軟骨素聚合因子在腫瘤中的研究進展△

方智化，張振寰，徐汝中，鄭海濤#

1濱州醫學院第二臨床醫學院，山東煙臺 264003

2青島大學附屬煙臺毓璜頂醫院甲狀腺外科，山東煙臺 264000

目前，腫瘤已經成為全球僅次于心腦血管疾病的第2 大死因，嚴重影響人類健康，已然成為全世界的公共衛生問題。腫瘤的復發和轉移是造成患者死亡的最主要原因，只有對發病機制有詳細了解才可能從源頭上解決目前臨床診療過程中存在的難點。因此，研究腫瘤發生發展的分子機制和生物標志物已成為廣大科研人員研究的新熱點。研究發現，軟骨素聚合因子（chondroitin polymerizing factor，CHPF）在腫瘤組織中的表達情況可以預測多種腫瘤預后，可能是一個潛在的治療靶點。CHPF 在多種腫瘤中表達上調，起到促癌因子的作用，與腫瘤的發生發展、侵襲浸潤、轉移以及預后有著重要聯系。本文就CHPF 在腫瘤中的研究進展進行綜述。

1 CHPF 的生物學特性

硫酸軟骨素（chondroitin sulfate，CS）是一種硫酸化糖胺多糖，廣泛分布于人和其他動物的結締組織中[1-2]。值得注意的是，CS 與骨關節炎[1,3]、心腦血管疾病[4]、中樞神經系統相關疾病[5]和惡性腫瘤[6]等各種疾病的調節有關。進一步分析表明，CS可能通過免疫調節和抑制血管生成發揮抗腫瘤作用[7-8]。CS 的生物合成包括幾個復雜的步驟，其中6 個糖基轉移酶參與其中[9]。CHPF 又稱硫酸軟骨素合成酶-2，是一種由775 個氨基酸組成的Ⅱ型跨膜蛋白，屬于軟骨素合成酶家族[10-12]。CHPF基因位于人類染色體2q35-q36 區域，跨越4 個外顯子區域。CHPF 是軟骨素合成酶家族成員，參與CS 骨架的延伸[13]。CHPF 的表達和活性對于CS 的生物合成和蛋白多糖的產生是必不可少的。CHPF 作為參與CS 生物合成的6 種糖基轉移酶之一，不僅在CS 的生物合成中發揮重要作用，而且在某些類型的惡性腫瘤中也具有重要的調節作用。CHPF在幾種類型的腫瘤中異常上調，并已被證明是結直腸癌[14]、頭頸部鱗狀細胞癌[15]和膠質瘤[16]的潛在促癌因子。然而，到目前為止，CHPF 在人類其他腫瘤中的功能和作用尚不清楚。

2 CHPF 與腫瘤的關系

2.1 CHPF 與腫瘤發生的關系

研究發現，與癌旁組織相比，CHPF 在肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）組織、黑色素瘤（melanoma，MM）組織、肺腺癌（lung adenocarcinoma，LUAD）組織和膽管癌（cholangiocarcinoma，CCA）組織中的表達明顯上調。同時對CHPF 表達與臨床特征關系的統計分析表明，CHPF 表達水平與HCC 分期有關[17]。此外，通過免疫組化法也發現，CHPF 在HCC、MM、LUAD、CCA 組織中高表達，在癌旁組織中低表達，并且CHPF 下調與HCC患者生存期延長也有關[18]。

關于MM 的一項研究證實，CHPF 是miRNA-1207-5p 的直接靶點，且CHPF在MM 細胞中起到癌基因的作用，并證明miRNA-1207-5p 通過靶向MM 的癌基因CHPF發揮腫瘤抑制作用[19]。CHPF在MM 組織中表達上調，且CHPF 表達與T 分期呈正相關，CHPF 可能通過影響細胞周期蛋白依賴性激酶1（cyclin-dependent kinase 1，CDK1）來調節MM 的發生和進展，從而發揮促癌作用[20]。

