AKR1B10蛋白在口腔癌中的研究進(jìn)展*

陳益芳，何紅霞，周觀止，李彬，楊慧婷，李劍，謝立君，胡子凡，王燦，師穎瑞

［1.南華大學(xué) 臨床醫(yī)學(xué)系，湖南 衡陽 421001；2.湖南省腫瘤醫(yī)院（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院）核醫(yī)學(xué)科，湖南 長沙 410013；3.湖南省腫瘤醫(yī)院（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院）放射治療科，湖南 長沙410013］

醛酮還原酶家族1 成員B10（aldo-keto reductase family 1 member B10,AKR1B10）以還原型輔酶 Ⅱ（Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH）為輔酶，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或低毒的醇類物質(zhì)，是一種重要的細(xì)胞自我保護(hù)蛋白［1］。中晚期口腔癌預(yù)后極差，5 年生存率為20%～40%［2］，尚缺乏良好的血清學(xué)腫瘤標(biāo)志物，F(xiàn)ANG［3］等通過對口腔鱗癌患者的術(shù)后標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，采用免疫組織化學(xué)方法檢測AKR1B10 的表達(dá)，證實(shí)AKR1B10 可能促進(jìn)口腔鱗癌的周圍神經(jīng)浸潤，最終導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)，組織中AKR1B10 的高表達(dá)是預(yù)后不良的可靠指標(biāo)，且可作為口腔鱗癌風(fēng)險(xiǎn)評估。

1 口腔癌國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

口腔癌是一種發(fā)生在口腔的惡性腫瘤，其主要包括：舌癌、口底癌、齒齦癌、頰黏膜癌、硬腭癌、磨牙后區(qū)癌等，其中早期（Ⅰ、Ⅱ期）口腔癌可通過外科手術(shù)和（或）放療達(dá)到治愈效果，但中晚期（Ⅲ、Ⅳ期）口腔癌，通過手術(shù)、放療、化療等綜合治療手段，也難以達(dá)到完全治愈效果，其預(yù)后較差，口腔癌的發(fā)病率和病死率呈逐年上升趨勢，口腔癌的發(fā)病因素主要與不良生活習(xí)慣、不良嗜好、病毒感染、遺傳等因素相關(guān)，目前治療手段有限，中晚期口腔癌的預(yù)后較差，急需尋找新的治療手段提高口腔癌的治愈率，血清腫瘤標(biāo)志物對部分惡性腫瘤表現(xiàn)出較好的診斷價(jià)值，如糖類抗原125（carbohydrate antigen 125,CA125）和糖類抗原19-9（carbohydrate antigen 19-9,CA19-9）已分別成為卵巢癌和胰腺癌的特異性腫瘤標(biāo)志物［4-5］，癌胚抗原（carcinoembryonic antigen,CEA）、糖類抗原153（carbohydrate antigen 153,CA153）和甲胎蛋白（alpha-fetal protein,AFP）分別在結(jié)直腸癌、乳腺癌和肝癌中顯著升高［6-8］，部分口腔鱗癌患者血清促炎癥細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-6（interleukin-6,IL-6）、白細(xì)胞介素-8（interleukin-8,IL-8）、可溶性白細(xì)胞介素-2 受體（interleukin-2 receptor,IL-2R）等血清腫瘤標(biāo)志物水平也明顯升高［9］，一項(xiàng)研究通過比較口腔癌及口腔良性腫瘤患者、健康人血清中細(xì)胞角質(zhì)蛋白19 片段抗原21（cyto-keratin 19 fragment antigen 21-1,CYFRA21-1）、鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原（squamous cell carcinoma antigen,SCCA）、鐵蛋白（ferritin）、CEA、CA19-9、AFP 的水平發(fā)現(xiàn)：CYFRA21-1 和SCCA 對口腔鱗癌的診斷效能優(yōu)于其他標(biāo)志物［10］。目前國內(nèi)外關(guān)于口腔癌的研究主要集中在致病基因、放療敏感性及干性因子方面，如，致病基因：P53 腫瘤蛋白（tumor protein 53,TP53）、第10 號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten,PTEN）等，放療敏感性因子：氧依賴性轉(zhuǎn)錄活化細(xì)胞因子缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α）、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2（tumor necrosis factor receptor-associated factor 2,TRAF2）等，侵襲轉(zhuǎn)移的因子：基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1,TGF-β1）等，干性的因子：微小RNA-26b（miR-26b）等［11-15］，但目前仍然缺乏特異性的血清腫瘤標(biāo)志物用于口腔癌早期發(fā)現(xiàn)篩查。

