利鈉肽受體家族在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及臨床應(yīng)用價(jià)值*

吳佳， 朱亞南， 楊航， 黃瑾， 姚志紅， 楊祚璋

[1.昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院（云南省腫瘤醫(yī)院） 骨與軟組織腫瘤研究中心， 云南 昆明650118； 2.昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 康復(fù)醫(yī)學(xué)部， 云南 昆明 650101； 3. 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院（云南省腫瘤醫(yī)院） 云南癌癥中心辦公室， 云南 昆明 650118]

利鈉肽受體（natriuretic peptide receptor, NPR）以其廣泛的生理功能而聞名，除了穩(wěn)定心血管系統(tǒng)外，其還與免疫、炎癥及癌癥有關(guān)[1-3]。目前為止，已發(fā)現(xiàn)了心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide, ANP）、腦利鈉肽（brain natriuretic peptide, BNP）、C 型利鈉肽（C-type natriuretic peptide, CNP）等8 種利鈉肽激素[4]。ANP 主要產(chǎn)生于心房，BNP 最初是在豬腦提取物中發(fā)現(xiàn)的，存在于人腦，但更多存在于心室。近期研究表明，血清BNP 與新生兒持續(xù)性肺動(dòng)脈高壓及老年肺部感染的病情程度具有相關(guān)性[5-6]。CNP 是家族的第3 個(gè)成員，主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、垂體前葉、腎臟、血管內(nèi)皮細(xì)胞[7]。這些肽有3 個(gè)膜受體，即利鈉肽受體A（natriuretic peptide receptor A, NPRA）、利鈉肽受體B（natriuretic peptide receptor B, NPRB）、利鈉肽受體C（natriuretic peptide receptor C, NPRC）。NPR 家族主要通過(guò)受體結(jié)合調(diào)控機(jī)體各種代謝和生理功能。NPRA 和NPRB 從其配體激素中獲取信息并激活下游信號(hào)通路。NPRC 主要是一種清除受體，主要參與這些激素的清除或降解。本文就NPR 家族及其受體結(jié)合在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及潛在的臨床價(jià)值進(jìn)行綜述。

1 NPR家族的結(jié)構(gòu)和功能

1.1 NPRA

NPRA 也被稱為NPR1 或GC-A。人類NPRA 基因長(zhǎng)度約16 kb，位于1q21～22 上，編碼1 061 個(gè)氨基酸肽，包括21 個(gè)外顯子和21 個(gè)內(nèi)含子[8]。該基因首先被3 個(gè)不同的組在3 個(gè)不同的模型中克隆出來(lái)，如小鼠、大鼠和豬[9]。NPRA 基因啟動(dòng)子中含有SP1、SP3、cGMP 反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREBP）和維生素D 受體（VDR），這些轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控NPRA 的表達(dá)。NPRA 是一種135 kDa 的單跨膜肽同源二聚體，包含至少4 個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域，包括450 個(gè)氨基酸胞外配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域、21 個(gè)殘基疏水跨膜結(jié)構(gòu)域和566或568 個(gè)氨基酸胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。后者進(jìn)一步劃分為1 個(gè)250 個(gè)氨基酸的蛋白激酶同源結(jié)構(gòu)域、1 個(gè)41 個(gè)氨基酸的兩性螺旋鉸鏈區(qū)和1 個(gè)250 個(gè)氨基酸的鳥苷酸環(huán)化酶c 端催化結(jié)構(gòu)域，呈正二聚體結(jié)構(gòu)[10]。NPRA 是鳥苷酸環(huán)化酶細(xì)胞表面受體家族的成員[11]，NPRA 被生理濃度的ANP 和BNP 所激活[12]。NPRA 的激活順序?yàn)锳NP≥BNP＞CNP[13]。NPRA 在心臟、腎臟、肺、肝臟、脂肪細(xì)胞、各種器官及一些癌癥中都有表達(dá)[1，13]，其對(duì)心血管穩(wěn)定、炎癥及癌癥起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用[14-15]，參與了各種生理和病理反應(yīng)。

