etal. Sympathetic neurons express and secrete MMP-2 and MT1-MMP to control nerve sprouting via pro-NGF conversion[J].Cell Mol Neurobiol, 2011,31(1):17-25.

[8] 張洪偉,王為忠,宋俊峰,等.人胃癌組織內(nèi)神經(jīng)纖維發(fā)生可塑性改變的研究[J].中國癌癥雜志,2007,17(3):261-264.

[9] 王釗,楊東海,彭林濤.miR-638對胃癌細胞侵襲和遷移的影響及其分子機制[J].中國老年學雜志,2017,37(14):3419-3422.

[10] 陳路川,魏晟宏,葉再生,等.神經(jīng)浸潤對1801例胃癌術(shù)后預后的影響[J].中華消化外科雜志,2017,16(3):262-268.

[11] Chen R, J Xue J, Xie M. Osthole regulates TGF-β1 and MMP-2/9 expressions via activation of PPARα/γ in cultured mouse cardiac fibroblasts stimulated with angiotensinⅡ[J].J Pharm Pharm Sci, 2013,16(5):732-741.

[12] 高艷章,談宗明.胃癌患者促血管生成相關(guān)因子與MMPs對病情進展的判斷意義[J].解放軍預防醫(yī)學雜志,2015,33(2):185-186.

[13] 李暉,姬榮偉.進展期胃癌中神經(jīng)旁浸潤與HER-2表達及其相關(guān)性分析[J].臨床與實驗病理學雜志,2017,33(2):178-182.

[14] Aloe L, Chaldakov G N. The multiple life of nerve growth factor: tribute to rita levi-montalcini (1909-2012)[J].Balkan Med J, 2013,30:4-7.

[15] 程鳴佳,林一丹.NGF-TrkA信號通路在腫瘤中的作用及靶向治療的研究進展[J].中國胸心血管外科臨床雜志,2015,22(3):261-264.

[16] 程鳴佳,林一丹.神經(jīng)生長因子-TrkA信號通路在疼痛中的作用機制及TrkA抑制劑的研究進展[J].創(chuàng)傷外科雜志,2014,16(5):468-471.

[17] 彭鳳玲,莫中成,鄭翔,等.神經(jīng)生長因子及其受體相關(guān)信號傳導通路的研究進展[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展,2015,15(31):6190-6193.

[18] 姚鵬,范琳,王志彬,等.背根神經(jīng)節(jié)TrkA、P75NTR受體在大鼠骨癌痛發(fā)展過程中的表達變化[J].中國醫(yī)科大學學報,2013,42(7):588-590,603.

[19] 徐云飛.FGF19-FGFR4,NGF-TrkA信號通路在膽管癌進展及預后中作用及機制研究[D].濟南:山東大學,2014.

[20] 高春英,劉金鈺,李慧.神經(jīng)生長因子及其受體TrkA在卵巢癌中的作用[J].中國婦幼保健,2015,30(8):1310-1312.

[21] Vaishnavi A, Capelletti M, Le A T,etal. Oncogenic and drug sensitive NTRK1 rearrangements in lung cancer[J].Nat Med, 2013,19(11):1469-1472.

[22] Du J J, Dou K F, Peng S Y,etal. Expression of NGF family and their receptors in gastric carcinoma: a cDNA microarray study[J].World J Gastroenterol, 2003,9(7):1431-1434.

[23] 杜建軍,竇科峰,王為忠,等.神經(jīng)生長因子及其受體家族同步下調(diào)在胃癌發(fā)生中的作用[J].中華胃腸外科雜志,2002,5(2):130-133.

[24] 王鵬.神經(jīng)生長因子及其受體TrkA與胃癌神經(jīng)浸潤的相關(guān)性研究[D].承德:承德醫(yī)學院,2013.

[25] 夏啟俊,陳凜.胃癌神經(jīng)侵襲的細胞與分子機制[J].中華胃腸外科雜志,2015,18(2):198-200.

[26] Mckelvey L, Shorten G D, O'Keeffe G W. Nerve growth factor-mediated regulation of pain signalling and proposed new intervention strategies in clinical pain management[J].J Neurochem, 2013,124(3):276-289.

[27] 董孟政,張甲鎧,孟憲亮,等.神經(jīng)生長因子治療周圍神經(jīng)損傷的臨床研究[J].中國醫(yī)藥導刊,2015,17(4):343-344.

[28] 谷新怡,劉愛偉,蘇艷,等.黃芪注射液對視神經(jīng)牽拉傷大鼠NGF、TrkA表達的影響[J].北京中醫(yī)藥大學學報,2016,39(1):26-29.

[29] 周媛.鞘內(nèi)注射抗神經(jīng)生長因子抗體對胃癌痛大鼠疼痛行為學的影響[D].沈陽:中國醫(yī)科大學,2009.