uPA及其受體uPAR系統(tǒng)與宮頸癌關(guān)系的研究進(jìn)展

袁蔚 江忠清

腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移和血管生成與細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)降解密切相關(guān)。ECM降解與多種蛋白水解酶有關(guān)，其中包括絲氨酸蛋白酶家族中的纖維蛋白酶原激活劑(plasminogen activator，PA)、基質(zhì)金屬蛋白酶類中的 MMP-2和MMP-9、組織蛋白酶B和D、透明質(zhì)酸酶、膠原酶等。其中主要介導(dǎo)降解ECM的纖溶蛋白酶類有兩種活化形式:尿激酶型纖維蛋白酶原激活劑(urokinase-type PA，uPA)和組織型纖維蛋白酶原激活劑(tissue-type PA，tPA)，均屬絲氨酸蛋白酶類［1］。uPA/uPAR系統(tǒng)在介導(dǎo)基質(zhì)纖維蛋白降解過程中起重要作用。現(xiàn)就uPA/uPAR系統(tǒng)與宮頸癌關(guān)系的研究進(jìn)展綜述如下。

1 uPA/uPAR系統(tǒng)

尿激酶型纖維蛋白酶原激活劑系統(tǒng)是由uPA及其特異性受體(uPAreceptor，uPAR)和抑制劑PAI-1(plasminogen activator nhibitor-1)組成。uPA系統(tǒng)不僅激活纖溶酶，在細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜(basement membrane，BM)降解中起重要作用，并促進(jìn)血管生成，同時也參與了一些與纖溶酶無關(guān)的活動，如細(xì)胞增殖、趨化、粘附等，因此與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［2］。

1.1 uPA uPA是一種多功能絲氨酸蛋白水解酶。人uPA基因定位于10號染色體長臂，長度為7258bp，分子量約55 KDa。1976 年，Astedt和 Holberg［3］首先發(fā)現(xiàn)人卵巢腫瘤細(xì)胞能產(chǎn)生uPA。和纖溶酶一樣，uPA包括兩條二硫鍵相連的多肽鏈，在細(xì)胞合成和分泌時為單鏈無活性的尿激酶原(ProuPA)，在纖溶酶的催化下于k158-159間肽鍵處斷裂，形成由二硫鍵連接的雙鏈活性結(jié)構(gòu)［4］。uPA與細(xì)胞表面特異性受體uPAR結(jié)合后轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘膗PA。uPA主要作用于生理病理條件下細(xì)胞的遷移和組織修復(fù)，包括刺激細(xì)胞增生、加強(qiáng)細(xì)胞遷移、改變細(xì)胞粘附、催化某些細(xì)胞因子如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、肝細(xì)胞生長因子(HGF)等的功能等，在腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移和血管生成中發(fā)揮重要作用［5］。uPA通過激活纖溶酶使基質(zhì)中多種成分如纖維蛋白、纖維連接蛋白、蛋白多糖、板層素等降解，同時還可激活其他基質(zhì)降解酶，而且uPA自身亦有直接降解基底膜及細(xì)胞外基質(zhì)的作用，在腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移和血管生成中發(fā)揮重要作用［6］。

1.2 uPAR uPAR是一個富含半胱氨酸的單鏈多糖基化蛋白質(zhì)，其基因定位于第 l9號染色體，分子量50～60 KDa。uPAR在許多正常組織和腫瘤組織均有表達(dá)。uPAR可使uPA激活并定位于細(xì)胞表面，提供在細(xì)胞與細(xì)胞之間及細(xì)胞與基質(zhì)連接處的uPAR結(jié)合的位點(diǎn)，為表達(dá)uPAR的腫瘤細(xì)胞提供uPA介導(dǎo)的蛋白質(zhì)水解的有利環(huán)境。uPA只有與細(xì)胞膜表面的uPAR特異性的結(jié)合才能發(fā)揮其激活纖溶酶的作用。故uPAR是uPA介導(dǎo)的激活反應(yīng)的關(guān)鍵。uPAR存在于體內(nèi)多種正常細(xì)胞膜上，如成熟中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及活化的T細(xì)胞等［7］。uPAR在胃腸道癌、膀胱癌等上皮性惡性腫瘤中高表達(dá)［5，6］。uPAR通過與uPA結(jié)合提供細(xì)胞局部纖溶功能，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而影響細(xì)胞的增殖、趨化、粘附、遷移等［5，6］。

