骨橋蛋白在常見婦科惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

胡帥，索玉平，武霞，晉雨楠，范裕裕

1山西醫(yī)科大學(xué)第五臨床醫(yī)學(xué)院，太原 030012

2山西省人民醫(yī)院婦產(chǎn)科，太原 030012

骨橋蛋白（osteopontin，OPN）又稱分泌型磷蛋白1（secreted phosphoprotein 1，SPP1），于1979年首次被發(fā)現(xiàn)[1]，也稱為早期T 淋巴細(xì)胞活化蛋白1（early T-lymphocyte activation 1，ETA1）和骨唾液酸蛋白1（bone sialoprotein 1，BSP1），是一種分泌型磷酸化糖蛋白，是小整合素結(jié)合配體N-連接糖蛋白（small integrin binding ligand N-linked glycoprotein，SIBLING）家族成員。OPN 主要由成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞（如活化的巨噬細(xì)胞和T 細(xì)胞）分泌，因此OPN 在體內(nèi)廣泛分布于各種細(xì)胞或組織及血液、母乳等體液中[2]。OPN 在成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞中高表達(dá)并參與生物礦化過程，此外，OPN 還具有其他生理功能，并參與多種疾?。ㄈ缒[瘤）的調(diào)控[2-3]。OPN 通過與整合素和CD44 受體結(jié)合參與調(diào)控細(xì)胞基質(zhì)相互作用、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及腫瘤發(fā)生發(fā)展過程[4]。OPN 在輸卵管、子宮等器官中均表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)，OPN 在子宮內(nèi)膜中表達(dá)并參與胚胎發(fā)育的調(diào)控[5]。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，OPN 與卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌等常見女性生殖系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。本文對OPN 在常見婦科惡性腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在了解OPN 異常表達(dá)與婦科腫瘤的關(guān)系及潛在的調(diào)控機(jī)制，探討OPN 作為相關(guān)疾病診斷、治療及預(yù)后標(biāo)志物的潛在臨床價值。

1 OPN 的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)功能

OPN 的名稱來源于“骨（osteo）”和“橋（pontin）”的組合，提示其具有連接骨細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的作用，此外OPN 的多種生物學(xué)過程與多種疾病有關(guān)。OPN 主要由成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞與骨骼肌細(xì)胞等合成，也可在中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞、T 細(xì)胞、B 細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞中合成和分泌，廣泛分布于機(jī)體各種組織和細(xì)胞中。OPN 是第1 個被鑒定的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，F(xiàn)ranzén 和Heineg?rd[6]在骨組織中發(fā)現(xiàn)了一種高度磷酸化的糖蛋白，由314 個氨基酸組成，即OPN 蛋白，又稱SPP1，由單拷貝基因SPP1編碼，位于人4 號染色體著絲點附近。OPN 具有幾個保守的結(jié)構(gòu)域，包括精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）結(jié)構(gòu)域、絲氨酸-纈氨酸-酪氨酸-谷氨酸-亮氨酸-精氨酸（SVVYGLR）結(jié)構(gòu)域、肝素結(jié)合結(jié)構(gòu)域、鈣結(jié)合結(jié)構(gòu)域、基質(zhì)金屬蛋白酶切割位點和CD44 受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域[7]。

目前已經(jīng)確定了5 種OPN剪接變體，其中OPN-a為全長亞型，包含所有7個外顯子，而OPN-b缺少5 號外顯子，OPN-c缺少4 號外顯子，OPN-4（OPN-d）缺少4 號和5 號外顯子，OPN5包含所有7個外顯子以及3 號和4 號外顯子之間的一個額外的外顯子。獨(dú)特的磷酸化位點和谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶交聯(lián)位點使得不同異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)和功能不同[7]。不同細(xì)胞來源的OPN 具有不同的翻譯后修飾（磷酸化、糖基化、硫酸化和水解作用），OPN 的分子量為41～75 kD，可能決定了其細(xì)胞特異性的結(jié)構(gòu)與功能。OPN 參與骨重塑、免疫調(diào)節(jié)、炎癥、血管生成等一系列正常的生理過程。OPN 在生物礦化過程中也發(fā)揮重要的調(diào)控作用。研究表明，OPN 可抑制礦物沉積和羥基磷灰石晶體形成，還可調(diào)節(jié)骨細(xì)胞的附著力和基質(zhì)礦化，OPN 將破骨細(xì)胞錨定在骨骼的礦物質(zhì)基質(zhì)上，調(diào)控其對鈣的特殊親和力及礦化區(qū)域的免疫定位；此外，OPN 對炎癥反應(yīng)和組織損傷愈合過程中的先天性免疫具有重要的調(diào)控作用，OPN 作為輔助性T 細(xì)胞1（T helper cell 1，Th1）細(xì)胞因子參與黏膜防御病原體過程，還參與激活先天性免疫反應(yīng)和組織受損等過程[8]。另有研究表明，OPN 可抑制異位鈣化和過度礦化，并在傷口愈合和防止腎結(jié)石形成過程中發(fā)揮積極作用[9]。

