細(xì)胞黏附分子在食管鱗癌中的研究進(jìn)展

余小琴，楊雪妮，楊春森，周素伊，朱奕穎，楊俊寶

(川北醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物學(xué)教研室，四川 南充 637100)

據(jù)2020年國(guó)家癌癥中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，食管癌分別占惡性腫瘤發(fā)病率和致死率的第6位和第4位，5年內(nèi)生存率約為20%，發(fā)病類型以食管鱗癌為主，占90%以上[1]。我國(guó)食管鱗癌表現(xiàn)出一定的區(qū)域、年齡和性別相關(guān)的高發(fā)現(xiàn)象，可能與自然環(huán)境、遺傳因素及生活方式等相關(guān)[2]，川東北一帶是食管鱗癌的高發(fā)地區(qū)，比全國(guó)平均發(fā)病率高5倍以上[3]。食管鱗癌發(fā)病隱匿、預(yù)后不良，一方面是早期診斷較難，另一方面是食管鱗癌的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移使手術(shù)治療效果不佳。細(xì)胞黏附分子作為腫瘤微環(huán)境的組成部分對(duì)腫瘤的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移起重要作用，特別是對(duì)上皮細(xì)胞來(lái)源的食管鱗癌影響更顯著，細(xì)胞黏附分子介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間或細(xì)胞與胞外基質(zhì)之間的黏附作用，主要分為鈣黏蛋白、免疫球蛋白超家族、整合素和選擇素4大類[4]。近年來(lái)，食管鱗癌中各種細(xì)胞黏附分子的作用機(jī)制、臨床研究方面取得多項(xiàng)研究成果。現(xiàn)就細(xì)胞黏附分子在食管鱗癌中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 鈣黏蛋白

1.1鈣黏蛋白的結(jié)構(gòu)和類型 鈣黏蛋白是一種Ca2+依賴的由723～748個(gè)氨基酸組成的Ⅰ型跨膜蛋白，胞外結(jié)構(gòu)域有5～6個(gè)重復(fù)序列，充當(dāng)Ca2+的結(jié)合位點(diǎn)[4]。鈣黏蛋白可分為經(jīng)典鈣黏蛋白、橋粒鈣黏蛋白、原鈣黏蛋白和非常規(guī)鈣黏蛋白4類，其中經(jīng)典鈣黏蛋白根據(jù)所在部位不同可分為上皮鈣黏素、神經(jīng)鈣黏素和胎盤(pán)鈣黏素等。鈣黏蛋白有助于細(xì)胞的正確定位，負(fù)責(zé)不同組織層的識(shí)別黏附和分離遷移[5]。

1.2鈣黏蛋白與食管鱗癌 上皮鈣黏素是鈣黏蛋白家族的重要成員，在正常細(xì)胞中可以維持細(xì)胞間的黏附和接觸抑制，癌細(xì)胞中上皮鈣黏素失調(diào)，導(dǎo)致接觸抑制被破壞、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化、癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)向遠(yuǎn)處遷移[6]。近年來(lái)，上皮來(lái)源的上皮鈣黏素與食管鱗狀上皮細(xì)胞癌變的食管鱗癌密切相關(guān)，上皮鈣黏素在食管鱗癌細(xì)胞中的表達(dá)受多種因素影響，如基因突變[7]、甲基化[8]和其他轉(zhuǎn)錄調(diào)控因素(表1)，作用于不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，如Wnt/β聯(lián)蛋白通路[15]、促分裂原活化的蛋白激酶/胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶通路[16]和Notch通路[17]，其中Wnt/β聯(lián)蛋白相關(guān)信號(hào)通路在食管鱗癌中研究較多，β聯(lián)蛋白與上皮鈣黏素在細(xì)胞膜上結(jié)合形成上皮鈣黏素/β聯(lián)蛋白復(fù)合物維持細(xì)胞的黏附穩(wěn)定，上皮鈣黏素在食管鱗癌中表達(dá)減少，伴隨著食管鱗癌局部進(jìn)展和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，預(yù)后較差；而游離的β聯(lián)蛋白通過(guò)作為Wnt信號(hào)通路的關(guān)鍵因子，調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化、凋亡和轉(zhuǎn)移[18]。食管鱗癌中上皮鈣黏素表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究對(duì)臨床治療靶點(diǎn)的選擇有重要意義。

