神經(jīng)菌毛蛋白1及其在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中作用的研究進(jìn)展

顧嬌嬌，王潔，李鶴，寧一蘩，王鑫璐

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，沈陽(yáng)110000)

卵巢癌是一種常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，其發(fā)病率僅次于宮頸癌及子宮內(nèi)膜癌。因卵巢位于盆腔較深位置，起病隱匿，并且尚無(wú)特異性的早期診斷措施，卵巢癌患者發(fā)現(xiàn)時(shí)大多已處于晚期，嚴(yán)重影響患者預(yù)后。卵巢癌病死率居?jì)D科惡性腫瘤之首。中國(guó)卵巢癌五年生存率僅38.9%，低于宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌。卵巢癌生存率隨分期進(jìn)展逐漸降低，Ⅰ～Ⅳ期5年生存率分別為90.2%、68.3%、32.9%、16.1%[1]。故對(duì)卵巢癌進(jìn)行早期診斷并有效抑制其轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)為臨床亟需解決的問(wèn)題。神經(jīng)菌毛蛋白1(NRP1)為NRP家族的重要成員，具有多種生物學(xué)功能，在人體的各種病理生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，與正常卵巢組織相比，卵巢癌組織中NRP1表達(dá)高，且NRP1表達(dá)變化與卵巢癌組織的分化程度密切相關(guān)，與患者的預(yù)后也存在相關(guān)性[2，3]。說(shuō)明NRP1可能在卵巢癌的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色，可以為卵巢癌的診斷、臨床分期、靶向治療和判斷患者預(yù)后等提供新的思路。本文對(duì)此作一綜述。

1 NRP1的結(jié)構(gòu)及功能

NRP1是一種跨膜糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量約為1.3×105，為NRP家族成員之一。NRP1起初在蟾蜍神經(jīng)纖維軸突中被發(fā)現(xiàn)，并于1995年被Fujisawa等命名為NRP1[4]。NRP1分為胞內(nèi)區(qū)、跨膜區(qū)和胞外區(qū)三部分，胞外區(qū)又包括a1/a2、b1/b2及c結(jié)構(gòu)域。NRP1可通過(guò)各結(jié)構(gòu)域與多種因子結(jié)合，在人體中發(fā)揮多種生物學(xué)功能。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，NRP1也在一些內(nèi)皮組織與腫瘤細(xì)胞中表達(dá)[5]，在生理以及病理情況下其通過(guò)與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子(SEMA)結(jié)合，分別發(fā)揮促血管生成與神經(jīng)導(dǎo)向作用[6，7]。NRP1在多種腫瘤組織中高表達(dá)，且高表達(dá)與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)。表明NRP1在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，NRP1可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移，可與VEGF受體(VEGFR)結(jié)合形成復(fù)合物，增強(qiáng)VEGF的促腫瘤血管生成作用[8]；還可通過(guò)其他多種途徑，如原癌基因(ABL1)、血小板來(lái)源生長(zhǎng)因子(PDGF)、神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子(SEMA3A)、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)、表皮生長(zhǎng)因子(EGF)等促進(jìn)腫瘤血管新生[9]，使得腫瘤組織中微血管密度(MVD)升高，為腫瘤生長(zhǎng)及遷移提供充足的氧氣及血供[10]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，NRP1還可參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，為腫瘤免疫抑制的關(guān)鍵修飾因子，減弱機(jī)體及藥物對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致惡性腫瘤進(jìn)展[11]。另外，NRP1還與雌孕激素水平相關(guān)，參與調(diào)控卵泡周期，通過(guò)中樞促性腺激素釋放激素影響生育能力[12]。

2 NRP1在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用

國(guó)內(nèi)外研究[2，3]表明，NRP1在卵巢癌組織中的表達(dá)高于正常卵巢組織；卵巢癌惡性程度越高，NRP1的表達(dá)越高。NRP1可通過(guò)多種途徑參與卵巢癌的進(jìn)展，其可能機(jī)制有促進(jìn)卵巢癌血管生成，提高卵巢癌中MVD，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖及遷移；參與調(diào)節(jié)腫瘤免疫，降低相關(guān)免疫治療效果，抵制藥物的卵巢癌抑制作用，促進(jìn)卵巢癌生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)。NRP1還可參與卵巢衰老的調(diào)控，從而影響體內(nèi)激素水平，以致激素依賴的腫瘤抑制途徑被阻滯，促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展；近期一項(xiàng)基于綜合基因網(wǎng)絡(luò)分析的研究[13]表明，miR-130a與miR-130b可與NRP1結(jié)合，結(jié)合位點(diǎn)位于10號(hào)染色體上，且這一信號(hào)通路與卵巢癌化療耐藥機(jī)制有關(guān)，影響卵巢癌的化療效果及患者預(yù)后。