1.3 uPA/uPAR系統(tǒng) 最初分泌到間質(zhì)中的纖溶酶前體沒有活性，可被多種蛋白水解酶激活，然后通過糖化磷酸肌醇與細(xì)胞膜上的尿激酶受體(uPAreceptor，uPAR)相結(jié)合。uPA與uPAR相互影響、相互作用。uPA在細(xì)胞合成和分泌時為單鏈無活性的Pro-uPA，與腫瘤細(xì)胞表面特異性受體uPAR結(jié)合后轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘膗PA，從而發(fā)揮作用。同時，細(xì)胞表面的纖溶酶原受體可與纖溶酶及纖溶酶原結(jié)合，形成正反饋，共同激活纖溶系統(tǒng)，形成有力的蛋白水解-纖溶酶，直接或間接降解細(xì)胞周圍基質(zhì)蛋白及基底膜［8］。uPA可切斷纖溶酶原分子肽鍵使之變成纖溶酶，參與多種生物學(xué)過程，并介導(dǎo)細(xì)胞周圍基質(zhì)蛋白的降解。uPA通過與細(xì)胞表面uPA受體結(jié)合啟動uPA依賴的蛋白水解系統(tǒng)，提高了細(xì)胞表面pro-uPA的濃度、促進(jìn)無活性的pro-uPA向活性uPA轉(zhuǎn)化，并將uPA的作用局限在細(xì)胞表面。同時，uPAR可使uPA激活并定位于細(xì)胞表面，為表達(dá)uPAR的腫瘤細(xì)胞提供uPA介導(dǎo)的蛋白水解的有利環(huán)境，從而將信號從細(xì)胞外轉(zhuǎn)人細(xì)胞內(nèi)，激活細(xì)胞內(nèi)蛋白激酶，促進(jìn)細(xì)胞分裂及細(xì)胞遷移。

2 uPA/uPAR系統(tǒng)與腫瘤轉(zhuǎn)移

自從Astedt和Holberg于1976年首先在人卵巢腫瘤細(xì)胞發(fā)現(xiàn)uPA以來，人們開始日益關(guān)注有關(guān)uPA與腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移的關(guān)系。在研究過程中人們發(fā)現(xiàn)uPA、uPAR在人類各種惡性腫瘤組織中的表達(dá)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其相應(yīng)的正常組織［9，10］。在肝癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、宮頸癌、結(jié)腸癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤中也得到類似的研究結(jié)果。在研究腫瘤的體外侵襲能力時，人們發(fā)現(xiàn)在惡性腫瘤細(xì)胞系，uPA/uPAR系統(tǒng)的表達(dá)水平也與腫瘤細(xì)胞的侵襲能力正相關(guān)。用原位雜交及免疫組化等方法研究發(fā)現(xiàn)，多種腫瘤組織uPA及uPAR高表達(dá)，且uPA及uPAR表達(dá)愈高，患者預(yù)后愈差，生存期愈短［11］。徐瀚峰等［12］通過組織芯片及免疫組化法測定肝癌組織 uPA及uPAR的表達(dá)，隨肝癌的進(jìn)展二者表達(dá)明顯升高，提示uPA與uPAR在肝癌侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，uPA與uPAR結(jié)合后充分發(fā)揮協(xié)同作用促進(jìn)肝癌進(jìn)展。金向明等［13］發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者血漿uPA與uPAR水平較正常人顯著升高，原發(fā)腫瘤越大、分期越晚，uPA與uPAR水平越高;在伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者血漿uPA與uPAR水平比不伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者更高。趙仲生等［14］應(yīng)用原位雜交方法檢測了105例胃癌組織uPA及uPAR的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)uPA及uPAR表達(dá)與胃癌生長方式、浸潤深度、脈管侵犯、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移均呈正相關(guān)，uPA及uPAR陽性表達(dá)患者的平均生存時間和5年生存率均低于陰性表達(dá)的患者。黃秋實等［15］應(yīng)用免疫組化檢測結(jié)腸癌及其癌旁組織uPA的表達(dá)情況，從結(jié)腸正常粘膜到腺瘤再到結(jié)腸癌，uPA陽性表達(dá)率顯著上升。這些研究結(jié)果均提示，uPA在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。

