層粘連蛋白α4亞基的功能及其與疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

于晶晶 張麗君 何春草 曹亦菲 楊軍

摘要：層粘連蛋白家族是基底膜的主要成分。作為家族中的一員，層粘連蛋白α4亞基（LAMA4）廣泛存在于成人組織的細(xì)胞間質(zhì)中，參與細(xì)胞的固定，并可與相應(yīng)的整合素受體結(jié)合，激活相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，對(duì)于細(xì)胞的生長、增殖和遷移，以及人體的正常生長發(fā)育均起著重要作用?，F(xiàn)有的研究已發(fā)現(xiàn)LAMA4與許多疾病的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)；此外，還發(fā)現(xiàn)LAMA4與多種腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲有密切的聯(lián)系。本文綜述了當(dāng)前LAMA4的研究進(jìn)展，著重探討LAMA4與疾病尤其是腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，以期為相關(guān)疾病的診治提供新的思路。

關(guān)鍵詞：層粘連蛋白；層粘連蛋白α4亞基；腫瘤；遷移；侵襲

中圖分類號(hào)： Q754? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1000-503X（2023）01-0092-09

DOI：10.3881/j.issn.1000.503X.14615

Research Progress on the Role of Laminin Subunit Alpha 4 in Diseases

YU Jingjing1，ZHANG Lijun1，HE Chuncao1，CAO Yifei1，YANG Jun1，2

1Deparment of Preventive Medicine，School of Public Health，Hangzhou Normal University，Hangzhou 311121，China

2Zhejiang Provincial Research Center for Uterine Cancer Diagnosis and Therapy，Womens Hospital，School of Medicine，Zhejiang University，Hangzhou 310006，China

Correspondingauthor：YANG Jun Tel：13858098430，E-mail：gastate@zju.edu.cn

ABSTRACT：Laminin subunit alpha 4 （LAMA4），a member of the laminin family，is present in the intercellular matrix of adult tissues as a major component of basement membrane.LAMA4 is involved in the adhesion of cells and can bind to corresponding integrins to activate relevant signaling pathways，playing an essential role in the growth，proliferation，and migration of cells.It has been demonstrated that LAMA4 is associated with the occurrence and development of a variety of diseases including tumors，and the expression of LAMA4 can be used as a biomarker of tumor diagnosis and prognosis.This paper summarizes the current research progress in LAMA4 with the focus on the relationship between LAMA4 and diseases，especially tumor，with a view to provide new directions for the future research.

Key words：laminins；laminin subunit alpha 4；cancer；migration；invasion

Acta Acad Med Sin，2023，45（1）：92-110

層粘連蛋白α4亞基（laminin subunit α 4，LAMA4）是層粘連蛋白家族（laminins，LM）的一員，染色體定位于6q21［1］?；啄な怯蒐M、Ⅳ型膠原、基底膜蛋白聚糖、聚集素以及巢蛋白等構(gòu)成的片狀結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的特化結(jié)構(gòu)形式，對(duì)維持細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能是必需的。作為基底膜的主要成分，LM在正常的細(xì)胞生理和機(jī)體生長發(fā)育過程中也發(fā)揮著重要作用，因此，在許多人類疾病中都發(fā)現(xiàn)了LM的表達(dá)異常，包括腫瘤。LAMA4是一條α單鏈，而α單鏈在LM中有著特殊的地位，因?yàn)長M的很多功能需要通過與其對(duì)應(yīng)的整合素受體結(jié)合才能發(fā)揮作用，這種相互作用的特異性又是由α鏈決定的［2］。但目前國內(nèi)外對(duì)于LAMA4的研究相對(duì)不足，許多結(jié)論尚不明確。盡管如此，也有關(guān)于LAMA4的異常表達(dá)參與一些疾病的發(fā)生、癌細(xì)胞的增殖和遷移等的報(bào)道。因此，本文綜述了當(dāng)前關(guān)于LAMA4的研究成果，圍繞其分子結(jié)構(gòu)、功能以及與疾病的關(guān)系展開論述，并著重探討LAMA4與腫瘤的相互關(guān)系，為后續(xù)研究提供思路。

LM成員及分子結(jié)構(gòu)

LM是一種由α、β和γ鏈通過二硫鍵連接而成的大分子糖蛋白。在該家族中，迄今為止已發(fā)現(xiàn)5種α鏈，3種β鏈和3種γ鏈，這些鏈通過自由組合，理論上可以形成50種以上不同的LM［2］。但由于不同的鏈在不同的部位表達(dá)，3種不同的鏈不能進(jìn)行隨意的組合，且由于技術(shù)水平的限制，目前已發(fā)現(xiàn)的LM有19種［1］。LM有2個(gè)最基本的功能：（1）是基底膜形成過程中最先出現(xiàn)的蛋白，當(dāng)LM缺失時(shí)，即使基底膜中其他成分表達(dá)正常，也無法形成正常的基底膜結(jié)構(gòu)［3］。（2） 作為細(xì)胞內(nèi)外間隔的物理連接，是細(xì)胞水平上進(jìn)行信號(hào)傳遞的關(guān)鍵。由于LM的多樣性，決定了基底膜可以和不同的組織結(jié)合在一起，使人體各組織表現(xiàn)出不同的生理功能［4］。

LM是根據(jù)它們的鏈組成來命名的，例如，LM-111的組成是α1β1γ1，LM511是α5β1γ1［5］，每條鏈又折疊成幾種特異或多個(gè)拷貝的獨(dú)立結(jié)構(gòu)域。其N端一般為1個(gè)球形LN（laminin N-terminal）結(jié)構(gòu)，之后是多個(gè)重復(fù)的LE［laminin-type epidermal growth factor （EGF）-like］結(jié)構(gòu)域形成的棒狀結(jié)構(gòu)（rod-like arrays of repeating LE domains），重復(fù)的LE結(jié)構(gòu)域會(huì)被1～2個(gè)球形的L4/LF （laminin 4/laminin Four，原稱為laminin Ⅳ）結(jié)構(gòu)域打斷。

