CD44在胃癌發生中的作用

李 淵(綜述)，林三仁，周麗雅(審校)

(北京大學第三醫院消化科，北京 100191)

胃癌是消化系統最常見的腫瘤之一，其與幽門螺桿菌的感染密切相關。幽門螺桿菌形成的炎性因子、遺傳及環境因素的共同作用使胃黏膜發生癌變。目前針對胃癌的診治還存在以下問題：腫瘤的標志物檢測很難發現早期胃癌，因此患者確診時多處于進展期；一旦胃黏膜發生萎縮，根除幽門螺桿菌雖然可以減少胃癌發生概率，但不能完全預防胃癌的發生。針對胃癌診斷和治療中的這些棘手問題，CD44可能起到關鍵作用。

1 CD44的生理和病理作用

透明質酸是細胞外基質(extracellular matrices,ECM)的主要成分，而CD44是透明質酸主要的細胞表面受體。CD44是一種跨膜糖蛋白，屬于黏附分子家族。早期研究發現，CD44介導外周淋巴細胞的返家效應[1]。當前研究顯示，CD44介導細胞與基質的相互作用，這種作用使“信號從細胞外向內”傳導，CD44在ECM的運動、基質的降解以及細胞的生存中起重要作用；在特定條件下，CD44能介導腫瘤轉移[2]。

CD44包括了一組由單一基因編碼的糖蛋白家族[1]。其中，CD44H (hematopoetic，造血型)，也稱為CD44s(standard，標準型)，是CD44的主要形式，它是由ECM(外顯子1～5)，跨膜區域以及細胞質區域組成；CD44v(variant，變異型)的ECM是由可變的剪切變體,即變異的外顯子v1～v10構成。CD44s在全身廣泛分布，而CD44v主要分布在特定組織類型的上皮表面,二者功能也不相同[3]。

2 CD44與腫瘤關系的研究進展

CD44與透明質酸結合后能介導細胞-基質的黏附、細胞遷移和淋巴細胞激活[2]。兩者結合的緊密程度對細胞在含有透明質酸的基質上的遷移至關重要。CD44s和CD44v與透明質酸的親和力不同。因此,CD44不同的變異型能產生不同甚至相反的生物學功能。CD44能參與細胞骨架的錨定[4]。腫瘤細胞表達的CD44或CD44v與正常細胞的不同，其能通過CD44-透明質酸的連接從原發部位浸潤到ECM。腫瘤的浸潤能力越強，腫瘤細胞的CD44-透明質酸結合越緊密[5]。這是腫瘤浸潤的重要步驟。

腫瘤細胞能通過淋巴管擴散。在淋巴轉移過程中，淋巴細胞和轉移的腫瘤細胞需要從脈管中溢出，即接近并穿過脈管的內皮細胞。這一過程部分是由淋巴細胞或腫瘤細胞的CD44分子與內皮細胞的透明質酸結合介導完成的[6]。

CD44參與部分腫瘤信號轉導通路。CD44v6能激活酪氨酸蛋白激酶的受體，它是一種轉移的腫瘤細胞的受體[7]。CD44能減少死亡受體Fas介導的腫瘤細胞殺傷作用，還能減少Fas的表達和Fas介導的細胞凋亡作用，導致腫瘤細胞從死亡受體-配體(Fas-FasL途徑)介導的細胞毒性作用中發生免疫逃逸[8]。

3 CD44在不同胃組織中的表達

正常胃黏膜上皮缺乏炎性細胞，幽門螺桿菌感染后，胃黏膜上皮經歷從淺表性胃炎至萎縮性胃炎和腸化的過程。不同的炎性細胞成分以及上皮細胞成分表達不同的CD44或CD44v。但是由于不同研究者采用的方法不同，而且有些研究并未區分幽門螺桿菌感染狀態，因此難以歸納總結。并且，許多研究使用針對CD44的廣譜抗體進行研究，未能進一步區分CD44和CD44v，因此造成總結時困難。在以下論述中，將盡可能區分CD44和不同的CD44v，而當確實無法區分時，將其定義為CD44x。