2 AKR1B10：一種新的促癌因子

2.1 病理組織中AKR1B10 的表達(dá)與癌癥的關(guān)系

生理狀態(tài)下AKR1B10 主要在結(jié)直腸、小腸高表達(dá)，在肝臟中極低表達(dá)，在其他組織中基本不表達(dá)［1］；而在吸煙患者的肺癌［16-17］、乳腺癌［18］、胰腺癌［19-20］、及原發(fā)性肝癌［21-23］等腫瘤中表達(dá)升高，文獻(xiàn)報(bào)道AKR1B10 在早期、中高分化的肝癌中過度表達(dá)，但在晚期、低分化肝癌中表達(dá)下降［24］，F(xiàn)UKUMOTO 等［16］報(bào)道AKR1B10 在原發(fā)性非小細(xì)胞肺癌中高表達(dá)，且在高分化鱗癌和低分化腺癌中表達(dá)升高明顯，與吸煙關(guān)系密切。在乳腺癌組織中AKR1B10 蛋白表達(dá)水平較癌旁組織明顯生高，且與乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤惡性程度呈正相關(guān)，而與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。AKR1B1 蛋白可能通過激活ERK 信號通路促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲［25］，而在消化道腫瘤中，如直腸癌、胃癌組織中，AKR1B10 表達(dá)明顯下調(diào)，其表達(dá)水平與患者性別、年齡、腫瘤分化程度呈負(fù)相關(guān)［26］。

2.2 AKR1B10 的生物學(xué)功能

在正常生理?xiàng)l件下AKR1B10 以NADPH 為輔酶經(jīng)過氧化-還原反應(yīng)，有效地將細(xì)胞毒性羰基化合物（包括氧化應(yīng)激產(chǎn)物和各種藥物）轉(zhuǎn)化為無毒或低毒的羥基化合物，保護(hù)宿主細(xì)胞免受羰基損傷，是一種重要的細(xì)胞自我保護(hù)蛋白，發(fā)揮了抑制細(xì)胞變性，延緩腫瘤的發(fā)展的作用［24，27-28］。

AKR1B10 不僅可以還原醛酮類羰基化合物，還能與乙酰輔酶A 羧化酶-α（ACCA）結(jié)合，并抑制ACCA 經(jīng)泛素化-蛋白酶途徑降解。ACCA 是脂肪酸第一步合成的關(guān)鍵酶，催化乙酰輔酶A 合成丙二酰輔酶A。AKR1B10 可以通過穩(wěn)定ACCA 促進(jìn)長鏈脂肪酸的合成，長鏈脂肪酸是膜磷脂和脂質(zhì)第二信使的重要組分，其通過介導(dǎo)細(xì)胞信號傳導(dǎo)促進(jìn)細(xì)胞生長、增殖和存活（抗凋亡）。AKR1B10 還參與金合歡醇（farnesal）與香葉基香葉酰（geranylgeranyl）代謝，是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄后異戊烯化修飾的關(guān)鍵分子。蛋白質(zhì)異戊烯化是蛋白質(zhì)脂質(zhì)修飾的過程，涉及farnesal（15-碳）或geranylgeranyl（20-碳）類異戊二烯共價(jià)添加到靶蛋白的半胱氨酸殘基。蛋白質(zhì)異戊烯化后才能完成其細(xì)胞定位，隨后與細(xì)胞質(zhì)膜及相關(guān)信號分子作用，調(diào)節(jié)相關(guān)信號通路，如參與Ras 蛋白異戊烯化，從而促進(jìn)細(xì)胞生長、增殖與分化及維持細(xì)胞骨架和囊泡運(yùn)輸［19，29］。

因此，生理狀態(tài)下AKR1B10 是一種重要的細(xì)胞自我保護(hù)因子，而在某些病理過程中AKR1B10發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞生長、增殖與生存，抗凋亡的作用。

3 組織中AKR1B10 表達(dá)與口腔癌密切相關(guān)