C端主要為7個(gè)1組重復(fù)的非極性氨基酸折疊形成的α卷曲螺旋（α-helical coiled coil）結(jié)構(gòu)，其中β鏈有額外的31～33個(gè)氨基酸序列形成1個(gè)“門把手”（the β knob）。α鏈比β和γ鏈長出865～900個(gè)氨基酸，形成了β三文治折疊（β-sandwich folds）的5個(gè)球形結(jié)構(gòu)域（laminin globular，LG）：LG1-5。

一個(gè)完整的LM是由3條鏈構(gòu)成1個(gè)“十字架”型（cross-shaped）結(jié)構(gòu)（圖1）：3條短臂分別由3條鏈的N端構(gòu)成，長臂由3條鏈的C端構(gòu)成。其中短臂與其他的ECM蛋白發(fā)生相互作用，從而完成對(duì)基底膜的組裝并保證其穩(wěn)定性。長臂則與細(xì)胞表面的受體分子如整合素等相互作用，通過各種信號(hào)通路誘導(dǎo)不同的基因表達(dá)，最終影響細(xì)胞的黏附、遷移、存活及死亡等［5］。LM是胚胎發(fā)育早期形成的第1種基底膜成分，因此關(guān)鍵LM的缺失會(huì)導(dǎo)致胚胎的死亡。隨著胚胎的發(fā)育，有些家族成員的表達(dá)會(huì)逐漸降低甚至消失，但另外一些家族成員可一直廣泛地存在于成人的心臟、腎臟和骨骼?。?］等間充質(zhì)來源的各種組織以及某些內(nèi)皮和上皮基底膜中［7-8］。

LAMA4的結(jié)構(gòu)及組織分布

與家族中其他成員相比，LAMA4比較特殊的是它的頭部缺少N端的球形LN結(jié)構(gòu)域，因此，LAMA4需要酶交聯(lián)才能被納入到生成的ECM中［5］。目前發(fā)現(xiàn)LAMA4鏈只與β1、β2鏈、γ1、γ3鏈進(jìn)行組合，組成LM-411、LM-421和LM-423 3個(gè)LM亞型。

對(duì)LAMA4體內(nèi)分布的分析發(fā)現(xiàn)，它主要定位于中胚層來源的組織中，如內(nèi)皮、脂肪細(xì)胞、骨骼肌、平滑肌和心肌等；在一些上皮來源的基底膜中也發(fā)現(xiàn)了LAMA4的存在，如表皮、唾液腺、胰腺、食管及胃腺、腸隱窩以及腎髓質(zhì)小管等；發(fā)育過程中的變化主要體現(xiàn)在骨骼肌、血管壁及腸隱窩中［9］。

LAMA4的生理學(xué)功能

由于LM存在時(shí)空表達(dá)的差異，其家族各成員的功能也存在較大差別，且由于分析技術(shù)的局限性，對(duì)特定LM分子功能的研究還不全面，因此，下面僅將LAMA4目前已比較明確的生理功能加以總結(jié)。

血管系統(tǒng)的構(gòu)建 目前研究結(jié)果表明，LAMA4最主要的功能之一是參與血管系統(tǒng)的構(gòu)建。大多數(shù)血管的內(nèi)皮下基底膜含有LM-511和LM-411，它們的表達(dá)受到嚴(yán)格的發(fā)育調(diào)控：胚胎發(fā)育血管生成時(shí)LM-411是主要的形式，LM-511則在出生后才出現(xiàn)。LAMA4與血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的協(xié)作對(duì)于Notch-Dll4控制血管生成的正常功能是必需的。LM-411通過與b1整合素的作用特異性誘導(dǎo)Dll4，進(jìn)而激活Notch通路。在LAMA4缺失小鼠中，Dll4/Notch信號(hào)受到破壞，使得端細(xì)胞過度形成導(dǎo)致不受控制的血管形成［10-11］。

由于某些特定的組織、器官中血管對(duì)其結(jié)構(gòu)的完整、功能的發(fā)揮是必需的，例如，腎小球的濾膜是由毛細(xì)血管壁構(gòu)成的，因此LM在腎小球的發(fā)育過程中也是非常重要的［12-13］。研究發(fā)現(xiàn)LAMA4缺失小鼠會(huì)發(fā)生持久的腎小球及腎小管間質(zhì)纖維化［14］。

胰腺由外分泌腺泡和胰島構(gòu)成。胰島中存在豐富的毛細(xì)血管，血管內(nèi)皮細(xì)胞與內(nèi)分泌細(xì)胞也需要被基底膜分隔。在人胚胎胰腺中的基底膜僅有LM-411，成年胰島中則是雙層基底膜：含有LM-511和LM-411的內(nèi)皮下層，以及僅含LM-511的近β細(xì)胞層。同時(shí)，腺泡也被基底膜包裹，而其中LAMA2和LAMA4是必需的：LAMA2和LAMA4雙缺失小鼠中腺泡基底膜消失，腺泡細(xì)胞發(fā)生去極化。此外，LM-411還可以激活β1整合素信號(hào)依賴性的胰島素合成，表明其是胰島的重要組成成分［15］。

同時(shí)，雖然在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的許多部位并不存在LM，但血腦屏障是保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)不受血液循環(huán)和免疫系統(tǒng)影響的重要物理屏障，而作為血腦屏障的重要組成部分的毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞外的雙層基底膜就包含了LM-411和LM-511［16］。