已有的研究表明，OPN基因在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要的調(diào)控作用。OPN不同剪接變體的差異表達(dá)可能在不同類型腫瘤中具有不同的作用。例如OPN-a 高表達(dá)是胃癌患者的不良預(yù)后因素，OPN-b 可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡，OPN-c在正常乳腺組織中不表達(dá)，但在乳腺癌組織中高表達(dá)并促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，OPN-4 和OPN-5 在食管癌中表達(dá)，但其調(diào)控腫瘤發(fā)展的相關(guān)機(jī)制尚不明確[7]。OPN 表達(dá)水平上調(diào)可促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和血管生成，可能參與調(diào)控多種信號通路，如上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）、腫瘤細(xì)胞干性與耐藥、免疫與炎癥相關(guān)信號通路[10]。研究顯示，OPN 表達(dá)水平與多種類型腫瘤的預(yù)后相關(guān)，如OPN-c 是乳腺癌潛在的預(yù)后標(biāo)志物，OPNmRNA 和蛋白表達(dá)水平是非小細(xì)胞肺癌預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測因子，此外，OPN及其不同剪接變體可能是前列腺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌等潛在的預(yù)后預(yù)測標(biāo)志物[11]。近年來，越來越多的研究顯示，OPN 與常見婦科惡性腫瘤如宮頸癌、卵巢癌和子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，可能是相關(guān)疾病的潛在標(biāo)志物或治療靶點。

2 OPN 與宮頸癌的關(guān)系

宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國宮頸癌發(fā)病例數(shù)居女性所有惡性腫瘤第5 位，死亡例數(shù)居第8 位，發(fā)病例數(shù)呈上升趨勢[12]。高危型人乳頭瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染是宮頸癌的危險因素，持續(xù)的高危型HPV感染是宮頸癌的致病因素，同時伴有宿主細(xì)胞基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)的改變。一項基于癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫的研究顯示，宮頸癌組織中OPN 表達(dá)水平明顯高于正常組織，OPN 表達(dá)水平與宮頸癌患者的國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，F(xiàn)IGO）分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、腫瘤大小和預(yù)后有關(guān)，與OPN 高度相關(guān)的基因主要富集在免疫應(yīng)答相關(guān)信號通路，且OPN 高表達(dá)與M2 型巨噬細(xì)胞浸潤相關(guān)[13]，表明在宮頸癌中OPN 可能參與腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（tumor-associated macrophage，TAM）介導(dǎo)的免疫逃逸機(jī)制[14]。多項研究證實，宮頸癌中OPNmRNA 和蛋白表達(dá)水平均明顯高于正常組織，OPN 高表達(dá)提示預(yù)后差，且可能對化療的敏感性較低[15-18]。此外，OPN啟動子區(qū)單核苷酸多態(tài)性位點（-443T﹥C）可能與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）6 結(jié)合位點丟失有關(guān)并導(dǎo)致OPN 過表達(dá)[16]。早期宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者主要采用手術(shù)治療，晚期患者主要的治療手段為化療，順鉑是宮頸癌常用的化療藥物。Xu 等[18]研究表明，微小RNA（microRNA，miRNA）-181a 表達(dá)下調(diào)和OPN 表達(dá)上調(diào)與宮頸癌細(xì)胞的順鉑耐藥有關(guān)，過表達(dá)的miRNA-181a 可抑制OPN 表達(dá)，誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡，抑制宮頸癌細(xì)胞增殖和順鉑耐藥，提示OPN 表達(dá)水平與宮頸癌化療敏感性相關(guān)。生物信息分析顯示，OPN 可參與宮頸癌的多種生物學(xué)過程如免疫抑制、缺氧、糖酵解、EMT、細(xì)胞凋亡和血管生成，且可能在宮頸癌進(jìn)展相關(guān)的多種信號通路中具有調(diào)控作用，如腫瘤蛋白p53（tumor protein p53，TP53）、磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphoinositide 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）/STAT3、雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1（mechanistic target of rapamycin complex 1，MTORC1）、Kirsten 鼠肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog，KRAS）信號通路[13]，相關(guān)機(jī)制需更多研究揭示。OPN 是宮頸癌預(yù)后標(biāo)志物和潛在的治療靶點，具有重要的研究價值。

