葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78 與腫瘤相關(guān)性的研究進(jìn)展

華正偉，侯君妍，汲坤

(1.沈陽醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)2011 級(jí)1 班，遼寧 沈陽 110034;2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展涉及多個(gè)因素的參與，其發(fā)生機(jī)制尚不完全清楚，有研究表明，在腫瘤細(xì)胞中葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78 (glucose regulated protein 78，GRP78)的異常高表達(dá)有抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤的耐藥、復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的作用。GRP78 又稱免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白，是一個(gè)定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的分子伴侶。抑制GRP78 的表達(dá)水平或?qū)RP78 的啟動(dòng)子連接自殺基因可以用于腫瘤的治療，這可能是有效的抗癌療法之一。本文將從GRP78 的定位、對(duì)腫瘤細(xì)胞的影響進(jìn)行綜述。

1 GRP78

GRP78 定位于9 號(hào)染色體長(zhǎng)臂33 區(qū)3 帶，由654個(gè)氨基酸組成，具有高度保守的EEVD 氨基酸序列，與熱休克蛋白70 (Hsp70)家族有高度同源性，是Hsp70 家族的成員之一。它是細(xì)胞受到外來刺激后為了適應(yīng)未折疊蛋白反應(yīng) (unfolded protein response，UPR)所產(chǎn)生的一類應(yīng)激蛋白，在蛋白質(zhì)的折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)過程及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。它促進(jìn)蛋白質(zhì)的正確折疊，防止從中間聚集，并針對(duì)錯(cuò)誤折疊蛋白的蛋白酶體降解，維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的正常功能，維持肝臟、胰腺和脂肪組織等代謝器官的動(dòng)態(tài)平衡。最近研究發(fā)現(xiàn)，GRP78 在主要的成熟器官，如腦、心臟、肺中，表達(dá)量在低基礎(chǔ)水平，而其在某些腫瘤細(xì)胞中卻呈高水平表達(dá)趨勢(shì)。大多數(shù)腫瘤組織由于生長(zhǎng)過快，相對(duì)缺血、缺氧的環(huán)境導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足，而腫瘤細(xì)胞為了適應(yīng)低糖、低氧以及低鈣等慢性應(yīng)激反應(yīng)，可誘導(dǎo)GRP78 在腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞表面表達(dá)，通過代謝調(diào)節(jié)使GRP78 表達(dá)上調(diào)，GRP78的這種表達(dá)上調(diào)又反過來增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲能力及抗癌藥物的耐受性，GRP78 的過表達(dá)同時(shí)也對(duì)腫瘤血管生成有促進(jìn)作用。休眠的腫瘤細(xì)胞和腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞也都依賴GRP78 逃脫化學(xué)藥物治療［1－4］。

2 GRP78 對(duì)腫瘤的影響

2.1 GRP78 與肝細(xì)胞癌(HCC) HCC 是最常見的肝臟腫瘤。為了闡明GRP78 在HCC 中的作用，Chen等［5］構(gòu)建了一個(gè)肝臟特異性缺失PTEN和Grp78 雙等位基因的的小鼠模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示在8～9個(gè)月的小鼠模型中，HCC 的進(jìn)展是明顯加快的，這與癌癥病灶中GRP78 的高表達(dá)相一致;而只特異性缺失GRP78 的肝臟在14個(gè)月也未見惡變。這表明GRP78 作為一種新型的調(diào)節(jié)因子參與了PTEN 缺失介導(dǎo)的肝損傷和癌癥的發(fā)展。

2.2 GRP78 與胃癌(GC) GC 在全球各種癌癥中擁有高發(fā)病率和高死亡率［6］。Yang等［7］研究了240例GC 患者，其中160例患者是由D2 根治術(shù)及輔助化療治療的，80例患者通過ATP－腫瘤藥敏試驗(yàn)在體外測(cè)試了癌癥化療敏感性，利用免疫組化法檢測(cè)GRP78 的表達(dá)，分析了GRP78 表達(dá)與年齡、性別、腫瘤分化程度、浸潤(rùn)、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及化療耐藥的關(guān)系。結(jié)果顯示GRP78 在胃腺癌表達(dá)的陽性率為68.8%，GRP78的陽性表達(dá)與年齡和性別無關(guān)，與腫瘤分化程度差、浸潤(rùn)深度、TNM 分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，而高表達(dá)GRP78 與GC 細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性有關(guān)。因此提示GRP78 可能作為GC 惡性程度的評(píng)估和預(yù)測(cè)藥物抗性的一種新的生物標(biāo)志物，并可能有助于GC 患者的化療方案的制定和預(yù)后評(píng)估。