1.2 NPRB

NPRB 也被稱為NPR2 或GC-B。人類NPRB 基因長(zhǎng)度約為16.5 kb，位于9p21～12 上，包含22 個(gè)外顯子[16]。1989 年，SCHULZ 與他的團(tuán)隊(duì)首次克隆了大鼠的NPRB 基因[17]。NPRB 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與NPRA 相似，其屬于鳥苷酸環(huán)化酶的細(xì)胞表面受體家族[13]，NPRB被CNP 特異性激活[12]，NPRB 激活的順序?yàn)镃NP＞ANP≥BNP[13]。NPRB 在軟骨和骨形態(tài)發(fā)生中起關(guān)鍵作用，NPRB 基因純合子突變的缺失可導(dǎo)致短肢侏儒癥，也稱為肢端發(fā)育不良[18]。其在維持心率和竇房結(jié)功能方面也起到重要作用[19]。NPRB 在多種器官中表達(dá)，包括心臟、大腦、子宮、卵巢、腎、肺、肝臟及脂肪細(xì)胞，且在一些癌癥中也有表達(dá)[17，20-21]。NPRB 的廣泛表達(dá)表明其在許多生理、病理過(guò)程中發(fā)揮作用。

1.3 NPRC

NPRC 也被稱為NPR3。人類NPRC 基因長(zhǎng)度約為65 kb，位于5p14～p13 上，包含8 個(gè)外顯子和7 個(gè)內(nèi)含子[22]。小鼠NPRC 基因位于15 號(hào)染色體上，由YANAKA 等首次在小鼠中克隆[23]。NPRC 的胞外結(jié)構(gòu)域與NPRA 和NPRB 約30%相同，這與環(huán)化酶連接的受體不同，其僅僅含37 個(gè)胞內(nèi)氨基酸，沒(méi)有鳥苷酸環(huán)化酶活性[24]。與NPRA 和NPRB 不同，NPRC 是一種由二硫鍵連接的同型二聚體[25]。NPRC 啟動(dòng)子具有SP1、AP-2、YY-1、E2F 和CREB 轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)[23]。MAACK 等[26]提出該受體在生物學(xué)上是沉默的，并作為利鈉肽的特異性清除結(jié)合位點(diǎn)，這種受體被稱為清除受體。但近年來(lái)研究[27]發(fā)現(xiàn)，NPRC 對(duì)維持心血管系統(tǒng)穩(wěn)定有著關(guān)鍵作用。BNP和CNP 可以與NPRC 結(jié)合并進(jìn)行清除和降解。NPRC 對(duì)利鈉肽激素的親和力順序?yàn)锳NP＞CNP＞BNP[13]。NPRC 的表達(dá)受多種生理因素的影響。據(jù)報(bào)道，NPRC 在高血壓、糖尿病和肥胖患者中的表達(dá)非常高，缺乏體力活動(dòng)會(huì)增加NPRC 的表達(dá)，而定期的體育鍛煉或活動(dòng)會(huì)抑制NPRC 的表達(dá)[28]。NPRC也廣泛表達(dá)于心臟、肺、腎上腺、大腦皮質(zhì)、小腦、肝臟、脂肪細(xì)胞及一些癌癥中[28]。

NPRA 和NPRB 屬于鳥苷酸環(huán)化酶受體，而NPRC 屬于清除受體，利鈉肽通過(guò)與3 種受體NPRA、NPRB 及NPRC 的胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合而起作用，其作用機(jī)制也有所不同（見(jiàn)圖1）。

圖1 NPR家族結(jié)構(gòu)示意圖

2 NPR家族在惡性腫瘤中的作用

NPRA 和NPRC 在惡性腫瘤中的作用已經(jīng)有很多的報(bào)道，但關(guān)于NPRB 的報(bào)道較少。本文主要討論NPRA和NPRC在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用（見(jiàn)表1）。

