鈣網蛋白在腫瘤中異常表達的研究進展

曹繁華(綜述)，劉興國(審校)

(宜昌市中醫醫院腎內科，湖北 宜昌 443003

鈣網蛋白(calreticulin,CRT)是一個相對分子質量為46×103的內質網常駐蛋白，具有多種生物學功能。大致可以分為內質網內功能和內質網外功能，前者主要包括分子伴侶活性、機體內鈣穩態的調節；后者主要與免疫原性的細胞死亡、抗原呈遞、細胞黏附有關。很多研究顯示，CRT在多種疾病中均有異常表達的現象，如自身免疫性疾病中的類風濕關節炎、系統性紅斑狼瘡[1-2]；惡性腫瘤中發病率很高的肺癌、病死率極高的胃癌[3-4]。目前，惡性腫瘤的發病率在逐年上升，針對腫瘤主要的治療方式為手術、化療、放療，然而很多惡性腫瘤如肺癌在治療后的5年存活率也不高，早發現、早診斷成為許多科學家研究的主要方向。腫瘤的早期癥狀并不明顯，通過研究發現腫瘤組織早期會產生一類似于反應腫瘤存在和生長的生化物質，主要有胚胎抗原、糖類抗原、天然自身抗原以及某些癌基因等[5]。CRT屬于天然自身抗原，由于在多類型的惡性腫瘤中均有異常表達，因此通過檢測患者體內的CRT表達水平將會有助于疾病的診斷。該文從CRT異常表達與腫瘤發生、發展分子機制以及其在不同腫瘤中的研究現狀予以綜述。

1 CRT在腫瘤發生、發展中的分子機制

1.1CRT基因 在生物界種屬間CRT高度保守，人和豬以及鼠有50%的CRT基因是相同的，主要分布于內質網。CRT是由單基因編碼，人類CRT基因位于第19號染色體(p13.2～p13.3)，由9個外顯子和8個內含子構成，長度為1254 bp，編碼由417個氨基酸組成的酸性蛋白質，具有高度保守的N區(1～180氨基酸)、富含脯氨酸的P區(181～290氨基酸)和酸性的C區(291～400氨基酸)。最初發現其主要功能為調節機體內鈣平衡及分子伴侶活性[6-7]。隨后的大量研究顯示，CRT具有多種生物學功能，如調解基因的表達、細胞間的黏附、引發免疫原性的細胞死亡[8-10]。近年來發現，CRT在多種惡性腫瘤中也有異常表達現象，表達水平和腫瘤的分類、病理分型以及預后有一定的關聯[3]。

1.2CRT的信號通路和調控 在CRT異常表達與腫瘤關系的研究中發現，通過基因沉默下調CRT表達或者CRT基因剔除都證明CRT的過表達在腫瘤的發生、發展過程中可以增強癌細胞的遷移侵襲能力以及對“失巢凋亡”的抵抗能力。研究顯示[11]，CRT相關的癌細胞凋亡與蛋白激酶B(casein kinase，Akt)的活化有關，Akt活化后能磷酸化一系列蛋白成分，通過多種途徑抑制細胞凋亡。其中包括皮層機動蛋白結合蛋白(cortactin，CTTN)，屬于與“失巢凋亡”相關的癌基因，作為肉瘤基因激酶直接磷酸化的底物，CTTN受到磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase/casein kinase,PI3K)/Akt信號通路的調控。最近Du等[12]在食管鱗狀細胞癌的研究中發現，下調CRT的表達水平后，CTTN表達同時下調并伴隨著Akt磷酸化失活，這也證實了CTTN確實由Akt信號通路調控，外源性的補充CRT及CTTN均能恢復細胞增殖活性。然而，實驗證明CTTN的下調并不能下調CRT的表達水平，說明CRT是CTTN的上游分子，它通過調控CTTN的表達水平來活化Akt信號通路，從而抑制癌細胞的凋亡。

最近又有證據證明CRT可以結合低密度脂蛋白受體相關蛋白1(low density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP1)和凝血酶敏感蛋白1，可促進成纖維細胞的生成，最后達到抑制凋亡發生的目的。首先CRT與LRP1受體結合成復合物，凝血酶敏感蛋白1的N端再與之結合就會活化細胞存活信號(如PI3K)，從而活化Akt信號路線，抑制細胞凋亡[13]。由此可以看出，Akt信號通路活化與否在CRT相關的癌細胞凋亡過程中發揮著重要作用。

