含Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶8在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

謝倫昀，呂慶杰

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院病理科，沈陽 110004）

含Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶 （depolymerized protein-like metalloproteinases with a typeⅠplatelet-binding protein motif，ADAMTS） 是在無脊椎動(dòng)物和哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一組蛋白酶，其家族共包括19個(gè)成員。ADAMTS可以根據(jù)已知底物的特性進(jìn)行分組，其中ADAMTS8被歸類為聚集蛋白聚糖酶或蛋白聚糖酶組。ADAMTS蛋白酶參與組織破壞過程，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎等疾?。?］。ADAMTS8是ADAMTS家族的成員之一，其最初被確定為多種腫瘤中的抗血管生成因子，主要在肺和心臟中表達(dá)［2］。ADAMTS8基因表達(dá)于正常組織中，但在大多數(shù)腫瘤組織中表達(dá)下調(diào)［3］。

近十年研究發(fā)現(xiàn)，ADAMTS8在一些惡性腫瘤中表達(dá)失調(diào)，包括胃癌［4］和肺癌［5］等。ADAMTS8參與惡性腫瘤的發(fā)生、細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等過程，對(duì)多種腫瘤的增殖和侵襲具有抑制作用。本文對(duì)ADAMTS8在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為惡性腫瘤的發(fā)病機(jī)制、靶向治療及預(yù)后提供依據(jù)。

1 ADAMTS8概述

ADAMTS8基因定位于第11號(hào)染色體上，物理位置為11q24.3，編碼的蛋白質(zhì)共包含889個(gè)氨基酸［6］。ADAMTS蛋白屬于ADAM家族 （鋅蛋白酶超家族），ADAM代表去整合素與金屬蛋白酶，ADAMTS代表具有血栓反應(yīng)蛋白基序的ADAM。

ADAMTS8在多種人類癌癥中均被證實(shí)表達(dá)下調(diào)，如食管鱗狀細(xì)胞癌 （squamous cell carcinoma of esophagus，ESCC）［7］、結(jié)直腸癌［8］和肝細(xì)胞癌［9］等，其被普遍認(rèn)為是一種潛在的腫瘤抑制因子。

2 ADAMTS8在惡性腫瘤中的作用機(jī)制

2.1 遺傳與環(huán)境因素

癌變是一個(gè)復(fù)雜的多步驟過程，腫瘤進(jìn)展涉及多種遺傳和環(huán)境因素。在遺傳方面，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的一系列突變可以賦予該細(xì)胞不斷生長的優(yōu)勢［10］。腫瘤微環(huán)境是腫瘤結(jié)構(gòu)功能的一個(gè)組成部分，為腫瘤提供了必要的營養(yǎng)環(huán)境。由可溶性生長因子、各種細(xì)胞元素和細(xì)胞外基質(zhì) （extracellular matrixc，ECM）組成，形成了一種復(fù)雜的細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。ADAMTS8作為一種定位于腫瘤微環(huán)境的金屬蛋白酶，在惡性腫瘤生長和侵襲的多步驟過程中起關(guān)鍵作用。

ADAMTS屬于分泌型蛋白酶，可通過與多種細(xì)胞外基質(zhì)成分/調(diào)節(jié)因子的相互作用來影響腫瘤細(xì)胞的黏附、遷移、增殖及血管形成，也可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-ECM之間的通信來發(fā)揮影響腫瘤微環(huán)境的作用［11］。

2.2 影響細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡

作為一種腫瘤抑制因子，ADAMTS8通過影響細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡這一途徑來介導(dǎo)對(duì)惡性腫瘤細(xì)胞增殖的抑制作用。有研究［8］發(fā)現(xiàn)ADAMTS8導(dǎo)致細(xì)胞周期相關(guān)基因BCL-XL、β-catenin的減少以及裂解的caspase-9、Bax和PARP的增加。在細(xì)胞凋亡過程中，caspase-9被用于激活效應(yīng)caspase和Bid從而來重塑線粒體，是程序性細(xì)胞死亡過程中必不可少的成員之一。而PARP是細(xì)胞凋亡成員caspase的切割底物，其定位于大部分真核細(xì)胞，可以影響細(xì)胞凋亡，是細(xì)胞凋亡的重要標(biāo)志物之一［12］。促凋亡成員Bax和抗凋亡成員BCL-XL都屬于BCL-2家族，該家族中的蛋白質(zhì)主要位于線粒體外膜 （mitochondrial outer membrane，OMM） 上，其中Bax可以通過滲透OMM來啟動(dòng)細(xì)胞凋亡途徑，最終導(dǎo)致DNA片段化和細(xì)胞解體［13］。ADAMTS8很有可能通過內(nèi)在線粒體依賴性細(xì)胞凋亡途徑來參與抗惡性腫瘤發(fā)生的過程。

