細胞外基質蛋白-1與腫瘤發(fā)生關系的研究進展*

董訓忠 綜述 李建生 審校

細胞外基質蛋白-1（extracellular matrix protein 1，ECM1）是1994年Mathieu E[1]等首次在鼠的成骨細胞系MN7中分離的一種分子量為85kDa的分泌性糖蛋白。近年來ECM1的研究取得了很大發(fā)展，本文就ECM1的基本結構、功能及與腫瘤的關系做一簡要綜述。

一、ECM1的基本結構和功能

人的ECM1基因于1997年被Smits[2]等分離出來，基因定位于1q21臨近表皮分化復合體區(qū)，由10個外顯子構成。ECM1基因的5，端上游包括TATA-Box，CCAAT-Box和逆反CCAAT-Box，在-l～110 位置包含 Ap1，Sp1 和 Ets轉錄因子家族的結合位點，Ap1，Sp1和Ets轉錄因子都與內(nèi)皮細胞增殖、分化的管家基因關系密切[3]。ECM1蛋白包含一個19個氨基酸的信號肽，緊隨的為4個功能域：一個不含半胱氨酸的N端區(qū)，兩個串聯(lián)重復序列和一個C端區(qū)，后面的3個區(qū)含有大量半胱氨酸殘基，并且有典型的CC-（X7-10）C排列結構，這與血清白蛋白結構相似，形成雙環(huán)結構。該結構在蛋白與蛋白之間的相互作用中起重要作用[4]。據(jù)此推測ECM1可能具有轉運蛋白或結合生長、分化因子的潛能。

ECM1基因編碼四種剪切體：ECM1a（編碼540個氨基酸）廣泛分布于角化細胞、真皮血管及肝、腎、肺、胰腺等，尤以胎盤和心臟中最多；ECM1b（編碼415個氨基酸）缺乏7號外顯子，限制性表達于扁桃體和皮膚[5]；ECM1c（編碼559個氨基酸）限制性表達于皮膚的基底層；ECM1d（編碼57個氨基酸）其功能目前仍不清楚[6]。據(jù)報道發(fā)現(xiàn)幾種與ECM1相互作用的物質，如：基底膜蛋白多糖與ECM1相互作用可調(diào)解軟骨內(nèi)骨形成，促進血管生成和腫瘤發(fā)生[4]。ECM1和基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）相互作用，抑制MMP-9的蛋白水解活性，這與類脂蛋白沉積癥的發(fā)病機制相關[7]。腓骨蛋白-1D可減弱ECM1刺激細胞增殖、血管生成的能力，從而減弱纖維肉瘤細胞轉移侵襲的能力[5]。研究證實ECM1利用不同的結構域與細胞外基質中，諸如：層粘連白332、膠原蛋白Ⅳ、纖連蛋白、透明質酸、肝素和軟骨素A等多種物質結合，參與多種病理生理進程[6]。最近有研究發(fā)現(xiàn)ECM1的C末端與人軟骨寡聚基質蛋白的EGF結構域相互作用調(diào)解軟骨的形成[8]。

