鈣網蛋白與腫瘤的相關研究進展

金 明綜述，張志偉，羅招陽審校

（南華大學腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

鈣網蛋白與腫瘤的相關研究進展

金 明綜述，張志偉，羅招陽審校

（南華大學腫瘤研究所，湖南衡陽421001）

鈣網蛋白； 腫瘤； 信號傳導； 腫瘤侵潤； 腫瘤轉移； 綜述

鈣網蛋白（CRT）是一種高度保守的內質網伴侶蛋白，參與各種細胞活動過程。1974年，CRT被分離出來，并被鑒定為鈣離子結合蛋白。大量研究表明，CRT對不同腫瘤的發展具有重要的影響，且對腫瘤形成和進展的影響可能取決于細胞類型和臨床分期[1-3]。本文總結CRT的生物學作用在腫瘤中表達的臨床意義和促進腫瘤侵襲、轉移的信號通路。

1 CRT的結構與功能

1.1 CRT的結構 人類CRT基因位于第19號染色體，由9個外顯子和8內含子構成，其開放性閱讀框架長度為1 254 bp，編碼由417個氨基酸組成的酸性蛋白質。CRT主要定位于內質網，在內質網內外均具有多種功能[1]。它由N末端可切割的信號序列和1個C末端內質網賴氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-亮氨酸（KDEL）定位信號組成。CRT的結構預測表明，該蛋白質由3個結構域組成，即N-結構域、P-結構域（高親和性、低容量）和C-結構域（低親和性、高容量）[2]。富含脯氨酸的P-結構域包含兩組3個重復區域。這些重復的氨基酸序列形成凝集素樣分子伴侶結構，該結構使得CRT具有蛋白質折疊功能。此外，CRT的P-結構域也是一個高親和力和低容量的鈣離子結合區[3]。

CRT的 C-末端中有 1個內質網滯留信號序列KDEL，因而這種蛋白質在內質網腔中含量豐富。CRT也在細胞質和細胞表面表達[4]。C-結構域對CRT從E內質網腔易位到細胞質中具有重要作用。進一步的研究還表明，該易位過程是由內質網中鈣耗竭所觸發的[5]。細胞表面的CRT與巨噬細胞吞噬和細胞的免疫原性相關[6]。CRT作為一種多功能蛋白，可能參與細胞的各種生理和病理過程。

1.2 CRT的生物學功能 在以往的研究中已提出CRT參與細胞的各種生理和病理過程中。CRT在內質網內的2個主要功能是蛋白質分子伴侶和鈣穩態調節。此外，非ER的CRT也能調節重要的生物學功能，包括細胞黏附、基因表達和RNA穩定性。

1.2.1 蛋白質分子伴侶 ER是用于合成、折疊和運輸分泌蛋白的重要細胞器。這些功能是通過分子伴侶促進蛋白正確的折疊和組裝來實現的。最近的研究表明，CRT涉及參與蛋白質合成過程中的質量控制過程，包括整合體、表面受體及轉運者[7]。

1.2.2 鈣平衡 鈣離子主要儲存在ER腔，是影響許多細胞過程的一個普遍的信號分子。許多研究表明，鈣離子結合分子伴侶影響內ER內鈣離子的存儲容量[8-9]。CRT被認為是一種細胞內鈣離子調節劑，其包含了P-結構域和C-結構域這2個鈣離子的結合位點，ER腔中超過50%的鈣離子與CRT相關。因此，較高水平的CRT可能導致細胞內鈣離子儲存的增加。相反，CRT缺失的細胞對鈣離子在ER腔中的存儲具有較低的容量。另外，CRT的功能異常也與脂肪細胞分化[10]和滲透壓下的漢勒循環調節有關[11]。這些研究結果進一步證實了CRT在維持鈣穩態中發揮重要作用。

1.2.3 細胞黏附 CRT可能參與細胞黏附的概念是基于通過多種機制對灶性接觸的調節[12]。細胞外基質（ECM）分子對于灶性接觸的形成很重要。一些研究表明，鈣網蛋白水平的改變的影響不同的細胞外基質的細胞黏附[13]。Papp等[14]發現，CRT對細胞的黏附性控制是通過調節纖維連接蛋白表達和基質沉積。CRT的這些效應是通過鈣離子依賴性的CRTc-Src活性來調節的。此外，已有研究結果顯示，CRT介導的細胞黏附可能是由于CRT與整合素之間的直接相互作用，即通過結合整合素α亞基細胞質KXGFFKR基序[15]。這些研究表明，CRT與細胞的黏合性有著緊密聯系，且在調節細胞黏附中發揮著關鍵作用。

1.2.4 其他 CRT作為反式作用因子，可以調節mRNA的穩定性，且已經發現CRT在細胞外環境中具有一些新的功能，例如，對皮膚傷口愈合的作用及在血液和尿液中可能具有診斷性應用價值。

