EGFL基因家族在腫瘤中的研究進展

張皓璐，吳 帆,2※

(1.貴州醫(yī)科大學(xué),貴陽 550025； 2.廣州市紅十字會醫(yī)院肝膽外科,廣州 510220)

表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域(epidermal growth factor-like domain，EGFL)基因家族因其成員的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中包含單獨或多重的表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)樣結(jié)構(gòu)域而得名，其編碼的蛋白可激活胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、核因子κB、促分裂原活化的蛋白激酶、蛋白激酶B和Notch等重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而廣泛參與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。EGFL 家族成員EGF樣結(jié)構(gòu)域包含30～40個氨基酸殘基，其結(jié)構(gòu)特點是包含了2個二硫鍵(由6個空間上保守的半胱氨酸殘基形成)，而這些在空間上相對比較保守的二硫鍵也使其擁有與EGF相似的二級結(jié)構(gòu)，提示EGFL家族與EGF具有象征意義的同族性，可歸于EGF相關(guān)蛋白的范疇。EGFL家族成員因為具有高度同源性的EGF樣結(jié)構(gòu)域，故也擁有共同的功能特點[1-2]，均可通過與一組跨細胞膜絡(luò)氨酸激酶受體相結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用，這些受體包括表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR，又稱ErbB1)、ErbB2、ErbB3和ErbB4等。其中，EGFR的激活又可引發(fā)大量的細胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，包括磷脂酰肌醇-3-激酶，促分裂原活化的蛋白激酶和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子通路等[3-7]。目前已發(fā)現(xiàn)的EGFL家族成員包括EGFL2、EGFL3、EGFL5、EGFL6、EGFL7、EGFL8和EGFL9等[8]。現(xiàn)就目前研究較多的EGFL6、EGFL7、EGFL8和EGFL9的結(jié)構(gòu)、功能及其與腫瘤的相關(guān)研究進展予以綜述。

1 EGFL6

EGFL6于1999年由Yeung等[9]用DNA分子雜交高通量篩選的方法首次發(fā)現(xiàn)，其蛋白結(jié)構(gòu)包括1個胞外基質(zhì)蛋白結(jié)構(gòu)域，1個N端信號肽，5個EGF重復(fù)結(jié)構(gòu)域，1個整合素結(jié)合結(jié)構(gòu)域，1個C端MAM(meprin，A5和受體酪氨酸磷酸酶μ)結(jié)構(gòu)域。EGFL6同時含有2個N連接的糖基化位點和1個潛在的酪氨酸磷酸化位點。

1.1EGFL6與口腔鱗狀細胞癌 EGFL6在口腔鱗狀細胞癌中的表達水平明顯上調(diào)。Chuang等[10]研究表明，口腔鱗狀細胞癌組織中EGFL6 mRNA表達水平明顯高于正常組織，且晚期患者血清EGFL6水平明顯高于早期患者。以往有報道顯示EGFL6蛋白可通過激活ERK信號通路調(diào)控血管內(nèi)皮細胞的轉(zhuǎn)移[11]。綜合這些研究結(jié)果推測，EGFL6可能在口腔鱗狀細胞癌的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，這對口腔鱗狀細胞癌患者的治療有重要意義，而血清EGFL6水平則有望成為口腔鱗狀細胞癌的一個新的腫瘤標(biāo)志物[12-14]。

1.2EGFL6與乙醛脫氫酶陽性卵巢癌 卵巢癌是女性常見的惡性腫瘤，乙醛脫氫酶陽性的卵巢癌腫瘤干細胞與卵巢癌化療耐藥有關(guān)，而現(xiàn)有的報道顯示EGFL6可促進乙醛脫氫酶陽性卵巢癌腫瘤干細胞的轉(zhuǎn)移和不對稱分裂，其機制可能是EGFL6通過蛋白酪氨酸磷酸酶2(domain-containing protein-tyrosine phosphatase-2，SHP2)介導(dǎo)ERK信號通路促進乙醛脫氫酶陽性卵巢癌腫瘤干細胞的生長[15]。另有研究表明，EGFL6與卵巢癌的血行轉(zhuǎn)移也有聯(lián)系，EGFL6抗體能抑制EGFL6對卵巢癌的生長及轉(zhuǎn)移的影響[16]，這可能為卵巢癌的治療提供新途徑。