2.1 NRP1在血管生成中的作用 Raimondi等[14]證實(shí)NRP1可通過(guò)促進(jìn)已有的血管分支、血管新生，為腫瘤生長(zhǎng)提供血氧等物質(zhì)基礎(chǔ)，從而更利于腫瘤組織的生長(zhǎng)、遷移等生物學(xué)過(guò)程。Gelfand等[15]通過(guò)使內(nèi)源性NRP1位點(diǎn)突變，選擇性阻斷VEGF與NRP1結(jié)合，發(fā)現(xiàn)在NRP1缺陷的靜脈中，VEGFR2的表面表達(dá)降低，影響出生之后小鼠的血管生成。而NRP1與VEGFR2形成復(fù)合物，可增強(qiáng)VEGF促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移及促腫瘤血管生成的作用。另外NRP1可通過(guò)ABL1、PDGF、SEMA3A、ECM、EGF等促進(jìn)血管生成及成熟。對(duì)人真皮微血管內(nèi)皮細(xì)胞及人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)、轉(zhuǎn)染后，發(fā)現(xiàn)NRP1可與ABL1形成復(fù)合物，使纖連蛋白依賴的樁蛋白活化、肌動(dòng)蛋白重塑，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)，介導(dǎo)血管生成[15]。研究發(fā)現(xiàn)，NRP1還可在血管平滑肌細(xì)胞趨化誘導(dǎo)劑PDGF-aa和PDGF-bb作用下，通過(guò)p130cas促進(jìn)血管新生[16]。起初SEMA3A的表達(dá)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤血管生成，但后續(xù)能夠通過(guò)促進(jìn)周圍細(xì)胞覆蓋于腫瘤血管和降低血管滲漏，從而支持新生血管的正常化，有利于新生血管的成熟。SEMA3A還可通過(guò)募集NRP1表達(dá)單核細(xì)胞、吸引外周細(xì)胞來(lái)間接誘導(dǎo)腫瘤血管的成熟[17]。有研究報(bào)道，NRP1通過(guò)ECM信號(hào)途徑促進(jìn)血管生成。NRP1因與整合蛋白相互作用促進(jìn)細(xì)胞遷移而被認(rèn)為具有促血管生成作用，整合蛋白配體纖連蛋白通過(guò)NRP1依賴機(jī)制促進(jìn)肌動(dòng)蛋白重塑及內(nèi)皮細(xì)胞遷移[18]。研究顯示,NRP1可不依賴于VEGFR2使EGF受體融合入NRP1的跨膜及胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，使內(nèi)皮細(xì)胞遷移，促進(jìn)血管的新生[19]。

Osada等[10]發(fā)現(xiàn)，卵巢癌組織中NRP1、NRP2及VEGF高表達(dá)；而SEMA的表達(dá)隨卵巢癌進(jìn)展而降低。由此認(rèn)為SEMA表達(dá)降低及NRP1、NRP2表達(dá)升高為卵巢癌進(jìn)展的特點(diǎn)。SEMA與VEGF競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合NRP1。VEGF與NRP1結(jié)合可促進(jìn)腫瘤組織中血管生成，而SEMA與NRP1結(jié)合可抑制腫瘤組織中的血管生成，由此可抑制腫瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展。該研究結(jié)果顯示，卵巢癌組織中NRP1表達(dá)升高時(shí)MVD也相應(yīng)升高，且伴隨著卵巢癌進(jìn)展，VEGF的表達(dá)也明顯升高。此外，VEGF競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合受體SEMA，表達(dá)降低，其具有拮抗血管生成的作用。SEMA的表達(dá)與卵巢癌組織中MVD之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，這使得VEGF的促腫瘤血管生成作用無(wú)法被抑制。提示卵巢癌組織中的NRP1與VEGF可相互作用，協(xié)同促進(jìn)血管生成，促進(jìn)卵巢癌的生長(zhǎng)及侵襲。另外，NRP1不依賴于VEGF的血管生成途徑是否也在卵巢癌中發(fā)揮相應(yīng)作用目前尚未明確，在卵巢癌組織中NRP1是否在血管生成相關(guān)信號(hào)途徑里發(fā)揮作用及作用機(jī)制，需大量研究來(lái)加以證明。