2 CRT異常表達在不同類型腫瘤中的研究現狀

2.1CRT與呼吸系統腫瘤 在呼吸系統惡性腫瘤中，肺癌的發病率居高不下并逐年升高，而關于肺癌的研究也是眾多研究的熱門課題，肺癌的發生是一個綜合性的結果，非某一單因素。對小細胞肺癌及非小細胞肺癌細胞的研究顯示[14]，后者存在著內質網鈣穩態的改變，表現為內鈣容量的降低，主要原因是肌內質網Ca2+-ATP酶的表達水平降低引起泵入內質網的鈣離子減少和來自內質網的三磷酸肌醇受體(inositol 1,4,5-triphosphate receptor,IP3R)釋放增多導致鈣離子的流失增多以及CRT的表達減少，在降低肺癌細胞系的CRT表達后會促進肺癌細胞的增殖和遷移[15]。Liu等[3]通過獲得的重組CRT蛋白來免疫老鼠制得多株單克隆抗體，再用化學發光酶免疫方法檢測來自58例肺癌患者中可溶性CRT的表達水平，發現這些患者中的CRT表達平均值比40例正常對照組高。經免疫組織化學法對肺癌腫瘤組織染色發現，癌細胞膜上的CRT表達水平與腫瘤的病理分型和分期相關，小細胞肺癌的CRT水平低于腺癌，然而鱗狀細胞癌表達均比前兩者高。由此得出結論，CRT在肺癌組織中過表達的這種現象很可能使其成為肺癌發生及診斷的生物學標志物。

2.2CRT與消化系統腫瘤 消化系統腫瘤有其特殊性，患者在患病期間由于進食的減少會導致免疫力的下降從而加速病情的惡化，無論手術還是放療、化療對患者的影響都很大。Chignard等[16]通過蛋白質組學方法發現，肝癌患者的癌組織與癌旁組織有23個基因表達不同，有7個在轉錄與蛋白表達水平上呈正相關，其中之一便是CRT。隨后又研究了肝癌患者中CRT的表達水平，與健康人以及慢性肝炎、肝硬化患者相比，肝癌患者血清中的CRT表達量明顯上升。對胃癌的研究顯示[17]，CRT的過表達將會促進癌細胞間血管的生成及癌細胞的增殖遷移，表現為血管內皮細胞生長因子和胎盤生長因子的分泌增多。盡管有研究表明CRT為血管生成抑制因子[18]，但Liu等[4]研究發現，在將血管生成抑制因子轉染入神經內分泌細胞再給裸鼠注射后也出現了惡性增殖的現象，表明在胃癌進展中CRT可能是以另外一種途徑影響其發展。在大部分疾病中，CRT在血清中是作為自身抗原出現的，對胰腺癌研究發現它是一種自身保護性抗體，且可以作為一種早期診斷方法[19]。

2.3CRT與泌尿系統腫瘤 CRT被鑒定為前列腺雄激素應答基因之一，雄激素在前列腺癌進展中扮演著重要的角色，通過手術去勢和雄激素可以延緩轉移性前列腺癌的進程，然而并不能根治。在前列腺中，CRT的表達量很豐富，用雄激素敏感細胞系LNCaP和雄激素不敏感細胞系PC-3研究雄激素在前列腺癌發展過程中的調節作用也證實了雄激素可以調節CRT的表達，從而說明在LNCaP中CRT也是一個最基本的雄激素應答基因[20]。用蛋白組學法篩選膀胱癌相關蛋白，二維電泳顯示癌組織中CRT的表達升高，癌癥患者尿液中的CRT量也同時增加，從結果看出膀胱癌患者中CRT表達量上升是不爭的事實，由此推論CRT作為膀胱癌的標志物也是有可能的[21]。

3 結 語

除了上述系統腫瘤中CRT的表達異常，在一些婦科腫瘤(如乳腺癌、宮頸癌)中CRT的表達升高，神經元的發育過程中CRT同樣也起到了重要的作用[22-24]。最初發現CRT可以作為分子伴侶，調節內鈣平衡，漸漸研究顯示CRT膜轉位至細胞表面能引起免疫原性的細胞死亡，越來越多的功能被人們所了解。CRT在腫瘤發生、發展過程中所扮演的角色也逐漸清晰，然而CRT的異常表達與癌細胞凋亡相關機制在不同腫瘤中可能還不太一致，還需要更多的研究來充實。盡管如此，CRT作為一種新的腫瘤標志物是有可能的。

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