內(nèi)臟脂肪素在消化道惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

伍志通 覃文周 葉慧芬 向文耀

1.廣西壯族自治區(qū)貴港市人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，廣西貴港537100；2.廣西壯族自治區(qū)貴港市人民醫(yī)院感染科，廣西貴港537100

內(nèi)臟脂肪素（visfatin）又稱內(nèi)脂素，是一種脂肪細(xì)胞因子，因其功能不同而有不同的名稱，也稱前B細(xì)胞克隆增強(qiáng)因子（pre-B-cell colonyenhancing factor，PBEF）或煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT）。內(nèi)脂素是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）生物合成的重要限速酶。NAD+參與多種信號(hào)通路的調(diào)節(jié)以及多種生物學(xué)過程的調(diào)節(jié)，如細(xì)胞周期、凋亡、代謝調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)錄和DNA修復(fù)。此外，內(nèi)脂素在多種惡性腫瘤中表達(dá)上調(diào)，并且在腫瘤增殖、血管生成、轉(zhuǎn)移和耐藥等與腫瘤進(jìn)展相關(guān)的幾個(gè)關(guān)鍵因子的調(diào)控中發(fā)揮作用。本文的目的是對(duì)內(nèi)脂素的結(jié)構(gòu)、功能及其在消化道惡性腫瘤中的表達(dá)和作用等方面的最新研究進(jìn)展作一綜述。

1 內(nèi)脂素基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組織分布

1.1 內(nèi)脂素基因

人類內(nèi)脂素基因位于染色體7q22，全長大約34.7 kb，由11個(gè)外顯子和10個(gè)內(nèi)含子組成，cDNA全長2357 kb，編碼491個(gè)氨基酸、相對(duì)分子量為52 kDa的蛋白質(zhì)，內(nèi)脂素的mRNA有三個(gè)剪接體，分別長2000、2400、4000 bp，其中2400 bp的剪接體含量最高[1-2]。Ognjanovic等[1]研究發(fā)現(xiàn)，外顯子1被證明編碼一個(gè)短的5'非翻譯區(qū)（UTR）和信號(hào)肽區(qū)；外顯子11編碼蛋白質(zhì)產(chǎn)物的羧基末端以及整個(gè)3'非編碼區(qū)；轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游的5'區(qū)包含許多調(diào)控元件。5'側(cè)翼區(qū)包含兩個(gè)截然不同的片段：長度為1.4 kb的近端片段和1.6 kb的遠(yuǎn)端片段。近端片段的GC核苷酸比例較高，含有轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，但不含TATA或CAAT盒；而遠(yuǎn)端片段的AT核苷酸含量較高，包含幾個(gè)TATA和CAAT盒，以及起始密碼子。另外，內(nèi)脂素基因的5'端還含有調(diào)控元件，包括Sp1、NF-1、AP-1、AP-2以及糖皮質(zhì)激素受體、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子、cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cyclic-AMP response binding protein，CREB）、核因子NF-IL-6和NF-κB，這些調(diào)控元件對(duì)細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄與激活起重要作用。內(nèi)脂素具有高度進(jìn)化保守性，在原核生物、海綿動(dòng)物、昆蟲和哺乳動(dòng)物中均發(fā)現(xiàn)了與之密切相關(guān)的酶。

1.2 內(nèi)脂素的組織分布

內(nèi)脂素存在于各種組織和細(xì)胞中，細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)脂素主要分布于細(xì)胞質(zhì)、線粒體和細(xì)胞核中[3]；Samal等[4]報(bào)道，人內(nèi)脂素在骨髓、肝臟和肌肉中的表達(dá)水平最高，但也在其他各種組織中表達(dá)，包括胎盤、腎臟、心臟和肺。Ognjanovic等[1]發(fā)現(xiàn)內(nèi)脂素定位于來自羊膜和絨毛膜的胎兒細(xì)胞以及母體蛻膜細(xì)胞。Kitani等[2]研究了內(nèi)脂素在人和大鼠組織中的分布，發(fā)現(xiàn)人內(nèi)脂素在白細(xì)胞中的表達(dá)最高，其次是肝和肺，在大鼠中也有類似的分布，只是內(nèi)脂素在心臟的表達(dá)高于肺的表達(dá)。脂肪細(xì)胞、肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、和心肌細(xì)胞等多種細(xì)胞也能分泌內(nèi)脂素[2,5-6]。