免疫細(xì)胞的遷移和外滲 LM對(duì)于免疫細(xì)胞的遷移并到達(dá)炎癥反應(yīng)部位是必需的。例如，中性粒細(xì)胞表達(dá)的LM-411與整合素α6β1和αMβ2發(fā)生相互作用，這對(duì)它們的遷移和生存非常重要［17］。而毛細(xì)血管后微靜脈及其基底膜是免疫細(xì)胞外滲的主要部位，細(xì)胞是否外滲是由血管壁上允許外滲的LAMA4和限制外滲的LAMA5的比例決定的［18-19］。在LAMA4敲除小鼠中，T細(xì)胞進(jìn)入大腦的能力受到了顯著影響［20］。

維持外周神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 不同于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，外周神經(jīng)系統(tǒng)中LM廣泛存在。比如，軸突表面主要覆蓋著β1型（LM-211、LM-411及LM-511）；神經(jīng)肌肉接頭（neuromuscular junction，NMJ）則只有β2型（LM-221、LM-421及LM-521）［21-22］。此外，LAMA2和LAMA4對(duì)于施萬細(xì)胞的成熟及軸突髓鞘形成是必需的，而LAMA4對(duì)于NMJ的結(jié)構(gòu)完整性和功能的正常發(fā)揮至關(guān)重要［1，23］。

LAMA4與疾病

子癇前期 也稱先兆子癇，是嚴(yán)重危害孕產(chǎn)婦健康的一種疾病，其發(fā)病的分子機(jī)制還不明確，但研究表明絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞（extra villous trophoblasts，EVT）的異常凋亡及降低對(duì)子宮螺旋動(dòng)脈侵襲性與子癇前期的發(fā)生有關(guān)。Shan等［8］發(fā)現(xiàn)LAMA4在子癇前期胎盤中的表達(dá)低于正常胎盤；而干擾滋養(yǎng)細(xì)胞中LAMA4的表達(dá)降低了細(xì)胞的侵襲、遷移和血管生成能力。Ji等［24］的研究也表明，LAMA4的基因表達(dá)下調(diào)抑制了EVT的增殖、遷移和侵襲，并抑制了VEGF的表達(dá)而導(dǎo)致子癇前期的發(fā)生或發(fā)展。以上結(jié)果表明，可以以LAMA4為靶點(diǎn)作為治療子癇前期的一種手段。

擴(kuò)張型心肌病 擴(kuò)張型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）的標(biāo)志性特征是1個(gè)或2個(gè)心室的增大，伴隨著逐漸減弱的心肌收縮功能。研究首先發(fā)現(xiàn)在LAMA4缺失小鼠中存在類似的癥狀，斑馬魚LAMA4敲除模型也證實(shí)了其在心臟功能中的作用［25］；進(jìn)一步對(duì)180例嚴(yán)重DCM患者的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，不僅LAMA4基因在整合素作用區(qū)存在突變，還存在著LM、整合素和整合素偶聯(lián)激酶（integrin-linked kinase，ILK）系統(tǒng)性突變［26］，為DCM提供了新的研究基礎(chǔ)。最近，Abdallah等［27］還在嬰兒DCM中發(fā)現(xiàn)了LAMA4與MYH7的雙基因隱性遺傳現(xiàn)象。

組織纖維化 研究發(fā)現(xiàn)在LAMA4敲除小鼠中出現(xiàn)進(jìn)行性腎小球和腎小管間質(zhì)纖維化，進(jìn)一步分析表明這是由于LAMA4介導(dǎo)的血小板衍生生長因子活性下調(diào)的失敗導(dǎo)致的腎臟損害。此外，LAMA4還可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)的纖維化。LAMA4過表達(dá)則上調(diào)了與成纖維細(xì)胞增殖和遷移相關(guān)的基因表達(dá)，提示LAMA4相關(guān)信號(hào)通路軸可能是預(yù)防手術(shù)引起的關(guān)節(jié)內(nèi)纖維化的潛在治療靶標(biāo)［28］。

神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾病 LM包括LAMA4等對(duì)于NMJ結(jié)構(gòu)維持及突觸囊泡的釋放是至關(guān)重要的，它們通過與整合素、dystroglycan及電壓門控鈣離子通道等受體的結(jié)合發(fā)揮作用。對(duì)LM或LM與其受體結(jié)合的干擾都會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)肌肉疾病如Pierson 綜合征和Lambert-Eaton 肌無力綜合征等［1］。近年來研究還發(fā)現(xiàn)在衰老過程中NMJ神經(jīng)傳遞能力的下降與LAMA4表達(dá)改變相關(guān)［23］，更加明確了LAMA4在維持NMJ中的重要作用。

骨關(guān)節(jié)炎 在骨關(guān)節(jié)炎軟骨中可以檢測(cè)到LAMA4的表達(dá)［29］，而抑制LAMA4還可降低基質(zhì)金屬蛋白酶3（martix metalloproteinase 3，MMP3）基因的表達(dá)，表明了LAMA4在人骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病過程中的作用［30］。此外，軟骨細(xì)胞簇的形成是骨關(guān)節(jié)炎的一個(gè)形態(tài)學(xué)特征，抑制LAMA4可顯著降低細(xì)胞簇的形成，且可影響與細(xì)胞遷移相關(guān)基因的表達(dá)［31］。

LAMA4與腫瘤

一般情況下，LAMA4是以血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)為主，但研究發(fā)現(xiàn)，在許多類型的腫瘤細(xì)胞中，LAMA4也發(fā)生了異常的表達(dá)。

