溶血磷脂酸(LPA)對腫瘤轉移的作用研究

劉玉萍，王穎鈺，錢文慧，岳志強，陸 茵，2，鄭仕中，2

(1.南京中醫藥大學藥學院，江蘇南京 210029;2.江蘇省藥效與安全性評價重點實驗室，江蘇南京 210046)

溶血磷脂酸(lysophosphatidicacid，LPA)是一種小分子的甘油磷脂，其化學結構為1-酰基-2-羥基-3-磷酸甘油(1-acyl-2-hydroxy-sn-glycerol-3-phosphate)。活化的血小板是生成LPA的主要來源［1］，成熟的神經元、脂肪細胞及成纖維細胞等也可以產生LPA。LPA的產生主要經以下4條途徑:①細胞內質網中，甘油-3-磷酸經乙酰輔酶A(CoA)酰基化產生LPA。②活化的血小板膜上的磷脂在分泌型磷脂酶A2(Phospholipase A2)和磷脂酰絲氨酸特異性磷脂酶A1(Phospholipase A1)的協同作用下產生溶血磷脂LP，后者經血漿脯氨酸肽酶(serum prolidase，PLD)的作用轉化為 LPA［2］。③血小板活化后，磷脂酸(PA)被磷脂酶A2-ⅡA(PLA2-ⅡA)或膜結合型磷脂酶A1水解成LPA。④ 最新研究發現［3］，腫瘤細胞、成纖維細胞及血管平滑肌細胞中存在著一種細胞運動刺激因子(autotoxin，ATX)，可以水解溶血磷脂膽堿(LPC)產生LPA。

LPA是缺血性心腦血管病中起核心作用的脂類分子［4］，常被作為血栓預警分子。長期研究表明LPA能夠誘發心肌梗死，參與心肌重塑，誘導動脈粥樣硬化惡化［5-6］。而早在1991年，Merchant等［7］發現在惡性腫瘤組織中存在著LPA等溶血磷脂類成分。其后涌現出大量關于LPA在腫瘤發生發展中作用的臨床發現和實驗研究。2003年，Gordon B.Mills在《Nat Rev Cancer》發表論文，明確提出LPA與腫瘤的發生及侵襲轉移等惡性化程度密切相關［8］，LPA在腫瘤發生發展中的作用逐漸受到研究人員的關注。結合近十年來國內外有關LPA與腫瘤轉移的相關研究，發現LPA在腫瘤轉移過程中的主要作用包括以下4點:①抑制腫瘤細胞凋亡，促進原位增殖;②促進腫瘤血管生成;③影響腫瘤細胞的粘附遷移能力;④促進癌栓的形成。

1 LPA抑制腫瘤細胞凋亡，促進原位增殖

機體內部癌基因與抑癌基因平衡被打破是導致腫瘤發生的主要原因，如在細胞癌變過程中，許多促凋亡基因功能受阻，而凋亡抑制基因的功能得到增強，結果導致腫瘤細胞無限增殖。Murph等［9］首次報道LPA能促進肺癌A549細胞中p53蛋白的降解，LPA與Gi偶聯受體結合后，也可以抑制caspases的活性，上調Bcl-2的表達，結果致癌基因與抑癌基因比例失調，腫瘤細胞凋亡數目下降。此外LPA刺激Akt磷酸化、激活NF-κB也是其抑制腫瘤細胞凋亡的重要途徑［10］。目前腫瘤化療藥物的主要作用為誘導細胞的凋亡，但是有很多藥物出現了耐藥性，且機制尚未明了，Zhang等［11］發現，LPA可以通過ATX-LPA信號軸對抗紫杉醇注射液誘導的胃腸癌SGC細胞凋亡，提示我們是否能夠使用靶向LPA的抑制劑和化療藥物聯合應用提高藥物的療效。研究顯示LPA通過Gi/o蛋白激活Ras下游的絲裂原活化蛋白激酶［12］，促進細胞的增殖。

2 LPA促進腫瘤血管生成

惡性腫瘤的無限制侵襲性生長及轉移依賴于腫瘤組織血管生成過程中所提供的各類營養物質，血管內皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是最重要的促血管生成因子之一。Rivera-Lopez等［13］采用雞胚尿囊模型研究LPA對血管生成的作用，對克隆的雞胚LPA受體進行cDNA序列分析，發現了3種與哺乳動物同源的LPA受體(LPA1、LPA2和LPA3)，采用LPA受體的激動劑和拮抗劑可以分別誘發和阻斷LPA誘導的血管生成，同時檢測到的表達也與上述結果趨勢一致。腫瘤相關的成纖維細胞可以分泌α-平滑肌動蛋白、VEGF、基質細胞衍生因子-1等促血管生成因子，有研究發現LPA與其受體LPA1結合后促進A549細胞誘導體內人脂肪組織來源的間質干細胞(hASCs)分化為腫瘤相關成纖維細胞，進而促進血管生成［14］腫瘤組織缺氧后，缺氧誘導因子-1(hypoxia inducible factor 1，HIF-1)誘導VEGF等基因的表達，從而誘發血管新生，而LPA能誘導缺氧腫瘤組織中HIF-1α蛋白水平升高，后者促進VEGF蛋白和mRNA的表達水平上調［15］。在人臍靜脈細胞中，LPA上調淋巴管標志性蛋白Prox-1、LYVE-1和podoplanin的表達，淋巴蛋白的表達有助于內皮細胞管的形成，促進內皮細胞參與淋巴管的形成。