2.3 抑制信號(hào)通路

研究［14-16］發(fā)現(xiàn)ADAMTS8也可以通過失活Wnt/β-catenin信號(hào)通路發(fā)揮腫瘤抑制作用。轉(zhuǎn)錄因子β-catenin的異常調(diào)節(jié)是經(jīng)典Wnt信號(hào)通路的核心組成部分，會(huì)導(dǎo)致癌變的早期事件。在降解復(fù)合物時(shí)，糖原合酶激酶3β和酪蛋白激酶1α?xí)閷?dǎo)β-catenin的磷酸化，促進(jìn)其泛素化以及隨后的蛋白酶體降解［17-18］。

2.4 抑制血管生成

ADAMTS8被證明是一種抗血管生成因子，其抗血管生成活性由血小板反應(yīng)蛋白-1基序介導(dǎo)。該基序可下調(diào)血管內(nèi)皮生長因子受體2 （vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2），然后以自分泌或旁分泌的方式來誘導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙，從而影響血管生成［2］。研究［19］表明，ADAMTS8作為一種分泌性蛋白酶可以通過抑制表皮生長因子受體 （epidermal growth factor，EGFR） 的信號(hào)傳導(dǎo)，同時(shí)降低MEK和ERK的磷酸化水平 （即負(fù)調(diào)節(jié)EGFR-MEK-ERK信號(hào)通路） 來抑制腫瘤細(xì)胞生長、運(yùn)動(dòng)及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外，ADAMTS8在一些癌癥里顯示啟動(dòng)子區(qū)域甲基化。有研究［20］發(fā)現(xiàn)ADAMTS8在多種惡性腫瘤中被CpG甲基化沉默，這表明ADAMTS8的表觀遺傳沉默與惡性腫瘤的發(fā)生機(jī)制相關(guān)。

3 ADAMTS8在惡性腫瘤中的表達(dá)及臨床意義

3.1 ADAMTS8在乳腺癌中的表達(dá)及臨床意義

研究［21］發(fā)現(xiàn)ADAMTS8在乳腺癌中顯示出抗腫瘤活性，其過表達(dá)可以通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路來抑制腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和促進(jìn)細(xì)胞凋亡來改變?nèi)橄侔┑倪M(jìn)展。KHRAMTSOV等［22］發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中Wnt/β-catenin通路異常激活，這可能是腫瘤發(fā)展中的早期事件之一，而且高β-catenin活性也與乳腺癌的進(jìn)展和不良預(yù)后密切相關(guān)。

紫杉醇 （paclitaxel，PTX） 是乳腺癌的一線治療藥物，乳腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇治療的耐藥性是臨床應(yīng)用的巨大障礙，也是因治療失敗而導(dǎo)致患者死亡的主要因素之一［23］。有研究［24-25］發(fā)現(xiàn)紫杉醇發(fā)揮抗癌作用的機(jī)制與抑制EGFR/PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路密不可分。ZHA等［26］發(fā)現(xiàn)ADAMTS8可以激活PI3KAKT通路和MAPK通路。KABOLI等［27］也發(fā)現(xiàn)靶向AKT可用于控制乳腺癌的進(jìn)展，抑制AKT及其調(diào)節(jié)劑可以改善乳腺癌的化療耐藥性。ADAMTS8具有抗腫瘤活性，可以通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲及促進(jìn)細(xì)胞凋亡來延緩乳腺癌的進(jìn)展。ADAMTS8可以激活PI3K-AKT通路，乳腺癌對(duì)紫杉醇的耐藥性與此通路密不可分。ADAMTS8可能是一種潛在的針對(duì)乳腺癌紫杉醇耐藥的治療靶點(diǎn)。深入研究ADAMTS8與紫杉醇抗性兩者之間的關(guān)系，從而用于靶向治療乳腺癌或其他癌癥，有望實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定有效的治療干預(yù)，為惡性腫瘤患者帶來更多的生存利益。

3.2 ADAMTS8在ESCC中的表達(dá)及臨床意義

WU等［7］發(fā)現(xiàn)與非腫瘤組織相比，ESCC組織中ADAMTS8的表達(dá)下調(diào)，ADAMTS8低表達(dá)是ESCC患者臨床疾病惡化的預(yù)測因子，并與其患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期密切相關(guān)。此外，功能研究也同樣表明ADAMTS8過表達(dá)可降低ESCC細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，在抑制ESCC的腫瘤生長中具有重要作用。