2 內(nèi)脂素在惡性腫瘤中的作用機(jī)制

近年來多項(xiàng)研究表明[7-10]，內(nèi)脂素在多種惡性腫瘤中高表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、腫瘤病理分期以及預(yù)后等密切相關(guān)。目前研究發(fā)現(xiàn)[3]，內(nèi)脂素與腫瘤的密切關(guān)系主要是通過參與調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞增殖、凋亡、氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞自噬而實(shí)現(xiàn)的，其作用機(jī)制可能有以下幾個(gè)方面：①慢性炎癥在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。內(nèi)脂素具有促炎作用，能激活人白細(xì)胞并誘導(dǎo)腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-8（IL-8）等細(xì)胞因子的產(chǎn)生。內(nèi)脂素通過激活炎癥相關(guān)信號(hào)通路PI3K、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（ERK1/2）、p38MAPK、JNK、AKT、STAT3、NF-κB等誘導(dǎo)下游靶基因轉(zhuǎn)錄的激活，從而導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子的過度表達(dá)，提高腫瘤細(xì)胞的存活率[11-12]。②Sirt屬于依賴NAD+的組蛋白去乙酰化酶。內(nèi)脂素是人類NAD+生物合成中的限速酶，內(nèi)脂素可以直接調(diào)節(jié)Sirt的活性，導(dǎo)致下游蛋白激酶途徑受到干擾而使細(xì)胞處于不斷增殖狀態(tài)[13]。③內(nèi)脂素參與了血管生成的調(diào)節(jié)。內(nèi)脂素通過激活ERK1/2通路和MAPK/PI3K/Akt信號(hào)通路誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）2/9的產(chǎn)生而參與血管生成[14-15]。

3 內(nèi)脂素與消化道惡性腫瘤

3.1 內(nèi)脂素與胃癌

胃癌患者血漿內(nèi)脂素水平與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和腫瘤臨床病理分期呈正相關(guān)[7]。Mohammadi等[16]探討了抵抗素（resistin）和內(nèi)脂素對(duì)人胃癌細(xì)胞株AGS端粒酶基因表達(dá)的作用，在增加抵抗素和內(nèi)脂素重組蛋白濃度刺激24 h和48 h后，用XTT法檢測細(xì)胞增殖情況，發(fā)現(xiàn)了經(jīng)抵抗素和內(nèi)脂素處理后，重組蛋白可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和端粒酶基因的表達(dá)，但與單獨(dú)刺激相比，抵抗素和內(nèi)脂素聯(lián)合作用對(duì)細(xì)胞增殖和端粒酶基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用更強(qiáng)，這表明胃癌組織中抵抗素和內(nèi)脂素可能通過促進(jìn)端粒酶基因的表達(dá)而協(xié)同促進(jìn)癌細(xì)胞的生長。因此，阻斷抵抗素和內(nèi)脂素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，限制內(nèi)脂素分泌，對(duì)于抵抗素和內(nèi)脂素水平升高的胃癌治療可能是有價(jià)值的。另有研究表明[17]，內(nèi)脂素抑制劑FK866通過抑制煙酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（NAPRT）缺陷細(xì)胞中的煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（NAMPT）選擇性地殺死具有上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）基因表達(dá)特征的胃癌細(xì)胞。NAPRT的低表達(dá)預(yù)示著NAMPT抑制劑FK866對(duì)胃癌的高效治療作用，癌細(xì)胞中NAPRT的丟失使癌細(xì)胞對(duì)NAMPT抑制劑FK866敏感。該研究發(fā)現(xiàn)，許多EMT亞型的胃癌中均能觀察到NAPRT的表達(dá)缺失，通常是通過啟動(dòng)子的高甲基化實(shí)現(xiàn)的，F(xiàn)K866可用于治療該亞型腫瘤的患者。