1.3EGFL6與良性腦膜瘤 根據(jù)腫瘤細胞的組織病理學(xué)特征，將Ⅰ級腦膜瘤分為不同的亞型，如纖維型腦膜瘤、過渡型腦膜瘤、血管瘤型腦膜瘤、分泌型腦膜瘤等。纖維型腦膜瘤中EGFL6是調(diào)控水平最高的基因之一，與腦膜蛛網(wǎng)膜組織相比EGFL6的表達上調(diào)了68倍，而其他亞型的腦膜瘤與腦膜蛛網(wǎng)膜組織相比EGFL6的表達也有不同程度的上調(diào)，但在非典型腦膜瘤中EGFL6呈低表達。通過酶聯(lián)免疫吸附測定法可以檢測血清中的EGFL6水平，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)良性腦膜瘤患者的血清EGFL6水平與磁共振成像中所測定的腫物大小無明顯相關(guān)性，在正常健康人群的血清中極難檢測到EGFL6，而在良性腦膜瘤及卵巢癌患者的血清中EGFL6顯著升高，良性腦膜瘤的平均血清EGFL6水平女性與男性患者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義[17]。雖然EGFL6在良性腦膜瘤中的發(fā)病機制尚不清楚，但有證據(jù)表明EGFL6通過ERK途徑激活誘導(dǎo)細胞遷移和血管內(nèi)皮細胞遷移[11]，而以往的研究已證實EGFL家族基因可以激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路[18]，纖維性腦膜瘤中的EGFL6過表達且磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路激活，可以推測EGFL6可能通過激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路在良性腦膜瘤的發(fā)病機制中發(fā)揮作用。

2 EGFL7

EGFL7以往被認為是一種血管內(nèi)皮細胞源性的分泌性因子，人類EGFL7基因定位于第9號染色體，編碼分子量為30 000的蛋白，可發(fā)揮調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細胞黏附、遷徙以及抑制血管平滑肌細胞遷徙的作用[19]?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)EGFL7在多種腫瘤中表達，包括肝癌、惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤、乳腺癌、肺癌及胰腺癌等。

2.1EGFL7與肝癌 肝癌是嚴(yán)重威脅人類生命健康的常見惡性腫瘤。Wu等[3]研究發(fā)現(xiàn)肝癌組織中的EGFL7 mRNA和蛋白表達水平均明顯高于肝癌旁組織，且組織免疫熒光檢測的結(jié)果證實，肝癌組織中的EGFL7蛋白主要來自肝癌細胞而非以往認為的血管內(nèi)皮細胞。EGFL7蛋白高表達患者的預(yù)后明顯差于EGFL7蛋白低表達患者，EGFL7蛋白的高表達則被多元Cox回歸分析證實為影響肝癌預(yù)后的獨立危險因素，提示EGFL7是一個潛在的肝癌預(yù)后標(biāo)志物，研究還發(fā)現(xiàn)EGFL7可通過EGFR的介導(dǎo)激活局部黏著斑激酶促進肝癌細胞的侵襲和遷移能力，提示EGFL7是一個候選的肝癌治療靶點。Fan等[4]研究發(fā)現(xiàn)，肝癌、肺癌及卵巢癌等惡性腫瘤患者血清中的EGFL7水平明顯升高，但以肝癌患者血清EGFL7水平升高最明顯，較正常人群升高近4倍，提示EGFL7是一個潛在的肝癌血清學(xué)標(biāo)志物。

2.2EGFL7與乳腺癌 EGFL7 mRNA和蛋白在乳腺癌中的表達水平均明顯升高。Pannier等[6]和Philippin-Lauridant等[7]的研究顯示，EGFL7蛋白的高表達與乳腺癌的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、雌激素受體(+)、人類表皮生長因子受體2(+)及不良預(yù)后相關(guān)，F(xiàn)an等[4]的多元Cox回歸分析顯示EGFL7高表達是影響乳腺癌預(yù)后的獨立危險因素，提示EGFL7是一個潛在的乳腺癌預(yù)后標(biāo)志物。近年來研究顯示，EGFL7在乳腺癌中的表達與三陰性乳腺癌的標(biāo)志——細胞間黏附因子1的表達呈負相關(guān)，但EGFL7表達對細胞間黏附因子1的潛在影響較少見報道。鑒于細胞間黏附因子1的表達主要受核因子κB和促分裂原活化的蛋白激酶/ERK通路的調(diào)控，EGFL7很可能通過乳腺癌微環(huán)境中的核因子κB途徑調(diào)節(jié)細胞間黏附因子1的表達，提示EGFL7是乳腺癌特別是三陰性乳腺癌的一個很有價值的治療靶點[20]。

2.3EGFL7與胰腺癌 已有研究表明，EGFL7在胰腺癌組織中的表達明顯高于正常組織，而胰腺腫瘤在切除后EGFL7的表達有明顯下降，且EGFL7表達水平與胰腺癌的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、局部浸潤及微血管密度均密切相關(guān)，下調(diào)EGFL7并不能影響胰腺癌細胞的增殖、凋亡及細胞周期等，但可以抑制胰腺癌細胞的侵襲并明顯抑制微血管的形成[21]。更重要的是，Zhou等[22]通過多變量Cox回歸分析得出結(jié)論，EGFL7高表達是影響胰腺癌患者預(yù)后的獨立危險因素。另有研究顯示，降低EGFL7表達可抑制胰腺癌細胞的侵襲和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，提示降低EGFL7的表達可能是一種潛在的胰腺癌治療措施，EGFL7具有成為胰腺癌預(yù)后標(biāo)志物和治療靶點的潛力[23]。

