頭頸鱗狀細胞癌轉移機制研究進展

楊麗云　張浩★（校正）

頭頸鱗狀細胞癌轉移機制研究進展

楊麗云張浩★（校正）

頭頸鱗狀細胞癌（HNSCC）是全球第六大常見的腫瘤［1］。盡管隨著外科技術水平的提高和放化療方案的成熟，但其生存率仍較低，導致患者低生存率的主要因素是區域淋巴結和遠處臟器的轉移［2］。HNSCC轉移機制和其他惡性腫瘤轉移的機制一樣，是一個復雜、多步驟的、連續的主動過程，此過程主要包括：細胞粘附、基質降解、信號通路介導細胞遷移和腫瘤血管生成。

1　細胞粘附

腫瘤細胞與基質發生粘附是腫瘤轉移的第一步［3］。正常上皮細胞表面有各種細胞粘附分子，其互相作用有助于細胞粘附，阻止細胞移動。細胞粘附分子是一類介導細胞與細胞、細胞與細胞外基質間相互接觸和作用的膜表面糖蛋白分子的統稱，根據其化學結構及功能特征，一般將細胞粘附分子分為五類：（1）鈣粘附素家族（CF）。（2）整合素家族（IF）。（3）免疫球蛋白超家族（IgSF）。（4）選擇素家族（SF）。（5）CD44家族。適度的粘附分子表達及其細胞粘附機制是機體生命活動以及防御機制所必不可少的，然而在細胞粘附紊亂的狀態下，則是造成某些惡性腫瘤轉移的重要因素。整合素（integrins）是所知的粘附分子中最重要的一類，它是一類跨膜糖蛋白，由α、β二條鏈通過非共價鍵連接組成的異源二聚體，目前發現有19種α亞基和8種β亞基，相互結合形成24組不同的整合素家族，在血小板、白細胞、上皮細胞和間葉組織中均有表達，這些細胞的粘附是腫瘤轉移的重要因素［4］。在正常上皮細胞中，整合素主要位于上皮細胞與基底膜相鄰接的部位，即所謂的極化現象，使上皮細胞穩固于基底膜。但是在HNSCC中，整合素在細胞中表達的極化現象消失，從而降低HNSCC細胞與正常細胞的粘附，使腫瘤細胞脫離原發灶，同時整合素散布于腫瘤細胞的整個表面，表達的量也增加，進入血液循環后又使HNSCC細胞與宿主細胞間的粘附增加，從而促進腫瘤的轉移［5］。近期研究表明，在HNSCC中整合素還可以通過腫瘤生長因子（TGF）和特有信號通路促進腫瘤轉移，例如：CCR7（一種小分子蛋白質超家族）可以通過αVβ3-integrin信號通路調節HNSCC的粘附和轉移［6］。

2　基質降解

腫瘤細胞在轉移過程中，只有在基質被降解破壞后才能進入血液和淋巴循環，首先腫瘤細胞通過細胞粘附鋪展于細胞外基質的表面，如上所述。再通過分泌Ⅳ型膠原酶、蛋白聚糖水解酶以及透明質酸酶等蛋白水解酶類，降解細胞基質，隨后穿過已被水解酶降解的基質。在HNSCC研究中基質金屬蛋白酶（MMP）是迄今為止發現的與腫瘤轉移關系最密切的一類蛋白水解酶。自1962年Gross等發現第一種間質膠原酶并命名為MMP-1至今，MMP家族至少已發現23個成員，MMP是一組參與細胞外基質降解的Zn2+依賴性蛋白酶家族，由信號肽區、前肽區、催化區、鉸鏈區、血紅素結合蛋白樣區組成［7］。在正常情況下，MMP被嚴格控制，細胞癌變后，這種調控被打亂，表達增高，侵襲和破壞周圍組織。其后眾多研究證實MMP活性上調與腫瘤轉移能力的關系，例如：Zhang H等［2］研究表明頭頸細胞癌組織中MMP-2均有過度表達，并與腫瘤轉移相關密切。段世紅等［8］用免疫組化的方法檢測鼻咽癌患者組織中MMP-11的表達發現，癌組織中MMP-11的表達明顯高于癌旁組織，在T3和T4分期中陽性率高于T1、T2分期組，在淋巴轉移組中超過無淋巴轉移組。Nishida等［9］應用PCR檢測發現高表達MMP9的HNSCC，其腫瘤分期、淋巴結轉移及淋巴管浸潤發生率比低表達組高，表明MMP-9可以促進腫瘤轉移。