3 OPN 與子宮內(nèi)膜癌的關(guān)系

子宮內(nèi)膜癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，在西方發(fā)達(dá)國家具有較高的發(fā)病率，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率和病死率均呈上升趨勢[12]。早期診斷的子宮內(nèi)膜癌可以通過手術(shù)切除治愈，晚期易并發(fā)遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移和腹膜受累，患者的無進(jìn)展生存率較低。目前，OPN基因與子宮內(nèi)膜癌關(guān)系的研究較少，結(jié)論存在爭議。Li 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，OPN 在子宮內(nèi)膜癌組織中高表達(dá)，OPN 通過PI3K/AKT 和細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）1/2 信號通路促進(jìn)人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞HEC-1A 侵襲、遷移和EMT 過程。Al Maghrabi 等[20]采用免疫組化染色法檢測71 例子宮內(nèi)膜癌組織和30 例正常子宮內(nèi)膜組織中OPN 的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，OPN 在所有正常子宮內(nèi)膜組織中均高表達(dá)，在64.8%的子宮內(nèi)膜癌組織中高表達(dá)，OPN 表達(dá)情況與子宮內(nèi)膜癌的組織學(xué)類型、FIGO 分期、腫瘤大小、肌層浸潤情況、淋巴管侵襲情況、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況均無相關(guān)性，但OPN 高表達(dá)與預(yù)后較好有關(guān)，提示OPN 是子宮內(nèi)膜癌潛在的預(yù)后預(yù)測因子。另一項研究檢測子宮內(nèi)膜癌組織中OPN 和大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）的表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，OPN 在正常增生期子宮內(nèi)膜組織、不典型增生子宮內(nèi)膜組織、子宮內(nèi)膜癌組織中的表達(dá)水平呈顯著上升趨勢，OPN 表達(dá)水平與組織學(xué)分級、手術(shù)病理分期和肌層浸潤深度均呈正相關(guān)，與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況無關(guān)[21]。OPN 在子宮內(nèi)膜癌中的作用可能受多種因素影響，OPN對正常子宮內(nèi)膜功能具有重要的調(diào)控作用，其在正常子宮內(nèi)膜中表達(dá)，并參與胎盤發(fā)育、子宮內(nèi)膜蛻膜化、子宮-胎盤環(huán)境等生理生殖過程的調(diào)控[22]。