3 uPA/uPAR系統(tǒng)與宮頸癌

平金良等［16］運(yùn)用免疫組織化學(xué)二步法檢測uPA在正常宮頸上皮、宮頸上皮內(nèi)瘤變(CIN)和宮頸鱗癌組織的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，宮頸鱗癌uPA過度表達(dá)，并在浸潤轉(zhuǎn)移中起重要作用。Riethdorf等［17］采用RNA探針S35標(biāo)記法測定36例CIN、42例宮頸鱗癌及5例正常宮頸上皮組織uPA和PAI-1mRNA表達(dá)，結(jié)果顯示，當(dāng)CIN非典型細(xì)胞表達(dá)uPA和PAI-1 mRNA時伴有腫瘤細(xì)胞浸潤性生長，兩者有望成為腫瘤早期浸潤的指標(biāo)。曲牟文等［18］采用ELISA法檢測42例子宮頸癌和10例良性子宮腫瘤患者血漿和組織uPA及uPAR含量，按腫瘤的良惡性、手術(shù)前后、臨床分期和組織學(xué)類型等分別進(jìn)行對照分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，子宮頸癌患者術(shù)前血漿uPA及uPAR含量隨臨床分期的升高而顯著增加，術(shù)后血漿uPA及uPAR含量顯著降低，但仍高于良性對照組，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組血漿uPA含量高于無轉(zhuǎn)移組;癌組織uPA及uPAR含量明顯高于癌旁組織。上述研究結(jié)果提示，宮頸癌患者血漿具有較高水平uPA及uPAR，可能由于腫瘤在生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的過程中產(chǎn)生的大量uPA及uPAR釋放入血所致，當(dāng)腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶切除后，體內(nèi)uPA及uPAR很快代謝降低。患者術(shù)后血漿uPA和uPAR含量仍高于良性對照組，可能是患者體內(nèi)仍有殘留或亞臨床病灶所致。uPAR與整合素、外周粘連蛋白(vitronectin)相作用，可以易化局部組織的降解。研究發(fā)現(xiàn)，采用抗uPAR的方法可以阻止腫瘤浸潤，提示uPA和uPAR拮抗劑可能成為一種很有希望的抗癌藥物。PA有兩種特異性抑制物-1、2(plasminogenactivatorinhibitor-1、2，PAI-1、PAI-2)，PAI-1可以同時拮抗兩種活化的PA，而PAI-2只能同未活化PA相結(jié)合［19］。故檢測宮頸癌組織特別是血漿 uPA及uPAR表達(dá)水平可能成為評價宮頸癌患者預(yù)后和隨訪復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的一個重要參考指標(biāo)。

uPA及uPAR系統(tǒng)與宮頸癌浸潤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。檢測血uPA及uPAR系統(tǒng)的表達(dá)能否用于宮頸癌的早期診斷、預(yù)后判斷及術(shù)后早期復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的隨訪監(jiān)測，目前尚無定論，也缺乏多中心研究結(jié)論。利用抗uPA或uPAR單抗、uPA抑制劑PAI-1或是uPA/uPAR復(fù)合物抑制劑來消除uPA及uPAR系統(tǒng)的作用以及通過反義、基因敲除、RNA干擾等技術(shù)降低uPA及uPAR系統(tǒng)的表達(dá)，是否可以抑制宮頸癌的浸潤轉(zhuǎn)移而改善患者預(yù)后?隨著研究的深入，相信在不久的將來，uPA及uPAR系統(tǒng)在宮頸癌的防治研究方面會取得較大進(jìn)展而有著廣闊的應(yīng)用前景。

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