1.3 CRT表達的調節 人類CRT基因位于第19號染色體，其啟動子區域包含多重調節位點。CRT的啟動子區包含許多已命名轉錄因子的結合位點，且這些轉錄因子中已有許多被認定為CRT表達的重要調節因子。此外，鈣耗竭和ER應激被認為是CRT轉錄的重要激活劑[16]。最近研究還表明，神經生長因子（NGF）在卵巢細胞和神經細胞的分化[17-18]過程中也可上調CRT的表達。這些研究結果表明CRT的表達可參與眾多的生理和病理過程。

2 CRT與腫瘤

2.1 CRT在不同腫瘤中表達的臨床意義 在各種腫瘤中，CRT表達水平與腫瘤發生之間的相關性已被廣泛研究，大多數研究表明，CRT在腫瘤組織中的表達水平顯著高于其在正常組織[19]。有研究表明，在胃癌和乳腺癌中，CRT的表達水平與臨床分期和淋巴結轉移呈正相關[16，20]。此外，CRT表達水平較高的胰腺癌和食管鱗狀細胞癌[21]患者生存率非常低。有研究結果顯示，CRT表達水平在口腔癌[22]、乳腺導管癌[23]、結直腸癌[24]中呈顯著上調。此外，CRT的表達水平不僅在膀胱癌組織中增高[25]，尿中的CRT也被證實可以作為檢測膀胱尿路上皮癌的一種有用的生物標志物。鈣網蛋白高表達在腫瘤進展中可能發揮著關鍵作用。另一方面，CRT在卵巢癌進展中的作用尚無定論。與原發腫瘤和實性器官轉移相比，在伴惡性胸腔積液的高分化卵巢癌中，CRT的表達隨著疾病的進展表達下降[26]。另外，積液中CRT的表達水平可能與化療更相關，且生存率與CRT的表達是不相關的。更進一步地說，在神經母細胞瘤中CRT的高表達被證明具有更好的預后和組織學分化類型[27]。因此，CRT對腫瘤的形成和進展的影響取決于不同的細胞類型和臨床分期。最近，在骨髓增殖性腫瘤（MPN）中檢測到了CRT基因的突變[28]。這些CRT的突變，包括52 bp缺失和插入5 bp某些堿基對將導致移碼突變[29]。由突變的CRT基因所編碼的蛋白缺乏C-末端KDEL域，因此其可能會影響正常鈣離子的結合和細胞生長。

2.2 CRT對腫瘤細胞增殖的影響 突變細胞的快速增殖是腫瘤形成的特點。已有許多研究闡明，控制CRT表達水平對不同類型腫瘤細胞的細胞增殖都有重要影響。在胰腺細胞中，CRT過表達增強細胞的生長，而敲低CRT對細胞生長[30]具有相反的效果。此外，在口腔癌細胞中，CRT的消耗引起細胞周期停滯G0/G1期，從而導致其顯著抑制生長速率、集落形成的能力。血管內皮生長因子的調節血管生成的作用已有案可稽[31]。因為由腫瘤細胞分泌，血管內皮生長因子結合特異性受體，并激活下游信號通路，包括絲裂原活化蛋白激酶（MAPK），以及可以促進細胞增殖、存活、遷移和血管生成的Ras/胞外信號調節激酶（ERK）[32]。盡管許多研究表明CRT能促進細胞的生長，但仍有研究提出了關于這個問題的不同觀點。此外，血管抑制因子是CRT中的1個片段，被認為是一種抗血管生成因子，并可以抑制細胞內皮生長因子（VEGF）誘導的內皮細胞增殖[33]。最近的研究還表明，在神經細胞瘤細胞中CRT可以上調VEGF的表達，抑制細胞增殖，并增強細胞分化[34]。這些結果證明，CRT對細胞增殖的影響可能取決于細胞類型。

2.3 CRT與腫瘤轉移 轉移是腫瘤進展的重要事件。此機制涉及許多過程，包括細胞黏附、遷移和侵襲。在胃癌、胰腺癌、前列腺癌和卵巢癌中鈣網蛋白過表達有助于腫瘤的轉移。對CRT介導的細胞遷移或黏附力的可能機制已有深入研究。其中一個可能的機制是CRT是少數細胞質蛋白之一，可以直接與整合素α亞基相互作用。最近的一項研究發現，在CRT高表達的上皮間質樣細胞中，在整合素依賴性的細胞黏附力在纖維連接蛋白上明顯受到了影響[35]。

其他機制學說也提出了CRT通過焦點接觸依賴性方式來調節細胞黏附和遷移。這個理論得到進一步支持，因為不同水平的CRT的影響ECM的表達。對CRT在小鼠L-成纖維細胞表達的控制，已經對其纖連蛋白的合成產生深遠的影響。這些影響可能是由于對c-Src活性的調節。

CRT表達較高的細胞其黏附性增高，這與CRT/鈣調蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ途徑相關。此外，細胞表面的CRT與血小板相互作用，并通過磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）依賴性途徑以調節細胞黏附力。這些研究表明，CRT通過各種機制在調節細胞黏附和遷移中發揮著關鍵作用。

