中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展

王 娟，王 蕓，楊麗華

（南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院消化醫(yī)學(xué)中心，江蘇210011）

消化系統(tǒng)腫瘤具有高發(fā)病率和高死亡率的特點(diǎn)[1]，盡管有早期發(fā)現(xiàn)及診斷方法的現(xiàn)代化、新藥或照射方法的不斷引入，治療結(jié)果仍然不理想。中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運(yùn)載蛋白（neutrophil gelatinase-associatded lipocalin，NGAL）具有調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞生長的作用，在食管癌、胃癌、胰腺癌或結(jié)腸癌等腫瘤組織中過表達(dá)[2]，提示NGAL與消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。

1 NGAL與食管癌

食管癌是我國消化道常見的惡性腫瘤之一，死亡率高。研究發(fā)現(xiàn)NGAL與食管癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)。Li等[3]研究顯示，反義阻斷NGAL轉(zhuǎn)錄不僅有效降低癌細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloprotein，MMP）家族中MMP-9和MMP-2活性，而且顯著抑制癌細(xì)胞對裸鼠的侵襲，提示NGAL可能通過調(diào)節(jié)MMP-9和MMP-2活性參與腫瘤細(xì)胞的侵襲，或可成為判斷食管癌預(yù)后的標(biāo)志。Zhang等[4]通過對石蠟切片分析，發(fā)現(xiàn)食管鱗狀細(xì)胞癌（esophageal squamous-cell carcinoma，ESCC）中 NGAL 表達(dá)水平顯著高于正常黏膜，與癌細(xì)胞分化正相關(guān)，而且NGAL/MMP-9復(fù)合物的酶活性高于正常黏膜，并與腫瘤浸潤深度顯著相關(guān)，提示NGAL參與ESCC分化途徑和侵襲性進(jìn)展。劉文健等[5]用免疫組織化學(xué)法檢測NGAL和MMP-9的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)食管癌中NGAL表達(dá)顯著高于正常組織，并與腫瘤分化程度、浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，推測NGAL在食管癌的發(fā)生、浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過程中與MMP-9關(guān)系密切，可能存在協(xié)同作用，兩者可作為食管癌侵襲轉(zhuǎn)移及預(yù)后的重要指標(biāo)。茍新敏等[6]應(yīng)用免疫組織化學(xué)方法檢測50例食管癌和10例正常食管組織，分析NGAL表達(dá)與病變類型的關(guān)系及其表達(dá)率與臨床病理特征的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)NGAL不僅在食管癌中顯著表達(dá)，并在食管癌發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移中具有一定作用。周敏杰等[7]對比66例食管癌患者和66例健康者血清NGAL，發(fā)現(xiàn)食管癌組的血清NGAL高于健康對照組，且食管癌分期較高者（Ⅱ期～Ⅳ期）的變化大于分期較低者（Ⅰ期），提示NGAL對食管癌的進(jìn)展有促進(jìn)作用。黃華等[8]研究發(fā)現(xiàn)，NGAL在食管癌癌巢周圍及中央的細(xì)胞呈強(qiáng)陽性表達(dá)，推測NGAL可能是一種新的食管癌癌變相關(guān)基因。