卵巢癌 Chang等［32］通過對(duì)癌癥基因圖譜 （The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫的挖掘分析，發(fā)現(xiàn)LAMA4在卵巢癌患者中低表達(dá)，且與不良預(yù)后有關(guān)。Yamamoto等［33］則發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者腹水中的LAMA4表達(dá)較良性囊腫或子宮內(nèi)膜瘤顯著降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-30e-3p在卵巢癌中的高表達(dá)使得LAMA4的表達(dá)降低，而LAMA4過表達(dá)可抑制卵巢癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲［34］；此過程還受到了1個(gè)長非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA） MEG3的調(diào)控。這些研究表明，LAMA4在卵巢癌組織中表達(dá)降低，可能起到腫瘤抑制基因的作用［35］。

乳腺癌 不同于卵巢癌，在乳腺癌中LAMA4呈現(xiàn)高表達(dá)水平，且其表達(dá)的增加是惡變前的乳腺病變向惡性腫瘤轉(zhuǎn)變的標(biāo)志［36］。相對(duì)于惡性前細(xì)胞，惡性乳腺癌細(xì)胞中LAMA4的表達(dá)水平更高，并與雌激素受體（estrogen receptor，ER）陰性患者更短的無復(fù)發(fā)生存期相關(guān)［37］。在三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）的研究中也發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中LAMA4 的mRNA和蛋白表達(dá)均升高，并且敲除LAMA4可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲［38］。此外，還發(fā)現(xiàn)LAMA4在乳腺癌中的表達(dá)可以受到microRNA的調(diào)控，如miR-539［38］、miR-4274［39］等。

胃癌 在針對(duì)胃癌構(gòu)建的基于TNM分級(jí)和通路的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中，LAMA4與StageⅡ患者手術(shù)加化療后的復(fù)發(fā)有關(guān)［40］。通過對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫的挖掘，Wang等［41］發(fā)現(xiàn)LAMA4的高表達(dá)與更高的腫瘤分級(jí)有關(guān)，且是不良預(yù)后的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素；對(duì)其分子機(jī)制的研究則表明敲除LAMA4基因降低胃癌細(xì)胞中MMP2的表達(dá)，從而降低胃癌細(xì)胞的遷移能力，而ZEB1（Zinc finger E-box-binding homeobox1）能夠通過結(jié)合LAMA4啟動(dòng)子激活其在胃癌細(xì)胞中的表達(dá)。此外，LAMA4在吉西他濱、阿霉素、曲妥珠單抗、順鉑和長春新堿耐藥的胃癌細(xì)胞中上調(diào)，且LAMA4的高表達(dá)與更高的病理分級(jí)和更差的生存率有關(guān)；進(jìn)一步體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過表達(dá)LAMA4可增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的順鉑耐藥性，而敲減LAMA4則導(dǎo)致相反的結(jié)果［42］，這為應(yīng)對(duì)腫瘤的耐藥提供了新的思路。

腎細(xì)胞癌 通過對(duì)腫瘤樣本的免疫組織化學(xué)分析早已發(fā)現(xiàn)LAMA4蛋白在腎透明細(xì)胞癌（clear cell renal carcinoma，ccRCC）中的高表達(dá)［43］，之后在mRNA水平的表達(dá)也得到了驗(yàn)證，并且其高表達(dá)與ccRCC的轉(zhuǎn)移相關(guān)［44］。LAMA4在RCC的腫瘤血管也高表達(dá)，并與RCC患者的不良預(yù)后有關(guān)［43］。對(duì)其作用機(jī)制的研究表明LAMA4誘導(dǎo)整合素α5β1表達(dá)，并通過下游ILK/FAK/ERK途徑促進(jìn)細(xì)胞遷移，而其本身的表達(dá)則受到miR-200b的調(diào)控［43］。Xu等［45］研究還發(fā)現(xiàn)，RCC患者中LAMA4水平與維生素D水平負(fù)相關(guān)。

膠質(zhì)瘤 Ljubimova等［46］于2001年首次使用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)LM-411在膠質(zhì)瘤中高表達(dá)，且與患者不良預(yù)后有關(guān)，在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)使用反義RNA抑制LAMA4的表達(dá)可顯著抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲能力［10，47］。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)在WHO分級(jí)膠質(zhì)瘤和惡性程度更高的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma，GBM）中都呈現(xiàn)高表達(dá)，且可作為預(yù)后的指標(biāo)［48］。還有研究發(fā)現(xiàn)LAMA4與腫瘤干細(xì)胞特征基因的表達(dá)如Notch通路等相關(guān)，抑制LM-411的表達(dá)也降低了包含Notch通路在內(nèi)的多種腫瘤干細(xì)胞特征基因的表達(dá)［10］。此外，在GBM患者的腦脊液中也發(fā)現(xiàn)LAMA4的高表達(dá)，可以將GBM患者與非腦瘤患者區(qū)分開，且與腫瘤體積大小相關(guān)［49］。以上研究結(jié)果表明LAMA4可作為膠質(zhì)瘤的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

其他腫瘤 除了上述腫瘤外，LAMA4還與其他多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)（表1）。例如，在肝癌中LAMA4高表達(dá)且與腫瘤的侵襲相關(guān)，其表達(dá)則受到miR-199a-3p的調(diào)控［50］。在胰腺癌中，LAMA4表達(dá)較高的患者更容易發(fā)生肝轉(zhuǎn)移，且LAMA4的表達(dá)與腫瘤的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，與生存期呈負(fù)相關(guān)［7］。在結(jié)直腸癌中，更高的LAMA4/LAMA5比值與不良預(yù)后有關(guān)［51］。在口腔鱗狀細(xì)胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）中LAMA4也同樣高表達(dá)［52］，機(jī)制分析發(fā)現(xiàn)在OSCC腫瘤進(jìn)展過程中發(fā)生的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）導(dǎo)致細(xì)胞從表達(dá)LM-511向LM-411的轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的侵襲能力［53］。除了在表達(dá)上發(fā)生改變外，還有研究發(fā)現(xiàn)在生存期更短的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者中存在LAMA4基因的突變［54］。

