親環(huán)素A在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

高紅紅，陳劍

青島大學(xué)附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，山東 煙臺 2640000

親環(huán)素（cyclophilin，Cyp）在生物界廣泛存在，人類細(xì)胞中至少發(fā)現(xiàn)18種Cyp蛋白。其中，CypA是發(fā)現(xiàn)最早、研究最深入的一個(gè)家族成員[1]。1984年，Handschumacher等[2]利用高效液相色譜法從小牛胸腺細(xì)胞中純化獲得CypA，其與環(huán)孢素A（cyclosporin A，CsA）具有高度親合力。CypA具有多種生物學(xué)功能，與多種疾病有關(guān)，其在輔助蛋白質(zhì)正確折疊、參與免疫抑制、介導(dǎo)炎性反應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用[3]。相關(guān)研究表明，CypA在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，并與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)[4]。隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)CypA不僅可以促進(jìn)惡性腫瘤多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）的產(chǎn)生，還可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞逃避T細(xì)胞的免疫監(jiān)視。目前，對動(dòng)物模型和人類的研究，為探索CypA在惡性腫瘤中的作用機(jī)制提供了有力依據(jù)，進(jìn)一步研究CypA在惡性腫瘤中的作用尤為重要。

1 CypA的生物學(xué)功能

1.1 肽基脯氨?；樂串悩?gòu)酶活性

CypA具有肽基脯氨?；樂串悩?gòu)酶（peptidylprolyl cis-trans isomerase，PPIase）活性，可以催化含有脯氨酸蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)形成，使多肽鏈中脯氨酸殘基氨基末端肽鍵發(fā)生順-反式構(gòu)象轉(zhuǎn)化，是蛋白質(zhì)折疊的重要的限速酶[5]。相關(guān)研究表明，CypA具有分子伴侶功能，在遇到不良刺激時(shí)可以參與蛋白質(zhì)的損傷修復(fù)[6]；而在惡性腫瘤中，CypA過表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞抵抗環(huán)境損傷的作用被放大，通過激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[7]。Zhao等[8]研究發(fā)現(xiàn)，含喹喔啉的ZX-J-19及其衍生物（ZX-J-19j和ZX-J-19l）可以抑制PPIase活性，具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，為抗腫瘤藥物的研發(fā)提供了新的研究方向。

1.2 介導(dǎo)CsA的免疫抑制

CsA與CypA在細(xì)胞內(nèi)相互作用可以形成CypA-CsA復(fù)合物，該復(fù)合物可以阻斷絲裂原激活蛋白激酶（mitogen-activation protein kinase，MAPK）/p38信號通路的活化，從而抑制細(xì)胞增殖；同時(shí)，CypA-CsA復(fù)合物還可以通過抑制活化T細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear factor of activated T cell，NF-AT）的去磷酸化和易位，下調(diào)白細(xì)胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）的表達(dá)，從而抑制T細(xì)胞的增殖和分化、促進(jìn)T細(xì)胞凋亡，發(fā)揮免疫抑制作用[9-10]。Colgan等[11]研究發(fā)現(xiàn)，對于CypA基因敲除的小鼠，CsA無免疫抑制作用。

1.3 參與炎性反應(yīng)

Wang等[12]在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）患者的膝關(guān)節(jié)滑液中檢測到CypA，且血清和滑液中的CypA表達(dá)水平與RA的發(fā)病嚴(yán)重程度呈正相關(guān)；CypA通過直接與CD147結(jié)合，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的黏附和侵襲能力，促進(jìn)炎性反應(yīng)，進(jìn)而破壞軟骨和骨骼。在炎性反應(yīng)中，細(xì)胞外CypA與細(xì)胞內(nèi)受體CD147結(jié)合后，細(xì)胞外CypA能夠刺激內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生促炎信號。另外，細(xì)胞外CypA對單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞等炎性反應(yīng)細(xì)胞也具有趨化作用，且CypA-CD147復(fù)合物需要細(xì)胞表面肝素進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和趨化作用[13]。關(guān)于小鼠[14]、牛[15]、黃鯰魚[16]等的動(dòng)物體內(nèi)研究證實(shí)，CypA對白細(xì)胞具有很強(qiáng)的趨化作用。Dawar等[17]研究發(fā)現(xiàn)，外源性CypA能夠增加同種異體CD4+T細(xì)胞分泌Th1型細(xì)胞因子，并發(fā)現(xiàn)通過抑制CypA基因表達(dá)，可以抑制白細(xì)胞趨化作用引起的炎性反應(yīng)。Li等[18]采用純化的CypA蛋白制備抗CypA抗體對小鼠急性肺炎模型進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠肺損傷減輕，可為炎癥介導(dǎo)的疾病提供一種潛在的治療抗體。