關(guān)于在汕頭人胚胎食管癌細(xì)胞系（Shantou human embryonic esophageal carcinoma cell，SHEEC）中NGAL過表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，Li等[9]分析NGAL5′-非翻譯區(qū)（5′-UTR）和 3′非翻譯區(qū)（3′-UTR）的結(jié)構(gòu)特征，對NGAL基因的 69 bp 5′-UTR 和 147 bp 3′UTR 進(jìn)行克隆和DNA測序，并未發(fā)現(xiàn)任何堿基對突變，可見食管癌中NGAL基因具有完整的5′-UTR和3′-UTR，NGAL過表達(dá)不是發(fā)生在轉(zhuǎn)錄過程中。數(shù)項(xiàng)研究[10-13]發(fā)現(xiàn)，在NGAL過表達(dá)的ESCC細(xì)胞中顯示出最大上調(diào)或下調(diào)的20個基因，在下調(diào)基因集合和上調(diào)基因集合中分別發(fā)現(xiàn)數(shù)百個重要的序列模式和數(shù)十個轉(zhuǎn)錄因子，表明NGAL過表達(dá)后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的變化導(dǎo)致特定轉(zhuǎn)錄因子和（或）某些序列模式發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，在轉(zhuǎn)錄水平實(shí)現(xiàn)對顯著下調(diào)或上調(diào)基因的共調(diào)節(jié)；研究者們構(gòu)建了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（protein-protein interaction，PPI)，并分析從 NGAL到轉(zhuǎn)錄因子的路徑，發(fā)現(xiàn)NGAL過表達(dá)極大地干擾了ESCC中的PPI網(wǎng)絡(luò)。此外，還發(fā)現(xiàn)NGAL激活Ras/Raf/MEK/ERK通路，并增強(qiáng)ESCC細(xì)胞中MMP-9活性。NGAL表達(dá)增加激活的ERK1/2，降低p-ERF1和增加p-ERM，并導(dǎo)致細(xì)胞骨架F-活性重排。

2 NGAL與胃癌

NGAL與胃癌的預(yù)后、分期等明顯關(guān)聯(lián)。有研究證實(shí)，與鄰近的正常胃黏膜相比，胃癌組織中NGAL和NGAL/MMP9復(fù)合物上調(diào)，該復(fù)合物可作為胃癌新的預(yù)后因素[14]。Wang等[15]通過免疫組織化學(xué)方法，顯示胃癌患者NGAL高表達(dá)，NGAL可作為獨(dú)立預(yù)后因子。厲金雷等[16]認(rèn)為NGAL在胃癌中表達(dá)上調(diào)與胃癌進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，提示預(yù)后不良，可作為評價胃癌預(yù)后新的生物學(xué)指標(biāo)。胃癌組織中NGAL過度表達(dá)，正常胃黏膜、腸上皮化生、異性增生、早期胃癌與進(jìn)展期胃癌之間NGAL蛋白表達(dá)強(qiáng)度的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，認(rèn)為NGAL蛋白過度表達(dá)可能是胃癌發(fā)生發(fā)展以及判斷預(yù)后的潛在生物學(xué)參考指標(biāo)[17]。李萌等[18]發(fā)現(xiàn)胃癌組織中NGAL蛋白陽性率與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管侵犯、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期呈正相關(guān)，NGAL蛋白表達(dá)陽性組生存時間低于陰性組，有望成為監(jiān)測胃癌轉(zhuǎn)移、侵襲及預(yù)后的指標(biāo)。林建姣等[19]等研究提示，胃癌患者血清NGAL水平與Lauren分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤深度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期有關(guān)，Ⅰ期患者血清NGAL的靈敏度高于癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）。

徐希等[20]發(fā)現(xiàn)胃癌組血清MMP-9、NGAL水平顯著高于正常對照組，并與腫瘤TNM分期相關(guān)。熊海林[21]研究發(fā)現(xiàn)胃癌患者TNM分期Ⅰ+Ⅱ期患者血清NGAL水平低于Ⅲ+Ⅳ期患者，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者血清NGAL水平高于無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者，認(rèn)為血清NGAL可作為胃癌篩查、判斷病情和預(yù)后的指標(biāo)。Shimura等[22]觀察到胃癌患者（62.9%處于IA期）尿中MMP-9/NGAL復(fù)合物陽性率高于健康對照組，認(rèn)為該復(fù)合物在胃癌早期已經(jīng)存在。許秀華等[23]研究顯示，血清NAGL濃度消化道腫瘤組高于息肉組及對照組，息肉組高于對照組，NGAL可能是篩查消化道癌前病變的潛在指標(biāo)。