2．4 CRT與抗腫瘤治療 暴露在細胞表面的CRT（與破壞腫瘤細胞相關）具有一個重要的作用，就是誘導免疫應答。細胞表面的CRT有利于巨噬細胞吞噬凋亡細胞和腫瘤細胞。在多種人類腫瘤中表達在細胞表面上的CRT被認為是一個“促吞噬”的信號，且CRT的這種促吞噬功能是由抗吞噬信號CD47所中斷。已有研究報道，在腫瘤細胞中一個抗吞噬信號CD47的增加伴隨著CRT的高表達，從而逃避免疫系統的吞噬作用。因此，通過抗CD47抗體來阻斷這種功能，可能可以增強對腫瘤細胞的吞噬和攝取，從而起到治療作用。CRT介導的免疫機制可能為開發新的抗腫瘤療法提供重要策略。

內質網的鈣水平也與CRT易位到細胞表面有關。毒胡蘿卜素治療可導致內質網鈣耗損，并升高細胞表面CRT的表達和分泌。此外，一些化學治療劑，如蒽環類抗生素，也可以影響CRT易位到腫瘤細胞表面的過程。CRT在腫瘤細胞表面的表達對于激活免疫應答是非常重要的。因此，增加細胞表面CRT的暴露可能是研究殺死腫瘤細胞以實現抗腫瘤治療的一個潛在方法。

3 CRT相關的信號通路

在腫瘤形成過程中，CRT通過某些通路發揮其促癌及促侵襲作用，以下是幾條可能的通路。

3.1 Slug/E-鈣黏蛋白通路 E-鈣黏蛋白抑制腫瘤細胞遷移和侵襲，有研究證實，狗腎CRT高表達的細胞中不僅出現了E-鈣黏蛋白的表達下調，還增強了細胞的遷移潛能[36]。

3.2 CTTN-PI3K-Akt信號通路 蛋白激酶B（Akt）是一種細胞重要活動的主要調節物，其活化需要與PI3K相互作用來實現。信號轉導與轉錄激活因子（STAT3）可以調節Akt的表達，由此可誘導腫瘤細胞的增殖、生存和侵襲[37]。現已證實，在食管鱗癌細胞中，CRT作為STAT3上游的調控因子，可以增強CTTN的轉錄，從而間接加速PI3K/Akt通路，最終將增加腫瘤細胞的動力及對抗失巢凋亡的能力[38]。

3.3 鈣通路 鈣能夠調節變形細胞動力的多個方面，且能誘導肌球蛋白Ⅱ的膜定位，而此蛋白最終能有效地引發細胞遷移[39]。細胞內鈣的調節在細胞遷移過程中起著主要決定作用[40]。CRT可能通過其對細胞內外鈣穩態的作用來誘導細胞遷移和惡性侵襲。

3.4 TSP1-CRT-LRP1信號通路 凝血酶敏感蛋白-1（TSP1）是細胞的黏附力和動力的一個主要調節因子，而這些作用是通過其氨基末端與低密度脂蛋白受體相關蛋白（CRT-LRP1）受體復合體的結合來實現的。此作用將導致細胞黏附相關性信號的表達減弱，并最終通過分解局部的黏附來增加細胞的動力。在小鼠胚胎成纖維細胞中，TSP1-CRT-LRP1通路可激活類似PI3K和Akt這樣促生存信號，而這些信號可以促進對細胞凋亡的抑制作用[41]。

3.5 其他通路 已有報道，在胃癌細胞中，CRT的過表達與VEGF表達上調之間無論是在信使RNA還是蛋白水平都具有相關性[42]。這種促血管生成的作用可能是腫瘤中CRT依賴性侵襲和轉移潛能的一種機制[42]。

4 展 望

在不同類型腫瘤中，CRT的異常表達水平與病理結果高度相關。CRT在內質網腔內外參與多種細胞功能。CRT的2個主要功能是蛋白質分子伴侶和鈣穩態。另有研究表明，非內質網的CRT也在腫瘤的發展過程中起著關鍵性作用。其中一個重要的CRT介導的調節細胞黏附的機制是通過與整合素相互作用。同連接到細胞外基質一樣，整合素的活化通過各種整合細胞質結合蛋白來影響細胞骨架的動力。近年來，CRT被稱為整合素α亞單位的結合蛋白，其可以通過FUT1水平影響糖基化整合來促進β整合素的激活。從這一點出發，有助于更好地理解CRT是如何調節細胞黏附力的。但是CRT的真正作用還有待根據其在多種細胞活動中的相互作用和信號通路進行證實，并有望通過高通量分析平臺得到進一步闡明。后續研究重點不僅應放在劃分CRT促進惡性發展和促進侵襲的機制上，同時還要集中研究確定可能的相關基因和信號通路，這些研究結果將明確CRT在腫瘤生物學中的作用及對臨床的指導作用。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.021

A

1009-5519（2015）21-3265-04

2015-06-25）

金明（1988-），女，湖南長沙人，碩士研究生，主要從事臨床病理學的研究；E-mail：779193076@qq.com。