3.1CD44在正常胃組織及幽門螺桿菌感染的胃黏膜中的表達情況 一些研究使用免疫學法或逆轉錄酶多聚酶鏈反應(reverse transcript polymerase chain reaction，RT-PCR)來檢測CD44在正常胃黏膜中的表達[9-12]。正常胃黏膜上皮強烈表達CD44s，微弱表達或不表達不同的CD44v。一項研究使用巢式RT-PCR法，比較了感染和未感染幽門螺桿菌的胃黏膜中CD44變異型v2～v10的表達以及與炎性反應的關系[12]，但該研究并未對71%的幽門螺桿菌感染陰性的慢性炎性患者進一步描述，其中部分患者有可能以前感染過幽門螺桿菌；而且，該研究未使用免疫組織化學法來進一步證實蛋白水平的表達，并未定位表達陽性細胞的類型。盡管存在以上缺陷，該研究仍發現CD44v8～v10在幽門螺桿菌相關性胃炎中的表達為40%，在正常組中表達率為15%～20%，在幽門螺桿菌陰性的慢性胃炎組中的表達率為18%～24%，CD44v2～v7無表達。該研究認為，CDv8～v10在正常黏膜和幽門螺桿菌感染的黏膜中均有表達，炎癥的存在并不能顯著改變其表達率。Fan等[11]使用CD44s、CD44v6和CD44v9抗體研究幽門螺桿菌感染和非感染個體的胃上皮細胞和上皮內淋巴細胞的表達情況：正常胃上皮細胞和上皮內淋巴細胞均表達CD44s和CD44v6；CD44v9在非感染個體的胃上皮細胞中無表達，但在感染的上皮細胞中表達(表1)；感染幽門螺桿菌后CD44在胃黏膜上皮細胞中的表達增加，而在上皮內淋巴細胞中則無此現象。Yasui等[13]使用CD44v9特異性抗體研究幽門螺桿菌感染的胃黏膜發現，在幽門螺桿菌感染的幽門腺體、胃腺瘤及胃腺癌基膜外側有CD44v9表達。

表1 CD44在正常胃黏膜上皮中的表達

*：幽門螺桿菌感染陽性； -：未做

幽門螺桿菌感染還可以增加CD44v6的表達(幽門螺桿菌感染者為65%，非感染者為45%)[14]。在感染幽門螺桿菌的胃黏膜中，da Cunha等[10]報道在胃的腺頸部有非常弱的CD44v6表達，主要位于胃竇部的腺管中。

3.2CD44與胃癌 從正常胃黏膜、腸化生、臨近胃癌的未受累組織、鄰近胃癌的腸化組織、直至胃癌組織，CD44v6的表達逐漸增加，認為CD44v6表達增加是從正常黏膜進展到胃癌的重要事件[15]。da Cunha等[10]進一步證實了CD44v6很少在正常胃黏膜中表達，但在胃增生性息肉、不完全和完全腸上皮化生中表達增加；在輕度和重度不典型增生和癌變組織中表達顯著增加。在癌前病變以及散發和遺傳性胃癌中出現CD44v6原位表達現象，提示CD44v6表達是胃黏膜惡性轉化早期潛在的標志物。

研究顯示，腸型胃癌較彌漫性胃癌更易出現CD44x的過表達[16-18]。多數印戒細胞癌表達CD44v5,而腸型胃癌通常同時表達CD44v5和CD44v6。腸上皮化生是一種癌前病變，它與腸型胃癌相似，同時表達CD44v5和CD44v6。Heider等[19]研究顯示，依據腸型胃癌和彌漫性胃癌在CD44變異型上表達的差異，有可能從分子水平將兩者區分。腸化黏膜中CD44v6的表達使其更容易與正常黏膜區分。

4 CD44和胃癌轉移的關系

Günthert等[20]將表達CD44s或CD44剪切變異型的質粒轉染到未發生轉移的大鼠胰腺癌細胞中，發現CD44v6表達與淋巴結轉移、淋巴浸潤、浸潤深度和腫瘤分級有關。該研究為細胞黏附分子在轉移過程中起重要作用這一理論提供了第一個例證，該實驗推動了CD44v6在人類癌癥中的研究。在胃癌中，CD44v6表達與淋巴結轉移、血行轉移、浸潤以及腫瘤病理分級相關(表2和表3)[16,18,21-27]。在一項關于黏膜下胃癌的研究中，學者發現CD44v6是顯示淋巴結轉移的唯一指標[27]。在胃微乳頭狀腺癌中，CD44v6的表達與更高的腫瘤分期、淋巴結轉移以及淋巴結、血管浸潤有關。使用RT-PCR法檢測CD44v6mRNA是診斷外周血和骨髓微轉移的敏感和特異的方法，有可能作為一個顯示腫瘤負荷和治療效應的指征[23]。另一項研究顯示，CD44v5在分化差的胃癌和轉移的淋巴結中表達增加[28]。