表1 食管鱗癌中影響上皮鈣黏素表達(dá)的因素

其他鈣黏蛋白在食管鱗癌中的研究也有報(bào)道，神經(jīng)鈣黏素是主要分布于神經(jīng)組織、成纖維細(xì)胞等中的跨膜蛋白，在食管鱗癌中，神經(jīng)鈣黏素與腫瘤血管生成、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后等密切相關(guān)，沉默神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)導(dǎo)致食管鱗癌細(xì)胞形成管狀血管結(jié)構(gòu)的能力及體外侵襲、轉(zhuǎn)移和增殖能力喪失[19]。另外，橋粒蛋白2在食管鱗癌中表達(dá)減少與腫瘤細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)、侵襲轉(zhuǎn)移以及預(yù)后不良密切相關(guān)，F(xiàn)ang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，miR-25在食管鱗癌中表達(dá)增加，導(dǎo)致橋粒蛋白2表達(dá)減少，影響γ聯(lián)蛋白或β聯(lián)蛋白與上皮鈣黏素形成復(fù)合物，激活侵襲相關(guān)基因的表達(dá)。

2 免疫球蛋白超家族

2.1免疫球蛋白超家族的結(jié)構(gòu)和類型 免疫球蛋白超家族具有與免疫球蛋白V區(qū)或C區(qū)相似的折疊結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞間黏附分子1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)、黏膜地址素黏附分子1、血小板內(nèi)皮黏附分子1等，免疫球蛋白超家族的大多數(shù)成員是膜整合蛋白，存在于淋巴細(xì)胞的表面，參與各種免疫活動(dòng)。此外，免疫球蛋白超家族可以是同親型或異親型結(jié)合，常作為整合素或同家族成員的配體[4]。

2.2免疫球蛋白超家族與食管鱗癌 在食管鱗癌中明顯上調(diào)的免疫球蛋白超家族主要有ICAM-1、L1細(xì)胞黏附分子(L1 cell adhesion molecular，L1CAM)等，它們通過(guò)不同的作用方式促進(jìn)食管鱗癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移侵襲；L1CAM、癌胚抗原、VCAM-1、CD151可用于食管鱗癌的鑒別診斷、病情監(jiān)測(cè)、預(yù)后評(píng)估。近年來(lái)隨著腫瘤免疫治療的興起，程序性細(xì)胞死亡配體1、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原4在食管鱗癌臨床治療方面的研究不斷深入；細(xì)胞黏附分子1和細(xì)胞黏附分子2是在食管鱗癌中表達(dá)下調(diào)的細(xì)胞黏附分子，其過(guò)表達(dá)可抑制癌進(jìn)展，可能作為食管鱗癌治療的新途徑，見(jiàn)表2。

表2 免疫球蛋白超家族在食管鱗癌中的表達(dá)及相關(guān)影響

3 整合素

3.1整合素的結(jié)構(gòu)和類型 整合素是由α和β亞基組成的跨膜異二聚體，目前已發(fā)現(xiàn)24種α亞基和9種β亞基，按不同的組合至少構(gòu)成20多種整合素。整合素的配體常含有精氨酸、甘氨酸、天門(mén)冬氨酸三肽序列，主要有胞外基質(zhì)的層粘連蛋白、膠原蛋白、纖連蛋白和細(xì)胞上ICAM-1、VCAM-1等。整合素廣泛存在于成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板中，參與炎癥免疫應(yīng)答、血栓形成、淋巴細(xì)胞歸巢和運(yùn)動(dòng)遷移，還可通過(guò)黏著斑復(fù)合物與多條信號(hào)通路相關(guān)聯(lián)，調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡等生物學(xué)行為[4]。