2.2 NRP1在腫瘤免疫中的作用 活化T細(xì)胞在人體的各種病理環(huán)境中發(fā)揮重要的免疫作用，而Treg細(xì)胞具有免疫無(wú)能性，發(fā)揮免疫抑制作用。已有研究表明，NRP1是Treg細(xì)胞的表面標(biāo)志物，參與免疫調(diào)節(jié)，抑制T細(xì)胞的活化并增強(qiáng)Treg細(xì)胞的免疫抑制性，減弱機(jī)體針對(duì)腫瘤的免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致惡性腫瘤進(jìn)展[20～23]。Hansen等[24]用體內(nèi)腫瘤模型研究顯示CD4+T細(xì)胞缺乏NRP1時(shí)可抑制腫瘤生長(zhǎng)，進(jìn)一步表明NRP1在腫瘤的進(jìn)展中起重要作用。NRP1本身可通過(guò)Ras/MAPK途徑抑制T細(xì)胞的增殖，降低免疫效能[20]。無(wú)活性相關(guān)肽-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)可以誘導(dǎo)Treg細(xì)胞的活化[21]。有研究發(fā)現(xiàn)，NRP1可通過(guò)細(xì)胞與細(xì)胞接觸的形式增強(qiáng)活化Treg細(xì)胞對(duì)活性T細(xì)胞的抑制效果[22]。另外，研究進(jìn)一步表明免疫細(xì)胞表達(dá)的配體SEMA4A和Treg細(xì)胞表達(dá)的受體NRP1之間可以相互作用，維持Treg細(xì)胞的活性、增強(qiáng)Treg細(xì)胞的功能[23]。Treg細(xì)胞對(duì)活性T細(xì)胞抑制效果的穩(wěn)定性依靠NRP1-SEMA4A介導(dǎo)，通過(guò)PTEN-Akt-Foxo軸維持。所以NRP1介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸及耐受的一系列過(guò)程，在惡性腫瘤的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。

研究表明卵巢癌進(jìn)展與Treg細(xì)胞活化密切相關(guān)，卵巢癌中Treg細(xì)胞水平升高,且其升高程度與生存期降低相關(guān)，Treg細(xì)胞在腹水及實(shí)性腫瘤組織中聚集越多代表腫瘤分期越晚[25]。國(guó)內(nèi)研究通過(guò)對(duì)455例卵巢癌患者與337例正常健康女性對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Treg細(xì)胞表達(dá)的FOXP3基因與卵巢癌的高易感性顯著相關(guān)，可以抑制體內(nèi)外腫瘤相關(guān)特異性免疫，導(dǎo)致腫瘤的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移，并且與卵巢癌患者的存活之間也存在相關(guān)性[26]。Sato等[27]發(fā)現(xiàn)，上皮內(nèi)CD8+T細(xì)胞表達(dá)越高的上皮性卵巢癌患者存活期相對(duì)越長(zhǎng)，而CD4+腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TILs)對(duì)CD8+的影響源于CD25+FOXP3 Treg細(xì)胞，上皮內(nèi)CD8+TILs比例及CD8+/Treg值越高，則卵巢癌患者預(yù)后越好，而Treg細(xì)胞比例升高會(huì)影響CD8+TILs的比例，降低CD8+/Treg值，從而影響卵巢癌患者的預(yù)后。研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，卵巢癌患者腹水及血液中Treg細(xì)胞比例升高，且在伴有轉(zhuǎn)移的卵巢癌患者中，Treg細(xì)胞比例升高；復(fù)發(fā)性卵巢癌患者Treg細(xì)胞比例高于原發(fā)卵巢癌患者。進(jìn)一步提示Treg細(xì)胞在卵巢癌的復(fù)發(fā)中發(fā)揮重要作用[28]。卵巢癌組織中增高的NRP1可以介導(dǎo)腫瘤組織微環(huán)境中的免疫耐受及免疫調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)Treg細(xì)胞活化并增強(qiáng)其免疫抑制的強(qiáng)度、維持其免疫抑制的穩(wěn)定性使得卵巢癌免疫治療效果不佳，導(dǎo)致卵巢癌進(jìn)展，增加復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，影響患者的預(yù)后。

