膜聯(lián)蛋白A2在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

凌 瑩，白玉紅，李瓊毅

(西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030)

膜聯(lián)蛋白最初是在動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，隨后發(fā)現(xiàn)在植物細(xì)胞中也存有。其中ANXA2為脊椎動(dòng)物膜聯(lián)蛋白家族中的一員，大量研究發(fā)現(xiàn)ANXA2在腫瘤細(xì)胞常表現(xiàn)高表達(dá)，進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞的粘附、增殖、侵襲和遷移等生理活動(dòng)。目前，ANXA2已成為研究者目光中參與腫瘤發(fā)生重要的異常表達(dá)分子之一，并認(rèn)證其作為一種新興的生物標(biāo)志物和治療惡性腫瘤的潛在靶點(diǎn)[1]。在此，本文就ANXA2的結(jié)構(gòu)功能及其在腫瘤的發(fā)生作用機(jī)制中作一綜述。

1 ANXA2的結(jié)構(gòu)

ANXA2是一種鈣依賴性多功能磷脂結(jié)合蛋白，主要存在于細(xì)胞的漿膜、胞質(zhì)以及細(xì)胞核中。其由339個(gè)氨基酸組成，大小為36kDa[2]。構(gòu)成ANXA2主要有兩大基本結(jié)構(gòu)域：一個(gè)可變的氨基酸末端結(jié)構(gòu)域（N端）以及一個(gè)高度同源的核心結(jié)構(gòu)域（C端）。N端結(jié)構(gòu)域?yàn)锳NXA2的功能區(qū)賦予不同膜聯(lián)蛋白獨(dú)特的功能，并且具有與其他蛋白結(jié)合的活性。C端核心結(jié)構(gòu)域由4個(gè)重復(fù)片段組成，約含70個(gè)氨基酸，而每個(gè)重復(fù)片段有由5個(gè)（A-E）α-螺旋組成，其中四個(gè)α-螺旋AB和DE連接成環(huán)，而α-螺旋C垂直貫穿于AB和CD構(gòu)成的環(huán)。C端核心結(jié)構(gòu)域上還存在許多位點(diǎn)，用于與鈣離子、磷脂和肌動(dòng)蛋白的結(jié)合。

圖 1 膜聯(lián)蛋白A2的結(jié)構(gòu)域[3]

ANXA2的存在包括兩種模式：一種是單體，另一種是與S100A10（p11）配體結(jié)合形成的ANXA2-S100A10的異四聚體復(fù)合物。S100A10與ANXA2結(jié)合形成的復(fù)合物調(diào)節(jié)了ANXA2的許多功能，因此單體ANXA2與異四聚體ANXA2的生化特性是截然不同的[4]。ANXA2可以通過(guò)保護(hù)S100A10免受泛素介導(dǎo)的降解在S100A10的調(diào)控中發(fā)揮了強(qiáng)制性的作用。這就暗示，假定ANXA2不存在，S100A10也就不會(huì)存在，細(xì)胞內(nèi)ANXA2的缺失導(dǎo)致了S100A10因受到泛素化的降解而消失[5]。

在ANXA2的眾多功能中了解較多的就是當(dāng)ANXA2被錨定在細(xì)胞外膜上時(shí)，ANXA2此時(shí)則作為組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)和纖溶蛋白溶解酶原(PLG)的獨(dú)特受體，并介導(dǎo)t-PA依賴的纖溶蛋白溶解酶原激活及纖溶酶的生成溶解纖維蛋白，進(jìn)而維持血管穩(wěn)態(tài)。但事實(shí)上，ANXA2在細(xì)胞表面對(duì)纖溶酶的調(diào)節(jié)是間接的，真正發(fā)揮作用的是作為纖溶酶原受體的ANXA2-S100A10復(fù)合物中的S100A10，即ANXA2將S100A10轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞表面，并錨定在細(xì)胞上[6]，而S100A10通過(guò)其C端上含有的賴氨酸所具有結(jié)合纖溶酶原的作用進(jìn)而調(diào)節(jié)纖溶酶在細(xì)胞表面的生成來(lái)維持血管穩(wěn)態(tài)的。還有研究顯示，ANXA2的翻譯后修飾，包括乙酰化、磷酸化、谷胱甘肽化。ANXA2通過(guò)N端結(jié)構(gòu)域?qū)z氨酸進(jìn)行修飾從而促進(jìn)與S100A10配體結(jié)合，以及調(diào)節(jié)C端核心結(jié)構(gòu)域中肌動(dòng)蛋白與磷脂結(jié)合的活性[6]。特別是對(duì)ANXA2以及其含有的一些氨基酸的磷酸化與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）和腫瘤轉(zhuǎn)移有重要關(guān)系。例如，在胰腺癌小鼠模型中，Rho調(diào)節(jié)的EMT過(guò)程需要膜聯(lián)蛋白A2的Tyr-23磷酸化[7]。ANXA2還被發(fā)現(xiàn)可與PtdIns（4,5）結(jié)合形成一些跨膜通道或孔。例如FGF2分泌的跨膜通道或孔的形成[8]。還有研究發(fā)現(xiàn)，ANXA2在腫瘤發(fā)生過(guò)程中具有重要的氧化還原調(diào)節(jié)作用[9]。ANXA2是目前發(fā)現(xiàn)的在腫瘤發(fā)生異常表達(dá)中的分子之一，也為腫瘤發(fā)生機(jī)制的研究提供了一個(gè)研究目標(biāo)。