CHPF 在LUAD 中高表達，且CHPF 的高表達與腫瘤大小和遠處轉移相關。在LUAD 細胞中敲低CHPF可有效抑制腫瘤細胞增殖并促進腫瘤細胞凋亡，顯著抑制腫瘤生長[21]。CHPF 是通過激活或部分激活促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路來促進LUAD 細胞的惡性行為。

CCA 的體外實驗證明，敲除CHPF基因可減緩細胞生長，提高細胞凋亡率，阻滯細胞周期，抑制S/G2期細胞進展，從而抑制CCA 進展。并且，敲除CHPF基因對細胞凋亡的促進作用與多種凋亡相關蛋白的調控有關。反之，CHPF 過表達對CCA 的發生發展有促進作用。另一項關于肺癌和CCA 的小鼠體內實驗也證實了CHPF 是一種潛在的腫瘤促進劑[22-23]。

有研究使用LV-shRNA-CHPF 來檢測CHPF 在體外是否對人腦膠質瘤的發展有影響。在該研究中，首次證明CHPF 在人腦膠質瘤組織和4 個膠質瘤細胞系中高表達。下調CHPF基因在U251 細胞中的表達水平，可使細胞增殖減少，G0/G1期細胞比例明顯增加。此外，研究中還發現下調CHPF 的表達增加了膠質瘤U251 細胞的凋亡。因此，研究結果證實了CHPF 對膠質瘤U251 細胞的生長有促進作用[16]。

一項胃癌體內實驗觀察了敲除CHPF基因對腫瘤生長和Ki-67 表達的影響，證明CHPF 在體外和體內對胃癌均有促進作用；差異表達基因的富集結果和CHPF 相關相互作用網絡的分析結果表明，E2F 轉錄因子1（E2F transcription factor 1，E2F1）被確定為CHPF 的一個有前途的下游靶點；對CHPF基因敲除前后SGC-7901 細胞的高通量測序結果確定E2F1 是CHPF 的一個潛在下游效應因子，并揭示了CHPF 調控胃癌的可能機制[24]。

乳腺癌的研究發現，CHPF 的上調加劇了乳腺癌患者的不良預后，特別是在高腫瘤分期和三陰性乳腺癌（基底樣）亞群中，并且提出了CHPF 促進腫瘤微環境（tumor microenvironment，TME）中粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）的新功能。重要的是，該研究首次證明CHPF 修飾蛋白聚糖4（syndecan 4，SDC4）上的CS，這與CHPF 介導的表型有關。同時高表達SDC4和CHPF的乳腺癌患者總生存率最低，這提示了這兩個基因的協同作用。CHPF 在乳腺癌細胞中的表達增強了SDC4 上的CS 鏈，而SDC4沉默的細胞中G-CSF 蛋白水平部分下降。雖然不能排除其他硫酸軟骨蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycan，CSPG）也參與了G-CSF 在細胞表面和腫瘤組織中的聚集，但結果表明，CHPF 修飾的SDC4至少是一種捕獲細胞表面G-CSF 的CSPG[25]。另一項乳腺癌的研究首先利用癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）和Oncomine 數據庫對CHPF 在乳腺癌中的轉錄表達進行了全面的分析。結果表明，CHPF 在乳腺癌組織中表達上調，其表達與乳腺癌亞型顯著相關，表明CHPF 可能在乳腺癌的進展中起作用。研究發現，CHPF 在Ⅲ+Ⅳ期和轉移組織中的表達水平分別高于Ⅰ+Ⅱ期和非轉移組織。此外，通過評估CHPF 表達與乳腺癌患者生存時間的相關性發現，CHPF 高表達患者的總生存期較短，這與先前報道的CHPF 高表達導致肺癌患者總生存期較短的研究是一致的[22]。所有這些數據表明，CHPF 表達升高可能與乳腺癌患者總生存率較低有關[26]。