5 CD44+細胞與胃癌干細胞

腫瘤干細胞是一種具有自我更新和不定分化潛能、并驅使腫瘤形成的細胞，它們可啟動腫瘤生長并保持腫瘤自我更新的能力。目前多數研究認為，實體瘤如乳腺腫瘤、胰腺腫瘤、結腸腫瘤、前列腺癌以及頭頸部鱗癌(head and neck squamous cell carcinoma,HNSCC)[29-33]與白血病相似，具有腫瘤干細胞(表4)。腫瘤對放療和化療的抵抗力以及腫瘤復發可能都是由腫瘤干細胞引起。2009年，Takaishi等[34]發現三種胃癌細胞系中均有一定體積的CD44+的細胞亞群，當把這些細胞注射到嚴重聯合免疫缺陷(severe combined immunodeficient，SCID)鼠的胃和皮膚中時，CD44+細胞顯示出致癌能力和干細胞潛能，而CD44-細胞則不具備該能力；注射CD44+細胞的SCID鼠在8～12周產生腫瘤；使用短發夾RNA(short hairpin RNA，shRNA)敲除CD44后，鼠體內產生腫瘤的能力下降；CD44+胃癌細胞對放療和化療有顯著的抵抗能力。由于研究者使用的是CD44的廣譜抗體，所以無法認定是何種變異型在胃癌的干細胞中起關鍵作用。

目前研究顯示，CD44v9最有可能成為胃癌干細胞的表面標志物[13,35-36]。CD44v9的表達與增殖細胞核抗原的表達及增殖活力顯著相關，并與其共表達，顯示CD44v9在胃癌的產生和發展中的作用[13]。CD44v6雖然能增加p53表達，但它在除腫瘤細胞外的其他細胞也有表達，在結直腸癌中，CD44v6能夠增加p53基因突變,并增加腺瘤癌變概率[21]。腫瘤干細胞的其他特征還包括對放療、化療及活性氧應激的不敏感。CD44v9能調節胃癌細胞的氧化還原狀態，使其對活性氧所導致的應激不敏感[35]。Ishimoto等[36]的研究顯示，鼠的胃癌干細胞表達CD44v9。在食管鱗狀上皮與胃柱狀上皮交界處可能存在組織干細胞，其也為CD44v9陽性，但增殖細胞核抗原陰性。因此,根據增殖細胞核抗原表達與否，可以將組織干細胞和胃癌干細胞加以區分。

另外，幽門螺桿菌可顯著誘發腸化黏膜中干細胞的增生，促使CD44異常轉錄、p53突變以及DNA的高甲基化[37]。

表2 胃癌中 CD44和CD44變異型的表達

表3 CD44v6的表達及胃癌的臨床病例特征

表4 不同器官腫瘤干細胞的細胞表面標志

6 CD44的基因多態性與胃癌的預后

Winder等[38]初步研究顯示，CD44等位基因的多態性在基因位點(CD44+4883G→A)(rs187116)出現1個以上的G(GG;AG)時，與局部胃腺癌患者的臨床預后相關，并顯著影響患者的復發時間和整體生存率；具有CD44T-A的腫瘤患者復發率最低，生存率最高，CD44基因多態性與胃癌的復發相關。

7 CD44在腫瘤治療中的作用

研究顯示，針對CD44和CD44v，尤其是針對CD44v9和v6的治療有可能產生治療胃癌的新方法。使用載體shRNA可以使CD44基因沉默[34]；使用針對CD44的小干擾RNA可以達到基因敲除的目的[39]。目前這些研究僅在離體實驗中進行，在人體胃癌治療中的意義尚不明了，但在其他系統腫瘤中的研究工作已經有了進展。Misra等[40]用納米材料包被了針對CD44v6的shRNA，使CD44v6～v9mRNA沉默，從而治療小鼠的小腸腺癌，其可以減少腫瘤細胞的數量，且對正常細胞的損傷較小。

使用RT-PCR等方法甄別不同CD44剪切變異型的表達，可能會使治療變得更有針對性和個體化。

8 結 論

CD44和CD44v的表達與胃癌的發生和發展相關，它們在胃癌的診斷、治療和預后中有可能起到重要作用。將來CD44和CD44v可能研究方向如下：①在幽門螺桿菌感染后，特別是幽門螺桿菌相關的上消化道疾病中，對CD44和CD44v的分布特點和作用的深入研究；②獲得可靠的胃癌特別是早期胃癌的檢測方法以及預后評估的指標；③ 精確識別胃癌干細胞表面標志物，針對胃癌干細胞進行靶向治療。隨著這些研究的開展，將有希望引起胃癌及其他腫瘤治療的重大改變。

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