Fig 1 Role of LPA in tumor metastasis

3 LPA提高腫瘤細胞的遷移能力

實體瘤組織不僅包括腫瘤細胞，也包括一系列間質細胞如成纖維細胞、巨噬細胞等。LPA一方面直接影響腫瘤細胞運動能力，另一方面促進腫瘤間質細胞分泌白介素(IL-6、IL-8［16］等)、TNF-α 等細胞趨化因子，最終表現為促進腫瘤細胞的遷移侵襲能力。

LPA可以刺激細胞骨架蛋白肌動蛋白的磷酸化，導致腫瘤細胞運動能力增強，同時通過改變腫瘤細胞骨架結構調控腫瘤細胞的遷移。Hasegawa等［17］用LPA刺激血管擴張促進磷蛋白(Vasodilator-stimulated phosphoprotein，VASP)的磷酸化，發現前列腺癌XXX細胞形成片狀偽足，侵襲和轉移能力增強。Ca2+是細胞運動、遷移所需要的信號分子，LPA與其內源性的受體結合后可增加神經膠質瘤C6細胞外Ca2+的濃度，運用LPA受體抑制劑，則可導致C6細胞遷移能力明顯下降［18］。由腫瘤組織及結締組織合成并分泌的基質金屬蛋白酶(MMPs)有助于腫瘤細胞降解基底膜、調控腫瘤細胞與基質的粘附、自發刺激腫瘤細胞遷移等多種作用［19］，而研究發現LPA主要通過誘導表皮因子生長受體(EGFR)的磷酸化導致MMP的表達增高，LPA還可以通過與自身受體LPA1結合，促進 MMP-9、MMP-2的表達［20-21］。此外，LPA 還可以影響E-鈣黏素介導的皮性腫瘤細胞間的粘附，E-鈣粘素的低表達促使腫瘤細胞游離，侵襲性升高。在上皮卵巢癌細胞OVCA429和IOSE-29中可檢測到E鈣黏素的表達，用LPA處理細胞后，E-鈣粘連蛋白(80 ku)呈可溶性碎片脫落，說明LPA誘導E-鈣粘素的表達下調，促進腫瘤的遷移侵襲［22］。

4 LPA促進癌栓的形成

在腫瘤血行轉移過程中，從原位脫落的腫瘤細胞通過遷移、侵襲進入血液系統，單個腫瘤細胞由于失巢凋亡或受到循環系統阻力如血流剪切力等的機械損傷，以及宿主血液系統的免疫細胞等的攻擊，能夠存活下來的腫瘤細胞非常少［23］。而研究發現血小板在腫瘤血行轉移中起關鍵作用，活化的血小板能夠與腫瘤細胞、纖維蛋白相互包繞形成微小癌栓(cancer embolus)，幫助腫瘤細胞的遠端轉移［24］。血小板活化后釋放大量的LPA，同時LPA通過與血小板膜的LPA-GPCR結合進一步促進血小板的激活，改變血小板的形態，從而表現出強大的級聯放大效應［25］。臨床發現，腫瘤病人普遍存在著血液高凝、發生血栓的現象，研究發現LPA還可調節活化后的血小板與可溶性纖維蛋白原結合的受體，啟動可溶性纖維蛋白原與血小板結合，使纖維蛋白原水解為纖維蛋白，為凝血準備條件。因此，LPA可能通過調節血小板與腫瘤細胞的相互作用，干擾了凝血相關的級聯通路從而促進腫瘤的血行轉移，目前國內外相關的研究非常少。

5 展望

腫瘤轉移是個很復雜的過程，這給臨床上抗腫瘤治療帶來了很大的困擾。臨床研究發現，LPA的存在大大加劇了卵巢癌、子宮癌、及乳腺癌等婦科癌癥的惡性化程度，但對其他類型腫瘤的惡性程度影響有待于進一步觀察。在關注于LPA對腫瘤轉移促進作用的同時，我們發現LPA受體的作用也不容忽視。目前共發現7種LPA的受體，某些受體對腫瘤的惡性化發展也有推動作用，如LPA2能夠介導乳腺癌細胞Rho依賴型的趨化性［26］、促進惡性胸間質瘤細胞的增殖和運動能力［27］等。

針對LPA及其受體在腫瘤中的作用，以它們為靶點的抗腫瘤策略已成為近幾年研究的熱點，主要著眼于減少LPA合成、阻斷LPA代謝途徑、抑制LPA受體的活性及其信號傳導通路等方面。靶向LPA藥物為抗腫瘤治療提供了新的思路，一些LPA受體抑制劑經研究證明有很好的應用前景，例如LPA3受體拮抗劑Ki16425通過實驗研究發現能有效抑制胰腺癌細胞的遷移和侵襲［28］。但同時也存在一些問題:①LPA的表達在不同類型腫瘤之間是否存在差異性，這種差異性對腫瘤發生發展的影響是什么;②LPA的受體多、調控的信號通路多，抑制某一受體或者一條信號通路是否能達到治療目的，也即如何找到關鍵的藥物作用靶點;③靶向LPA藥物的研究基本還停留在實驗室階段，甚至有些藥物僅在體外實驗中開展，從臨床前研究走向臨床研究還有很漫長的道路。因此需要進一步深入探討LPA參與腫瘤轉移的具體機制，來解決為開發有關LPA及其受體為靶點的抗腫瘤藥物帶來困難。

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