3.2 內(nèi)脂素與肝癌

近年來，多位學(xué)者[8，18-20]對(duì)內(nèi)脂素能否成為肝癌（HCC）診斷及預(yù)測預(yù)后的分子標(biāo)志物進(jìn)行了研究，但研究結(jié)果不盡一致。本研究課題組用ELISA方法檢測了115例乙肝患者、129例乙肝肝硬化患者、135例乙肝相關(guān)肝癌患者以及149例健康人群的血清內(nèi)脂素水平。結(jié)果表明，肝癌患者血清內(nèi)脂素水平顯著高于正常組、乙肝組和肝硬化組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，肝癌患者血清內(nèi)脂素水平與甲胎蛋白（AFP）和IL-6水平呈正相關(guān)，并與腫瘤大小和腫瘤分期相關(guān)。同時(shí)，高內(nèi)脂素水平肝癌患者與低內(nèi)脂素水平肝癌患者相比，其生存期更短。肝癌患者的血清內(nèi)脂素截?cái)嘀禐?.403 ng/ml，診斷特異性為74.79%，靈敏度為45.76%，ROC曲線面積為0.626，并不優(yōu)于AFP[8]。而另一研究[21]顯示，血清內(nèi)脂素水平對(duì)丙型肝炎病毒（HCV）相關(guān)性肝癌患者診斷的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值和準(zhǔn)確性分別為95.3%、100.0%、100.0%、97.4%和98.3%，診斷價(jià)值優(yōu)于AFP。Liang等[22]檢測了HCC患者血清內(nèi)脂素和miR-21水平，發(fā)現(xiàn)HCC患者血清內(nèi)脂素和miR-21水平明顯高于健康人，血清內(nèi)脂素診斷的敏感性為82.5%，特異性為65.0%，血清內(nèi)脂素水平與腫瘤組織學(xué)及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。內(nèi)脂素誘導(dǎo)HepG2細(xì)胞miR-21表達(dá)和細(xì)胞遷移，轉(zhuǎn)染miR-21抑制劑可抑制內(nèi)脂素誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞遷移，提示內(nèi)脂素通過上調(diào)miR-21誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞遷移。Tsai等[18]采用ELISA方法測定193例HBV、HCV感染不同階段患者和92例健康對(duì)照者血漿內(nèi)脂素水平，HCC和慢性HCV或HBV感染患者的內(nèi)脂素水平明顯升高，趨勢分析證實(shí)血漿內(nèi)脂素濃度與AFP水平、肝硬化、HCC、腫瘤大小、臨床肝癌分期相關(guān)，這些結(jié)果提示血漿內(nèi)脂素水平與肝癌的發(fā)生有關(guān)，較高的血漿內(nèi)脂素水平可能在肝癌的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。Pazgan-Simon等[19]檢測了69例肝硬化肝細(xì)胞癌患者（男54例，女15例），與20例健康對(duì)照者的內(nèi)脂素血清水平，與對(duì)照組相比，無論腫瘤病因如何，HCC患者血清內(nèi)脂素水平均顯著升高。該研究的血清內(nèi)脂素雖然上調(diào)，但似乎與腫瘤分級(jí)和肝硬化嚴(yán)重程度無關(guān)。血清內(nèi)脂素水平在不同研究中的結(jié)果有所差異，可能與研究對(duì)象的樣本量、性別、年齡以及檢測方法和試驗(yàn)條件等有關(guān)。

3.3 內(nèi)脂素與結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌（CRC）是世界上第三種常見的惡性腫瘤，CRC的危險(xiǎn)因素眾多，內(nèi)脂素水平升高是中國患者早期和晚期CRC的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，Yu等[23]研究了中國358例CRC患者（其中161例早期癌癥患者，197例晚期癌癥患者）和286例健康對(duì)照者的血漿內(nèi)脂素水平，早期癌癥患者和晚期癌癥患者的內(nèi)脂素水平均高于健康患者，診斷早期結(jié)直腸癌敏感度和特異度分別為73%和57%，診斷晚期結(jié)直腸癌敏感度和特異度分別為76%和68%，研究結(jié)果表明血漿內(nèi)脂素水平可能是檢測CRC的潛在生物標(biāo)志物。免疫組化實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了內(nèi)脂素在結(jié)直腸癌組織中顯著上調(diào)，內(nèi)脂素過表達(dá)與CRC患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、高級(jí)別腫瘤和不良預(yù)后呈正相關(guān)[23-24]。內(nèi)脂素還可以通過Akt/GSK-3β/β-catenin信號(hào)通路觸發(fā)結(jié)直腸癌細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的體外遷移和侵襲[25]。作為NAD+補(bǔ)救合成途徑中的關(guān)鍵酶，內(nèi)脂素的高表達(dá)還與CRC的血管浸潤、浸潤深度和腫瘤病理分期相關(guān)[26]。此外，內(nèi)脂素可以通過介導(dǎo)NAD（H）池上調(diào)減少有害的氧化應(yīng)激促進(jìn)結(jié)腸癌的進(jìn)展；而內(nèi)脂素特異性抑制劑FK866可以阻斷內(nèi)脂素介導(dǎo)的NAD（H）池的上調(diào)，從而保護(hù)癌細(xì)胞免受有害的氧化應(yīng)激[27]。然而，希臘學(xué)者[28]使用ELISA技術(shù)檢測了34例CRC患者、27例結(jié)腸息肉（CP）患者、24例炎癥性腸?。↖BD）患者和29名健康對(duì)照者的血漿內(nèi)脂素水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然CRC組和對(duì)照組的內(nèi)脂素平均濃度明顯高于CP組和IBD組，但是CRC組和對(duì)照組的內(nèi)脂素平均濃度并無明顯差異，作者認(rèn)為這是由于結(jié)直腸癌的慢性低度炎癥狀態(tài)所致。Sirt1是Sirt蛋白家族的成員，屬于依賴NAD+的組蛋白去乙酰化酶，內(nèi)脂素是人類NAD+生物合成中的限速酶，直接調(diào)節(jié)Sirt1的活性，據(jù)報(bào)道，Sirt1可以去乙?；[瘤抑制蛋白p53的賴氨酸殘基382，導(dǎo)致其抑制和隨后的腫瘤發(fā)生。因此，Sirt1的抑制可以通過激活和調(diào)節(jié)p53導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡。研究表明內(nèi)脂素可通過Sirt1/p53信號(hào)通路誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細(xì)胞生長、抑制和凋亡[24]。內(nèi)脂素還與癌癥耐藥性有關(guān)，在結(jié)直腸癌中，血漿內(nèi)脂素可作為5-氟尿嘧啶化療不良反應(yīng)的預(yù)后指標(biāo)，與部分緩解和病情穩(wěn)定的患者組相比，病情惡化的患者組血漿內(nèi)脂素水平更高[29]。

