色素上皮衍生因子與宮頸癌的研究進展

劉程程綜述，葉紅審校

(三峽大學第一臨床醫學院，湖北宜昌443000)

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色素上皮衍生因子與宮頸癌的研究進展

劉程程綜述，葉紅審校

(三峽大學第一臨床醫學院，湖北宜昌443000)

色素上皮衍性因子(Pigment epithelium-derived factor，PEDF)是一種可溶性的糖蛋白在正常組織中的存在，屬于絲氨酸蛋白酶抑制超家族成員，并具有高度保守的序列和分子結構，不僅對神經有豐富的營養作用，而且對新生血管有抑制作用。近年來，PEDF在實體腫瘤中抗血管生成作用逐漸引起重視，多項研究表明PEDF具有抑制腫瘤血管生成，促進腫瘤細胞分化、凋亡和抑制腫瘤細胞侵襲、轉移。本文就PEDF結構與功能和子宮頸癌的關系做一綜述，為尋找子宮頸癌基因治療的新靶點提供線索。

色素上皮源性因子；宮頸癌；基因

宮頸癌(Cervical cancer)又稱宮頸浸潤癌(Invasive carcinoma of cervix uteri，ICC)，在全球女性惡性腫瘤中宮頸癌的發病率僅次于乳腺癌和結直腸癌，位居第3位，是全球婦女中僅次于乳腺癌的第二常見惡性腫瘤，在發展中國家婦女中其發病率則在惡性腫瘤中排第一位[1]。其發生機制十分復雜，受多種癌基因及細胞因子的調控。目前子宮頸癌治療通常僅限于手術、放療和/或化療。但宮頸癌放療后仍易短期內復發或轉移，且對化療又不敏感，故預后不良。化療和放療在治療的同時亦帶來嚴重的副作用[2]。雖然在早期的預后診斷和治療是有希望的，但非侵入性成功治療晚期宮頸癌的方法尚未被發現。所以尋找新的藥物治療宮頸癌是必要的[3]。然而，近年來，研究其他類型的癌癥已顯示出使用抗血管生成化合物來治療宮頸癌是大有希望的。

血管的新生在血管中是一個必不可少的環節。雖然這在生理條件下是一個必不可少的過程，如傷口的愈合，它也可能與炎癥息息相關，如類風濕關節炎、中風和心血管疾病[4]。此外，也有研究表明其與眼睛在病理條件下有關，如糖尿病性視網膜[5]、缺血[6]，還有與年齡有關的黃斑性病變[7]。更有研究表明血管的新生在腫瘤的發生、發展和轉移中密不可分[8]。現今，能夠抑制新生血管生長的因子已成為腫瘤治療的焦點。

血管的生成調控涉及促血管生成之間的相互平衡因素的影響，例如，血管內皮生長因子(VEGF)和抗血管生成因子色素上皮衍生因子(PEDF)。在傷口愈合的過程或其中一個上述的病理狀態的刺激下，促血管形成因子的表達上調與抗血管生成因子表達下調的共同作用，在不干擾已生成的血管的條件下促進新的血管生成[9]。

1 PEDF的結構和發現

PEDF是絲氨酸蛋白酶超家族的成員,具有高度保守的序列和分子結構，它屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑的一種[10]。PEDF是1989年Tombran-Tink等[11]第一次在人體視網膜色素上皮細胞的培養液中發現和提取的一種新的神經營養因子，它可誘導視網膜母細胞瘤細胞向成熟的神經元分化。多項研究表明PEDF已經在大多數組織中有表達[8]。它是多肽鏈由418個氨基酸殘基組成，分子量是4 613 kD，糖基化后其分子量為50 kD[12]。人類的PEDF蛋白編碼基因位于人第17號染色體的短臂末端，它的分子量是50 000 kD，分子半徑13.05 nm，在氨基末端有一個信號肽和一個N-糖基化位點，和一個開始于21號氨基酸的氨基末端的前體多肽。更為重要的是PEDF有兩個肽段34個氨基酸(Asp44、Asn77)和44個氨基酸(Val78、Thr121)分別是抗血管新生和神經營養的部位[13]。

2 PEDF的功能與分布

近年來研究發現：PEDF具有能夠抑制內皮細胞的增殖和遷移以及誘導內皮細胞細胞凋亡的功能[14-15]。由于它的發現，PEDF作為神經營養和抗血管生成的作用已被明確認可[16-17]。已有研究確定PEDF具有廣泛的功能，包括免疫調控[18-19]、抗肝纖維化和氧化應激的保護作用[20-21]。相較于其他的抗血管生成因子如血管抑素和內皮抑素，PEDF已被證明其抗血管生成活性是最有力的。PEDF的主要來源是肝臟，它是在體外培養的人視網膜色素上皮細胞（RPE）分泌的產物中研究發現的。PEDF在眼球內主要表現在視網膜色素上皮細胞、角膜、睫狀體上皮、玻璃體和房水中[22]。人類除了胎兒和成人眼部的組織外，還可在大腦在內的多種組織中都可有色素上皮衍生因子的轉錄[23]，包括造骨細細胞、內皮細胞等。PEDF在這些組織可以發揮重要的生理功能。

3 PEDF與腫瘤

近年來，研究表明，PEDF具有抗腫瘤特性主要是通過防止血管生成，促進腫瘤細胞分化，并啟動細胞凋亡[24-25]。研究表明，PEDF在治療腫瘤方面是一個具有明顯優勢和潛力的治療劑，因為它具有直接針對腫瘤組織的能力并且并不影響周圍的健康組織和血管。此外，當單獨使用PEDF時，不僅觀察到腫瘤的血管生成減少，并且對于腫瘤細胞有促使其凋亡和分化的作用[26]。

