TFF3與肺癌研究進展

常遠敏 尤青海

肺癌是已知的常見的惡性腫瘤之一，預(yù)計到2020年，肺癌將占所有腫瘤的新發(fā)病例數(shù)的第二位，其死亡病例數(shù)將升至第一位[1]。肺癌按組織學(xué)形態(tài)分為兩大類：90%的非小細胞肺癌(Non-small Cell Lung Cancer，NSCLC)和10%的小細胞肺癌(Small Cell Lung Cancer，SCLC)。目前用于肺癌早期診斷的方法不多，且它們均存在一定的局限性，診斷效果不佳，因此，多數(shù)患者于晚期出現(xiàn)明顯癥狀、體征時才被確診。肺癌5年生存率較低，為19.7%，晚期肺癌患者的5年生存率更低，為5%，但在早期肺癌患者中該指標值明顯升高，為57%[1-2]，因此研究人員篩選出一系列潛在的分子靶點，以期能達到早期診斷及治療肺癌的目的。腸三葉因子(Intestinal Trefoil Factor,ITF)，即TFF3(Trefoil Factor 3)為近期研究較多的潛在分子靶點之一。TFF3屬于三葉因子家族(Trefoil Factor Family,TFF)，乳腺癌相關(guān)肽(Spasmolytic peptide-2, PS2, 或Trefoil factor family-1, TFF1)、解痙攣多肽(Spasmolytic peptide, SP或Trefoil factor family-2, TFF2)均為該家族成員，三者的二級結(jié)構(gòu)中均含有特殊的”三葉狀“結(jié)構(gòu)域——P結(jié)構(gòu)域。部分研究者積極探索TFF3與肺癌間存在的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)其可能作為一個肺癌診斷及治療的分子靶點，本文就該方面相關(guān)研究做一綜述。

一、腸三葉因子3的結(jié)構(gòu)與功能

TFF3是Suemori等[3]于1991年首次從大鼠的空腸上皮細胞克隆出的一種小分子分泌性多肽，其編碼基因位于21號染色體q22.3區(qū)域。TFF3分子量為6.6kDa，共包括59個氨基酸殘基，目前發(fā)現(xiàn)其存在形式包括單體、二聚體，其中二聚體為其活性形式。TFF3蛋白的二級結(jié)構(gòu)中存在一個含有三個分子內(nèi)二硫鍵的特殊結(jié)構(gòu)域——P結(jié)構(gòu)域，此結(jié)構(gòu)域呈現(xiàn)“三葉狀”形狀。其中的分子內(nèi)二硫鍵是由存在于Gln10到Pro51之間(共42個氨基酸殘基)的7個保守半胱氨酸殘基中的6個按照特定順序(Cys1-Cys5、Cys2-Cys4、Cys3-Cys6)形成。P結(jié)構(gòu)域的存在使TFF3具有強烈抗胃酸、蛋白水解酶、消化酶和熱的能力，能在復(fù)雜環(huán)境中維持較穩(wěn)定的生物學(xué)活性，第7個半胱氨酸殘基則在形成二聚體過程中發(fā)揮重要作用[4]。TFF3廣泛表達于多種正常及病理組織中，如胃腸道、甲狀腺、呼吸道、子宮、前列腺等。Wiede等[5-6]于1999年首次發(fā)現(xiàn)呼吸道黏膜下腺細胞、杯狀細胞和纖毛細胞等具有分泌功能的呼吸道上皮細胞能夠分泌TFF3，且在不同細胞內(nèi)與不同粘蛋白共分泌，如在呼吸道黏膜下腺細胞中與粘蛋白5B(Mucin5B，Muc5B)和粘蛋白8(Mucin8，Muc8)共分泌，在杯狀細胞中與粘蛋白5AC(Mucin5AC，Muc5AC)共分泌。粘蛋白與TFF3的結(jié)合位點主要存在于P結(jié)構(gòu)域環(huán)2與環(huán)3之間，共同發(fā)揮維持粘液粘度和厚度、促進呼吸道上皮細胞遷移和修復(fù)、保護黏膜等作用。TFF3在健康個體血清中的含量較低，當肺組織出現(xiàn)惡性變時，TFF3表達增加，血清中含量相應(yīng)增加[7]。此外，TFF3與肺癌細胞的多種生物學(xué)行為有關(guān)，如增殖、遷移、侵襲及異常細胞凋亡等，可用于肺癌的診斷、鑒別診斷及治療等。

