RECK基因在惡性腫瘤浸潤和轉移中作用的研究進展

西安交通大學醫學院第二附屬醫院(西安 710004) 張 潔 綜述 顏 虹* 審校

由于惡性腫瘤對周圍組織的浸潤和其它器官的轉移,現有的治療手段(手術、化療、放療)難以奏效,治療困難,病死率高。Ahmedin等[1]在 2010年一項基于國立癌癥研究所、疾病預防控制中心、北美癌癥登記協會和國家衛生統計中心數據的一篇報道中指出,美國 2010年腫瘤新發病例估計為 1 529 560例(男789 620,女 739 940),死亡病例估計為 569 490例 (男299 200,女 270 290),即平均每天因癌癥死亡 1 500多人;其中肺癌病死率最高。非小細胞肺癌因其易擴散、易早期轉移,其 5年生存率低于 15%[2]。腫瘤轉移過程受相關基因和轉移抑制相關基因的調控。轉移抑制基因可以以某種方式或作用途徑抑制腫瘤細胞的轉移表型。1998年RECK基因的發現是抑癌基因研究的一項新成果,它的價值正越來越受到人們的重視。

1 RECK基因結構與表達 RECK基因是 1998年日本學者 Takahashi等發現的一種新的基質金屬蛋白酶(M MP)抑制劑。它是由 v-Ki-ras基因轉染到小鼠的纖維原細胞(NIH/3T3),經過克隆,在 cDN A表達中分離得到的[3],定位于 9p12-13,含 2201個堿基對,編碼由 971個氨基酸構成的糖蛋白 (相對分子量為 110KD)。RECK蛋白含有 3個類絲氨酸蛋白水解酶抑制因子(SPI)功能區及 2個表皮生長因子樣氨基酸重復序列,5個潛在的糖基化位點 ,通過羧基末端的 GPI錨定位點 ,與細胞膜緊密相連[4]。RECK基因廣泛表達于人體各個正常器官組織,其適時適量表達對于人體的正常發育如胚胎期血管、肌管的形成等有重要作用[5]。但在多種來源的腫瘤組織中(如肺癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌等)卻是低表達或不表達的。RECK的 mRNA能在非轉染的 NIH/3T3細胞中表達,但是在ras轉染的 NIH3T3細胞中卻不表達或表達下降[4]。還有許多致癌基因如 fos、myc等也可下調 RECK基因的表達。這說明RECK基因可能是許多致癌基因共同作用的負調節靶位。

2 抑制腫瘤轉移和侵襲 惡性腫瘤易浸潤周圍組織并向其它器官轉移 ,這是一個多階段、多步驟的復雜過程,基質金屬蛋白酶(MM Ps)由于其廣泛降解基底膜和細胞外基質(ECM)(包括Ⅰ -Ⅴ型膠原蛋白、明膠、彈力蛋白、纖維連接蛋白和層粘連蛋白)的能力,而在其中發揮關鍵作用。

MM Ps是有 20多個鋅依賴性內肽酶組成,在腫瘤細胞和細胞外基質之間相互作用,促使腫瘤細胞侵入周圍結締組織,并進入脈管系統,最終到達其它組織器官繼發性生長其作用機制主要包括:①MM Ps分解 EMC,致 EM C結構松弛,為腫瘤的發生和浸潤轉移提供條件;②MM Ps降解基質成分,為血管生成提供空間[6,7]。Akira等[8]的研究表明 RECK可抑制 M MP-2和 M MP-7介導的纖維結合蛋白的降解;將 RECK基因轉染到HT1080細胞(其內生的 RECK的表達量極少),可導致細胞內的纖維結合蛋白量增加。Norihiro等[2]在取 83例肺癌病人的(46例腺癌,37例鱗癌 )標本中做的一項研究結果顯示,在這兩種類型的肺癌標本中,MM P-2、MM P-9和 M M P-14的表達均明顯高于正常對照;RECK基因的表達水平與腫瘤的浸潤擴展有明顯的聯系 (P=0.003),表明 RECK通過對 M MPs的抑制作用來阻止腫瘤細胞的擴散。人工恢復腫瘤細胞的 RECK基因表達后,這些腫瘤細胞 pro-M MP-9表達減少,侵襲和轉移能力下降,故認為 RECK通過對 MM P-9的調節來抑制腫瘤的轉移;但同時細胞內 MM P-9的 mRNA水平未見下降[4],所以可認為 RECK在轉錄后水平對 MM P進行調節。MM P-9以酶原形式分泌,被激活后形成Ⅳ型膠原酶,降解、破壞腫瘤表面細胞外基質中的Ⅳ型、V型膠原和明膠,促進腫瘤細胞向周圍浸潤,最終導致腫瘤的侵襲和轉移。RECK可直接抑制 MM P-9前體的釋放 ,并可直接抑制 MM P-9與 MM P-2酶的活性[9]。國內羅湘玉等采用免疫組化 SP法檢測 RECK和 MM P-9在 48例肺癌組織和癌旁正常肺組織中的表達情況,結果表明肺癌組織中RECK表達陽性率明顯低于癌旁正常肺組織 (P＜O.05),同時MM P-9表達陽性率明顯高于癌旁正常肺組織 (P＜0.05)。RECK和 MM P-9的表達經卡方檢驗,有負相關關系[10]。RECK通過對 M M P的抑制來抑制腫瘤的浸潤、轉移。