LAMA4在腫瘤研究中的應(yīng)用

作為生物標(biāo)志物 如前所述，鑒于LAMA4在多種腫瘤中的表達(dá)發(fā)生改變，因此可將LAMA4作為腫瘤的診斷標(biāo)志物。例如，Kohata等［49］通過對(duì)腦脊液中LAMA4表達(dá)水平的檢測(cè)可以區(qū)分開GBM患者和非腦瘤患者，表明了LAMA4作為腫瘤診斷標(biāo)志物的可行性。

但LAMA4作為生物標(biāo)志物的價(jià)值可能更表現(xiàn)在腫瘤預(yù)后的應(yīng)用上。有研究發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌患者中，預(yù)后不良的患者LAMA4、LAMA5的表達(dá)率較高，且LM基因集的預(yù)后能力較單個(gè)基因更強(qiáng)［51］。Zhou等［40］在胃癌患者TNM分期和通路風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分模型中發(fā)現(xiàn)，LAMA4 、FARP1、SGCE、SGCA和COL9A2 5基因聯(lián)合可判斷Ⅱ期治愈性手術(shù)加放化療患者的復(fù)發(fā)情況。與之類似，Wang等［41］在胃癌患者中同樣發(fā)現(xiàn)，LAMA4 高表達(dá)能夠獨(dú)立預(yù)測(cè)胃癌患者的生存率。此外，LAMA4高表達(dá)還可以作為腎細(xì)胞癌、卵巢癌、膠質(zhì)細(xì)胞瘤等的預(yù)后標(biāo)志［32，45，48，60］。

除了作為某些腫瘤的診斷和預(yù)后標(biāo)志物外，LAMA4還可作為腫瘤轉(zhuǎn)移的重要標(biāo)志物。Zheng等［7］發(fā)現(xiàn)LAMA4介導(dǎo)的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞募集或激活可能有助于胰腺癌的肝轉(zhuǎn)移潛力，因此LAMA4的上調(diào)可作為胰腺癌高度肝轉(zhuǎn)移的標(biāo)志物。此外，LAMA4水平的升高也是肝癌的侵襲和轉(zhuǎn)移［55］、乳腺病變癌變轉(zhuǎn)變［39］和腎細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移的標(biāo)志［44］。

作為潛在的治療靶點(diǎn) 針對(duì)LAMA4在腫瘤中的異常表達(dá)，研究者也嘗試通過各種手段調(diào)控LAMA4的表達(dá)水平以達(dá)到治療目的。如Nagato等［47］將LAMA4的反義寡核苷酸引入神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可使LAMA4的表達(dá)下調(diào)，并顯著抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的黏附和遷移能力。Zhang等［58］的研究也得到了同樣的結(jié)論。近年來關(guān)于非編碼RNA與LAMA4的研究結(jié)果也表明，可以通過特定的microRNA和lncRNA對(duì)LAMA4的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，從而達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移的結(jié)果［38］。

除了在基因水平進(jìn)行調(diào)控外，還可通過特異性抗體對(duì)靶蛋白的結(jié)合達(dá)到治療目的。Ishikawa等［57］制備了10種針對(duì)LAMA4鏈的單克隆抗體，發(fā)現(xiàn)有兩種單克隆抗體顯著抑制了腫瘤細(xì)胞的黏附和遷移，并且抑制了LAMA4與其配體α6β1整合素和黑色素瘤細(xì)胞黏附分子（melanoma cell adhesion molecule，MCAM）的結(jié)合，因此可能具有治療惡性腫瘤的潛力。

總結(jié)與展望

由于LAMA4鏈的特殊性，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注其在疾病，尤其是腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用。雖然已有的研究對(duì)其相應(yīng)的作用機(jī)制和信號(hào)通路有了一定的認(rèn)識(shí)，但目前的研究多以腫瘤相關(guān)數(shù)據(jù)庫的挖掘?yàn)榛A(chǔ)，缺乏以LAMA4為直接目的的大規(guī)模臨床樣本的驗(yàn)證。且由于提純技術(shù)的限制，對(duì)其單鏈作用的相關(guān)機(jī)制研究難以深入，因此未來的研究中應(yīng)通過基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等系統(tǒng)生物學(xué)手段，加強(qiáng)對(duì)LAMA4在腫瘤及腫瘤微環(huán)境中的作用以及如何通過分子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)控等方面的研究。另外，要不斷探索發(fā)現(xiàn)各種影響LAMA4相關(guān)轉(zhuǎn)移和侵襲信號(hào)通路的因子，這將有助于人們更為精準(zhǔn)地認(rèn)識(shí)LAMA4在腫瘤中的作用，為腫瘤的診斷和治療提供新的思路。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］Rogers RS，Nishimune H.The role of laminins in the organization and function of neuromuscular junctions［J］.Matrix Biol，2017，57-58：86-105.DOI：10.1016/j.matbio.2016.08.008.

［2］Aumailley M.The laminin family［J］.Cell Adh Migr，2013，7（1）：48-55.DOI：10.4161/cam.22826.

［3］Yao Y.Laminin：loss-of-function studies［J］.Cell Mol Life Sci，2017，74（6）：1095-115.DOI：10.1007/s00018-016-2381-0.

［4］Yurchenco PD，Mckee KK，Reinhard JR，et al.Laminin-deficient muscular dystrophy：molecular pathogenesis and structural repair strategies［J］.Matrix Biol，2018，71-72：174-187.DOI：10.1016/j.matbio.2017.11.009.