3.4 內(nèi)脂素與胰腺癌

內(nèi)脂素已被證明在胰腺癌細(xì)胞和組織中表達(dá)顯著升高，且與腫瘤分期和總生存期呈正相關(guān)[30-31]。抑制內(nèi)脂素會(huì)損害腫瘤的體外生長和體內(nèi)的腫瘤發(fā)生，并伴隨著細(xì)胞NAD+水平和糖酵解活性的下降。內(nèi)脂素的表達(dá)與Kras和p16狀態(tài)無關(guān)，但受miR-206的直接調(diào)控，而miR-206與胰腺癌組織中NAMPT的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。內(nèi)脂素抑制劑FK866對(duì)內(nèi)脂素的藥理抑制降低了NAD+水平和糖酵解活性，從而提高了吉西他濱在原位異種移植動(dòng)物模型和胰腺癌細(xì)胞中的抗腫瘤能力[31]。胰腺癌細(xì)胞對(duì)FK866的敏感性與內(nèi)脂素表達(dá)水平和mRNA表達(dá)水平直接相關(guān)，較高水平內(nèi)脂素的胰腺癌細(xì)胞對(duì)FK866治療的耐藥性較強(qiáng)[32]。STF-118804是一種高度特異性的新一代內(nèi)脂素抑制劑，與FK866有相似的抑制作用。Espindola-Netto等[33]將表達(dá)綠色熒光蛋白熒光素酶的PANC-1細(xì)胞原位移植于小鼠胰腺，以檢測STF-118804的體內(nèi)有效性。STF-118804和FK866均在治療21 d后縮小腫瘤大小。STF-118804與紫杉醇、吉西他濱和依托泊苷等化療藥物聯(lián)合使用，在降低癌細(xì)胞活力和生長方面具有累加作用。因此，在目前的全身化療方案中添加內(nèi)脂素抑制劑是否可以提高胰腺癌患者的生存，是一個(gè)有臨床意義的研究方向。

4 小結(jié)

綜上所述，內(nèi)脂素在消化道惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及預(yù)后過程中發(fā)揮了重要的作用。內(nèi)脂素在消化道惡性腫瘤中高表達(dá)與腫瘤分期、侵襲轉(zhuǎn)移、不良預(yù)后等呈正相關(guān)，有可能成為惡性腫瘤診斷的潛在分子標(biāo)志物，但仍需更多的臨床病例對(duì)照研究來證實(shí)。內(nèi)脂素在消化道惡性腫瘤中的致病機(jī)制仍然不明確，仍需進(jìn)一步研究。靶向內(nèi)脂素是開發(fā)治療癌癥新藥的目標(biāo)，有很好的應(yīng)用前景，目前不斷有新的內(nèi)脂素抑制劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)研究，但腫瘤緩解程度評(píng)估以及可能產(chǎn)生的不良反應(yīng)等問題有待進(jìn)一步研究。