2.3 NRP1對(duì)雌激素水平的影響 沈薇等[29]對(duì)不同動(dòng)情周期及不同周齡的小鼠卵巢組織進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將小鼠分為性未成熟組、性成熟組、繁殖適齡組和近絕育期組，檢測(cè)并分析其NRP1 mRNA的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NRP1 mRNA在性未成熟組、性成熟組及繁殖適齡組中表達(dá)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而于近絕育期時(shí)表達(dá)升高，且相對(duì)于其他各組表現(xiàn)為成倍升高，由此推測(cè)NRP1可能與卵巢的衰老過(guò)程相關(guān)。后續(xù)發(fā)現(xiàn)NRP1參與卵泡的發(fā)育、成熟以及排出過(guò)程。提出NRP1可能通過(guò)TGF-β信號(hào)通路調(diào)控始基卵泡募集、功能卵泡的發(fā)育成熟及卵泡閉鎖等，從而參與卵巢衰老的調(diào)控。研究結(jié)果顯示，雌激素水平降低可導(dǎo)致SEMA3B及SEMA3F表達(dá)降低，由此減弱SEMA3B及SEMA3F對(duì)卵巢癌細(xì)胞增殖及侵襲的抑制效果，導(dǎo)致卵巢癌進(jìn)展[30]。Joseph等[31]用卵泡刺激素、黃體生成素和雌激素對(duì)卵巢癌細(xì)胞及對(duì)照組處理后，比較兩者之間SEMA3B及SEMA3F的表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)在卵巢癌細(xì)胞中SEMA3B、SEMA3F表達(dá)為雌激素劑量依賴型，SEMA3B的增強(qiáng)表達(dá)可通過(guò)降低局部黏附激酶的磷酸化，以抑制細(xì)胞的活動(dòng)性及侵襲力，降低卵巢癌細(xì)胞集落形成、增加細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞生長(zhǎng)，還可抑制基質(zhì)金屬蛋白酶-2及金屬蛋白酶-9的表達(dá)，減弱細(xì)胞基質(zhì)之間相互作用，削弱腫瘤侵襲能力，從而抑制腫瘤進(jìn)展。SEMA3F的增強(qiáng)表達(dá)顯著抑制內(nèi)皮細(xì)胞管狀結(jié)構(gòu)的形成，抑制卵巢癌中血管的形成以及成熟，阻礙腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。因此，雌激素介導(dǎo)的SEMA3B及SEMA3F表達(dá)升高可以抑制卵巢癌的進(jìn)展。卵巢癌組織中NRP1表達(dá)升高可通過(guò)上述TGF-β途徑促進(jìn)卵巢衰老、降低雌激素水平，從而誘導(dǎo)SEMA3B及SEMA3F表達(dá)降低，使得SEMA3B與SEMA3F對(duì)惡性腫瘤的抑制作用受到限制，最終導(dǎo)致卵巢癌進(jìn)展。

綜上所述，NRP1可成為潛在的卵巢癌生物標(biāo)記物及治療靶點(diǎn)，指導(dǎo)臨床診斷、治療及評(píng)估患者預(yù)后。NRP1在卵巢癌組織中表達(dá)升高，并且其表達(dá)根據(jù)腫瘤分期不同而有差異。復(fù)發(fā)及伴有轉(zhuǎn)移的卵巢癌患者，腫瘤組織和腹水中可見(jiàn)NRP1高表達(dá)，由此認(rèn)為NRP1可作為卵巢癌的生物標(biāo)記物。通過(guò)探究NRP1參與卵巢癌發(fā)生發(fā)展的可能途徑，可為患者的有效化治療提供新靶點(diǎn)。目前，對(duì)NRP1在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中作用的了解尚淺，需更多研究來(lái)深入解釋NRP1與卵巢癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，探討其參與卵巢癌發(fā)生發(fā)展的途徑。