2.3 GRP78 與子宮內(nèi)膜癌 子宮內(nèi)膜癌是女性生殖道最常見的惡性腫瘤［8］。Gali等［9］報(bào)道了GRP78 在子宮內(nèi)膜腫瘤中表達(dá)增加，然而GRP78是否在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的生長(zhǎng)或侵襲中發(fā)揮作用仍然是未知的。應(yīng)用MTT 和Transwell 小室遷移吸附試驗(yàn)的方法進(jìn)行分析，結(jié)果表明，GRP78 的沉默表達(dá)影響人子宮內(nèi)膜腺癌細(xì)胞株Ishikawa 和AN3CA 的生長(zhǎng)和侵襲。免疫熒光和細(xì)胞膜生物素化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明除了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，質(zhì)膜同樣有GRP78 定位。同時(shí)發(fā)現(xiàn)所顯示的子宮內(nèi)膜樣腺癌組織類似于AN3CA 細(xì)胞，有GRP78 質(zhì)膜定位。這些數(shù)據(jù)表明，GRP78 和它的質(zhì)膜定位，可能在子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生和發(fā)展中起作用，對(duì)于子宮內(nèi)膜癌的治療，也可能構(gòu)成一個(gè)新的目標(biāo)。

2.4 GRP78 與卵巢漿液性囊腺癌 為探討GRP78在卵巢漿液性囊腺癌中的表達(dá)及作用，F(xiàn)an等［10］采用126例卵巢腫瘤和30例正常卵巢組織手術(shù)標(biāo)本，采用免疫組織化學(xué)、RT-PCR 和Western blot檢測(cè)GRP78 的mRNA 和蛋白的表達(dá)。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示GRP78 的mRNA 和蛋白在正常卵巢組織、卵巢漿液性囊腺瘤和卵巢漿液性囊腺癌的表達(dá)存在差異，在卵巢漿液性囊腺癌中表達(dá)最高。這表明GRP78 表達(dá)在卵巢囊腺癌中顯著高于正常卵巢組織和卵巢囊腺瘤組織;GRP78 的mRNA 和蛋白表達(dá)在不同病理分級(jí)的卵巢漿液性囊腺癌間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故在卵巢漿液性囊腺癌中，GRP78 的表達(dá)與病理分級(jí)、年齡、臨床分期無關(guān)。在卵巢漿液性腺癌中，GRP78 呈高表達(dá)，而卵巢良性腫瘤和惡性腫瘤之間這種GRP78 表達(dá)的顯著性差異也提示了GRP78 與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

2.5 GRP78 與前列腺癌 GRP78 在胚胎發(fā)育和發(fā)展以及許多癌癥的治療中發(fā)揮重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，在PC-3 細(xì)胞中GRP78 的表達(dá)水平比在DU-145 細(xì)胞中高。當(dāng)在PC-3 細(xì)胞中使用GRP78 特異性小干擾RNA 使GRP78 的表達(dá)沉默時(shí)，PC-3 細(xì)胞的增長(zhǎng)速度和黏附能力均下降，在GRP78 缺失的PC-3 細(xì)胞中細(xì)胞遷移急劇減少。對(duì)GRP78 所涉及的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路分析了解到在GRP78 的表達(dá)沉默后，抑癌基因maspin 表達(dá)上調(diào)，maspin 基因的表達(dá)上調(diào)和COX-2 的表達(dá)下調(diào)可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞增殖能力和侵襲能力的下降。因此，GRP78 的沉默表達(dá)可以通過maspin 基因和COX-2 調(diào)控來抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖、黏附和遷移［11］。另有研究表明在前列腺癌的患者中，GRP78 表達(dá)強(qiáng)陽性的病例化療后癌癥的復(fù)發(fā)和死亡率高于GRP78 表達(dá)弱陽性的病例。這些都提示著GRP78 的表達(dá)與前列腺癌發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。

2.6 GRP78 與非小細(xì)胞肺癌 Koomagi等［12］研究分析了GRP78 在62例肺癌患者中的表達(dá)，并檢查GRP78 與一些抗性蛋白和微血管密度(microvessel density，MVD)之間是否存在關(guān)系。另外，他們還評(píng)估了在缺氧條件下的癌細(xì)胞系、敏感條件下及抗性細(xì)胞系中GRP78、LRP56 和GST-π 的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，GRP78 和抗性蛋白P170 (多藥耐藥蛋白P-糖蛋白170)、LRP56 和GST-π 在人肺癌中存在關(guān)系。此外，他們觀察到在抗性細(xì)胞系LUTCML54、OAW-DOX 和OAW-TAX 中存在GRP78 的上調(diào)，但不存在于敏感的細(xì)胞系中。而惡性腫瘤的異常血管與缺氧區(qū)域的發(fā)展相關(guān)聯(lián)，在缺氧區(qū)域，一些蛋白質(zhì)，包括耐藥性蛋白質(zhì)均大量表達(dá)。另外，在缺氧條件下GRP78、GST-π 和LRP56 在A-549 細(xì)胞系RPMI-2650 和SC-MES-1 的蛋白表達(dá)增加。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)GRP78 與MVD 呈負(fù)相關(guān)，MVD 表現(xiàn)的癌，GRP78 呈高表達(dá)。研究結(jié)果表明，缺氧、腫瘤血管和許多耐藥相關(guān)蛋白，包括GRP78 的表達(dá)可能對(duì)藥物反應(yīng)和治療效果具有重要作用，從而影響對(duì)非小細(xì)胞肺癌的治療。

