TGF-β在口腔鱗狀細胞癌作用的研究進展

鄒湘渝

【摘要】轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）廣泛參與細胞的生長、分化和遷移，在口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）的進展中起至關(guān)重要的作用。了解TGF-β在口腔鱗癌的作用機制，有助于預(yù)防和治療口腔鱗癌，本文對近年來TGF-β與口腔鱗癌的關(guān)系以及TGF-β抑制劑研究進展進行綜述。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)化生長因子β;口腔鱗狀細胞癌;藥物治療

腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移是口腔鱗癌患者治療失敗和死亡率高的主要原因。而腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移是一個腫瘤細胞與腫瘤微環(huán)境相互作用，涉及多步驟、多階段、多基因變化的復(fù)雜過程。因此，研究腫瘤微環(huán)境里各個因子在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的作用機制，并從分子生物學(xué)角度尋找腫瘤轉(zhuǎn)移的標志物從而進行靶向治療已成為目前研究的熱點。其中各種細胞分泌的轉(zhuǎn)化生長因子β廣泛參與細胞的生長、分化和遷移，在腫瘤進展中起至關(guān)重要的作用，本文就TGF-β的結(jié)構(gòu)、信號通路及作用、與口腔鱗癌的相關(guān)研究進展作一簡要綜述。

1 TGF-β的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）是De Larco在1978年培養(yǎng)小鼠肉瘤病毒細胞株的培養(yǎng)基中鑒定出的肉瘤生長因子，因具有細胞轉(zhuǎn)化的特性而又命名為TGF。目前認為TGF-β包括TGF-β1， TGF-β2， TGF-β3，TGF-β4四個亞型，且TGF-β1在其中占最主要地位，由兩個分子量為12.5KD的結(jié)構(gòu)相似的單體通過分子間的二硫鍵連接而成的雙體，前體分子（pre-pro-TGF-β）N端含有一個信號肽，裂解后形成非活性狀態(tài)的多肽鏈前體（pro-TGF-β），pro-TGF-β通過酸化或者蛋白酶水解等途徑去除N端部分氨基酸殘基后，剩余的羧基端部分就是有活性的TGF-β。

2 TGF-β信號通路及作用

TGF-β主要通過與其受體結(jié)合形成TGF-β信號通路參與介導(dǎo)胚胎發(fā)育、免疫反應(yīng)、骨骼形成及腫瘤進展等一系列生理病理活動。TGF-β受體有TβRⅠ、TβRⅡ、TβRⅢ 3種，均是絲氨酸/蘇氨酸激酶兩者形成的異源二聚體。TGF-β 配體與TβRⅡ結(jié)合，后者可磷酸化TβRⅠ，TβRⅡ和TβRⅠ結(jié)合后通過磷酸化細胞質(zhì)介質(zhì)Smad 2和Smad 3傳遞信號，Smad 2和Smad 3與Smad 4相互作用進入細胞核。在細胞核內(nèi)，磷酸化的Smad 2-Smad 3-Smad 4三聚體復(fù)合物與被稱為Smad結(jié)合元件的特定DNA序列結(jié)合，調(diào)控TGF-β靶基因的轉(zhuǎn)錄，這是最經(jīng)典的TGF-β/ Smad依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，此外，TGF-β與其受體活化后還可以通過G蛋白、有絲分裂原蛋白相關(guān)聯(lián)的非 Smad依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)揮效應(yīng)。

3 TGF-β在腫瘤中的作用及與口腔鱗癌的相關(guān)性研究

近年來發(fā)現(xiàn)TGF-β在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中是一把“雙刃劍”，在腫瘤的早期，TGF-β作為一種免疫抑制細胞因子，通過抑制生長、促進凋亡、促進細胞分化、抑制有利于腫瘤發(fā)生的炎癥來抑制腫瘤的發(fā)生[5].但在腫瘤的中晚期時，TGF-β處于過表達狀態(tài)，其表達分布與腫瘤的分期、分級以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移程度呈正相關(guān)，這可能是腫瘤進展期因信號通路的因子發(fā)生變異所致，細胞抵抗TGF-β的生物學(xué)作用而表現(xiàn)為抑制作用的消失，腫瘤呈生長優(yōu)勢，進而自身會反饋性增加TGF-β的分泌，更多地表達TGF -β。過表達TGF-β主要通過促進細胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的進程，使細胞活性增加，便于腫瘤細胞侵襲和遠處轉(zhuǎn)移并形成轉(zhuǎn)移灶[5]。