2 ANXA2在腫瘤中的研究進(jìn)展

目前，ANXA2在腫瘤中表達(dá)量異常對(duì)腫瘤發(fā)生及腫瘤凋亡、增殖、遷移的影響研究較多，主要通過(guò)ANXA2-S100A10異源四聚體形式發(fā)揮主要功能。但是這些研究中往往將纖溶酶產(chǎn)生和癌細(xì)胞侵襲的作用歸咎于ANXA2，卻忽略了可能也是S100A10所為。S100A10是一種纖溶酶原受體，則S100A10可直接參與癌細(xì)胞表面纖溶酶的產(chǎn)生并影響蛋白水解活性。而在此過(guò)程中，ANXA2將S100A10錨定細(xì)胞外膜表面并穩(wěn)定S100A10，由此可見(jiàn)，其作用反而是間接的。纖溶酶的產(chǎn)生會(huì)介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的水解和重建，這就使腫瘤細(xì)胞可以侵襲周?chē)M織屏障或?qū)⒒|(zhì)降解掉以及聚集腫瘤細(xì)胞。還會(huì)活化一些關(guān)鍵基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP），如MMP-9和組織蛋白酶B[10]。

2.1 ANXA2與胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）發(fā)生的關(guān)系

胰腺導(dǎo)管腺癌在胰腺腫瘤中發(fā)病率較高，后續(xù)會(huì)發(fā)展為胰腺癌。胰腺導(dǎo)管腺癌患者的臨床癥狀不具特異性，腫瘤標(biāo)志物CA19.9的升高具有一定的提示意義，但是部分胰腺炎患者也可呈現(xiàn)出CA19.9的顯著升高，所以在判斷時(shí)可能會(huì)造成一定的影響。利用蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)PDAC患者樣本進(jìn)行分析顯示出ANXA2在該腫瘤樣本中超過(guò)88.6%的腫瘤組織過(guò)表達(dá)，而在非腫瘤胰腺組織中僅有34.2%過(guò)表達(dá)。

在早期的胰腺病變的免疫組織化學(xué)（IHC）分析顯示，ANXA2僅在36%的PanIN-1A（胰腺上皮內(nèi)瘤變）和19%的PanIN-1B非侵襲性病變中發(fā)現(xiàn)表達(dá)。相比之下，ANXA2在侵襲性病變（PanIN-2和PanIN-3）中表達(dá)超過(guò)80%，表明ANXA2可能是PDAC侵襲的參與者[11]。有研究表明，在PDAC侵襲過(guò)程中，可能是由S100A10介導(dǎo)的而非ANXA2，由于ANXA2在細(xì)胞外表的細(xì)胞質(zhì)信號(hào)弱，且有猜測(cè)PDAC的侵襲是通過(guò)纖溶酶介導(dǎo)的[12]而在PanIN中S100A10表達(dá)也是顯著上調(diào)的[13]。Rescher等[14]還發(fā)現(xiàn)ANXA2的tyr23磷酸化通過(guò)Rho/ROCK信號(hào)通路對(duì)膜相關(guān)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的重塑發(fā)揮重要作用[14]。這使得腫瘤細(xì)胞可遷移和粘附。利用短發(fā)夾shRNA使ANXA2表達(dá)下調(diào)后，可抑制TGF-β誘導(dǎo)的Rho介導(dǎo)的PDAC細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[7]。此外，ANXA2還與很多蛋白、表面受體等彼此作用，并在胰腺癌中過(guò)表達(dá)[15]。

2.2 ANXA2與腎細(xì)胞癌（RCC）發(fā)生的關(guān)系

腎細(xì)胞癌是泌尿系統(tǒng)中惡性度相對(duì)高的、且比較常見(jiàn)的一種腫瘤。在所有腎惡性腫瘤中占很大比重，約80%～90%，在成人的惡性腫瘤中占3%，小兒的惡性腫瘤中約占20%左右。最常見(jiàn)的有透明腎細(xì)胞癌（ccRCC）、乳頭狀腎細(xì)胞癌等，這些常見(jiàn)腎細(xì)胞癌約占所有腎細(xì)胞癌的90%，其中透明腎細(xì)胞癌就占有約85%。

