Cripto-1與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

華麗，周燕紅

(1湖北醫(yī)藥學(xué)院，湖北十堰442000；2湖北科技學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院)

近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口老齡化、生活方式及環(huán)境的變化，腫瘤的發(fā)病率和病死率總體呈上升趨勢(shì)，全世界每年因癌癥死亡者達(dá)820.1萬(wàn)[1]，嚴(yán)重威脅人類(lèi)的健康及生命。惡性腫瘤的發(fā)生是多步驟、多基因突變累積及環(huán)境互相作用的結(jié)果。目前，從基因水平研究腫瘤的發(fā)病機(jī)制，是預(yù)防、診治惡性腫瘤的重要突破口。Cripto-1最初是從人類(lèi)NTERA-2畸胎瘤cDNA文庫(kù)中分離出來(lái)的，為表皮生長(zhǎng)因子(EGF)富含半胱氨酸(CFC)家族的成員。Cripto-1蛋白在胚胎早期發(fā)育階段表達(dá)，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和胚胎發(fā)育的功能；也表達(dá)于細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化或惡性變時(shí)，進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。本文就Cripto-1與腫瘤的關(guān)系綜述如下。

1 Cripto-1參與腫瘤形成的相關(guān)信號(hào)通路

近年來(lái)的研究表明Cripto-1是一種癌基因，同時(shí)是一種多功能的信號(hào)因子，在細(xì)胞膜表面接受多種信號(hào)，可刺激細(xì)胞增殖、遷移、存活、上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)和血管生成以調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育、組織穩(wěn)態(tài)和腫瘤發(fā)生[2]。

1.1 Cripto-1與TGF-β信號(hào)通路 TGF-β蛋白成員是無(wú)數(shù)細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)因子，包括調(diào)節(jié)增殖、分化、凋亡、遷移和分泌功能。TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)具有腫瘤抑制或致癌作用。Cripto-1作為T(mén)GF-β配體Nodal、GDF1和GDF3的必需輔助受體起作用，減弱其他信號(hào)如激活素A、激活素B和TGF-β的信號(hào)傳導(dǎo)[3]。Cripto-1輔助受體功能與腫瘤生長(zhǎng)有關(guān)，因?yàn)镹odal信號(hào)在促進(jìn)致瘤性方面起著關(guān)鍵作用。Nodal是TGF-β超家族的一員，Nodal表達(dá)與黑色素瘤向轉(zhuǎn)移表型的進(jìn)展呈正相關(guān)，其過(guò)度表達(dá)與共受體Cripto-1的過(guò)度表達(dá)相平行。這表明腫瘤生長(zhǎng)機(jī)制的發(fā)生支持了兩種蛋白伴隨存在，以及它們與活化素樣受體復(fù)合物的相互作用[4]。有研究表明，在分子水平，Cripto-1通過(guò)葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(GRP78)作用直接改變TGF-β信號(hào)，通過(guò)與TGF-β配體及其信號(hào)受體形成復(fù)合物，或通過(guò)激活Src/MAPK/PI3K和可能的Notch/Wnt途徑間接改變與Smad2/3途徑相互干擾，導(dǎo)致Smad2/3信號(hào)從細(xì)胞生長(zhǎng)抑制到致癌的轉(zhuǎn)變[5]。Shani等[6]在前列腺癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，Cripto-1與GRP78協(xié)同干擾TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制了癌細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制作用。Gray等[7]研究發(fā)現(xiàn)，Cripto-1與活化素及活化素2型受體ALK4結(jié)合的復(fù)合物可以干擾Activin介導(dǎo)的細(xì)胞增殖抑制，與Cripto-1的CFC和EGF樣結(jié)構(gòu)域相關(guān)。在睪丸癌和結(jié)腸癌動(dòng)物模型中，特異的Cripto-1單克隆抗體可以通過(guò)干擾Cripto-1與Activin B的結(jié)合從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)，表明Cripto-1可能通過(guò)抑制活化素的腫瘤抑制作用參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。最近有研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺上皮細(xì)胞中用siRNA沉默Cripto-1表達(dá)，能夠提高TGF-β活性，表明Cripto-1能阻遏TGF-β細(xì)胞的增殖抑制效應(yīng)[7]。