TGF-β在惡性腫瘤中雙重作用同樣受用于口腔鱗癌，即初期的腫瘤抑制作用和中晚期的促進效應(yīng)。早期普遍認為TGF-β在鱗狀細胞癌中少量表達，扮演著有效的上皮細胞增殖抑制因子角色.因此，當Akhurst[6]等人發(fā)現(xiàn)TGF-β1在化學(xué)致癌物誘導(dǎo)的小鼠皮膚鱗癌中過度表達時是出乎意料的，隨后他在實驗中證實了TGF-β1在小鼠皮膚鱗癌中表現(xiàn)出雙重作用。Lu SL[7]和Han G也分別發(fā)現(xiàn)TGF-β1在約78%人頭頸部鱗癌和52.9%皮膚鱗癌標本中高表達，提示過表達的TGF-β1對頭頸部鱗癌的發(fā)生發(fā)展有重要作用。越來越多的研究表明TGF-β在口腔鱗癌中高表達，其程度與口腔鱗癌的分化程度和轉(zhuǎn)移狀態(tài)有關(guān)，證實了TGF-β參與促進了口腔鱗癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。因此人們開始對TGF-β在腫瘤中雙重作用的機制進行研究，早期人們將TGF-β對腫瘤的促進作用主要歸功于其促細胞EMT作用上，認為TGF-β對腫瘤細胞表型變化的調(diào)控決定它是腫瘤促進還是腫瘤抑制作用，但對于TGF-β在腫瘤促進與腫瘤抑制之間的具體轉(zhuǎn)變機制仍不清楚，兩表型的改變機制也不明確。隨著研究深入，腫瘤微環(huán)境的重要性逐漸凸顯，人們發(fā)現(xiàn)TGF-β信號通路不僅是上皮細胞表型轉(zhuǎn)化的重要調(diào)控因子，也參與調(diào)節(jié)與腫瘤進展密切相關(guān)的基質(zhì)微環(huán)境，使我們對TGF-β在口腔鱗癌的雙重作用機制有了更深的認識。

研究表明TGF-β對早期腫瘤細胞的抑制作用主要是通過抑制c-myc表達和刺激依賴性周期蛋白激酶抑制劑（CDKI）如p21WAF1和 p15Ink4b及誘導(dǎo)死亡相關(guān)蛋白激酶（ DAPK） 、GADD45b、Bim等增殖抑制因子的表達來實現(xiàn)的。但在口腔鱗癌的中晚期，腫瘤細胞TGF-β的負性調(diào)控作用開始消失，這與腫瘤細胞的TGF-β信號通路異常有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)TGF-β RII和Smad 4在鱗癌中主要起抑癌作用，在對TGF-β生長抑制作用不敏感的頭頸部鱗癌及其他腫瘤中均出現(xiàn)其基因突變和缺失。當然，TGF-β/ Smad 信號通路的異常還包括其他因子的突變和缺失，Douglas等就在35例頭頸部腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)約58%的腫瘤組織中TGF- β1的表達增強1.5～3.8 倍，有一種TGF- β信號傳導(dǎo)分子異常的腫瘤組織約占90.3%，同時有多種分子異常的腫瘤組織約占63%，如Smad7增加，Smad2、Smad3、TβRⅡ減少。TGF-β/ Smad信號傳導(dǎo)通路的缺失或異常，不僅導(dǎo)致TGF-β所引起的生長抑制效應(yīng)逐漸消失，還導(dǎo)致上皮細胞特性的改變及影響腫瘤微環(huán)境的基因表達的改變，從而影響到腫瘤的進展。其具體機制可能是刺激血管生成、機體的免疫監(jiān)控系統(tǒng)失活及合成適宜于腫瘤生長、侵潤及轉(zhuǎn)移的細胞外基質(zhì)。如Lu等在小鼠模型中通過上調(diào)頭頸部TGF- β1，激活內(nèi)皮細胞表面TGF-β1受體ALK1及其下游分子Smad1、Smad5、Smad8，促進了小鼠血管形成。Lewis的研究證實：口腔鱗癌細胞主要通過分泌TGF- β1刺激口腔正常成纖維細胞向肌成纖維細胞（myofibroblast，MFB）轉(zhuǎn)分化。后者是一種向平滑肌轉(zhuǎn)分化的成纖維細胞，可以通過分泌各種細胞因子刺激口腔鱗癌細胞的增殖，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有十分重要作用。研究也發(fā)現(xiàn)TGF- β1可以誘導(dǎo)口腔鱗癌細胞中的ITGB 6活性轉(zhuǎn)錄表達，而后者的過表達在口腔鱗癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中也起重要作用。

4 以TGF-β為靶點的腫瘤治療應(yīng)用進展

鑒于TGF-β在腫瘤發(fā)生發(fā)展中所扮演的重要角色，提出阻斷TGF-β來治療腫瘤的策略和研究方向。目前有關(guān)TGF-β的抑制劑也相繼出現(xiàn)，包括人工抗體藥物如1D11（ CAT152、CAT192）、靶標基因抑制劑如曲貝德、小分子受體激酶抑制劑如SD-208、肽適配、去甲基化抑制劑等其他抑制劑。由于TGF-β信號的早期抑制作用限制了TGF-β抑制劑作為腫瘤靶向治療藥物的發(fā)展，使得針對TGF-β靶向治療的有效性存在一定困難，這需要我們進一步研究TGF-β在口腔鱗癌及其他惡性腫瘤組織中的作用機制，針對TGF-β靶向治療所面臨的困難也定會迎刃而解。

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