二、腸三葉因子3與肺癌的診斷

目前臨床上應(yīng)用氣管鏡、影像學(xué)檢查、腫瘤標記物檢測等方法診斷肺癌，因操作簡便、創(chuàng)傷小、價格適中等優(yōu)點，腫瘤標記物檢測在臨床應(yīng)用中較易被患者接受，使用率較高[8-9]。在健康人血清、肺黏膜組織中可檢測到少量TFF3蛋白，其與粘蛋白共同作用，并黏附在細菌微生物表面組成抗微生物黏液纖毛防御系統(tǒng)。當肺組織發(fā)生癌變時，TFF3表達發(fā)生改變。Qu等[10]檢測130名肺癌患者(58例肺鱗狀細胞癌，29例小細胞肺癌，43例肺腺癌)及60名健康對照者血清中TFF3含量，發(fā)現(xiàn)三種病理類型肺癌患者血清中的TFF3含量均顯著高于健康對照組；研究者緊接著分別利用Western blot及定量RT-PCR技術(shù)檢測肺組織標本(60例健康對照者和130例肺癌患者)、三種病理類型肺癌細胞系(小細胞肺癌、肺鱗狀細胞癌、肺腺癌)和正常人支氣管上皮細胞系中TFF3蛋白及TFF3 mRNA表達量，結(jié)果提示各肺癌組織中TFF3蛋白含量及基因表達均高于對照組，故提出TFF3可作用一種新的生物標記物來協(xié)助診斷肺癌。Wang[11]等收集了未接受任何癌癥相關(guān)治療的肺癌患者術(shù)后病理石蠟標本(44例肺腺癌，67例肺鱗狀細胞癌)，利用免疫組化測量組織中TFF3蛋白和部分常用的肺癌標記物(TTF1、CK7、P63、CK5/6)含量。免疫組化結(jié)果顯示：在此兩種類型的肺癌中，TFF3的陽性表達率分別為90.9%(肺腺癌)、0%(肺鱗狀細胞癌)。且在肺腺癌中CK7、TTF1的敏感性(90.9%、81.8%)和特異性(77.6%、92.5%)均低于TFF3(敏感性：90.9%、特異性：100%)。當TFF3與TTF1、CK7聯(lián)合檢測時，此兩項指標為100%。同時應(yīng)用原位分子雜交染色法測定組織中TFF3 mRNA含量，結(jié)果提示：在此兩種類型的肺癌中，TFF3 mRNA在肺腺癌中的陽性表達率相對較高。研究同時測定TFF3在此兩種肺癌細胞系中的表達，結(jié)果存在明顯差異，同樣為肺腺癌細胞系中含量較高，與免疫組化結(jié)果一致，因此，TFF3可協(xié)助鑒別肺腺癌和肺鱗狀細胞癌。但因缺乏標準化檢測方法、無法精確測量TFF3含量[7]，TFF3的臨床應(yīng)用仍存在局限性。