NGAL基因有可能成為胃癌治療的靶點(diǎn)。張世同等[24]提取胃癌組織及癌旁組織中總RNA及總蛋白，用RT-PCR及Western blotting檢測NGAL mRNA及蛋白表達(dá)，將NC-siRNA組、NGAL-siRNA轉(zhuǎn)染生長對數(shù)期的人胃癌BGC823細(xì)胞。發(fā)現(xiàn)胃癌組織NGAL mRNA及蛋白表達(dá)均高于癌旁組織，NGAL-siRNA組NGAL蛋白表達(dá)低于對照組，RNA干擾NGAL表達(dá)后可降低BGC823細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡，其機(jī)制與抑制Wnt/β-catenin信號通路有關(guān)。Han等[25]小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NGAL沉默有助于抑制人胃癌細(xì)胞系MGC-803和SGC-7901細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，推測NGAL基因可能成為治療胃癌的靶點(diǎn)。

3 NGAL與膽管癌及肝癌

Budzynska等[26]提出膽汁NGAL檢測可以區(qū)分惡性和良性膽管狹窄，與血清CA19-9聯(lián)合檢測或許可作為膽管癌的生物標(biāo)志物。Chiang等[27]提出MART-10和1α，25（OH）2D3對人膽管癌細(xì)胞具有抗增殖作用，NGAL敲除可降低SNU308細(xì)胞Ki-67表達(dá)，并使細(xì)胞對 1α，25（OH）2D3 和 MART-10 處理的反應(yīng)變差。MART-10以維生素D受體（vitamin D receptor，VDR）依賴性方式抑制膽管癌細(xì)胞NGAL表達(dá)，并且VDR部分介導(dǎo)膽管癌細(xì)胞中MART-10誘導(dǎo)的生長抑制。

NGAL與肝癌發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后也有一定關(guān)聯(lián)。李林國等[28]采用熒光實(shí)時定量PCR法檢測在23例肝癌組織標(biāo)本中NGAL基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)52.17%肝癌組織NGAL顯著上調(diào)，NGAL表達(dá)促使SMCC-7721細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)化，抑制低血清誘導(dǎo)下的細(xì)胞凋亡，推測NGAL可能與肝癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，可能促進(jìn)肝癌細(xì)胞生長、抑制肝癌細(xì)胞凋亡。Zhang等[29]證實(shí)，NGAL在肝癌中表達(dá)上調(diào)與患者不良臨床病理特征和預(yù)后不良相關(guān)。唐成佳等[30]發(fā)現(xiàn)肝癌組NGAL水平明顯高于正常對照組，Ⅲ～Ⅳ期高于Ⅰ～Ⅱ期，NGAL陽性表達(dá)者的生存時間明顯低于陰性表達(dá)者。

4 NGAL與胰腺癌

胰腺癌具有高度局部浸潤及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的能力，且缺乏有效的早期診斷方法。NGAL在胰腺癌中高表達(dá)，與胰腺癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。王永成等[31]采用裸鼠原位胰腺癌模型，發(fā)現(xiàn)NGAL表達(dá)與胰腺癌分化程度、病理類型、臨床病理分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。蔣富兵等[32]發(fā)現(xiàn)原位胰腺癌裸鼠的血清NGAL水平、外周血白細(xì)胞NGAL mRNA及蛋白表達(dá)水平均高于正常裸鼠，認(rèn)為NGAL表達(dá)上調(diào)可促進(jìn)胰腺癌的發(fā)生。沈逸辛等[33]發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者NGAL水平高于健康體檢者，患者術(shù)前血清NGAL水平高于術(shù)后。劉焱森等[34]利用胰腺癌裸鼠模型，發(fā)現(xiàn)胰腺癌組織及其癌旁組織中NGAL mRNA表達(dá)量明顯高于正常胰腺組織，癌組織中NGAL mRNA表達(dá)量高于癌旁組織，NGAL在胰腺癌組織中的強(qiáng)陽性率以及相對表達(dá)量均高于癌旁組織和正常胰腺組織，因此認(rèn)為NGAL可能是胰腺癌發(fā)生發(fā)展過程中的重要調(diào)節(jié)因子。Tong等[35]在體外和體內(nèi)研究NGAL在胰腺癌中的生物學(xué)作用，認(rèn)為NGAL通過抑制FAK激活和阻斷人胰腺癌（PaCa）細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF） 的產(chǎn)生來抑制血管生成，從而減少PaCa細(xì)胞粘附、入侵。

