Maspin在惡性腫瘤浸潤轉移中的機制研究

劉文會(綜述)，牛曉東(審校)

(中國人民解放軍251醫院 1體檢中心， 2 病理科，河北 張家口 075000)

Maspin屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族的成員，是一種腫瘤抑制基因，其在腫瘤浸潤轉移、血管生成及與其他抑癌基因的聯合作用過程中發揮著重要的作用。Maspin蛋白在乳腺、前列腺、角膜、卵巢、消化道等多種正常人體器官組織中有高水平表達，而在相應的惡性腫瘤中表達下調或不表達，其表達下調或不表達與腫瘤細胞的過度生長和抗凋亡密切相關，且常常暗示其預后不良。目前，有關Maspin在惡性腫瘤中的表達及機制眾說紛紜，本文對Maspin在惡性腫瘤浸潤轉移的作用進行綜述。

1 Maspin的結構

Maspin是從人正常乳腺肌上皮細胞中分離出的一種基因，該基因是常染色體基因，位于18q21.3上，并由6個內含子和7個外顯子構成，第1個外顯子不編碼蛋白質，其啟動區無TATA盒，但富含GC[1-2]。cDNA序列全長為2584 bp，其中無轉錄功能的3′端核苷酸為1381個，5′端核苷酸75個，編碼一個由375個氨基酸組成的、相對分子質量為42×103的蛋白質，其中內部還有8個半胱氨酸殘基，這些殘基可形成2個或2個以上二硫鍵，這對Maspin蛋白特異的三維結構具有穩定性作用。Maspin蛋白屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族中一種，其C端被認為是主要的反應活性部位(活性位點環)，該區域高度保守，如其變異可影響Maspin蛋白功能；N端有識別靶蛋白和結合膠原作用的P1殘端。啟動子區存在多個轉錄因子結合位點，包括p53、E26轉錄因子1、缺氧反應元件和轉錄活化蛋白1等。

2 Maspin的生物學功能及在惡性腫瘤浸潤轉移的作用

研究發現，Maspin在卵巢癌細胞核中的表達提示病變傾向于良性，而在癌細胞胞質中的表達則與其不良預后相關[3]?？梢?，Maspin表達部位的不同能在一定程度上反映病變的性質。Maspin的異常表達參與了人體多種腫瘤的發生、發展，其表現為缺失或低表達，并且患者多死于癌細胞的浸潤轉移。

2.1Maspin與腫瘤生長 腫瘤的生長是個復雜的過程，其中抗細胞凋亡和腫瘤血管生成是重要的組成部分。抗細胞凋亡是腫瘤細胞無限制增生的條件之一。研究發現，Maspin可誘導腫瘤細胞凋亡，其機制包括：①Maspin通過Bax信號通路實現誘導細胞凋亡，資料顯示，在轉染Maspin基因的癌細胞中Bax表達上調，而經抗Bax的小干擾RNA處理后，Maspin 轉染細胞對凋亡表現出抵抗[4]；②Maspin誘導的內皮細胞凋亡，可通過線粒體信號轉導和Bcl-2基因來實現，而內皮細胞的凋亡可誘導腫瘤細胞凋亡[5]。已有研究證實，內皮細胞中一氧化氮的合成與Maspin基因相關，且合成的一氧化氮能誘導maspin的表達并增加細胞的凋亡[6]。腫瘤血管的生成是腫瘤細胞存活的先決因素。有資料顯示，Maspin能直接抑制培養基中的血管內皮細胞向血管內皮生長因子和堿性纖維生長因子轉化，進而抑制有絲分裂和血管的生成[7]。也有資料顯示，Maspin在口腔鱗狀細胞癌中表達低，但血管內皮生長因子表達明顯增多，因而推測Maspin的低表達失去了對血管內皮生長因子表達的抑制作用，不利于抑制腫瘤生長[8]；③Maspin在乳腺癌細胞系中可通過提高DNA甲基化和增加胱天蛋白酶(caspase)家族活性，促進凋亡[9]。研究顯示，caspase-3、Maspin在胃癌組織中的表達均低于正常胃黏膜及不典型增生組織，且胃癌分化程度越降低而其表達越降低，兩者之間呈正相關，因而推測，Maspin的低表達可導致caspase活性降低，進而引起細胞凋亡受抑制，有利于腫瘤的發生、發展[10]。