1.2 Cripto-1與Wnt/β-catenin/TCF信號(hào)通路 Wnt信號(hào)通路的異常激活與腫瘤的形成密切相關(guān)，有研究表明Cripto-1和Wnt信號(hào)通路之間可能存在相當(dāng)大的交叉對(duì)話。例如磷酸化的Smad2可通過(guò)p300激活獨(dú)立于Smad4的Wnt/β-catenin信號(hào)通路[8]。 Nagaoka等[9]發(fā)現(xiàn)，除了作為經(jīng)典Wnt途徑的轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)之外，Cripto-1通過(guò)結(jié)合Wnt共受體低密度脂蛋白受體來(lái)調(diào)節(jié)經(jīng)典Wnt/β-catenin/TCF途徑相關(guān)蛋白(LRP5和LRP6)，然后促進(jìn)它們與Wnt3a的結(jié)合。因此，Cripto-1通過(guò)β-catenin的胞質(zhì)穩(wěn)定化和升高的β-catenin/TCF轉(zhuǎn)錄激活功能性地增強(qiáng)Wnt3a信號(hào)傳導(dǎo)。Morkel等[10]在小鼠結(jié)腸癌模型中發(fā)現(xiàn)，鼠Cripto-1為Wnt/β-catenin/TCF信號(hào)通路的靶基因。Strizzi等[11]構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠(小鼠乳腺腫瘤病毒增強(qiáng)子與Cripto-1結(jié)合)，24個(gè)月后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，約19.7%轉(zhuǎn)基因小鼠形成平滑肌肉瘤，正常對(duì)照無(wú)腫瘤形成；免疫組化檢測(cè)轉(zhuǎn)基因小鼠平滑肌肉瘤和人平滑肌肉瘤，p-GSK-3β、Cripto-1及β-catenin均高表達(dá)。這表明Cripto-1和Wnt信號(hào)通路協(xié)同參與了子宮平滑肌肉瘤的形成。在前列腺癌中，Cripto-1表達(dá)下調(diào)可抑制FAK/Src/PI3K和Wnt/β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)細(xì)胞[12]。在肝癌細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)[13]，沉默Cripto-1表達(dá)抑制了體內(nèi)致瘤性；且在下游信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制中敲低Cripto-1表達(dá)時(shí)，伴隨著Wnt/β-catenin途徑β-catenin活性降低。這提示Cripto-1與Wnt通路共同參與了肝細(xì)胞癌的發(fā)生與發(fā)展。

1.3 Cripto-1與Glypican/c-Src/MAPK/AKT信號(hào)通路 Cripto-1的可溶性/分泌形式可以激活Src、Ras/Raf/ MAPK和PI3K/AKT通路，進(jìn)而調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖與侵襲遷移。研究發(fā)現(xiàn)，分泌形式的Cripto-1通過(guò)質(zhì)膜脂質(zhì)筏結(jié)構(gòu)上的一種CPI錨定HSPG蛋白glypiacn-1結(jié)合來(lái)活化MAPK/PI3K/AKT信號(hào)通路,該通路發(fā)揮的促癌效應(yīng)與Cripto-1的激活密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)[14]，在人乳腺上皮和子宮頸癌細(xì)胞系中，Cripto-1可以激活Ras/Raf/MAPK和PI3K/AKT通路，進(jìn)而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

1.4 Cripto-1與Notch信號(hào)通路 Notch信號(hào)通路是一種在腫瘤中失去調(diào)控的胚胎信號(hào)。在胚胎發(fā)育過(guò)程中，Notch信號(hào)位于Nodal的上游并調(diào)控其表達(dá)。在惡性黑色素瘤中的相關(guān)研究表明，Notch4通過(guò)促進(jìn)Nodal的表達(dá)誘導(dǎo)多種惡性表型。研究表明，Cripto-1能與4種Notch受體結(jié)合，表明在腫瘤發(fā)生期間Nodal/ Cripto-1和Notch途徑之間存在交叉對(duì)話[15]。此外，Cripto-1也參與Notch受體處理的調(diào)節(jié)。

1.5 Cripto-1與GRP78信號(hào)通路 GRP78是HSP70家族的成員之一，在多種腫瘤細(xì)胞膜表面高表達(dá)。GRP78的一小部分可以定位于細(xì)胞表面，通過(guò)幾種生長(zhǎng)刺激和細(xì)胞生長(zhǎng)抑制/細(xì)胞毒性效應(yīng)物介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)。干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中GRP78表達(dá)水平高，且人腫瘤組織中GRP78水平升高與促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、治療抵抗密切相關(guān)。有研究表明，Cripto-1與細(xì)胞表面GRP78結(jié)合并抑制人類(lèi)腫瘤中的TGF信號(hào)通路，從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)。