2 CypA在惡性腫瘤中的作用機(jī)制

2.1 CypA促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲

相關(guān)研究表明，CypA在小細(xì)胞肺癌組織中高表達(dá)，通過激活ERK1/2信號通路，促進(jìn)小細(xì)胞肺癌細(xì)胞（H446細(xì)胞）增殖[19]。Qian等[20]研究發(fā)現(xiàn)，CypA基因沉默可以抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞（95C細(xì)胞和A549細(xì)胞）增殖；同時(shí)該研究還發(fā)現(xiàn)，CypA被抑制后，基質(zhì)金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）的活性降低，腫瘤細(xì)胞侵襲能力減弱。Gong等[21]采用免疫組織化學(xué)法對48例肝癌組織及癌旁組織中CypA的表達(dá)情況進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CypA在肝癌組織中的表達(dá)水平高于癌旁組織（79.1%vs12.5%，P＜0.05），通過CypA質(zhì)粒轉(zhuǎn)染肝癌細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞周期分析，發(fā)現(xiàn)CypA通過促進(jìn)肝癌細(xì)胞的細(xì)胞周期從G1期向S期轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖。Li等[22]利用慢病毒轉(zhuǎn)染子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系HEC-1-B，使CypA低表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CypA基因干擾后細(xì)胞侵襲受到抑制與黏著斑信號下調(diào)有關(guān)。通過抑制CypA的表達(dá)，可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，為腫瘤的治療提供潛在的靶點(diǎn)。

2.2 CypA促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移

相關(guān)研究表明，CypA是p38磷酸化結(jié)合位點(diǎn)，ABL酪氨酸激酶和表皮生長因子受體激酶可以調(diào)節(jié)p38的磷酸化水平，CypA與p38之間的這種相互作用可以增強(qiáng)p38介導(dǎo)的信號，從而促進(jìn)細(xì)胞遷移[23]。Li等[24]研究發(fā)現(xiàn)，泛素特異蛋白酶4（ubiquitin-specific protease 4，USP4）過表達(dá)可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長、遷移和侵襲；USP4與CypA相互作用，并通過去泛素化抑制CypA在肝癌細(xì)胞中的降解，USP4/CypA復(fù)合物通過激活MAPK信號通路和調(diào)控p38磷酸化水平，從而推動(dòng)肝癌的進(jìn)展。Guo等[25]利用慢病毒轉(zhuǎn)染人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞H1299和A549，構(gòu)建CypA低表達(dá)和高表達(dá)的H1299和A549細(xì)胞株進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)。首先，通過劃痕實(shí)驗(yàn)和Transwell實(shí)驗(yàn)觀察CypA表達(dá)水平對H1299和A549細(xì)胞遷移能力的影響，結(jié)果表明CypA高表達(dá)能夠促進(jìn)H1299細(xì)胞和A549細(xì)胞的遷移；隨后，蛋白質(zhì)印跡法（Western blot）結(jié)果表明，隨著CypA表達(dá)水平的降低，H1299和A549細(xì)胞中上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)蛋白的表達(dá)水平均明顯降低；最后，通過構(gòu)建非小細(xì)胞肺癌小鼠轉(zhuǎn)移模型證明了CypA能夠促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞H1299和A549的轉(zhuǎn)移。p38抑制劑SB 203580對CypA高表達(dá)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的遷移抑制作用比較明顯，進(jìn)一步研究p38/MAPK信號通路為晚期惡性腫瘤的治療提供新的研究方向。