三、腸三葉因子3與肺癌的發(fā)生發(fā)展

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個多通路、多機制、多分子參與的復(fù)雜過程，主要包括腫瘤細胞的增殖、轉(zhuǎn)移、血管生成等過程。TFF3已被多項研究證實參與腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、分化等重要過程[12-14]，然而關(guān)于TFF3與肺癌發(fā)生發(fā)展的研究仍較少。藍保華[15]等將收集到的表皮生長因子受體(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)敏感突變肺腺癌臨床標本根據(jù)是否存在縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分為兩組，利用轉(zhuǎn)錄組測序篩選出存在于此兩組標本間的差異表達基因，而在伴縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的EGFR敏感突變肺腺癌標本中TFF3存在高表達。接著研究者利用qPCR測定EGFR敏感突變肺腺癌細胞株(PC-9細胞株)中的蛋白表達情況，結(jié)果TFF3蛋白同樣存在高表達，推斷TFF3蛋白可能促進肺腺癌的縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移過程。Zhang[16]等以兩種肺腺癌細胞系(NCI-H1299、NCI-H1975)為研究對象，構(gòu)建TFF3高表達、低表達兩種肺腺癌細胞系，分別檢測其增殖、存活等能力，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，高表達TFF3的肺腺癌細胞的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、損傷修復(fù)等能力增強，且細胞凋亡減少；TFF3低表達細胞的增殖、生存、侵襲、轉(zhuǎn)移等能力較TFF3高表達細胞及空白對照組減弱，表明TFF3可能通過改變細胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移等能力參與肺腺癌的發(fā)生發(fā)展。

四、腸三葉因子3與肺癌的治療

現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，2018年全球有180萬患者因肺癌死亡，死亡率較高，為18.4%[17]，因而對于有效的肺癌治療方法的探索仍是目前的研究重點。分子靶向治療作為一種新型有效的治療方法，仍是目前肺癌治療的研究熱點，針對EGFR、ALK、ROS-1等突變基因位點的靶向治療藥物現(xiàn)已用于肺癌患者的治療。研究者以TFF3肽鏈結(jié)構(gòu)中的Cys57為靶點，設(shè)計出一種小分子TFF3抑制劑——AMPC(2-氨基-4-(4-(6-氟-5-甲基-3-yl)苯基)-5-氧代-4H,5H-吡喃[3,2-c]苯并吡喃-3-甲腈),并發(fā)現(xiàn)AMPC能抑制肺腺癌細胞(NCI-H1299和NCI-H1975細胞)增殖、遷移等能力及縮小肺腺癌模型小鼠的病灶大小，具有明顯的抗腫瘤作用[16]。進一步分子機制研究表明：TFF3可誘導(dǎo)上調(diào)A-Raf蛋白表達，進一步激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(Extracellular Signal-regulated Kinase,ERK1/2)和絲裂原活化蛋白激酶激酶1/2(Mitogen-activated protein kinase kinase,MEK1/2)，促進肺腺癌細胞的增殖等生物學(xué)行為，而聯(lián)合使用AMPC與MEK1/2抑制劑(CI-1040和Trametinib)可進一步抑制肺腺癌細胞的生長，并能減少MEK1/2抑制劑的使用劑量及其副作用，由于NCI-H1975細胞系對EGFR抑制劑耐藥，而聯(lián)合使用AMPC和MEK1/2抑制劑能夠抑制其生長，說明該治療方法可用于治療對EGFR抑制劑耐藥的肺腺癌患者[16,18]。因此可知，TFF3通過參與Ras/Raf/MEK/ERK信號通路促進肺腺癌細胞生長，AMPC通過干預(yù)該信號通路抑制肺腺癌細胞的生長，其有望用以肺腺癌的臨床治療(圖1)。

圖1 AMPC作用機制

五、展望

目前，肺癌的早期診斷能力和治療效果均不佳，為提高診斷能力、改善治療效果及預(yù)后，國內(nèi)外研究者均在探索更多可用于肺癌診斷和治療的分子靶點及其相關(guān)機制。TFF3是主要存在于黏膜表面的一種分泌性小分子多肽，與多種惡性腫瘤均存在復(fù)雜的聯(lián)系，但目前針對TFF3與肺癌關(guān)系的探索較少，現(xiàn)有的研究多局限于探索TFF3與非小細胞肺癌診斷、發(fā)展、治療間的關(guān)系，與小細胞肺癌間聯(lián)系的研究甚少，且具體機制未知。這為研究TFF3在肺癌中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、細胞內(nèi)作用等開拓了廣闊的前景，也推動了TFF3與肺癌的臨床研究。