2 Cripto-1參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

2.1 Cripto-1促腫瘤效應(yīng) 早期實(shí)驗(yàn)表明，在無(wú)血清培養(yǎng)中的細(xì)胞，通過(guò)基因過(guò)表達(dá)技術(shù)使細(xì)胞高表達(dá)Cripto-1后，其增殖能力增強(qiáng)并出現(xiàn)表型變化[16]。Sun等[17]構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠(MMTV-Cripto-1和WAP-Cripto-1)，30%～50%的轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)生乳腺腫瘤，其中WAP-Cripto-1轉(zhuǎn)基因小鼠包括腺瘤和上皮類(lèi)型的改變(未生育過(guò)的雌性小鼠有出現(xiàn)乳腺導(dǎo)管分支、腺泡結(jié)節(jié)和導(dǎo)管增生等變化)。Bianco等[14]在小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)染人的Cripto-1使其高表達(dá)，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)Cripto-1的轉(zhuǎn)染細(xì)胞增殖能力和克隆能力均增強(qiáng)；敲除乳腺細(xì)胞系中的Cripto-1,細(xì)胞的增殖率下降、凋亡率增加。研究發(fā)現(xiàn)，在肝細(xì)胞癌中沉默Cripto-1的表達(dá)，抑制了體內(nèi)致瘤性[13]。Cripto-1在人類(lèi)多種惡性腫瘤中高表達(dá)，且在癌旁和癌前病變組織同樣有高表達(dá)現(xiàn)象。由上可見(jiàn)，Cripto-1可能與腫瘤的發(fā)生相關(guān)。

2.2 Cripto-1與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移 癌基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，Cripto-1主要通過(guò)EMT的激活促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移和侵襲。EMT指上皮細(xì)胞失去上皮特性并獲得間質(zhì)細(xì)胞的表型，增強(qiáng)了細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)而侵入了鄰近組織，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在遠(yuǎn)處發(fā)生轉(zhuǎn)移；在EMT過(guò)程中，伴隨著上皮標(biāo)記物(Vimentin、E-cadherin等)的表達(dá)變化。Strizzi等[11]發(fā)現(xiàn)，構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因小鼠(MMTV-Cripto-1)誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞中低表達(dá) E-cadherin，而高表達(dá)間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物(纖維連接素、N-cadherin等)，進(jìn)而激活EMT。在人宮頸癌細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，Cripto-1可以誘導(dǎo)Vimentin、E-cadherin表達(dá)，表明它可能促進(jìn)這些細(xì)胞發(fā)生EMT。Liu等[18]研究表明，沉默Cripto-1的表達(dá)顯著抑制了細(xì)胞遷移和侵襲，抑制了MMP2、MMP9的表達(dá)，并干擾了EMT。近期有大量研究表明，多數(shù)惡性腫瘤(食管癌、胃癌、乳腺癌、宮頸癌、卵巢癌等)[19]的侵襲轉(zhuǎn)移與Cripto-1激活EMT密切相關(guān)。并有研究表明，上皮性表型E-cadherin的下降和Cripto-1表達(dá)的升高與乳腺癌和胃癌的腫瘤進(jìn)展和不良預(yù)后呈正相關(guān)，并且可作為判斷預(yù)后的獨(dú)立影響因素。

2.3 Cripto-1與腫瘤血管的形成 Cripto-1可以調(diào)節(jié)腫瘤血管生成。Bianco等[20]發(fā)現(xiàn)，Cripto-1能夠增強(qiáng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)其在基質(zhì)膠中分化成血管樣結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細(xì)胞MCF-7異種移植物中，Cripto-1過(guò)表達(dá)增強(qiáng)了體內(nèi)腫瘤新生血管的形成。有研究報(bào)道，低氧水平可以增強(qiáng)腫瘤內(nèi)Cripto-1表達(dá)，從而誘導(dǎo)微血管形成以維持腫瘤生長(zhǎng)；這可能是由于缺氧條件下增強(qiáng)了缺氧誘導(dǎo)因子1與Cripto-1啟動(dòng)子的結(jié)合，從而促進(jìn)癌細(xì)胞中Cripto-1高表達(dá)[21]。在前列腺癌中，轉(zhuǎn)染Cripto-1 siRNA抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的分泌水平，并降低血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2的蛋白水平，減弱了細(xì)胞的血管生成能力[12]。綜上研究表明，Cripto-1與腫瘤血管的形成密切相關(guān)。