表1 NPRA和NPRC在惡性腫瘤中的表達(dá)情況、機(jī)制通路及效應(yīng)

2.1 NPRA

NPRA 在癌癥中的研究可以追溯到1993 年。OHSAKI 等[29]首次在人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系和HeLa 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了功能性NPRA。VESELY 等[30]進(jìn)一步研究了利鈉肽受體與癌細(xì)胞增殖的關(guān)系。研究表明，NPRA 在多種人類癌細(xì)胞中表達(dá)，其中包括乳腺癌細(xì)胞[30]、前列腺癌細(xì)胞等[1]。NPRA 由于其廣泛的生理功能，在許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。KONG 等[31]首先研究了NPRA 在腫瘤發(fā)生中的直接作用。動(dòng)物模型結(jié)果顯示，缺乏NPRA 可以保護(hù)C57BL/6 小鼠免受肺癌、皮膚癌和卵巢癌的影響。在疾病模型中，下調(diào)NPRA 可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，提示NPRA 可能成為一種新的抗癌治療靶點(diǎn)；其研究還表明，NPRA 在腫瘤細(xì)胞（A549、B16 等）中過(guò)表達(dá)。NPRA 可以通過(guò)調(diào)節(jié)干細(xì)胞的募集和血管生成來(lái)導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展[32]。在乳腺癌[33]、胃癌[34]、舌鱗狀細(xì)胞癌[35]和食管癌[36]中，NPRA 可通過(guò)不同的途徑（MMP2、MMP9、HIF-1α 等）來(lái)提高VEGF 水平，促進(jìn)血管生成，從而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。在前列腺癌[1]和胃癌[37]，NPRA 可通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡來(lái)促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。有研究表明，在胃癌中[38]，抑制NPRA 的表達(dá)可以通過(guò)JNK 和p38 通路，促進(jìn)胃癌細(xì)胞周期阻滯、細(xì)胞死亡和凋亡。

2.2 NPRC

NPRC 在癌癥中的研究近年來(lái)才被提及，但NPRC 作為一個(gè)新興的靶點(diǎn)，在癌癥發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制研究中具有巨大的潛力。NPRC 作為一種清除受體，一般起著抑癌的作用。在結(jié)直腸癌[39]，腎透明細(xì)胞癌[40]和肝癌[41]，NPRC 可被上游長(zhǎng)鏈非編碼RNA調(diào)控。過(guò)表達(dá)NPRC 可抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮抗癌作用。在骨肉瘤中[42]，NPRC 可通過(guò)阻斷PI3K/Akt 通路來(lái)抑制骨肉瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。

3 NPR家族在惡性腫瘤診療中的臨床價(jià)值

3.1 NPR家族在惡性腫瘤診斷中的價(jià)值

NPR 家族在許多惡性腫瘤組織中表達(dá)，與腫瘤的診斷、分期及預(yù)后密切相關(guān)。在食管鱗狀細(xì)胞癌和胃癌中，NPRA 的表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和（TNM）分期相關(guān)[36，38]，對(duì)預(yù)測(cè)腫瘤發(fā)展有重要作用；NPRA 與舌鱗狀細(xì)胞癌中VEGF 的表達(dá)及腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)[35]，這可能是一個(gè)預(yù)后因素；NPRA 的表達(dá)也與前列腺癌的臨床分期呈正相關(guān)[1]。NPRB 基因在前列腺癌中的表達(dá)與腫瘤體積和惡性程度有關(guān)，NPRB 可成為鑒別良、惡性組織的一種手段[43]。在前列腺癌模型中，NPRC 可成為前列腺癌早期診斷的靶點(diǎn)[44]。

3.2 NPRA在惡性腫瘤治療中的價(jià)值

NPRA 已被報(bào)道為癌癥促進(jìn)靶點(diǎn)。許多實(shí)驗(yàn)表明，下調(diào)NPRA 的表達(dá)可以通過(guò)不同的途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增殖和侵襲[33，35-36]。其還可以通過(guò)下調(diào)VEGF、CXC 和CXCR4 抑制血管生成，從而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移[32]。