3　信號通路介導細胞轉移

關于HNSCC轉移機制，近期越來越多的研究傾向于特殊信號通路介導腫瘤細胞轉移。細胞內重要的信號分子與信號通路系統的相互聯系，在細胞移動和腫瘤侵襲中起重要作用，其中以FAK最為重要［10］。FAK是一種分子量為125kD的非受體酪氨酸蛋白激酶，它主要分布在胞漿中，有三個功能區，即氨基端、激酶區和羧基端。大量研究表明FAK與腫瘤的轉移有著密切的關系，在細胞運動中，FAK表現為一個重要的調節者，FAK信號可以通過動態調節黏著斑的裝配/去裝配和外周肌動蛋白重構控制促進細胞遷移［11］。事實上，FAK主要通過整合四條信號通路促進HNSCC轉移。（1）FAK-PI3K通路：FAK接收來自纖連蛋白等的信號激活PI3K/Akt通路。FAK被激活后，與Src形成復合體，其可通過PI3K的SH2結構域直接與之結合，活化PI3K。活化的PI3K激活Akt，一方面通過TSC2-mTOR-s6K途徑調節細胞的生長、基因表達［12］。另一方面PI3K通過其脂質產物PIP3與Rac的鳥苷酸交換因子直接作用促進Rac的激活，參與Rac-JNK通路，調節基因表達［13］。（2）FAK-MAPK通路：胞外信號通過跨膜蛋白與FERM的結合激活FAK，Cas和Grb2分別通過脯氨酸基序1和Tyr925與活化的FAK結合并激活Ras/MAPK通路，活化的FAK既可以通過Ras-Raf-MAPK途徑控制細胞增殖［14］。還可以通過Ras-Raf-ERK活化ERKl/2，活化的ERKl/2可以通過抑制TSC2和誘導cyclinD1與Cdk的表達分別參與mTOR信號通路和細胞周期調控［15］。（3）FAK-p53通路：FAK能通過其N末端的FERM結構域與p53結合，進而抑制p53激活其下游基因的轉錄，包括p21、Mdm2等，而這些基因的產物正是p53誘導的細胞凋亡的重要環節蛋白。FERM介導FAK向核內轉運并與p53結合，進而與Mdm2結合，使p53通過泛素化途徑降解并阻止細胞凋亡［16］。（4）FAK-GTPase通路：多種生長因子包括胰島素，可以通過質膜上的相應受體激活該通路。具體機制為GRAF和ASAP與活化的FAK脯氨酸基序2結合，進而活化Rho-GTPase。GTPase參與多種細胞活動，可以調節肌動蛋白的裝配，進而調控細胞形態、控制細胞遷移等［17］。

4　腫瘤血管生成

腫瘤的生長和轉移是一個依賴于血管的過程，當腫瘤體積＞1～2mm3，就需要通過形成新的血管供應營養以維持其持續增長［18］，這些新生血管把腫瘤細胞和循環系統連接起來，使供腫瘤生長的物質交換得以進行，此外新生血管還可作為腫瘤轉移的通道，通過新生血管將原發癌細胞輸送至轉移靶器官。因此，血管生成是腫瘤生長轉移的必由之路，與腫瘤的發生、轉移具有密切關系。血管內皮生長因子（VEGF）、血小板源性生長因子（PDGF）、轉化生長因子（TGF）、表皮細胞生長因子（EGF）和成纖維細胞生長因子是主要的血管生成促進因子，其中以VEGF促進血管生成的作用最強。目前的研究表明，VEGF促進新生血管生成的可能機制為VEGF是一種多樣生物功能的糖蛋白，能高度特異性地增強血管內皮細胞和（或）淋巴管內皮細胞的有絲分裂，且其在體內外均能通過刺激內皮細胞上的特異性受體，直接刺激內皮細胞分裂，達到血管內皮細胞的增殖及血管形成，促進腫瘤的轉移［19］。李清明等［20］研究表明Ⅲ、Ⅳ期喉癌組織的腫瘤微血管密度顯著高于I、II期，喉癌微血管生成有利于腫瘤細胞向周圍浸潤擴張，頸淋巴結轉移組平均腫瘤血管密度顯著高于無淋巴結轉移組，提示喉癌的微血管生成有助于喉癌的侵襲轉移，血管生成能力強的喉癌更容易發生轉移。

綜上所述，HNSCC的轉移是一個極其復雜的多步驟發展過程，涉及到腫瘤細胞生物學特性和一系列腫瘤轉移相關的粘附分子、蛋白水解酶和信號分子等的作用。隨著分子生物學研究的發展，新技術的進步，人類將最終從多個水平和角度干預HNSCC的轉移，研制出各種靶向藥物，為預防和治療HNSCC的轉移提供新的思路和方向。

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2000000 上海交通大學附屬醫院瑞金醫院耳鼻咽喉科