3.3 ADAMTS8在胃癌中的表達(dá)及臨床意義

CHEN等［28］在胃癌細(xì)胞系和組織中觀察到ADAMTS8的mRNA表達(dá)顯著下調(diào)，其表達(dá)水平和甲基化狀態(tài)與腫瘤浸潤深度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移之間存在顯著相關(guān)性。進(jìn)一步的功能研究結(jié)果也表明，ADAMTS8在表達(dá)恢復(fù)后可通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來抑制腫瘤細(xì)胞的成瘤作用。

3.4 ADAMTS8在肝癌中的表達(dá)及臨床意義

有研究［29］表明，ERK通路的激活能夠下調(diào)新型抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)并能抑制細(xì)胞凋亡。ZHAO等［9］在肝癌的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，ADAMTS8在肝癌組織中的表達(dá)明顯低于鄰近的非腫瘤組織，可能是肝癌患者預(yù)后的預(yù)測因子。調(diào)節(jié)ERK活性可以改變下游靶標(biāo)的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制肝癌細(xì)胞的增殖和遷移，并能促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡。

3.5 ADAMTS8在結(jié)直腸癌中的表達(dá)及臨床意義

LI等［8］研究顯示，ADAMTS8在CRC細(xì)胞系和原發(fā)性腫瘤組織中顯著下調(diào)，其過表達(dá)可以抑制腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲，并且能誘導(dǎo)細(xì)胞在G2/M期停滯從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡，表明ADAMTS8很有可能成為有價(jià)值的生物標(biāo)志物。

3.6 ADAMTS8在腦腫瘤、肉瘤、淋巴瘤中的表達(dá)及臨床意義

在腦腫瘤的相關(guān)研究［30］中，采用定量PCR檢測ADAMTS8在腦組織中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了ADAMTS8在正常全腦、大腦皮質(zhì)、額葉、小腦以及腦膜中的高表達(dá)。而在34個(gè)腦腫瘤及4個(gè)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系中，ADAMTS8轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與正常全腦相比減少了至少2倍，且未檢測到相應(yīng)蛋白質(zhì)的表達(dá)。免疫組化及Western blotting結(jié)果顯示，ADAMTS8在超過77%的腫瘤中表達(dá)下調(diào)。ADAMTS8的甲基化特異性PCR分析結(jié)果顯示，在24個(gè)腦腫瘤和4個(gè)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系中有1個(gè)啟動(dòng)子高度甲基化。上述這些數(shù)據(jù)均說明ADAMTS8在腦腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過程中具有重要作用。ADAMTS8在肉瘤、淋巴瘤中的表達(dá)情況及其臨床意義尚未見報(bào)道。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，ADAMTS8是金屬蛋白酶家族成員，在腫瘤微環(huán)境中起著重要作用。其基因的缺失及其蛋白的過表達(dá)均參與了惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。ADAMTS8在多種癌癥中表達(dá)失調(diào)，包括乳腺癌、ESCC、胃癌、肝癌、結(jié)直腸癌及腦腫瘤等，這些惡性腫瘤中ADAMTS8的表達(dá)水平與多種臨床病理因素有關(guān)，是腫瘤診斷和預(yù)后的潛在標(biāo)志物。

當(dāng)今腫瘤微環(huán)境在抗癌治療中的作用日益顯著，為惡性腫瘤提供了新的治療方法，并且還有助于癌癥治療的藥物開發(fā)。此外，其中的基質(zhì)細(xì)胞遺傳穩(wěn)定，不良反應(yīng)小，復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)低，更加適用于癌癥治療。ADAMTS8定位于腫瘤微環(huán)境，在多種腫瘤中表達(dá)下調(diào)，其過表達(dá)可影響Wnt/β-catenin和PI3KAKT等癌癥相關(guān)信號(hào)通路及下游靶基因，在腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移中起重要的抑制作用，是腫瘤預(yù)后的潛在標(biāo)志物。

目前，ADAMTS8在惡性腫瘤中的作用機(jī)制及其相關(guān)的信號(hào)通路尚不完全清楚，其在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用和機(jī)制需要深入探討。進(jìn)一步分析ADAMTS8表達(dá)和惡性腫瘤的關(guān)系，將為腫瘤診斷和預(yù)后提供更多理論依據(jù)。此外，靶向ADAMTS8在未來可能成為腫瘤患者有希望的治療策略。