3 抑制血管生成 RECK基因與血管生成密切相關。Takeuchi等[11]在小鼠和培養細胞中的研究中表明 RECK基因表達的恢復可抑制腫瘤的侵襲、轉移和血管發生;其后對 53例結直腸癌患者用免疫組化法檢測 RECK和 MM P-9的表達水平,其中 33例樣本采用明膠酶譜法評估 MM P-2和 MM P-9的活化程度,亦同時檢測微血管的密度和血管內皮生長因子(V EGF)的表達。結果顯示 RECK/M M P-9高的患者,其血管的密度明顯減少,腫瘤復發率明顯低于 RECK/MM P-9低的患者,多變量分析提示 RECK/MM P-9是一個獨立的腫瘤預后因素。在 RECK基因敲除的小鼠胚胎期,雖然有新生血管形成,但血管的成熟受到明顯抑制,對其行組織學檢查,發現這些變異的胚胎體積小,間充質混亂,缺乏膠原纖維,有異常的組織發生;在野生型小鼠的胚胎中 ,血管完整性未破壞,血管芽生亦未被抑制。RECK基因不表達,MM Ps過度表達使細胞外基質降解,降低血管周圍組織的完整性,利于血管生成;RECK基因的高度表達,MM Ps活性被抑制,細胞外基質不能被大量降解,會抑制血管生長和新生血管生成。在 RECK高表達的成纖維細胞株 HT1080中,微血管密度和血管分支明顯低于對照組,即使在 RECK基因少量表達的腫瘤組織中也可見到缺乏細胞層的血管,而且乏血管區會隨著腫瘤的增大而擴大,這可能是由于RECK抑制了 MM P-2的活性 ,而 MM P-2可使組織重塑并且促進血管芽生增殖。同時,在 RECK表達的細胞中,血管管腔大,但血管分支少,缺少血管的區域增多,這些區域的細胞由于缺乏營養而易壞死[7]。Takeuchi等[11]的研究中也證實微血管的密度及血管內皮生長因子(V EGF)的表達與 RECK的表達負相關。但這種負相關只有在血管內皮生長因子(VEGF)高表達時才發生,即 RECK可抑制由 V EGF介導的血管生成。

4 臨床意義 有實驗表明,將表達 RECK基因的腫瘤細胞株植入裸鼠內,其生存期比對照組延長[7]。現已有多項研究證明,RECK在多種腫瘤 ,如非小細胞肺癌[12]、乳腺癌[13]、結腸癌[14]、胰腺癌[15]、肝癌、骨肉瘤[16]等的轉移和復發中是一個獨立的顯著的因素,與腫瘤的預后密切相關,腫瘤組織中 RECK基因表達陽性的病人其預后明顯好于表達陰性的病人。徐建達等[16]通過免疫組化法檢測 49個骨肉瘤病人中 RECK的表達與腫瘤預后的關系,結果發現 RECK基因表達高的病人在腫瘤轉移(P=0.010)和復發 (P=0.004)上明顯低于表達水平低的病人,其 5年生存率也明顯高(P=0.003);多變量分析證明降低 RECK的表達對于骨肉瘤是一個獨立的顯著的預后不良的指標。Norihiro等[2]評價了 RECK和 MM P對肺癌預后的意義。RECK基因在Ⅰ A期肺腺癌中的表達要明顯高于Ⅰ B-Ⅲ A期(P=0.001)。無復發生存分析提示 RECK基因高水平表達的肺腺癌病人其復發率明顯低于 RECK基因表達水平低的病人(log-rank test,P=0.029),M MP-2/RECK值高的患者復發率高,RECK是評價非小細胞肺癌預后的一個獨立因素。而年齡、性別、有無淋巴結轉移、單獨的 MM P-2和 MM P-9的表達均與預后無明顯的聯系(P值分別為 P=0.137,0.243,0.091,0.137,0.126)。

眾多研究表明,RECK作為一種新的 MM Ps抑制劑,在多個系統的腫瘤的發生和發展中發揮重要作用,而這提示了一個腫瘤治療中的一個新策略,即通過提高腫瘤組織中 RECK基因的表達水平來抑制腫瘤的生長和復發。Hsu等[17]證實在體外組蛋白脫乙酰基抑制劑曲古抑菌素 A可上調 RECK基因的表達。之前已有研究發現非甾體類抗炎藥(NSAIDS)在體內和體外均有抑制腫瘤血管生成及抗腫瘤轉移的作用[18]。NSAID是另一種可上調 RECK表達的藥物[19]。故使用組蛋白脫乙酰基抑制劑和 N SAIDS,可能是治療 RECK基因表達低的腫瘤的一種新策略。

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