初步研究提出PEDF可以間接作用于目標腫瘤，隨著對PEDF深入研究，人們已經把眼光發展到使用PEDF作為抗血管生成治療腫瘤的候選藥物。雖然有人進行了使用外源性PEDF在治療癌癥的研究，但PEDF在體內如何作用于腫瘤細胞的進展和/或治療中的作用尚未完全明確。從首次報道PEDF在體外對肺癌的治療起，許多人開始在多種癌癥中研究探討了PEDF的作用，包括胰腺癌[27]、黑色素瘤[28]、前列腺癌[29-30]、卵巢癌[31]、神經膠質瘤[32]和骨肉瘤[33-34]。

4 PEDF與宮頸癌

多項研究表明了PEDF對癌癥治療的應用價值，但鮮少有使用PEDF治療宮頸癌的研究。在這個問題上Yang等[35]檢查了宮頸癌組織中PEDF的表達，他們發現，在正常宮頸上皮細胞中PEDF的表達是增高的，但它在宮頸癌細胞巢中的表達是降低的。而且他們還通過腹腔注射的方式對PEDF治療宮頸癌進行研究，研究中他們發現，PEDF可以使宮頸癌模型小鼠內的腫塊減小68%，治療后的腫瘤組織微血管密度顯著下降。PEDF還可以抑制上皮細胞的增殖和誘導其調亡，并呈劑量關系。此外，雖然PEDF治療導致人臍靜脈內皮細胞(HUVEC)的細胞凋亡和可行性的增加，但是在HeLa細胞(細胞系來自子宮頸癌)中未觀察到效果。因此，抑制新的血管生成是PEDF對宮頸癌的主要作用，PEDF對宮頸癌細胞沒有細胞毒性的作用。

要確定PEDF在宮頸癌細胞的抑制作用機制Hockel等[36]和Young等[37]觀察了在缺氧的條件下，增加外源性的PEDF對促進血管形成的主要因素血管內皮生長因子的表達。缺氧是腫瘤生長和轉移的主要有關特征之一。Young等[37]通過觀察發現增加PEDF后血管內皮生長因子的表達減少，表明PEDF在宮頸癌組織中的抑制宮頸癌生長的作用是通過PEDF對血管內皮生長因子的下調來實現的。此外，PEDF調控血管內皮生長因子的發生是通過HIF-1α，一種被激活的轉錄因子，可以導致缺氧條件和抑制新生血管的生成，使腫瘤生長時沒有直接的血液供應，這項研究已經確定了PEDF是如何發揮其抗腫瘤血管的生成來影響宮頸癌的。這個研究觀察了PEDF在體內對于人類腫瘤的效果，比許多先前的有關PEDF在癌癥治療中的研究在細胞培養環上境更進了一步。

5 PEDF對宮頸癌的治療和展望

PEDF有著良好的臨床應用前景，可以對編碼PEDF的腺病毒轉染腫瘤細胞，在VEGF存在的情況下，PEDF可以明顯阻止血管內皮細胞管腔形成和遷移。而對患有CNV/AMD的患者體外實驗也發現，在PEDF大量減少的情況下，內皮細胞有明顯遷移；而對照組中正常水平的PEDF，則抑制了內皮細胞的遷移。肝的血管系統也處于Pr-Dr與VEGF的共同調節下，在肝細胞癌發生者，VEGF的兩種亞型121和189增生，引導血管增生和腫瘤發展。而PEDF正是VEGF的拮抗因子。對裸小鼠的載體實驗以及鼠的肺癌模型也同樣證明了Pr-Dr對腫瘤的抑制作用。其機制乃因PEDF減少腫瘤微血管的密度，因而可被用于抑制腫瘤新生血管，從而抑制腫瘤的生長[38]。

PEDF的治療具有多項優點:可用其可溶的蛋白質或者通過載體介導的基因轉染進行治療；只針對新生血管的形成，對已有的正常組織不會產生影響；注射時穩定而無毒性；其生物活性在其他血管增生抑制因子是最強的；并且可以促進腫瘤細胞分化及神經保護作用，還具有較強的抑制腫瘤細胞增殖遷移的作用[39]。

雖然Young等[37]的研究證實了PEDF對宮頸癌的治療是有效的，但是在以后仍然有許多問題等待我們解決。已有多項研究證實了使用更小、更便宜的PEDF多肽在癌癥治療方面有著廣闊的前景[40-41]。在以后治療宮頸癌時可以考慮使用最小的PEDF肽鏈來代替全長PEDF肽鏈。此外，還必須觀察在腫瘤中這些外源性肽抑制血管生成的活性和可行性，以及其在體內的穩定性和時間的長短。雖然Young等[37]的研究已經表明了這些短期的外源性PEDF并不影響非癌組織，但是未來我們還要對PEDF長期在女性生殖道包括非癌組織和女性月經周期的影響進行審查。PEDF治療腫瘤的基本策略包括基因治療和蛋白質治療。我們還可以應用PEDF基因目前常用腺病毒作為載體來進行PEDF基因治療宮頸癌的研究。隨著對PEDF抗腫瘤作用機制的深入了解和進一步臨床實驗研究，PEDF有可能成為一種新的有效的抗宮頸癌靶向治療藥物。

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R737.33

A

1003—6350（2014）01—0062—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.01.0022

2013-03-28)

葉紅。E-mail：yehong998@hotmail.com