口腔癌是全球十大惡性腫瘤之一，全球每年新增癌癥病例約1 800 萬，其中口腔癌約占2%，新增近36 萬，因癌癥死亡人數(shù)約960 萬，口腔癌死亡近18 萬［30］，目前口腔癌治療，主要以手術(shù)為主，配合術(shù)后放療、化療、免疫治療等綜合治療，但由于口腔癌早期極易發(fā)生區(qū)域淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，復(fù)發(fā)率高、預(yù)后差，5 年生存率不足50%，目前缺乏良好的血清標(biāo)志物，早期診斷口腔癌及評估預(yù)后。

口腔癌與口腔習(xí)慣（飲酒、咀嚼檳榔和吸煙等）密切相關(guān)，已有研究報(bào)道，通過免疫組織化學(xué)方法，檢測AKR1B10 在口腔鱗癌組織中的表達(dá)，結(jié)果表明AKR1B10 蛋白在口腔鱗癌組織中明顯高于正常黏膜組織，且其表達(dá)升高程度與腫瘤大小和臨床分期明顯相關(guān)。AKR1B10 高表達(dá)患者的總生存期明顯短于低表達(dá)患者，表明AKR1B10蛋白過表達(dá)是口腔癌預(yù)后不良的高危因素［31］。

4 血清AKR1B10 在惡性腫瘤中的應(yīng)用

有研究表明，乳腺癌組織中AKR1B10 蛋白明顯高于正常組織，AKR1B10 的表達(dá)與腫瘤大小和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，而與患者年齡、腫瘤類型和核分級無關(guān)。且發(fā)現(xiàn)血清AKR1B10 蛋白水平與腫瘤組織中AKR1B10 的表達(dá)呈明顯正相關(guān)，即乳腺癌患者血清中AKR1B10 蛋白的表達(dá)也明顯升高，推測AKR1B10 可能成為一種新的乳腺癌血清標(biāo)志物及乳腺癌的預(yù)后因子和治療靶點(diǎn)［32］。

近期本課題組，自2015 年起開展的一項(xiàng)多中心前瞻性研究，連續(xù)招募了來自三家獨(dú)立醫(yī)院的1 244 名參與者，包括原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌（HCC），健康對照（HC），良性肝腫瘤（BLT），慢性乙型肝炎（CHB）和肝硬化（LC）患者。通過時(shí)間分辨免疫熒光測定法檢測血清AKR1B10 蛋白水平，繪制接受者操作特征曲線（receiver operation character curve,ROC）。并同時(shí)對比分析甲胎蛋白（AFP）水平。結(jié)果表明，AKR1B10 是一個(gè)原發(fā)性肝癌新型血清標(biāo)志物，其靈敏度與特異性總體優(yōu)于AFP，聯(lián)合應(yīng)用效果更佳［33］。有望成為新一代原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌的腫瘤標(biāo)志物。

5 AKR1B10 作為口腔癌腫瘤標(biāo)志物應(yīng)用前景

目前口腔癌發(fā)病率高，中晚期預(yù)后差，易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，治療應(yīng)予以手術(shù)、放療、化療等綜合治理模式，積極實(shí)施一二級腫瘤預(yù)防，早篩、早診、早治是提高口腔癌治愈率、降低病死率的關(guān)鍵，因此尋找新的口腔癌特異性分子標(biāo)志物和預(yù)測因子，用于早診早治及篩查至關(guān)重要。已有研究證實(shí)，口腔癌患者組織中AKR1B10 蛋白高表達(dá)，且與其預(yù)后相關(guān)，但尚未證明血清AKR1B10 能否作為口腔癌的血清學(xué)標(biāo)志物。

有研究發(fā)現(xiàn)：AKR1B10 在多種惡性腫瘤中均有表達(dá)，并在癌癥的發(fā)生過程中起重要的作用，在口腔癌病理組織中高表達(dá)，AKR1B10 可能促進(jìn)口腔鱗癌細(xì)胞的周圍神經(jīng)浸潤（PNI），最終導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)。在口腔癌血清中AKR1B10 蛋白表達(dá)可能上調(diào)，其上調(diào)程度與其臨床分期、不良生活習(xí)慣、組織類型、病理分型等相關(guān)，有可能成為口腔癌新的早期診斷血清標(biāo)志物。對AKR1B10 表達(dá)通路的干預(yù)，可能為口腔癌的治療提供新的潛在靶點(diǎn)，為新藥的開發(fā)提供依據(jù)，具有很好的臨床應(yīng)用前景，可造福諸多口腔癌患者。