3.2整合素與食管鱗癌 腫瘤細(xì)胞中整合素隨著腫瘤浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移過(guò)程而發(fā)生變化，腫瘤早期整合素表達(dá)減少，有利于腫瘤細(xì)胞與基膜、胞外基質(zhì)脫離，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)后，整合素的表達(dá)增加，有利于腫瘤細(xì)胞與上皮細(xì)胞的結(jié)合，輔助侵襲和轉(zhuǎn)移[32]。食管鱗癌中，不同種類的整合素表達(dá)與腫瘤進(jìn)展顯著相關(guān)[33]。其中整合素α5、α6、α7、α11和β1等表達(dá)上調(diào)主要促進(jìn)食管鱗癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移；整合素α5、α7和β1等表達(dá)上調(diào)激活黏著斑激酶通路相關(guān)信號(hào)；α5、β1還能促進(jìn)食管鱗癌細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性；α7表達(dá)上調(diào)能增加腫瘤干性特征(自我更新、多向分化、無(wú)限增殖等)；CD51、CD103等與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，可能作為食管鱗癌侵襲和預(yù)后的指標(biāo)，見(jiàn)表3。

表3 整合素在食管鱗癌中的表達(dá)及相關(guān)影響

4 選擇素

4.1選擇素的結(jié)構(gòu)和類型 選擇素是一類依賴Ca2+具有凝集素樣結(jié)構(gòu)域的跨膜糖蛋白家族成員，主要在骨髓源性和內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)，常見(jiàn)的有P-選擇素、E-選擇素和L-選擇素。選擇素的配體主要有唾液酸化的路易斯寡糖X、唾液酸化的路易斯寡糖A、P-選擇素糖蛋白配體1、CD24、CD34、CD43、CD44等。正常情況下，選擇素處于惰性狀態(tài)，主要生理功能為介導(dǎo)白細(xì)胞向炎癥部位或淋巴組織募集[42]。

4.2選擇素與食管鱗癌 選擇素可以促進(jìn)癌細(xì)胞的血行轉(zhuǎn)移，癌細(xì)胞模擬選擇素介導(dǎo)的白細(xì)胞從血管內(nèi)皮細(xì)胞滲出的機(jī)制輔助癌細(xì)胞外滲，甚至通過(guò)癌細(xì)胞與血小板-白細(xì)胞等黏附形成瘤栓來(lái)促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[43]。選擇素在食管鱗癌中的研究報(bào)道較少，Makino等[44]研究發(fā)現(xiàn)，選擇素配體唾液酸化的路易斯寡糖X、唾液酸化的路易斯寡糖A高表達(dá)提示食管鱗癌的血源性復(fù)發(fā)，其中唾液酸化的路易斯寡糖A與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。Shimada等[45]測(cè)定血清可溶性E-選擇素水平，結(jié)果顯示E-選擇素水平升高、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、上皮內(nèi)轉(zhuǎn)移與食管鱗癌術(shù)后血源性復(fù)發(fā)率和低生存率有關(guān)。Rousseau等[46]研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖誘導(dǎo)是通過(guò)Toll樣受體4和p38信號(hào)通路促進(jìn)選擇素受體唾液酸化的路易斯寡糖X與選擇素結(jié)合來(lái)增強(qiáng)食管鱗癌細(xì)胞的遷移能力。Tong等[47]通過(guò)蛋白芯片檢測(cè)食管鱗癌早期血清中細(xì)胞黏附分子等507種蛋白質(zhì)的表達(dá)變化，發(fā)現(xiàn)E-選擇素表達(dá)水平明顯上調(diào)，提示選擇素在食管鱗癌的轉(zhuǎn)移和預(yù)后中發(fā)揮重要作用。

5 其 他

5.1CD44 CD44也稱為歸巢細(xì)胞黏附分子，是一種跨膜糖蛋白。人CD44基因位于11p13，由于外顯子的拼接可以產(chǎn)生大量CD44亞型，如CD44v3、CD44v6、VD44v8～10。CD44通過(guò)與最佳配體透明質(zhì)酸結(jié)合以調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖分化、遷移和黏附能力[48]。有研究對(duì)大量食管鱗癌患者組織檢測(cè)發(fā)現(xiàn)CD44s、CD44v3、CD44v6和CD44v9的表達(dá)明顯上調(diào)，其中CD44v6陽(yáng)性表達(dá)與生存不良密切相關(guān)，CD44v9在食管鱗癌細(xì)胞遷移侵襲前表達(dá)，與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良密切相關(guān)[48-50]。Whelan等[51]研究發(fā)現(xiàn)，CD44過(guò)表達(dá)的食管癌細(xì)胞增殖能力明顯提高的主要原因是激活細(xì)胞自噬，吞噬功能障礙的線粒體，減少氧化損傷。Zuo等[52]發(fā)現(xiàn)miR-34a可與CD44 3′非翻譯區(qū)相互作用，減少CD44表達(dá)，抑制食管鱗癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。上述研究表明，CD44的表達(dá)與食管鱗癌細(xì)胞的增殖、侵襲轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良有關(guān)，可作為食管鱗癌的預(yù)后指標(biāo)和潛在治療靶點(diǎn)。