3 Cripto-1與腫瘤的診斷、治療

大量研究表明，Cripto-1在腫瘤和癌前病變組織中高表達(dá)，Bianco等[22]發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌和乳腺癌患者血漿Cripto-1水平升高，可以作為腫瘤早期診斷的檢測(cè)指標(biāo)。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)血清Cripto-1在肝細(xì)胞癌和非小細(xì)胞肺癌中顯著升高，并且Cripto-1陽(yáng)性對(duì)CEA陰性肺癌患者診斷的特異性為95%[23，24]。這些證據(jù)提示，Cripto-1可能是診斷腫瘤和判斷預(yù)后的新型生物標(biāo)志物。

鑒于Cripto-1在腫瘤中發(fā)生發(fā)展中的作用，將其作為治療靶點(diǎn)具有重要意義。目前有效的靶向治療包括反義寡核苷酸(AS)、單克隆抗體、抑制肽、小分子拮抗劑和針對(duì)與Cripto-1結(jié)合配體的抗體。①AS:在體外研究中，靶向Cripto-1表達(dá)的AS可以抑制乳腺癌、結(jié)腸癌和卵巢癌細(xì)胞株的生長(zhǎng)，當(dāng)與其他靶向致癌因子(如TGF-β)的AS寡聚核苷酸結(jié)合時(shí)抑制效果更好[25]。②單克隆抗體：?jiǎn)慰寺】贵w對(duì)癌細(xì)胞有很強(qiáng)的靶向性，目前針對(duì)Cripto-1的抗體已用于各種模型，對(duì)減少細(xì)胞增殖和抑制腫瘤生長(zhǎng)具有顯著作用?；贑ripto-1致癌作用與兩個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域(CEC和EGF)相關(guān)，其抗體主要是針對(duì)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域設(shè)計(jì)的。針對(duì)CFC基序產(chǎn)生的mAb[26]在睪丸癌和結(jié)腸癌異種移植動(dòng)物模型中顯著抑制了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，主要是通過(guò)減輕Cripto-1介導(dǎo)的激活素B信號(hào)傳導(dǎo)和生長(zhǎng)抑制的阻斷來(lái)發(fā)揮抑癌效應(yīng)。靶向EGF樣基序的抗體，也被發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)破壞Cripto-1與Nodal的相互作用來(lái)抑制Nodal信號(hào)。Xing等[26]已經(jīng)研究出大鼠單克隆IgM抗體(C4、C13)，其也靶向Cripto-1的EGF樣基序，并且已經(jīng)被證明可以抑制乳腺、結(jié)腸、肺、前列腺和白血病癌細(xì)胞系的生長(zhǎng)。體外研究發(fā)現(xiàn)，C4和 C13可以增強(qiáng)化療藥物的細(xì)胞毒性作用，并可提高多重耐藥性細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性。③抑制肽、小分子拮抗劑和CR-1結(jié)合配體：研究表明，GRP78抗體可以破壞Cripto-1/GRP78復(fù)合物，進(jìn)而有效地消除NCCIT細(xì)胞中的AKT/MAPK信號(hào)傳導(dǎo)，從而阻止腫瘤的進(jìn)展。阿蘭內(nèi)酯是一種來(lái)源于幾種植物的天然小分子，其可通過(guò)破壞Cripto-1與活化素受體ⅡA的結(jié)合來(lái)減弱Cripto-1介導(dǎo)的活化素信號(hào)傳導(dǎo)阻斷，模擬單克隆抗體靶向Cripto-1的CFC基序的效應(yīng)?？傊?，Cripto-1表達(dá)的消除和與激活素/ TGF-β信號(hào)復(fù)合物的結(jié)合，在腫瘤的治療中具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

綜上所述，Cripto-1是一種胚胎基因,其再表達(dá)于人類(lèi)多種腫瘤中，在功能上是幾種不同的胚胎信號(hào)傳導(dǎo)途徑(如Nodal、Notch和Wnt/β-catenin)的重要關(guān)聯(lián)點(diǎn)，這些信號(hào)途徑涉及調(diào)節(jié)人類(lèi)腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展。深入研究調(diào)節(jié)Cripto-1上游基因表達(dá)、活性及Cripto-1下游基因的信號(hào)通路，可揭示癌癥中其他潛在的新型治療靶點(diǎn)，為腫瘤的診斷和治療提供更多的思路。