二、ECM1在不同腫瘤組織中的表達

（一）肝細胞癌 肝細胞癌在全球惡性腫瘤發(fā)病率中占第6位，惡性腫瘤死因中占第三位。手術切除是肝癌最有效的治療方法，但由于肝癌根治性切除術后5年的復發(fā)轉移率有61.5%，即使小肝癌也達43.5%，導致肝細胞癌患者術后5年生存率仍然很低。因此，如何預測肝癌侵襲轉移的生物學行為，進而予以根治和預防肝癌復發(fā)成為目前臨床研究的主要難題和熱點。侯彥強等[9]用免疫組化方法檢測20例正常肝臟組織及82例肝癌組織ECM1的表達差異，結果發(fā)現(xiàn)肝癌組織陽性率為85.4%（70/82），遠高于正常肝組織陽性率的20.0%（4/20）。Chen 等[10]采用 RT-PCR、Western Blot方法檢測3株具有相同遺傳背景、不同轉移潛能的肝癌細胞系和正常肝細胞系中ECM1的表達水平，發(fā)現(xiàn)在4株細胞中惡性程度最高的肝癌細胞系HCCLM3的ECM1表達水平明顯高于惡性程度相對低的細胞系MHCC97-H和MHCC97-L，而正常肝細胞系L02未檢到ECM1的表達；用相同的方法檢測18例肝細胞癌患者癌組織、癌旁組織ECM1的表達，又用免疫組化法檢測77例肝細胞癌患者癌組織及癌旁組織ECM1的表達，結果顯示與正常肝組織及癌旁組織相比，癌組織中ECM1陽性表達率明顯較高。同時發(fā)現(xiàn)ECM1的表達水平與腫瘤的大小、腫瘤結節(jié)數(shù)、TNM分級和血管侵犯等有關；Cox多因素分析表明ECM1的表達是肝細胞癌患者總生存率及無瘤生存率的一個獨立預測因子，這提示ECM1的表達可能參與了肝癌的侵襲轉移，并且可作為肝癌術后轉移復發(fā)的預測指標之一。

（二）胃腸癌 Wang等[11]采用免疫組化法檢測ECM1在26例胃癌組織中的表達情況，發(fā)現(xiàn)有23例ECM1陽性。周韶璋等[12]通過實時熒光定量PCR方法對胃癌的檢測發(fā)現(xiàn)，ECM1的基因表達水平在癌旁組織黏膜組和未發(fā)生淋巴結轉移的胃癌黏膜組間無明顯差異。胃癌（有淋巴結轉移）組明顯高于癌旁組和未發(fā)生淋巴結轉移的胃癌組，ECM1基因在發(fā)生轉移的胃癌中表達升高，可能與胃癌轉移相關。侯彥強[13]等用時實熒光定量RT-PCR方法對結直腸癌的研究發(fā)現(xiàn)，ECM1的基因表達在結直腸正常黏膜和腺瘤組織間無明顯差異，結直腸癌（無淋巴結轉移）組明顯高于正常黏膜和腺瘤組織組，結直腸癌（有淋巴結轉移）組明顯高于其他三組，這提示ECM1基因在直結腸癌中表達升高，與結直腸癌淋巴轉移相關。

（三）乳腺癌 乳腺癌在女性原發(fā)性惡性腫瘤中最為常見。2001年Han等[14]體外實驗發(fā)現(xiàn)ECM1在惡性度的較高的乳腺癌細胞系MDA-435和高潛能骨轉移的乳腺癌細胞系LCC15中高表達，而正常的乳腺導管細胞、成纖維細胞、炎性細胞及惡性程度低的乳腺腫瘤細胞如MDA-468、MDA-435等無或很少表達ECM1。同時發(fā)現(xiàn)ECM1可促進血管內(nèi)皮細胞的增殖和血管的生成。Wang等[11]報道，ECM1在許多上皮來源腫瘤中高表達，在淋巴結轉移的乳腺癌組的表達率明顯高于未發(fā)生淋巴結轉移的乳腺癌組。為了進一步評估ECM1的表達對乳腺癌預后的影響，Lal等[15]對134例侵襲性乳腺癌患者行免疫組化法檢測ECM1的表達情況，并用Cox回歸生存分析，結果證實約有50%的侵襲性乳腺癌患者ECM1高表達，ECM1可作為患者預后的重要指標之一。

（四）甲狀腺腫瘤 甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見惡性腫瘤之一，當前，大多數(shù)甲狀腺結節(jié)患者采用穿刺活檢來診斷甲狀腺結節(jié)的良惡性，但有15%～20%甲狀腺結節(jié)患者細針穿刺活檢無法明確診斷細胞學特性，特別是在乳頭狀、濾泡狀甲狀腺癌與良性乳頭狀、濾泡狀甲狀腺腺瘤之間穿刺細胞學活檢很難鑒別。而目前這部分患者的標準治療是診斷性次全甲狀腺切除術[16]。Pauws等[17]報道ECM1在乳頭狀和濾泡狀甲狀腺癌中超表達而良性甲狀腺結節(jié)不表達；Kebebew等[18]報道ECM1聯(lián)合TMPRSS4對鑒別惡性甲狀腺腫瘤有更高的診斷價值，可提高細針穿刺活檢的準確率，ECM1可作為甲狀腺癌分化程度的指標。Lal等[16]也證實ECM1在正常的甲狀腺組織和良性腫瘤中表達無差異，在乳頭狀癌和濾泡癌中顯著表達。