利用NGAL是否可以區(qū)別胰腺的良惡性病變？Moniaux等[36]通過免疫組織化學(xué)方法檢測正常人群、胰腺炎和胰腺癌患者組織中的NGAL水平，發(fā)現(xiàn)胰腺癌NGAL水平高于正常人群和胰腺炎樣本。Kaur等[37]檢測91例胰腺癌患者治療前血漿NGAL和CA19-9水平，并與健康者、慢性胰腺炎患者對照，結(jié)果顯示胰腺癌患者兩種生物標(biāo)志物水平均高于健康對照者，且NGAL具有較高的特異性。Hogendorf等[38]研究認(rèn)為尿液NGAL可準(zhǔn)確區(qū)分慢性胰腺炎與胰腺癌引起胰腺腫塊，且優(yōu)于CA125和CA199。

NGAL為胰腺癌的治療也提供了某些啟示。Chen等[39]將含有NIR的金納米殼（TGNS）綴合到靶向NGAL抗體的裸鼠中，發(fā)現(xiàn)抗-NGAL綴合的TGNS在體外和體內(nèi)特異性靶向胰腺癌細(xì)胞，納米復(fù)合物還通過體外NIR光熱療法實(shí)現(xiàn)高度特異性的癌細(xì)胞死亡，由此認(rèn)為金納米殼可特異性靶向表達(dá)早期疾病標(biāo)志物NGAL的胰腺癌細(xì)胞，并使分子靶向光熱療法成為可能。

5 NGAL與結(jié)直腸癌

NGAL與結(jié)腸癌的發(fā)生、發(fā)展有著密不可分的關(guān)聯(lián)。Bousserouel等[40]在結(jié)腸癌臨床前期模型中發(fā)現(xiàn)，NGAL在腫瘤進(jìn)展的晚期階段顯著上調(diào)。高鈞等[41]227例結(jié)腸癌患者的石蠟標(biāo)本制作成組織芯片，檢測結(jié)腸癌組織中NGAL、E-cadherin和MMP-9的表達(dá)，結(jié)果顯示復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組NGAL、MMP-9表達(dá)高于無復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移組，NGAL、MMP-9陽性組生存期較陰性組縮短，認(rèn)為NGAL、MMP-9過度表達(dá)可能與結(jié)腸癌復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移及不良生存預(yù)后有關(guān)。李慧等[42]發(fā)現(xiàn)大腸腺瘤、腺瘤伴不典型增生或癌變、腺癌組織NGAL蛋白表達(dá)顯著高于瘤旁/癌旁組織，并且呈正常腸黏膜→腺瘤→腺瘤伴不典型增生或癌變→腺癌表達(dá)逐漸增高，認(rèn)為NGAL蛋白表達(dá)的上調(diào)可能在大腸腺瘤-腺癌序列發(fā)展過程中發(fā)揮一定作用。陳偉榮等[43]對60例結(jié)直腸癌患者的組織切片分析，顯示NGAL表達(dá)與浸潤深度、腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。有研究認(rèn)為血和尿NGAL對預(yù)測結(jié)直腸癌的預(yù)后有一定的價值[44]。