實(shí)時(shí)熒光定量PCR和免疫組織化學(xué)分析顯示，與正常的腎小管組織相比，ANXA2在RCC組織中的mRNA與蛋白水平的表達(dá)均有上調(diào)[16]。這為腎細(xì)胞癌患者在進(jìn)行診斷時(shí)提供了一種潛在的診斷標(biāo)記物。對(duì)患者ccRCC組織進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析顯示，ANXA2于轉(zhuǎn)移性腫瘤中的表達(dá)（87.5%）相較于原發(fā)性腫瘤中的表達(dá)（47.4%）表達(dá)量更高。ANXA2呈現(xiàn)高表達(dá)原發(fā)性RCC患者超過(guò)五年癌癥無(wú)轉(zhuǎn)移率為63.0%，超過(guò)10年無(wú)轉(zhuǎn)移率的為46.5%；而這一比率明顯低于ANXA2不表達(dá)的原發(fā)性RCC患者90.1%的5年無(wú)轉(zhuǎn)移生存率和83.6%的10年無(wú)轉(zhuǎn)移生存率[17]。由此可見(jiàn)，ANXA2可作為診斷ccRCC是否轉(zhuǎn)移的候選鑒定因子之一。

2.3 ANXA2-S100A10復(fù)合物與乳腺癌發(fā)生的關(guān)系

乳腺癌是一種惡性腫瘤，發(fā)生在乳腺腺上皮組織中，在女性身上發(fā)生率高達(dá)99%。原位乳腺癌其實(shí)并不致命，然而因?yàn)榘┘?xì)胞已經(jīng)喪失了正常的功能，易脫落后游離的癌細(xì)胞隨著血液和淋巴液在體內(nèi)移動(dòng)而發(fā)生擴(kuò)散，對(duì)女性造成致命威脅。

在對(duì)浸潤(rùn)性導(dǎo)管乳腺癌患者樣本的研究中發(fā)現(xiàn)ANXA2持續(xù)性過(guò)表達(dá)，但在正常的乳腺導(dǎo)管上皮中未檢測(cè)到存在[18]。試驗(yàn)結(jié)果提示，ANXA2可通過(guò)纖溶酶的產(chǎn)生促進(jìn)乳腺癌的侵襲，但也可通過(guò)與血管抑制素結(jié)合抑制ANXA2介導(dǎo)的纖溶酶的產(chǎn)生，從而抑制乳腺癌的生長(zhǎng)[19]。在肺癌小鼠模型中，S100A10在巨噬細(xì)胞募集到原發(fā)性腫瘤部位中發(fā)揮重要作用，如S100A10缺失，將導(dǎo)致巨噬細(xì)胞募集失敗，進(jìn)而在小鼠體內(nèi)生出更小和更少血管生成的腫瘤。這一結(jié)果提示ANXA2在早期可能是通過(guò)S100A10來(lái)激活“血管生成轉(zhuǎn)換”的作用而不是膜聯(lián)蛋白A2介導(dǎo)的。

2.4 ANXA2與頭頸癌發(fā)生的關(guān)系

頭頸癌中ANXA2的作用與前述幾種腫瘤的發(fā)生略有不同，幾種頭頸癌中如鼻咽癌（NPC）、食管鱗狀細(xì)胞癌（ESCC）、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）的ANXA2的表達(dá)是下調(diào)的。經(jīng)過(guò)對(duì)ESCC患者的樣本進(jìn)行RT-PCR和免疫組織化學(xué)分析、對(duì)NPC進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，將其與各自對(duì)應(yīng)道上皮相比，在ESCC中，ANXA2表達(dá)都顯著下降并與ESCC腫瘤分化呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，分化程度越低的惡性腫瘤，其ANXA2表達(dá)越低[20]，促進(jìn)了ESCC的惡化。而在NPC中ANXA2的下降與淋巴及轉(zhuǎn)移相關(guān)[21]。雖然以上研究結(jié)果證明ANXA2在頭頸癌中表達(dá)上調(diào)，但也有研究發(fā)現(xiàn)的結(jié)果與之矛盾。ANXA2的表達(dá)出現(xiàn)上調(diào)，但是這種上調(diào)被發(fā)現(xiàn)發(fā)生于HNSCC細(xì)胞中的轉(zhuǎn)移性腫瘤[22]。這種差異被歸因于技術(shù)差異。因此對(duì)于ANXA2在頭頸癌中的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)的爭(zhēng)論，還要更進(jìn)一步深入研究。

3 結(jié)論

腫瘤在本質(zhì)上是一種發(fā)生機(jī)制復(fù)雜的基因病，其發(fā)生與周?chē)喾N細(xì)胞因子的表達(dá)有關(guān)。ANXA2作為一種參與腫瘤發(fā)生的重要分子，已是目前腫瘤研究的熱點(diǎn)。眾多實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了ANXA2以不同的方式促進(jìn)腫瘤的發(fā)生機(jī)制，但發(fā)生機(jī)制尚未完全了解。隨著對(duì)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果更深入的研究，ANXA2在腫瘤中的發(fā)生機(jī)制將得到更完善描述，為腫瘤的診斷和靶向治療提供一種準(zhǔn)確的診斷因子和有效的治療靶點(diǎn)。