2.4EGFL7與胃癌 已有研究顯示，胃癌組織中的EGFL7 mRNA和蛋白表達水平均明顯高于癌旁正常組織，證明EGFL7在胃癌中的表達明顯上調(diào)[4]。另有研究發(fā)現(xiàn)，EGFL7的高表達可促進胃癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，裸鼠模型也證明EGFL7過表達會促進胃癌細胞種植瘤的增大并使腫瘤更容易轉(zhuǎn)移至肝臟，同時還可顯著降低胃癌細胞的凋亡水平，其機制可能是EGFL7通過EGFR/蛋白激酶B/Snail(鋅指轉(zhuǎn)錄因子)信號通路從而促進胃癌細胞的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，阻斷這一信號通路則可能成為胃癌治療的新策略[24]。He等[25]的研究顯示，EGFL7在胃印戒細胞癌中表現(xiàn)為異常的低甲基化，這可能是導(dǎo)致EGFL7在胃癌中高表達的原因之一。近年來，研究顯示肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1可通過改變EGFL7基因啟動子中H3組蛋白的乙?；秸T導(dǎo)EGFL7表達上調(diào)從而促進胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，在肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1基因表達下調(diào)的小鼠模型中EGFL7 mRNA及蛋白表達水平也下調(diào)，下調(diào)肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1則可顯著抑制胃癌的轉(zhuǎn)移，提示EGFL7作為肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1的下游重要效應(yīng)因子在胃癌轉(zhuǎn)移的調(diào)控中發(fā)揮重要作用[26]。

2.5EGFL7與宮頸癌 宮頸癌是全世界女性癌癥相關(guān)死亡的常見原因，新輔助化療后子宮切除術(shù)可能是治療局部晚期宮頸癌和改善患者預(yù)后的有效方法。實施手術(shù)的前提是能夠預(yù)測新輔助化療是否成功。研究表明，EGFL7的表達水平與宮頸癌患者尤其是晚期宮頸癌患者的新輔助化療效果相關(guān)[27]。EGFL7高表達患者的新輔助化療效果往往弱于EGFL7低表達患者，其生存時間也短于后者。此外，有研究結(jié)果顯示，過度表達EGFL7可能通過上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化促進腫瘤化學(xué)耐藥發(fā)展，并通過激活Snail的表達提高細胞凋亡的抵抗力[24]。因此，EGFL7可能是影響新輔助化療治療局部晚期宮頸癌效果的一個關(guān)鍵因子，并可能成為評估宮頸癌患者行新輔助化療是否有效的標(biāo)志物。

2.6EGFL7與生長激素分泌型垂體瘤 腦垂體腺瘤是腦內(nèi)腫瘤中第三位常見的腫瘤，占所有顱內(nèi)腫瘤的15%，而生長激素分泌型腦垂體腺瘤約占所有腦垂體腺瘤的20%，盡管生長激素分泌型腦垂體腺瘤一般屬于良性腫瘤，生長速度緩慢，且大多沒有局部浸潤，但仍有約33%的生長激素分泌型腦垂體腺瘤表現(xiàn)出浸潤性，這限制了經(jīng)蝶骨手術(shù)切除腺瘤的安全性和完整性，并往往導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)[28]。Wang等[29]研究發(fā)現(xiàn)，EGFL7在侵襲性生長激素分泌型腦垂體腺瘤中的表達高于非侵襲性生長激素分泌型腦垂體腺瘤，且其表達水平與腫瘤的體積、組織學(xué)亞型、生長及復(fù)發(fā)均密切相關(guān)。EGFL7可通過Notch2/DLL3(Delta-like3)信號通路調(diào)控生長激素分泌型腦垂體腺瘤的增殖和侵襲能力。降低垂體瘤細胞內(nèi)源性EGFL7的表達水平則可以通過下調(diào)Notch2/DLL3信號的表達而抑制垂體瘤細胞的增殖和侵襲。因此，EGFL7可能是一個評估垂體瘤侵襲和預(yù)后的標(biāo)志物及潛在的治療靶點。