［5］Domogatskaya A，Rodin S，Tryggvason K.Functional diversity of laminins［J］.Annu Rev Cell Dev Biol，2012，28：523-553.DOI：10.1146/annurev-cellbio-101011-155750.

［6］李春霞.纖維粘連蛋白和層粘連蛋白對(duì)骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化的影響［D］.天津：天津農(nóng)學(xué)院，2020.DOI：10.27717/d.cnki.gtjnx.2020.000095.

［7］Zheng B，Qu J，Ohuchida K，et al.LAMA4 upregulation is associated with high liver metastasis potential and poor survival outcome of pancreatic cancer［J］.Theranostics，2020，10（22）：10274-10289.DOI：10.7150/thno.47001.

［8］Shan N，Zhang X，Xiao X，et al.Laminin α4 （LAMA4） expression promotes trophoblast cell invasion，migration，and angiogenesis，and is lowered in preeclamptic placentas［J］.Placenta，2015，36（8）：809-920.DOI：10.1016/j.placenta.2015.04.008.

［9］PetjniemiN，Korhonen M，Kortesmaa J，et al.Localization of laminin alpha4-chain in developing and adult human tissues［J］.J Histochem Cytochem，2002，50（8）：1113-1130.DOI：10.1177/002215540205000813.

［10］Sun T，Patil R，Galstyan A，et al.Blockade of a laminin-411-notch axis with CRISPR/Cas9 or a nanobioconjugate inhibits glioblastoma growth through tumor-microenvironment cross-talk［J］.Cancer Res，2019，79（6）：1239-12351.DOI：10.1158/0008-5472.CAN-18-2725.

［11］Liu YR，Guan YY，Luan X，et al.Delta-like ligand 4-targeted nanomedicine for antiangiogenic cancer therapy［J］.Biomaterials，2015，42：161-171.DOI：10.1016/j.biomaterials.2014.11.039.

［12］Naylor RW，Morais M，Lennon R.Complexities of the glomerular basement membrane［J］.Nat Rev Nephrol，2021，17（2）：112-127.DOI：10.1038/s41581-020-0329-y.

［13］張俊林，劉芳.腎小球基底膜與腎臟疾?。跩］.中華腎臟病雜志，2017，33（11）：873-877.

［14］Hansen K，Abrass CK.Laminin-8/9 is synthesized by rat glomerular mesangial cells and is required for PDGF-induced mesangial cell migration［J］.Kidney Int，2003，64（1）：110-118.DOI：10.1046/j.1523-1755.2003.00039.x.

［15］Santini-González J，Simonovich JA，Castro-Gutiérrez R，et al.In vitro generation of peri-islet basement membrane-like structures［J］.Biomaterials，2021，273：120808.DOI：10.1016/j.biomaterials.2021.120808.

［16］Galea I.The blood-brain barrier in systemic infection and inflammation［J］.Cell Mol Immunol，2021，18（11）：2489-2501.DOI：10.1038/s41423-021-00757-x.

［17］Filippi MD.Neutrophil transendothelial migration：updates and new perspectives［J］.Blood，2019，133（20）：2149-2158.DOI：10.1182/blood-2018-12-844605.

［18］Li L，Shirkey MW，Zhang T，et al.The lymph node stromal laminin α5 shapes alloimmunity［J］.J Clin Invest，2020，130（5）：2602-2619.DOI：10.1172/JCI135099.

［19］Xu H，Pumiglia K，Laflamme SE.Laminin-511 and α6 integrins regulate the expression of CXCR4 to promote endothelial morphogenesis［J］.J Cell Sci，2020，133（11）：jcs249595.DOI：10.1242/jcs.246595.

［20］Fowell DJ，Kim M.The spatio-temporal control of effector T cell migration［J］.Nat Rev Immunol，2021，21（9）：582-596.DOI：10.1038/s41577-021-00507-0.

［21］Zelada D，Bermedo-García F，Collao N，et al.Motor function recovery：deciphering a regenerative niche at the neuromuscular synapse［J］.Biol Rev Camb Philos Soc，2021，96（2）：752-766.DOI：10.1111/brv.12675.

［22］Chand KK，Lee KM，Lavidis NA，et al.Loss of laminin-α4 results in pre-and postsynaptic modifications at the neuromuscular junction［J］.FASEB J，2017，31（4）：1323-1336.DOI：10.1096/fj.201600899R.

［23］Lee KM，Chand KK，Hammond LA，et al.Functional decline at the aging neuromuscular junction is associated with altered laminin-α4 expression［J］.Aging，2017，9（3）：880-899.DOI：10.18632/aging.101198.

［24］Ji Y，Zhou L，Wang G，et al.Role of LAMA4 gene in regulating extravillous trophoblasts in pathogenesis of preeclampsia［J］.Med Sci Monit，2019，25：9630-9636.DOI：10.12659/MSM.917402.

［25］Manso AM，Okada H，Sakamoto FM，et al.Loss of mouse cardiomyocyte talin-1 and talin-2 leads to β-1 integrin reduction，costameric instability，and dilated cardiomyopathy［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2017，114（30）：E6250-E6259.DOI：10.1073/pnas.1701416114.

［26］Israeli-Rosenberg S，Manso AM，Okada H，et al.Integrins and integrin-associated proteins in the cardiac myocyte［J］.Circ Res，2014，114（3）：572-586.DOI：10.1161/CIRCRESAHA.114.301275.

［27］Abdallah AM，Carlus SJ，Al-Mazroea AH，et al.Digenic inheritance of LAMA4 and MYH7 mutations in patient with infantile dilated cardiomyopathy［J］.Medicina （Kaunas），2019，55（1）：17.DOI：10.3390/medicina55010017.