2.2 CHPF 與腫瘤浸潤和轉移的關系

CHPF 的下調顯著抑制了肝癌細胞的增殖和集落形成，并誘導肝癌細胞的凋亡，結合CHPF 在肝癌組織中的高表達，已證實CHPF 在肝癌發生發展中的潛在作用。此外，細胞表型實驗也證實CHPF基因敲除對肝癌細胞遷移和侵襲的抑制作用，提示CHPF 可能參與了肝癌的轉移[17]。另一項研究結果表明，上調CHPF 的表達可以促進肝癌細胞在體內外的生長、遷移和侵襲，而CHPF的沉默增強了HA59T 細胞的惡性程度[18]。

組織學檢測結果顯示，CHPF 具有潛在的促腫瘤作用，與腫瘤大小和遠處轉移有關，其過表達可促進細胞增殖和集落形成能力，同時抑制細胞凋亡。相應地，敲除CHPF基因表現出逆轉作用，抑制細胞和集落生長，促進細胞凋亡，導致細胞周期阻滯。通過小鼠體內移植瘤模型進一步證實了敲除CHPF基因對MM、LUAD 生長的抑制作用，并且還研究了CHPF 對MM、LUAD 細胞遷移的影響。結果表明，CHPF 過表達可顯著促進MM、LUAD 細胞的遷移能力。根據組織、細胞和動物數據得出結論，CHPF 可以促進腫瘤細胞的增殖并抑制凋亡，進而導致MM、LUAD 的進展[21]。進一步構建穩定的E2F1基因敲除細胞模型，并進行細胞功能檢測發現，E2F1基因敲除和CHPF基因敲除在胃癌的發生發展過程中具有相似的作用，包括抑制細胞增殖、集落形成和遷移能力，促進細胞凋亡。此外，E2F1基因被敲除后，CHPF 過表達對胃癌細胞增殖、集落形成、凋亡和遷移的影響也明顯減輕。根據這些結果，可以得出結論，CHPF 可能通過調節E2F1 的表達促進胃癌的發展[24]。此外，上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在MM 的發展和轉移中起著關鍵作用[27-29]。例如，Kosnopfel 等[30]證明翻譯因子Ybox 結合蛋白1（translation factor Y-box binding protein 1，YB-1）的表達和磷酸化通過影響EMT 調節MM 的致瘤性和侵襲性。另外，還檢測了幾個與EMT 相關的生物標志物的表達水平，發現敲除CHPF基因后MM 細胞中EMT 顯著受限，表明敲除CHPF基因抑制了EMT[20]。E-鈣黏蛋白和N-鈣黏蛋白是含鈣的跨膜糖蛋白，在上皮細胞黏附中起重要作用。研究表明，EMT 的進展伴隨著E-鈣黏蛋白的下調和N-鈣黏蛋白的上調，這可能導致腫瘤進展過程中侵襲和轉移的增加[31]。一項研究證明，CHPF 缺乏對細胞遷移的抑制作用也可以通過改變E-鈣黏蛋白的表達和N-鈣黏蛋白來實現[23]。

要做到內審工作和財務管理風險工作的有效結合，首先需要建立完善的風險評估體系。在我國中小型企業的實際情況中，這個風險評估體系存在著很多弊端，導致財務信息失去了準確性，為企業財務安全埋下隱患。除此之外，企業在構建風險評估體系時，只是根據自身對企業的了解進行構建，這樣過于籠統，并不能客觀地將公司的實際情況和戰略目標預期結合，導致企業在遇到風險之后不能第一時間找出問題所在，不能及時制定解決方案而蒙受損失。