4 OPN 與卵巢癌的關(guān)系

卵巢癌是一種常見的婦科惡性腫瘤，預(yù)后較差，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國卵巢癌的發(fā)病例數(shù)和死亡例數(shù)僅次于宮頸癌，分別居全部惡性腫瘤第7 位和第9 位[12]。由于缺乏典型的臨床癥狀和特異性，早期卵巢癌易漏診，超過80%的卵巢癌患者在初次確診時處于中晚期。盡管目前已有手術(shù)和術(shù)后化療或靶向治療方案，卵巢癌患者的5年生存率仍較低。尋找新的分子靶點是卵巢癌治療領(lǐng)域的研究熱點。近年來，大量證據(jù)提示OPN 作為卵巢癌診斷標(biāo)志物和藥物靶點具有潛在的應(yīng)用價值。多項研究表明，OPN 是卵巢癌早期診斷和篩查的潛在標(biāo)志物[23-25]。血漿OPN 水平可以作為卵巢良惡性腫瘤的鑒別診斷指標(biāo)，基于血漿OPN、糖類抗原125（carbohydrate antigen 125，CA125）、人附睪蛋白4（human epididymis protein 4，HE4）、瘦素（leptin）和催乳素（prolactin，PLR）水平的預(yù)測模型對惡性卵巢腫瘤的診斷具有較高的靈敏度和特異度，曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.96[23]。研究表明，血清巨噬細(xì)胞移動抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）、OPN、PLR 和CA125 聯(lián)合檢測較CA125 單獨(dú)檢測在卵巢癌診斷中表現(xiàn)出更高的靈敏度（76%）和特異度（98%）[24]。此外，一項多中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的臨床研究GOG-0218 顯示，接受卡鉑+紫杉醇聯(lián)合或不聯(lián)合貝伐珠單抗治療的上皮性卵巢癌患者的血清IL-6 和OPN 水平與無進(jìn)展生存期（progression-free survival，PFS）和總生存期（overall survival，OS）均呈負(fù)相關(guān)，表明血清OPN 水平升高是卵巢癌預(yù)后不良的影響因素[26]。OPN 對卵巢癌預(yù)后的影響可能與其參與調(diào)控卵巢癌鉑類藥物耐藥有關(guān)[27-28]。研究發(fā)現(xiàn)，在順鉑耐藥卵巢癌細(xì)胞系中沉默OPN-c的表達(dá)增加了卵巢癌細(xì)胞對順鉑的敏感性；OPN介導(dǎo)的化療耐藥可能與旁分泌途徑有關(guān)，腫瘤相關(guān)間皮細(xì)胞通過分泌OPN 激活腫瘤細(xì)胞表面CD44 受體，進(jìn)一步激活PI3K/AKT 信號通路，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞對鉑類藥物耐藥[28]。此外，OPN 可能作為鈣蛋白酶小亞基1（calpain small subunit 1，CAPN4）的靶蛋白促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移。研究發(fā)現(xiàn)，OPN 和CAPN4 在卵巢癌組織和卵巢癌細(xì)胞中高表達(dá)，沉默CAPN4可下調(diào)OPN 的表達(dá)，抑制卵巢癌細(xì)胞的活力和遷移能力，激活胱天蛋白酶（caspase）3 信號通路，進(jìn)而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡，CAPN4 可上調(diào)OPN 的表達(dá)，通過PI3K/AKT 信號通路促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞遷移[29]。有研究通過免疫組化染色法檢測卵巢癌患者中OPN 的表達(dá)水平，結(jié)果顯示，OPN 表達(dá)與卵巢癌患者的無病生存期（disease-free survival，DFS）和OS 均呈負(fù)相關(guān)[30]。以上研究表明，OPN 在卵巢癌診斷和治療中具有潛在的價值，血液OPN 可能是卵巢癌早期診斷和預(yù)后預(yù)測指標(biāo)，卵巢癌組織中OPN 的表達(dá)可能是鉑類藥物耐藥和預(yù)后不良的標(biāo)志物，OPN 是卵巢癌潛在的治療靶點，但相關(guān)機(jī)制仍有待進(jìn)一步探究，如OPN 在卵巢癌中的不同表達(dá)模式及不同OPN剪接變體在卵巢癌中的調(diào)控機(jī)制。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，OPN 在常見婦科腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色，腫瘤組織中OPN 表達(dá)水平升高可能是婦科腫瘤預(yù)后不良的影響因素，血清OPN水平是卵巢癌患者潛在的預(yù)后標(biāo)志物。OPN 作為常見婦科腫瘤的潛在診斷指標(biāo)、預(yù)后標(biāo)志物及治療靶點具有重要的研究價值和臨床意義。目前，OPN 在卵巢癌、宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌中的研究多體現(xiàn)于蛋白層面，而OPN基因單核苷酸多態(tài)性及表觀遺傳學(xué)層面的研究較為少見，此外不同的OPN剪接變體、基因-基因、基因與環(huán)境層面的不同作用機(jī)制有待深入探究。