熱激蛋白gp96在腫瘤中的研究進(jìn)展

繆志敏,駱曉峰，李正祎，張宸豪*

(吉林醫(yī)藥學(xué)院：1.2014級(jí)藥學(xué)本科班,2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,3.檢驗(yàn)學(xué)院，吉林 吉林 132013)

熱激蛋白(heat shock protein，HSP)是一組高度保守且含量豐富的蛋白質(zhì)[1]。當(dāng)機(jī)體遭受如缺血、缺氧、高溫、感染、重金屬等有害因素刺激時(shí)，HSP均可被誘導(dǎo)合成，參與細(xì)胞損傷的修復(fù)和變性蛋白的恢復(fù)等多項(xiàng)生理活動(dòng)來(lái)對(duì)抗應(yīng)激狀態(tài)[2]。在這種應(yīng)激狀態(tài)下，HSP還能參與蛋白質(zhì)的正確折疊、伸展和組裝[3]，在維持細(xì)胞蛋白自身穩(wěn)定性的同時(shí)，還能保護(hù)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的正常結(jié)構(gòu)。HSP主要的性質(zhì)為自衛(wèi)性、協(xié)同性、雙重性和伴隨性[4-5]。其中伴隨性功能主要體現(xiàn)在HSP參與了許多信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞周期進(jìn)程中重要介質(zhì)翻譯后的折疊、穩(wěn)定、激活和成熟[6]，被定義為調(diào)節(jié)靶蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的分子伴侶。HSP具有腫瘤免疫原性是在1986年小鼠腫瘤移植試驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)的[7]，繼而有學(xué)者猜測(cè)HSP本身就具有免疫原性。但從正常細(xì)胞中提取的HSP不具有抗腫瘤作用,而從腫瘤細(xì)胞中提取的HSP具有抗腫瘤作用。且從正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中提取的HSP經(jīng)cDNA克隆與測(cè)序發(fā)現(xiàn)并無(wú)差別，即兩者在基因組上沒(méi)有任何差別但在功能上卻出現(xiàn)了差異，進(jìn)而推翻了原先的假設(shè)。隨著HSP能夠結(jié)合多肽或變性蛋白發(fā)揮其分子伴侶作用被證實(shí)之后，研究者發(fā)現(xiàn)HSP結(jié)合來(lái)源于腫瘤細(xì)胞的多肽具有抗腫瘤免疫作用，而HSP本身不具備抗腫瘤作用，通過(guò)參與抗原呈遞才起作用[8]。

1 HSPgp96與腫瘤

HSPgp96因其分子量為96 kDa而得名，又稱葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94(GRP49)，是HSP90家族的重要成員之一，在真核細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中作為伴侶蛋白而廣泛存在[9]。gp96能夠與腫瘤細(xì)胞獨(dú)有的抗原短肽相結(jié)合，通過(guò)樹(shù)突狀細(xì)胞將腫瘤抗原信息呈遞給細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)，激發(fā)腫瘤特異性免疫反應(yīng)。最近在實(shí)體瘤(黑色素瘤和結(jié)腸癌等)的研究表明，腫瘤來(lái)源的HSPgp96具有免疫原性，能夠刺激腫瘤特異性CTL生成[10]。值得注意的是，HSPgp96是紫外線照射誘導(dǎo)的大鼠纖維肉瘤黑色素瘤、結(jié)腸癌、肺癌的有效治療方法[11]。此外，HSPgp96疫苗在黑色素瘤和腎細(xì)胞癌治療中的Ⅲ期臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中[12]。腫瘤的發(fā)生發(fā)展涉及多種因素和多個(gè)步驟,且治療手段單一、治療藥物毒副作用大，gp96的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑為腫瘤治療帶來(lái)了新的線索和方法。因此，對(duì)HSPpg96在腫瘤中的深入研究具有重大的意義和價(jià)值。

大量文獻(xiàn)不僅證明了HSPgp96與抗腫瘤免疫密切相關(guān)，還詳細(xì)地闡釋了其免疫學(xué)特性。此外，它作為分子伴侶，在抗原呈遞細(xì)胞結(jié)合抗原之前與腫瘤抗原形成復(fù)合物[13]，然后將HSPgp96抗原復(fù)合物通過(guò)CD91表面分子結(jié)合到樹(shù)突狀細(xì)胞中[14-15]，進(jìn)而信息被呈遞至CD8+T細(xì)胞引發(fā)特異性免疫應(yīng)答。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，從腫瘤中提純得到的HSPgp96能夠有效地啟動(dòng)腫瘤特異性CTL應(yīng)答和保護(hù)性免疫。