［28］Wan Q，Liu F，Zhang J，et al.Overexpression of laminin α4 facilitates proliferation and migration of fibroblasts in knee arthrofibrosis by targeting canonical Shh/Gli1 signaling［J］.Connect Tissue Res，2021，62（4）：464-474.DOI：10.1080/03008207.2020.1773451.

［29］張曉波，張杰，孫鈺.未來軟骨修復(fù)的熱點(diǎn)方向：層粘連蛋白促進(jìn)干細(xì)胞增殖［J］.中國組織工程研究，2021，25（1）：141-145.

［30］Sun Y，Wang TL，Toh WS，et al.The role of laminins in cartilaginous tissues：from development to regeneration［J］.Eur Cell Mater，2017，34：40-54.DOI：10.22203/eCM.v034a03.

［31］Moazedi-Fuerst FC，Gruber G，Stradner MH，et al.Effect of laminin-A4 inhibition on cluster formation of human osteoarthritic chondrocytes［J］.J Orthop Res，2016，34（3）：419-426.DOI：10.1002/jor.23036.

［32］Chang PY，Liao YP，Wang HC，et al.An epigenetic signature of adhesion molecules predicts poor prognosis of ovarian cancer patients［J］.Oncotarget，2017，8（32）：53432-53449.DOI：10.18632/oncotarget.18515.

［33］Yamamoto CM，Oakes ML，Murakami T，et al.Comparison of benign peritoneal fluid-and ovarian cancer ascites-derived extracellular vesicle RNA biomarkers［J］.J Ovarian Res，2018，11（1）：20.DOI：10.1186/s13048-018-0391-2.

［34］Liu Y，Xu Y，Ding L，et al.LncRNA MEG3 suppressed the progression of ovarian cancer via sponging miR-30e-3p and regulating LAMA4 expression［J］.Cancer Cell Int，2020，20：181.DOI：10.1186/s12935-020-01259-y.

［35］樹成干.LncRNA LINC00936通過吸附miR-221-3p調(diào)控LAMA3的表達(dá)參與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展［D］.蘇州：蘇州大學(xué)，2019.DOI：10.27351/d.cnki.gszhu.2019.001328.

［36］馮城婷，王瑩，史悅，等.p-ERK1/2、CD34、層粘連蛋白在乳腺癌組織中的表達(dá)及其意義［J］.實(shí)用癌癥雜志，2016，31（5）：697-700.

［37］Ross JB，Huh D，Noble LB，et al.Identification of molecular determinants of primary and metastatic tumour re-initiation in breast cancer［J］.Nat Cell Biol，2015，17（5）：651-664.DOI：10.1038/ncb3148.

［38］Yang ZX，Zhang B，Wei J，et al.MiR-539 inhibits proliferation and migration of triple-negative breast cancer cells by down-regulating LAMA4 expression［J］.Cancer Cell Int，2018，18：16.DOI：10.1186/s12935-018-0512-4.

［39］Shkurnikov M，Nikulin S，Nersisyan S，et al.LAMA4-Regulating miR-4274 and its host gene SORCS2 play a role in IGFBP6-dependent effects on phenotype of basal-like breast cancer［J］.Front Mol Biosci，2019，6：122.DOI：10.3389/fmolb.2019.00122.

［40］Zhou YY，Kang YT，Chen C，et al.Combination of TNM staging and pathway based risk score models in patients with gastric cancer［J］.J Cell Biochem，2018，119（4）：3608-3617.DOI：10.1002/jcb.26563.

［41］Wang X，Hou Q，Zhou X.LAMA4 expression is activated by zinc finger E-box-binding homeobox 1 and independently predicts poor overall survival in gastric cancer［J］.Oncol Rep，2018，40（3）：1725-1733.DOI：10.3892/or.2018.6564.

［42］Peng L，Li Y，Wei S，et al.LAMA4 activated by androgen receptor induces the cisplatin resistance in gastric cancer［J］.Biomed Pharmacother，2020，124：109667.DOI：10.1016/j.biopha.2019.109667.

［43］Li Y，Guan B，Liu J，et al.MicroRNA-200b is downregulated and suppresses metastasis by targeting LAMA4 in renal cell carcinoma［J］.E Bio Medicine，2019，44：439-451.DOI：10.1016/j.ebiom.2019.05.041.

［44］Yang H，Huo P，Hu G，et al.Identification of gene markers associated with metastasis in clear cell renal cell carcinoma［J］.Oncol Lett，2017，13（6）：4755-4761.DOI：10.3892/ol.2017.6084.

［45］Xu S，Song J，Zhang ZH，et al.The Vitamin D status is associated with serum C-reactive protein and adhesion molecules in patients with renal cell carcinoma［J］.Sci Rep，2019，9（1）：16719.DOI：10.1038/s41598-019-53395-9.

［46］Ljubimova JY，Lakhter AJ，Loksh A，et al.Overexpression of a4 chain-containing laminins in human glial tumors identified by gene microarray analysis.Cancer Pes，2001，61（14）：5601-5610.

［47］Nagato S，Nakagawa K，Harada H，et al.Downregulation of laminin alpha 4 chain expression inhibits glioma invasion in vitro and in vivo［J］.Int J Cancer，2005，117（1）：41-50.DOI：10.1002/ijc.21102.

［48］Virga J，Bognár L，Hortobágyi T，et al.Prognostic role of the expression of invasion-related molecules in glioblastoma［J］.J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg，2017，78（1）：12-19.DOI：10.1055/s-0036-1584920.