Isatin 是一種天然的雜環(huán)苷衍生物，可下調(diào)NPRA 的表達(dá)，抑制氣道炎癥[45]。Isatin 對(duì)癌癥的治療很有前景，異構(gòu)素普遍存在于人體中，其不僅是鳥苷酸環(huán)化酶的抑制劑，也是許多其他酶和受體的抑制劑，例如組蛋白去乙?；?、碳酸酐酶[46]。異素雜交劑在許多惡性腫瘤中發(fā)揮抗癌作用，但其鳥苷酸環(huán)化酶抑制劑途徑的抗癌機(jī)制尚未闡明[47]。此外，Isatin hybrids 具有良好的抗癌活性，例如，Semoxind 和舒尼替尼可用于治療許多癌癥[47-48]。

分子印跡聚合物納米顆粒（MIPNPS）對(duì)ANP 具有親和力和選擇性，可降低癌癥中ANP 的水平，抑制ANP/NPRA 信號(hào)通路[49]。編碼NP73-102 的質(zhì)粒[前心房利鈉肽的NH（2）末端肽]的異位表達(dá)下調(diào)了NPRA 的表達(dá)，抑制了A549 細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移和BALB/c小鼠的腫瘤發(fā)生，過(guò)表達(dá)NP73-102 可顯著誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞（B16）的凋亡[31]。血管緊張素Ⅱ可抑制NPR1 基因的轉(zhuǎn)錄，下調(diào)心臟中NPRA 的表達(dá)[50]。親環(huán)素A 是免疫抑制劑環(huán)孢素A 的受體，可與NPRA結(jié)合，催化Pro 822、902 或958 的順?lè)串悩?gòu)化，從而使NPRA 失活，已成為癌癥治療的靶點(diǎn)[51]。微生物多糖HS-142-1 是一種利鈉肽拮抗劑，可抑制NPRA 和NPRB 的激活和結(jié)合，但對(duì)NPRC 無(wú)影響[52]。

3.3 NPRC在惡性腫瘤治療中的價(jià)值

在神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系中，NPRC 類似物發(fā)揮抗增殖作用，而NPRA 和NPRB 促進(jìn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的增殖[53]。一般來(lái)說(shuō)，NPRA 和NPRB 具有促癌作用，而NPRC 具有抑癌作用。NPRC 作為一種清除受體，可與ANP、BNP 和CNP 結(jié)合，并進(jìn)行清除和降解。NPRC 是否可以抑制NPRA 信號(hào)通路還未有研究證明，如果存在大量的NPRC，其是否可以抑制利鈉肽激素與NPRA 和NPRB 的結(jié)合，NPRC 作為這些信號(hào)通路的起點(diǎn)，其作為抑癌靶點(diǎn)的作用機(jī)制還需要更多的研究去證明。

4 結(jié)論與展望

本文就NPR 家族在許多惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用進(jìn)行綜述。許多動(dòng)物模實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，NPRA 家族在許多惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。然而，由于缺乏合適的NPRA 抗體，NPRA 在人體組織中表達(dá)的研究有限。目前，NPR家族主要有3 個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。①NPRA 在多種癌癥中的促癌作用，可使其抑制作用的研究尤為重要。②NPR 家族在腫瘤中的表達(dá)與腫瘤的體積、分期、轉(zhuǎn)移和分化密切相關(guān)，可作為診斷和預(yù)后的參考指標(biāo)。③NPRC 作為一種清除受體，通常發(fā)揮抗癌作用，其可以與NPRA 競(jìng)爭(zhēng)配體，抑制其信號(hào)通路。NPR 家族作為一種抗癌靶點(diǎn)，尚未應(yīng)用于臨床，目前仍處于研究階段。然而，由于NPR 家族在人體中的廣泛作用，對(duì)其深入研究尤為重要，不僅為癌癥的診斷和治療提供新的思路，而且在利鈉肽激素的研究中也是重大突破。