5.2閉合蛋白 閉合蛋白是分子量為22 000～27 000的黏附分子，參與構(gòu)成緊密連接，可以維持正常上皮細(xì)胞屏障的完整性和通透性。Lioni等[53]最先在食管鱗癌標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)，閉合蛋白7丟失或定位于細(xì)胞質(zhì)(本該定位于細(xì)胞膜)將會(huì)導(dǎo)致上皮鈣黏素表達(dá)減少，細(xì)胞間的黏附減弱，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲。Chiba等[54]研究發(fā)現(xiàn)，淺表食管鱗癌上皮細(xì)胞中閉合蛋白5表達(dá)異常，可作為食管鱗癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。Sung等[55]研究發(fā)現(xiàn)，閉合蛋白4啟動(dòng)子甲基化導(dǎo)致閉合蛋白4在食管鱗癌細(xì)胞中表達(dá)減少，且與癌細(xì)胞浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后顯著相關(guān)。Wu等[56]發(fā)現(xiàn)閉合蛋白具有構(gòu)成緊密連接以外的功能，閉合蛋白1在食管鱗癌細(xì)胞中表達(dá)增加且主要分布于腫瘤細(xì)胞核，可通過(guò)AMP活化蛋白激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子1/自噬激酶1通路觸發(fā)自噬促進(jìn)食管鱗癌的增殖和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。閉合蛋白作為上皮結(jié)構(gòu)的重要成分，可能參與多種細(xì)胞活動(dòng)，從病理特性、黏附遷移、調(diào)控途徑等方面影響食管鱗癌的進(jìn)展。

5.3上皮細(xì)胞黏附分子 上皮細(xì)胞黏附分子也稱為CD326，是分子量為39 000～42 000的Ⅰ型跨膜糖蛋白，參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞黏附、遷移、增殖、分化和維持器官形態(tài)等，在腫瘤組織中高表達(dá)，抑制上皮鈣黏素介導(dǎo)的細(xì)胞聚集，影響細(xì)胞黏附和細(xì)胞極性[57]。Matsuda等[58]發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞黏附分子可上調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1和細(xì)胞周期蛋白E2的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)，是食管鱗癌的獨(dú)立預(yù)后因素。Liu等[59]發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞黏附分子在食管鱗癌細(xì)胞中高表達(dá)，其表達(dá)與食管鱗癌細(xì)胞分化程度成反比，發(fā)生和未發(fā)生轉(zhuǎn)移的卵巢組織中上皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可作為評(píng)估食管鱗癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。

6 小 結(jié)

近年來(lái)關(guān)于食管鱗癌中細(xì)胞黏附分子的研究較多，大量文獻(xiàn)表明各種細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞骨架組裝等相關(guān)信號(hào)通路相互作用，對(duì)癌細(xì)胞的浸潤(rùn)轉(zhuǎn)移及干性特征、預(yù)后、耐藥等方面有重要影響，多種細(xì)胞黏附分子可作為食管鱗癌的診斷指標(biāo)、獨(dú)立的預(yù)后因素或治療靶點(diǎn)。但食管鱗癌中細(xì)胞黏附的調(diào)節(jié)過(guò)程和信號(hào)事件可能更為復(fù)雜，細(xì)胞黏附分子在食管鱗癌診斷和治療中的應(yīng)用還需要更多的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床研究進(jìn)行驗(yàn)證，相關(guān)的診斷試劑和治療藥物仍有待開(kāi)發(fā)。相信對(duì)食管鱗癌細(xì)胞黏附分子的進(jìn)一步研究，可為食管鱗癌患者的治療提供理論依據(jù)。