2.7 GRP78 與神經(jīng)母細(xì)胞瘤 GRP78 對(duì)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的分化至關(guān)重要，當(dāng)細(xì)胞經(jīng)歷凋亡時(shí)，選擇性誘導(dǎo)這些細(xì)胞。一些結(jié)果表明，GRP78 可能影響神經(jīng)母細(xì)胞瘤的腫瘤反應(yīng)。Hsuw等［13］研究評(píng)估了臨床病理因素與GRP78 表達(dá)的神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的關(guān)系，并利用免疫組化法對(duì)68例神經(jīng)細(xì)胞瘤患者的GRP78 表達(dá)進(jìn)行了半定量調(diào)查，通過實(shí)時(shí)PCR 和Western blot 分別量化在腫瘤組織中測(cè)定GRP78 的mRNA 和蛋白表達(dá)水平。研究結(jié)果顯示，68例神經(jīng)細(xì)胞瘤中40例(58.8%)的GRP78呈陽性表達(dá)，且與臨床病理分級(jí)呈負(fù)相關(guān)，在發(fā)生分化的腫瘤組織中，GRP78 陽性的免疫染色比例增加。GRP78 陽性表達(dá)與MYCN 基因擴(kuò)增呈負(fù)相關(guān)，癌基因MYCN 異常擴(kuò)增是判斷神經(jīng)母細(xì)胞瘤預(yù)后的重要指標(biāo)之一，被認(rèn)為是神經(jīng)母細(xì)胞瘤藥物及基因治療的重要靶點(diǎn)。多因素分析進(jìn)一步表明，GRP78 的表達(dá)是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素。因此，GRP78 可作為神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的一個(gè)獨(dú)立的、新型的、有利的預(yù)后因素。

2.8 GRP78 與口腔癌 為了檢測(cè)GRP78 在口腔癌進(jìn)展和在口腔癌前病變的預(yù)后價(jià)值的潛力，Lin等［14］通過檢測(cè)204例口腔癌患者和86例癌前病變(28例白斑、30例紅斑、28例疣狀病變)患者，利用Western blot 法分析確定了GRP78 在病變組織的表達(dá)，并采用Fisher 檢測(cè)法、Kaplan-Meier 法或Cox 回歸方法對(duì)GRP78 與臨床病理或疾病預(yù)后的關(guān)系進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示，GRP78 在白斑患者、紅斑患者、疣狀病變患者和口腔癌患者陽性表達(dá)率分別為14%、27%、50%、74%，GRP78 的表達(dá)隨著口腔病變惡變潛能的增加而增加，這表明GRP78 在口腔癌變過程中至關(guān)重要。

3 GRP78 的研究展望

各種關(guān)于GRP78 與腫瘤關(guān)系的研究表明，GRP78 的表達(dá)水平與腫瘤預(yù)后有極緊密的關(guān)系。在人HCC 病例的觀察中，GRP78 的表達(dá)水平增高往往腫瘤的惡性度也增高;在GC 患者中，GPR78陽性表達(dá)的病例預(yù)示著的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和更差的預(yù)后，并且GRP78 的高表達(dá)與較差的臨床分期相伴隨;在前列腺癌的患者中，GRP78 表現(xiàn)強(qiáng)陽性的病例化療后癌癥的復(fù)發(fā)和死亡率均較弱陽性患者明顯增加等。對(duì)于一些腫瘤，GRP78 的研究還不夠深入，有待進(jìn)一步探索和研究。同時(shí)，GRP78對(duì)腫瘤細(xì)胞亦有保護(hù)作用，抑制GRP78 的基因表達(dá)或抑制其功能可作為化療的目標(biāo)或組成部分，抑制應(yīng)激過程中誘導(dǎo)出的GRP78 可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡、減慢腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。因此GRP78 的研究可能會(huì)創(chuàng)建一種新的、有效的抗癌療法。

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