2.7EGFL7與急性髓系白血病 急性髓細胞性白血病是一種克隆性造血系統(tǒng)疾病，其特點是骨髓和血液中的未成熟細胞的增殖?；蚋淖儼ㄈ旧w易位、缺失以及導(dǎo)致下游目標(biāo)基因表達異常的基因突變，都有可能導(dǎo)致急性髓細胞性白血病的發(fā)生。先前的研究已經(jīng)證明了存在于EGFL7基因內(nèi)部的miR-126-3p(miR-126)在細胞遺傳學(xué)正常急性髓細胞性白血病患者中的表達上調(diào)與患者總體生存率的縮短有關(guān)[30]。另有研究顯示，EGFL7 mRNA表達增加的急性髓細胞性白血病患者完全緩解率較低，無事件存活的時間較短。急性髓細胞性白血病細胞能夠合成和分泌EGFL7蛋白，后者能直接促進細胞的生長，而抑制EGFL7可以減少急性髓細胞性白血病細胞的增殖并誘導(dǎo)細胞凋亡。在年輕急性髓細胞性白血病患者中，EGFL7高表達者往往血小板及白細胞更低，而根據(jù)歐洲白血病網(wǎng)絡(luò)(European Leukemia Net，ELN)指南，這類患者往往預(yù)后不佳[31]。

3 EGFL8

EGFL8蛋白與EGFL7蛋白具有相似的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，兩者均包含有一個EGFL結(jié)構(gòu)域，一個鈣離子結(jié)合型EGFL結(jié)構(gòu)域和N端的信號肽。有研究顯示，EGFL8與EGFL7的關(guān)聯(lián)大于與EGFL3的關(guān)聯(lián)[32]。

3.1EGFL8與胃腸道腫瘤 已有研究顯示，EGFL8在人結(jié)直腸癌中的mRNA水平較正常組織明顯下降，且EGFL8的表達下調(diào)與結(jié)直腸癌的遠處轉(zhuǎn)移及TNM分期密切相關(guān)。EGFL8表達明顯下調(diào)的結(jié)直腸癌患者總生存率更低，而多元Cox回歸分析證實EGFL8表達下調(diào)是影響結(jié)直腸癌患者預(yù)后的獨立危險因素，提示EGFL8是一個有價值的結(jié)直腸癌預(yù)后標(biāo)志物[33]。EGFL8在胃癌組織中的表達也明顯低于相應(yīng)的正常胃黏膜組織，且EGFL8的表達下調(diào)與胃癌的腹膜轉(zhuǎn)移及較高的TNM分期顯著相關(guān)，提示EGFL8可能是晚期胃癌的一個新的生物學(xué)標(biāo)志物[34]。目前EGFL8在胃腸道腫瘤中表達下調(diào)的原因雖然尚不清楚，但Lu等[35]研究顯示，EGFL8基因在包括結(jié)腸癌在內(nèi)的9種人類腫瘤組織的18株細胞系中均表現(xiàn)為高甲基化，提示高甲基化可能是導(dǎo)致EGFL8在胃腸道腫瘤中表達下調(diào)的原因之一。

3.2EGFL8與小鼠胸腺細胞 EGFL8基因過表達可抑制小鼠胸腺上皮細胞與胸腺細胞的黏附，從而抑制胸腺細胞的成熟，其機制可能是EGFL8過表達抑制了胸腺上皮細胞中細胞間黏附因子1的表達水平[36]。Subhan等[37]研究顯示，EGFL8重組蛋白能夠引起小鼠胸腺重量的下降，也可抑制胸腺細胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，在此過程中EGFL8重組蛋白抑制了小鼠胸腺細胞和胸腺上皮細胞中Notch信號通路下游因子毛發(fā)分裂增強子1和毛發(fā)分裂增強子相關(guān)YRPW模體1的表達。EGFL8在非腫瘤細胞中的這些研究結(jié)果對進一步了解其在人類腫瘤中的分子作用機制具有重要的借鑒意義。

4 EGFL9

EFGL9又稱為Delta樣同族體2，其與Delta樣同族體1均為跨膜蛋白，兩者結(jié)構(gòu)高度相似，均包括一個含6個重復(fù)EGFL結(jié)構(gòu)域的胞外部分，一個單鏈跨膜結(jié)構(gòu)及一個短的胞內(nèi)短鏈[38]。EGFL9分布廣泛，在小鼠胚胎的肺、腦、脂肪組織、睪丸以及成年的肝臟、胎盤、卵巢等多種組織中均可以檢測到。研究顯示，EGFL9參與脂肪的形成及胚胎軟骨的發(fā)育過程[39]。

5 小 結(jié)

眾多研究已顯示EGFL家族成員在肝癌、乳腺癌、胃癌、結(jié)直腸癌等多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，它們在腫瘤組織中的表達上調(diào)或下調(diào)與腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移及預(yù)后等關(guān)系密切，特別是參與EGFR、Notch、ERK和蛋白激酶B等重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)控，可能是腫瘤分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點。目前，EGFL基因家族成員已在腫瘤診斷及治療中顯示出廣泛的應(yīng)用潛力，深入探討它們在人類腫瘤中的作用機制，將有望提供新的腫瘤診斷、預(yù)后標(biāo)志物或治療靶點。