2.2Maspin與細胞運動因子 細胞運動因子包括：①刺激癌細胞的運動和浸潤的因子；②刺激生長和運動的因子，其中以肝細胞生長因子與轉移的關系比較密切；③促進運動而抑制生長的因子，如轉化生長因子等。有資料顯示，轉化生長因子β1可明顯上調小腸上皮細胞中尿激酶型纖溶酶原激活物的表達，而活化的尿激酶型纖溶酶原可使胞外基質中的多種成分降解，促使腫瘤細胞的浸潤和轉移[11]。馮波等[12]研究發現，Maspin在正常結腸黏膜組織中的陽性表達率顯著高于腺癌組織，但尿激酶型纖溶酶原在正常結腸黏膜組織中的陽性表達率顯著低于腺癌組織，兩者之間呈負相關。因而推測，在結腸癌的發生、發展過程中，Maspin表達的降低或消失導致了上皮細胞內蛋白酶原激活/抑制平衡被打破，致使Maspin的抑癌轉移功能及抑制癌細胞的運動功能作用消弱，尿激酶型纖溶酶原的作用增強，進而促進了腫瘤細胞的侵襲和轉移。

2.3Maspin與黏附分子 黏附分子在維持細胞間的黏附性方面上具有重要作用，其主要由鈣粘連素、整合素、選擇素和免疫球蛋白組成。研究表明，胃良性組織中Maspin陽性表達率顯著高于胃癌組織，同時上皮鈣黏素在胃良性組織中的表達率也高于胃癌組織，并且Maspin和上皮鈣黏素之間呈正相關[13]。也有資料顯示，轉染Maspin的MDA-MB-435乳腺癌細胞表面黏附素表達水平增加，進而抑制癌細胞的脫離、浸潤[14]。孫萍等[15]研究Maspin、CD44V6在非小細胞肺癌組織中表達時發現，Maspin的表達在分期越差、淋巴結轉移陽性者，Maspin表達越低，且與黏附分子CD44V6呈負相關，提示Maspin基因抑制肺癌的發生、發展可能是通過增加細胞黏附實現。

2.4Maspin與細胞外組織學屏障 細胞外組織學屏障由基膜和細胞外基質構成。基膜是一種以Ⅳ型膠原為骨架，并有層粘連蛋白、纖維粘連蛋白和接觸蛋白等共同組成的網狀膜結構。研究證實，經Maspin處理的乳腺癌細胞系25 h后發現，癌細胞通過Ⅳ型膠原、層黏連蛋白、明膠基質的能力較對照組下降，但這種能力可被Maspin抗體所阻斷[16]。細胞外基質在限制腫瘤細胞浸潤、轉移方面具有重要作用，因而瘤細胞只有降解細胞外基質，才能形成腫瘤轉移通道。其中研究較多且與腫瘤浸潤轉移密切相關的是基質金屬蛋白酶。盧軍等[17]研究發現，Maspin蛋白在正常肺組織和肺部良性病變組織中的陽性率分別為100%和87.5%，但在非小細胞肺癌中的陽性率為15.4%；與此相反的是，基質金屬蛋白酶2在正常肺組織和肺部良性病變組織中的陽性率分別為12.5%和37.5%，而其在非小細胞肺癌中的陽性率為73.3%。可見，Maspin在非小細胞肺癌中呈現低表達，而基質金屬蛋白酶2呈現過表達，并且兩者之間的表達呈負相關。

3 展 望

Maspin在惡性病變組織中表現為低表達，其低表達可激活相關基因蛋白的級聯表達，進而為促進腫瘤細胞的浸潤轉移創造了條件。通過分析Maspin在惡性腫瘤浸潤轉移中的機制，有助于進一步認識Maspin的相關功能，也為臨床的治療提供了理論依據。研究表明，卵巢癌組織中Maspin的高表達時對化療藥順鉑敏感，并且還可調節細胞周期相關性轉錄因子1誘導的有關化療的癌細胞的敏感性[18-19]。在胃癌組織中，Maspin陽性患者的中位生存期為59個月，而陰性患者為42個月，初步證實Maspin表達陽性的胃癌患者可從化療中受益[20]。由此可見，通過檢測Maspin的表達，可在一定程度上判斷腫瘤轉移浸潤風險性，也有利于臨床化療方案的合理選擇，同時也為生物制藥的研制提供了一種思路。

[1] Zou Z,Anisowicz A,Hendrix MJ,etal.Maspin,a serpin with tumor-suppressing activity in human mammary epithelial cells[J].Science,1994,263(5146):526-529.