（五）喉癌 喉癌是頭頸部最常見的惡性腫瘤，韓朝等[19]人發(fā)現(xiàn)ECM1在喉良惡性腫瘤中均有表達，但喉癌表達水平明顯高于良性腫瘤，發(fā)生淋巴結轉移的喉癌ECM1表達強于無淋巴結轉移的喉癌。ECM1的表達與喉癌的微血管密度成正相關，這些發(fā)現(xiàn)提示ECM1可能在喉癌的生長、轉移和血管生成中扮演著重要的角色[3]。

（六）肺癌 肺癌中ECM1的表達和乳腺癌的表達有類似的現(xiàn)象，無轉移的肺癌ECM1的表達率的低（約20%），而有淋巴結轉移的肺癌ECM1的表達相對增高（55%）[11]。肺腺泡軟組織肉瘤中ECM1的表達與正常非組織相比也明顯升高[20]。

三、ECM1在腫瘤發(fā)展中的作用

（一）ECM1在腫瘤血管生成中的作用 MMP-9是基質金屬蛋白酶家族中的一員，在腫瘤的侵襲與轉移中扮演著重要的角色，參與腫瘤細胞周圍基質的降解、血管的形成[21]。體外實驗發(fā)現(xiàn)，ECM1和MMP-9能相互作用，并能降低MMP-9的活性[7]。在研究肝細胞肝癌患者血清ECM1、MMP-9和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）水平變化時發(fā)現(xiàn)ECM1與MMP-9、VEGF呈正相關；ECM1可能通過MMP-9和VEGF相互作用而促進肝癌血管生成和侵襲轉移[22]。實體腫瘤長到一定的體積必須靠新生血管以維持腫瘤的新陳代謝。在血管生成之前大多數(shù)腫瘤相對較小、局限并且生長緩慢，隨著血管的生成，腫瘤變得惡性程度更高，以生長的加速、侵襲力的增強和轉移為特征。抗血管治療已成治療實體腫瘤的為一種有前景的治療，值得強調(diào)的是在所有腫瘤中沒有單一的血管生成因子，在不同的腫瘤中可能通過不同的途徑觸發(fā)血管生成，當前抗血管治療主要針對的是促進內(nèi)皮生長的各種生長因子[23]，因此研發(fā)均衡組合血管生成抑制劑是必須的。ECM1可能在血管生成中扮演著重要的角色，最為直接的證據(jù)是純化重組的ECM1刺激人靜脈內(nèi)皮細胞的增殖和雞胚絨毛膜尿囊膜的血管生成。ECM1是否促進腫瘤血管的生成及能否在抗腫瘤血管治療中成為一個靶點有待遇進一步研究。

（二）ECM1可作為腫瘤生長的標記 ECM1在多種腫瘤中高表達且與腫瘤的侵襲轉移相關，如肝細胞肝癌、乳腺癌等，有轉移的腫瘤ECM1表達陽性率及表達水平比相應的沒有轉移的腫瘤高。因為ECM1是一種分泌性糖蛋白，在腫瘤患者血清中可以檢測到，且ECM1的血清濃度與一定類型的腫瘤存在，如肝細胞肝癌、乳腺癌等密切相關，因此ECM1可作為一種腫瘤生長標記分子，預測腫瘤的發(fā)生及術后的腫瘤的復發(fā)[10，15]。

四、展望

從基礎實驗到臨床研究都表明：ECM1在多種惡性腫瘤的進展中扮演著一定的角色，從ECM1刺激內(nèi)皮細胞增殖、血管生成及與不同分子間相互作用的角度分析，ECM1可能促進腫瘤的進展，但ECM1在腫瘤中的具體作用及其分子機制如何等尚有待于進一步研究，從而指導腫瘤的有效治療。

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