2.3 CypA促進(jìn)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥

Chen等[26]進(jìn)行的寡核苷酸微陣列分析結(jié)果顯示，CypA促進(jìn)多藥耐藥相關(guān)蛋白（multidrug resistance-associate protein，MRP）高表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞中的藥物蓄積減少，促進(jìn)耐藥性的產(chǎn)生；同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)，MRP3啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)具有PPIase依賴性，通過抑制CypA的表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的MDR。采用紫杉醇化療方案治療子宮內(nèi)膜癌出現(xiàn)耐藥時(shí)，CypA在紫杉醇耐藥腫瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，而敲除CypA基因可以通過部分阻斷MAPK激酶通路來逆轉(zhuǎn)紫杉醇耐藥[27]。Hamilton[28]體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CsA可以逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞株對順鉑的耐藥性，這種作用可能與代謝改變、DNA修復(fù)的抑制、細(xì)胞凋亡的增強(qiáng)、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的改變或活性氧自由基的增加有關(guān)；而體內(nèi)試驗(yàn)使用CypA抑制劑卻未能逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥性。Chen等[29]研究發(fā)現(xiàn)，多靶點(diǎn)酪氨酸激酶抑制藥（尼洛替尼等）可以通過抑制多種 ABC（adenosine triphosphate-binding cassette，ABC）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性，降低ABCB1的表達(dá)水平，增加化療藥物的敏感性，從而逆轉(zhuǎn)MDR的產(chǎn)生，為臨床上MDR腫瘤患者的治療帶來希望。

2.4 CypA促進(jìn)腫瘤細(xì)胞逃避T細(xì)胞免疫監(jiān)視

CD147是一種跨膜糖蛋白，廣泛存在于惡性腫瘤細(xì)胞表面和活化的人T細(xì)胞中，CypA是其天然配體。Shang等[30]通過構(gòu)建CD147特異性短發(fā)夾RNA（short hairpin RNA，shRNA）表達(dá)載體，使CD147的表達(dá)下調(diào)，并將該載體轉(zhuǎn)染到小鼠肝癌細(xì)胞中，與T細(xì)胞共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CypA在體內(nèi)和體外誘導(dǎo)的T細(xì)胞的趨化性均明顯增強(qiáng)，使腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的表達(dá)水平增高，從而抑制腫瘤細(xì)胞的活性[31]。相關(guān)研究表明，在與CD147相關(guān)的基因組中，存在許多基因編碼已知的免疫應(yīng)答成分，而通過對與CD147呈負(fù)相關(guān)的基因進(jìn)行功能分析發(fā)現(xiàn)，基因本體（gene ontology，GO）的生物學(xué)過程大多與免疫激活有關(guān)，結(jié)果表明CD147在腫瘤細(xì)胞免疫應(yīng)答系統(tǒng)中起著負(fù)調(diào)節(jié)作用[21]。為了控制CD147對特定治療靶點(diǎn)的特定功能，進(jìn)一步研究CypA/CD147如何促進(jìn)腫瘤細(xì)胞逃避T細(xì)胞免疫監(jiān)視具有重要意義。

3 小結(jié)與展望

近年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)CypA與血管性疾病、免疫缺陷病和腫瘤等疾病有關(guān)。其中，CypA與腫瘤性疾病關(guān)系的研究最為廣泛，CypA在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，參與激活腫瘤細(xì)胞增殖信號、耐藥基因的表達(dá)、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)和免疫逃逸等。CypA通過激活MAPK信號通路（ERK和p38），促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，且與腫瘤MDR的產(chǎn)生有關(guān)。關(guān)于CypA在腫瘤中的作用機(jī)制，還有待進(jìn)一步研究。臨床上，大部分惡性腫瘤的治療存在MDR，CypA可作為臨床治療的潛在靶點(diǎn)。目前，CypA抑制劑仍需要進(jìn)一步探索。