[2] Zhang M,Maass N,Magit D,etal.Transactivation through Ets and Ap1 transcription sites determines the expression of the tumor-suppressing gene maspin[J].Cell Growth Deffer,1997,8(6):179-186.

[3] Lin Z,Liu Y,Sun Y,etal.Expresssion of Ets-1,Ang-2 and maspin in ovarian cancer and their role in tumor angiogenesis[J].J Exp Clin Cancer Res,2011,30:31.

[4] Liu J,Yin S,Reddy N,etal.Bax mediates the apoptosis-sensitizing effect of maspin[J].Cancer Res,2004,64(5):1703-1711.

[5] Li Z,Shi HY,Zhang M.Targeted expression of maspin in tumor vasculartures induces endothelial cell apoptosis[J].Oneogene,2005,24(12):2008-2019.

[6] Khalkhali-Ellis Z,Hentix MJ.Nitric oxide regulation of maspin expression in normal mammary epithelial and breast cancer cells[J].Am J Pathol,2003,162(5):1411-1417.

[7] Zhang M,Volpert O,Shi YH,etal.Maspin is an angiogenesis inhibitor[J].Nat Med,2000,6(2):196-199.

[8] 歐陽小華，楊金暉，張英懷.Maspin、MMP-9及VEGF在口腔鱗狀細胞癌中的表達及臨床意義[J].現代預防醫學,2009,36(15):2961-2964.

[9] Jiang N,Meng Y,Zhang S,etal.Maspin sensitizes breast carcinoma cells to induced apoptosis[J].Oncogene,2002,21(26):4089-4098.

[10] 張良明,耿冬梅,姚衛東.maspin基因在胃癌中的表達及其與Caspase-3、MVD的關系[J].山東醫藥,2005,45(25):46-47.

[11] Andreasen PA,Egelund R,Petersen HH.The plasiminogen activation system in tumor growth,invasion,and metastasis[J].Cell Mol Life Sci,2000,57(1):25-40.

[12] 馮波,熊觀瀛,王蕓,等.結腸癌組織中maspin及uPA基因的表達與臨床意義[J].中國臨床研究,2011,24(10):874-876.

[13] 姜忠敏,張亮,張力東,等.胃腸道間質瘤中Maspin、uPA、VEGF和VEGF-C的表達及其意義[J].臨床腫瘤學雜志,2011,16(7):606-609.

[14] 高鵬,王培戈,范曉琳,等.Maspin和E-cadherin蛋白表達與胃癌臨床病理學的關系[J].山東醫藥,2007,47(6):30-31.

[15] 孫萍,張良明,潘祥林,等.maspin CD44V6在非小細胞肺癌中的表達及意義[J].中國腫瘤臨床,2006,33(12):712-715.

[16] 吳齊斌,宋一一,孫蓬明.Maspin基因在婦科惡性腫瘤中的研究進展[J].海峽預防醫學雜志,2012,18(1):25-27.

[17] 盧軍,汪毓君,王家順.Maspin和MMP-2在非小細胞肺癌中的表達及其臨床意義[J].重慶醫科大學學報,2011,36(2):177-180.

[18] Surowiak P,Materna V,Maciejczyk A,etal.Decreased expression of p16 in ovarian cancers represents an unfavourable prognostic factor[J].Histol Histopatho,2008,23(5):531-538.

[19] Ben Shachar B,Feldstein O,Hacohen D,etal.The tumor suppressor maspin mediates E2F1-induced sensitivity of cancer cells to chemotherapy[J].Mol Cancer Res,2010,8(3):363-372.

[20] 白玉賢,隋紅,苑珩珩.胃癌組織中Maspin表達及與化療后生存時間的關系[J].中國腫瘤,2009,18(6):515-517.