HSPgp96是抗腫瘤免疫的關(guān)鍵性分子。實(shí)驗(yàn)證明，HSPgp96在一些腫瘤細(xì)胞中存在著過(guò)表達(dá)的現(xiàn)象。這可能由于機(jī)體的自我調(diào)節(jié)，從而上調(diào)HSPgp96在腫瘤中的表達(dá)以應(yīng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的異常增殖[16]。所以，HSPgp96具有誘發(fā)腫瘤免疫反應(yīng)的能力，可作為抗腫瘤活性的激活劑[17]。HSPgp96還可抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗腫瘤作用[18]。雖然HSPgp96的抗腫瘤機(jī)制仍然不清楚，但其抗腫瘤效應(yīng)仍可促使它成為一種癌癥疫苗[19]，為腫瘤的治療和預(yù)后提供全新的方法和思路。除此之外，HSPgp96在其他領(lǐng)域也存在一定的效應(yīng)。Chen[20]等就通過(guò)高劑量HSPgp96誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞來(lái)預(yù)防1型糖尿病；Ding[21]等就傾向于佐劑的研究，他們通過(guò)HSPgp96來(lái)增強(qiáng)T細(xì)胞的免疫應(yīng)答;Ochayon[22]等則通過(guò)將人α1-抗胰蛋白酶與HSPgp96結(jié)合來(lái)保護(hù)內(nèi)源性HSPgp96介導(dǎo)的體內(nèi)損傷。

2 HSPgp96與肝癌

與Snai1、TGF-β等一些腫瘤轉(zhuǎn)移的誘導(dǎo)因子不同，HSP在癌細(xì)胞中表現(xiàn)出兩重性。一方面，HSP能夠促成癌細(xì)胞的發(fā)展和轉(zhuǎn)移；另一方面，它又能夠介導(dǎo)抗腫瘤免疫來(lái)抑制癌細(xì)胞形成、增殖和轉(zhuǎn)移。HSPgp96是HSP家族的重要成員，也表現(xiàn)著兩重性。肝細(xì)胞癌是最常見(jiàn)的惡性腫瘤，發(fā)病率高，治愈率低。最近的一項(xiàng)研究通過(guò)將Albumin-Cre小鼠肝臟中HSPgp96和PTEN基因有條件地刪除，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)肝臟腫瘤的發(fā)生率有所上升[23]。Rachidi認(rèn)為這種現(xiàn)象是由肝細(xì)胞表面整合素的喪失和細(xì)胞黏附以及肝祖細(xì)胞的擴(kuò)張?jiān)斐傻?，上述?shí)驗(yàn)中腫瘤的HSPgp96狀態(tài)未被檢查，這使得HSPgp96起到促癌作用或者抑癌作用未可知。這樣得出的結(jié)論必然是不準(zhǔn)確的。基于上述實(shí)驗(yàn)情況，Rachidi[24]等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：來(lái)源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的HSPgp96在維持肝臟穩(wěn)態(tài)的同時(shí)還促進(jìn)了肝細(xì)胞的癌變。另外，Tanaka[25]等通過(guò)Northern印跡法發(fā)現(xiàn)與正常肝細(xì)胞相比，肝癌細(xì)胞中的HSPgp96 mRNA明顯升高。在肝癌細(xì)胞的刺激下，HSPgp96的表達(dá)增加，通過(guò)HSPgp96的抗凋亡作用促進(jìn)肝癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是造成肝癌惡化的重要原因[26]。但是，也有學(xué)者通過(guò)提取肝癌細(xì)胞中的HSPgp96肽復(fù)合物發(fā)現(xiàn)其對(duì)肝癌細(xì)胞具有一定程度的殺傷力。

目前，HSPgp96的腫瘤抑制作用與廣泛報(bào)道的HSPgp96在人類癌癥中的過(guò)度表達(dá)和相對(duì)遲緩的臨床進(jìn)展是不相容的。HSPgp96在肝癌中的機(jī)制仍然不被所知，但是它在肝細(xì)胞癌變過(guò)程中的表達(dá)水平是不一樣的。這提示我們可以將HSPgp96作為一種信號(hào)傳遞分子，可能在探索肝細(xì)胞癌變機(jī)制和檢測(cè)肝癌的早期診斷上發(fā)揮重要作用。

腫瘤免疫治療是在手術(shù)治療、放療和化療之后新興的一種輔助治療方法。根據(jù)HSPpg96在癌細(xì)胞中的表達(dá)明顯高于正常細(xì)胞,提示HSPpg96在癌癥患者機(jī)體的免疫應(yīng)答反應(yīng)中起重要作用，也可作為癌癥的一種檢測(cè)信號(hào)。