TGF-β在口腔鱗狀細胞癌作用的研究進展

鄒湘渝

【摘要】轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）廣泛參與細胞的生長、分化和遷移，在口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）的進展中起至關重要的作用。了解TGF-β在口腔鱗癌的作用機制，有助于預防和治療口腔鱗癌，本文對近年來TGF-β與口腔鱗癌的關系以及TGF-β抑制劑研究進展進行綜述。

【關鍵詞】轉化生長因子β;口腔鱗狀細胞癌;藥物治療

腫瘤的浸潤和轉移是口腔鱗癌患者治療失敗和死亡率高的主要原因。而腫瘤的浸潤和轉移是一個腫瘤細胞與腫瘤微環境相互作用，涉及多步驟、多階段、多基因變化的復雜過程。因此，研究腫瘤微環境里各個因子在腫瘤轉移過程中的作用機制，并從分子生物學角度尋找腫瘤轉移的標志物從而進行靶向治療已成為目前研究的熱點。其中各種細胞分泌的轉化生長因子β廣泛參與細胞的生長、分化和遷移，在腫瘤進展中起至關重要的作用，本文就TGF-β的結構、信號通路及作用、與口腔鱗癌的相關研究進展作一簡要綜述。

1 TGF-β的發現和結構

轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）是De Larco在1978年培養小鼠肉瘤病毒細胞株的培養基中鑒定出的肉瘤生長因子，因具有細胞轉化的特性而又命名為TGF。目前認為TGF-β包括TGF-β1， TGF-β2， TGF-β3，TGF-β4四個亞型，且TGF-β1在其中占最主要地位，由兩個分子量為12.5KD的結構相似的單體通過分子間的二硫鍵連接而成的雙體，前體分子（pre-pro-TGF-β）N端含有一個信號肽，裂解后形成非活性狀態的多肽鏈前體（pro-TGF-β），pro-TGF-β通過酸化或者蛋白酶水解等途徑去除N端部分氨基酸殘基后，剩余的羧基端部分就是有活性的TGF-β。

2 TGF-β信號通路及作用

TGF-β主要通過與其受體結合形成TGF-β信號通路參與介導胚胎發育、免疫反應、骨骼形成及腫瘤進展等一系列生理病理活動。TGF-β受體有TβRⅠ、TβRⅡ、TβRⅢ 3種，均是絲氨酸/蘇氨酸激酶兩者形成的異源二聚體。TGF-β 配體與TβRⅡ結合，后者可磷酸化TβRⅠ，TβRⅡ和TβRⅠ結合后通過磷酸化細胞質介質Smad 2和Smad 3傳遞信號，Smad 2和Smad 3與Smad 4相互作用進入細胞核。在細胞核內，磷酸化的Smad 2-Smad 3-Smad 4三聚體復合物與被稱為Smad結合元件的特定DNA序列結合，調控TGF-β靶基因的轉錄，這是最經典的TGF-β/ Smad依賴性信號轉導途徑，此外，TGF-β與其受體活化后還可以通過G蛋白、有絲分裂原蛋白相關聯的非 Smad依賴性信號轉導途徑發揮效應。

3 TGF-β在腫瘤中的作用及與口腔鱗癌的相關性研究

近年來發現TGF-β在腫瘤的發生發展中是一把“雙刃劍”，在腫瘤的早期，TGF-β作為一種免疫抑制細胞因子，通過抑制生長、促進凋亡、促進細胞分化、抑制有利于腫瘤發生的炎癥來抑制腫瘤的發生[5].但在腫瘤的中晚期時，TGF-β處于過表達狀態，其表達分布與腫瘤的分期、分級以及淋巴結轉移程度呈正相關，這可能是腫瘤進展期因信號通路的因子發生變異所致，細胞抵抗TGF-β的生物學作用而表現為抑制作用的消失，腫瘤呈生長優勢，進而自身會反饋性增加TGF-β的分泌，更多地表達TGF -β。過表達TGF-β主要通過促進細胞上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）的進程，使細胞活性增加，便于腫瘤細胞侵襲和遠處轉移并形成轉移灶[5]。