關(guān)于NGAL是否適合作為結(jié)直腸癌篩查指標(biāo)意見不一。結(jié)直腸癌患者血清NGAL水平高于結(jié)直腸腺瘤和健康對照者，其水平與結(jié)直腸癌分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管侵犯有關(guān)，NGAL陽性患者術(shù)后生存期短于陰性患者，認(rèn)為血清NGAL可作為結(jié)直腸癌的早期診斷標(biāo)記物，同時可用于篩選高?；颊?，表達(dá)上調(diào)提示不良預(yù)后。蘇傳偉等[45]發(fā)現(xiàn)直腸癌組NGAL的陽性表達(dá)率高于直腸良性腫瘤組，癌組織及術(shù)前血清中NGAL表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤深度、腫瘤大小、分化程度、臨床分期、脈管侵犯有關(guān)，復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移患者血清NGAL水平高于無復(fù)發(fā)患者，認(rèn)為NGAL水平可用于直腸癌篩查和預(yù)后評價。張秀峰等[46]發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌患者尿液NGAL含量高于健康對照組，尿NGAL含量與腫瘤直徑、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管侵犯相關(guān)，尿NGAL檢測初篩結(jié)直腸癌的靈敏度為0.90，特異度為0.81，認(rèn)為NGAL可用于結(jié)直腸癌危險度分層，篩選高?；颊?。Ozemir等[47]發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌癥患者術(shù)前血NGAL水平顯著增高，且與腫瘤直徑和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的數(shù)目正相關(guān)，提出NGAL是結(jié)直腸癌患者的潛在診斷性生物標(biāo)志物，血清NGAL水平可作為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷和（或）預(yù)測生物標(biāo)志物。但是，F(xiàn)ung等[48]研究發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌患者NGAL水平較健康對照組高，特異性雖高，但敏感性低。Duvillard等[49]認(rèn)為盡管結(jié)腸癌患者血清NGAL水平顯著升高，但不適合作為診斷，尤其是結(jié)腸癌早期檢測的生物標(biāo)志物。McLean等[50]檢測98例結(jié)直腸腫瘤病灶NGAL的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)所有腺瘤和癌性上皮的NGAL顯著高于正常黏膜上皮，NGAL在散發(fā)性低分級腺瘤中隨著腺瘤大小而增加，認(rèn)為大多數(shù)結(jié)直腸腫瘤性病變表達(dá)NGAL。這種表型轉(zhuǎn)換發(fā)生在腫瘤進(jìn)展的早期階段，正常黏膜和腺瘤性息肉之間的表達(dá)有明顯差異，因此NGAL表達(dá)不能確定從腺瘤到惡性結(jié)直腸瘤形成的疾病進(jìn)展。

NGAL有成為結(jié)直腸癌治療靶點(diǎn)的潛在價值。劉樺等[51]用不同濃度NGAL處理結(jié)腸癌細(xì)胞SW480，發(fā)現(xiàn)NGAL促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞SW480轉(zhuǎn)移，NGAL重組蛋白促進(jìn)SW480的遷移和侵襲；Western blot檢測結(jié)果表明NGAL通過激活EMT信號通路促進(jìn)SW480轉(zhuǎn)移。沈忠等[52]以UAC為載體的siRNA干擾可沉默HT29結(jié)腸癌細(xì)胞NGAL基因的表達(dá)，抑制HT29細(xì)胞遷移，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。李亞玲等[53]發(fā)現(xiàn)NGAL／NGALR共同表達(dá)與結(jié)直腸癌的分化程度、浸潤深度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和TNM分期相關(guān)，提出NGAL和NGALR可能成為治療的新靶點(diǎn)。

綜上所述，NGAL在消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中有一定作用，參與一系列信號傳導(dǎo)致使腫瘤發(fā)生侵襲與轉(zhuǎn)移。NGAL可作為消化系統(tǒng)腫瘤診斷、治療的分子標(biāo)志物，針對該蛋白及其通路的研究對揭示癌癥的發(fā)生、發(fā)展具有重要意義。