［49］Kohata T，Ito S，Masuda T，et al.Laminin subunit alpha-4 and osteopontin are glioblastoma-selective secreted proteins that are increased in the cerebrospinal fluid of glioblastoma patients［J］.J Proteome Res，2020，19（8）：3542-3553.DOI：10.1021/acs.jproteome.0c00415

［50］Liu AG，Pang YY，Chen G，et al.Downregulation of miR-199a-3p in hepatocellular carcinoma and its relevant molecular mechanism via GEO，TCGA database and in silico analyses［J］.Technol Cancer Res Treat，2020，19：1533033820979670.DOI：10.1177/1533033820979670.

［51］Galatenko VV，Maltseva DV，Galatenko AV，et al.Cumulative prognostic power of laminin genes in colorectal cancer［J］.BMC Medgenomics，2018，11（Suppl 1）：9.DOI：10.1186/s12920-018-0332-3.

［52］Franz M，Wolheim A，Richter P，et al.Stromal laminin chain distribution in normal，hyperplastic and malignant oral mucosa：relation to myofibroblast occurrence and vessel formation［J］.J Oral Pathol Med，2010，39（4）：290-298.DOI：10.1111/j.1600-0714.2009.00840.x.

［53］Takkunen M，Ainola M，Vainionp N，et al.Epithelial-mesenchymal transition downregulates laminin alpha5 chain and upregulates laminin alpha4 chain in oral squamous carcinoma cells［J］.Histochem Cell Biol，2008，130（3）：509-525.DOI：10.1007/s00418-008-0443-6.

［54］Esposito MR，Binatti A，Pantile M，et al.Somatic mutations in specific and connected subpathways are associated with short neuroblastoma patients survival and indicate proteins targetable at onset of disease［J］.Int J Cancer，2018，143（10）：2525-2536.DOI：10.1002/ijc.31748.

［55］Huang X，Ji G，Wu Y，et al.LAMA4，highly expressed in human hepatocellular carcinoma from Chinese patients，is a novel marker of tumor invasion and metastasis［J］.J Cancer Res Clin Oncol，2008，134（6）：705-714.DOI：10.1007/s00432-007-0342-6.

［56］江海燕.血清鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白、層粘連蛋白水平與肝硬化Child-Pugh分級(jí)的相關(guān)性分析［J］.標(biāo)記免疫分析與臨床，2019，26（2）：285-259.

［57］Ishikawa T，Wondimu Z，Oikawa Y，et al.Laminins 411 and 421 differentially promote tumor cell migration via α6β1 integrin and MCAM （CD146）［J］.Matrix Biol，2014，38：69-83.DOI：10.1016/j.matbio.2014.06.002.

［58］Zhang L，He L，Lugano R，et al.IDH mutation status is associated with distinct vascular gene expression signatures in lower-grade gliomas［J］.Neuro Oncol，2018，20（11）：1505-1516.DOI：10.1093/neuonc/noy088.

［59］Simonova OA，Kuznetsova EB，Poddubskaya EV，et al.DNA methylation in the promoter regions of the laminin family genes in normal and breast carcinoma tissues［J］.Mol Biol （Mosk），2015，49（4）：667-677.DOI：10.7868/S0026898415040163.

［60］Wragg JW，F(xiàn)innity JP，Anderson JA，et al.MCAM and LAMA4 are highly enriched in tumor blood vessels of renal cell carcinoma and predict patient outcome［J］.Cancer Res，2016，76（8）：2314-2326.DOI：10.1158/0008-5472.CAN-15-1364.

［61］Valletti A，Gigante M，Palumbo O，et al.Genome-wide analysis of differentially expressed genes and splicing isoforms in clear cell renal cell carcinoma［J］.PloS One，2013，8（10）：e78452.DOI：10.1371/journal.pone.0078452.

［62］MalTseva DV，Makarova YA，Raigorodskaya MP，et al.Effects of laminins 332 and 411 on the epithelial-mesenchymal status of colorectal cancer cells［J］.Bull Exp Biol Med，2019，166（3）：377-382.DOI：10.1007/s10517-019-04354-x.

［63］Lugassy C，Torres-Muoz JE，Kleinman HK，et al.Overexpression of malignancy-associated laminins and laminin receptors by angiotropic human melanoma cells in a chick chorioallantoic membrane model［J］.J Cutan Pathol，2009，36（12）：1237-1243.DOI：10.1111/j.1600-0560.2009.01273.x.

［64］Shkurnikov MY，Maltseva DV，Knyazev EN，et al.Expression of stroma components in the lymph nodes affected by prostate cancer metastases［J］.Mol Biol （Mosk），2018，52（5）：810-816.DOI：10.1134/S0026898418050129.

［65］Zhang Z，Liu R，Jin R，et al.Integrating clinical and genetic analysis of perineural invasion in head and neck squamous cell carcinoma［J］.Front Oncol，2019，9：434.DOI：10.3389/fonc.2019.00434.

［66］Cancer Genome Atlas Research Network.Electronic address：elizabeth.demicco@sinaihealthsystem.ca；Cancer Genome Atlas Research Network.Comprehensive and integrated genomic characterization of adult soft tissue sarcomas［J］.Cell，2017，171（4）：950-965.e28.DOI：10.1016/j.cell.2017.10.014.

［67］Bai C，Yang M，F(xiàn)an Z，et al.Associations of chemo-and radio-resistant phenotypes with the gap junction，adhesion and extracellular matrix in a three-dimensional culture model of soft sarcoma［J］.J Exp Clin Cancer Res，2015，34（1）：58.DOI：10.1186/s13046-015-0175-0.

［68］Ruch RJ.Connexin 43 suppresses lung cancer stem cells［J］.Cancers （Basel），2019，11（2）：175.DOI：10.3390/cancers11020175.

（收稿日期：2021-10-19）