TGF-β在惡性腫瘤中雙重作用同樣受用于口腔鱗癌，即初期的腫瘤抑制作用和中晚期的促進效應。早期普遍認為TGF-β在鱗狀細胞癌中少量表達，扮演著有效的上皮細胞增殖抑制因子角色.因此，當Akhurst[6]等人發現TGF-β1在化學致癌物誘導的小鼠皮膚鱗癌中過度表達時是出乎意料的，隨后他在實驗中證實了TGF-β1在小鼠皮膚鱗癌中表現出雙重作用。Lu SL[7]和Han G也分別發現TGF-β1在約78%人頭頸部鱗癌和52.9%皮膚鱗癌標本中高表達，提示過表達的TGF-β1對頭頸部鱗癌的發生發展有重要作用。越來越多的研究表明TGF-β在口腔鱗癌中高表達，其程度與口腔鱗癌的分化程度和轉移狀態有關，證實了TGF-β參與促進了口腔鱗癌的發生和轉移。因此人們開始對TGF-β在腫瘤中雙重作用的機制進行研究，早期人們將TGF-β對腫瘤的促進作用主要歸功于其促細胞EMT作用上，認為TGF-β對腫瘤細胞表型變化的調控決定它是腫瘤促進還是腫瘤抑制作用，但對于TGF-β在腫瘤促進與腫瘤抑制之間的具體轉變機制仍不清楚，兩表型的改變機制也不明確。隨著研究深入，腫瘤微環境的重要性逐漸凸顯，人們發現TGF-β信號通路不僅是上皮細胞表型轉化的重要調控因子，也參與調節與腫瘤進展密切相關的基質微環境，使我們對TGF-β在口腔鱗癌的雙重作用機制有了更深的認識。

研究表明TGF-β對早期腫瘤細胞的抑制作用主要是通過抑制c-myc表達和刺激依賴性周期蛋白激酶抑制劑（CDKI）如p21WAF1和 p15Ink4b及誘導死亡相關蛋白激酶（ DAPK） 、GADD45b、Bim等增殖抑制因子的表達來實現的。但在口腔鱗癌的中晚期，腫瘤細胞TGF-β的負性調控作用開始消失，這與腫瘤細胞的TGF-β信號通路異常有關。研究發現TGF-β RII和Smad 4在鱗癌中主要起抑癌作用，在對TGF-β生長抑制作用不敏感的頭頸部鱗癌及其他腫瘤中均出現其基因突變和缺失。當然，TGF-β/ Smad 信號通路的異常還包括其他因子的突變和缺失，Douglas等就在35例頭頸部腫瘤組織中發現約58%的腫瘤組織中TGF- β1的表達增強1.5～3.8 倍，有一種TGF- β信號傳導分子異常的腫瘤組織約占90.3%，同時有多種分子異常的腫瘤組織約占63%，如Smad7增加，Smad2、Smad3、TβRⅡ減少。TGF-β/ Smad信號傳導通路的缺失或異常，不僅導致TGF-β所引起的生長抑制效應逐漸消失，還導致上皮細胞特性的改變及影響腫瘤微環境的基因表達的改變，從而影響到腫瘤的進展。其具體機制可能是刺激血管生成、機體的免疫監控系統失活及合成適宜于腫瘤生長、侵潤及轉移的細胞外基質。如Lu等在小鼠模型中通過上調頭頸部TGF- β1，激活內皮細胞表面TGF-β1受體ALK1及其下游分子Smad1、Smad5、Smad8，促進了小鼠血管形成。Lewis的研究證實：口腔鱗癌細胞主要通過分泌TGF- β1刺激口腔正常成纖維細胞向肌成纖維細胞（myofibroblast，MFB）轉分化。后者是一種向平滑肌轉分化的成纖維細胞，可以通過分泌各種細胞因子刺激口腔鱗癌細胞的增殖，對腫瘤的發生發展具有十分重要作用。研究也發現TGF- β1可以誘導口腔鱗癌細胞中的ITGB 6活性轉錄表達，而后者的過表達在口腔鱗癌的侵襲和轉移中也起重要作用。

4 以TGF-β為靶點的腫瘤治療應用進展

鑒于TGF-β在腫瘤發生發展中所扮演的重要角色，提出阻斷TGF-β來治療腫瘤的策略和研究方向。目前有關TGF-β的抑制劑也相繼出現，包括人工抗體藥物如1D11（ CAT152、CAT192）、靶標基因抑制劑如曲貝德、小分子受體激酶抑制劑如SD-208、肽適配、去甲基化抑制劑等其他抑制劑。由于TGF-β信號的早期抑制作用限制了TGF-β抑制劑作為腫瘤靶向治療藥物的發展，使得針對TGF-β靶向治療的有效性存在一定困難，這需要我們進一步研究TGF-β在口腔鱗癌及其他惡性腫瘤組織中的作用機制，針對TGF-β靶向治療所面臨的困難也定會迎刃而解。

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