研究表明，SDC4 在乳腺癌的一個亞群中過表達[32-33]，并且可以調節乳腺癌細胞的流動性[34-35]。然而SDC4的沉默并不影響CHPF 低表達的4T1 細胞（模擬轉染細胞）的侵襲能力，但能在很大程度上抑制CHPF 誘導的細胞侵襲。重要的是，CHPF和SDC4 同時高表達的乳腺癌患者總生存率顯著降低[25]。此外，還研究了CHPF基因敲除或過表達對乳腺癌細胞惡性行為的影響，發現CHPF基因缺失的MCF7 細胞在增殖、侵襲和遷移方面表現出很強的抑制作用。相反，在MDAMB-231 細胞中CHPF 表達上調則顯示出相反的結果。生物信息學研究顯示，CHPF 與轉移相關標志物波形蛋白（vimentin）、Snail1、Slug 和基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）相關。CHPF基因敲除后，vimentin、Snail1、Slug 和MMP2 的蛋白表達水平顯著降低，而CHPF 的過表達則使這些標志物的水平顯著升高。因此，可以推測CHPF 可能通過調節EMT 和MMP2 的表達促進乳腺癌細胞的侵襲和轉移[26]。

2.3 CHPF 與腫瘤治療和預后的關系

雖然CHPF在肝癌中的作用已經得到一定程度的證實，但其調控能力的潛在機制仍不清楚。一項研究闡明了CHPF在肝癌中作為促腫瘤因子的作用機制以及作為未來肝癌治療靶點的潛力[17]。另一項研究結果提示CHPF 可以修飾核心蛋白聚糖（decorin，DCN）上的CS 鏈，調節轉化生長因子-β信號轉導，從而調節肝癌細胞的惡性程度。這不僅提示了CHPF 在肝癌細胞中的病理生理作用，而且提示了CS 異常在HCC 進展過程中的重要意義。了解CS 對作為腫瘤抑制因子的DCN 以及被CS 合成酶修飾的其他蛋白聚糖（proteoglycan，PG）的生物學功能和影響，可能為開發肝癌治療藥物提供新的策略[18]。

研究證實，CHPF 是miRNA-1207-5p 的直接靶點，并且證實CHPF在MM 細胞中起癌基因的作用。miRNA-1207-5p可作為預測MM患者預后的生物標志物。丹參素通過調節miRNA-1207-5p/CHPF發揮抗MM 作用，提示丹參素可能對MM 的治療有益[19]。此外，據報道，CDK1 也與MM 有關[36]。Menon 等[37]建議將CDK1 作為SRY-盒轉錄因子2（SRY-box transcription factor 2，SOX2）的調節因子，并將CDK1 與SOX2 的相互作用確定為人類MM 的潛在治療靶點。

有關研究揭示了CHPF 在胃癌組織中表達上調，且CHPF 的高表達與預后不良有關。進一步研究表明，CHPF 可能通過調控E2F1 促進胃癌細胞增殖、集落形成和遷移，抑制細胞凋亡。因此，CHPF可能作為胃癌的預后指標和治療靶點[24]。

一些體外研究結果表明，在CHPF 介導的表型改變中存在G-CSF/骨髓來源的抑制性細胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）的獨立機制，并且攜帶SDC4 的CS 可能在乳腺癌細胞惡性轉化中起重要作用。重要的是，CHPF 和SDC4 同時高表達的乳腺癌患者總生存率顯著降低，這與假設是一致的。這項研究提示CHPF 可能通過多種途徑促進腫瘤惡性行為，SDC4 可能是CHPF 誘導乳腺癌細胞惡性行為的重要介質，這些發現提示乳腺癌可能的預后因素和治療靶點[25]。

根據組織、細胞和動物實驗得出結論，CHPF可以促進腫瘤細胞的增殖并抑制凋亡，進而導致LUAD 的進展。通過基因集富集分析（gene set enrichment analysis，GSEA）發現，CHPF 主要富集在MAPK 信號通路中，檢測MAPK 信號通路相關分子的表達和磷酸化水平，CHPF 被證實通過激活或部分激活MAPK 信號通路促進LUAD 細胞的惡性行為。而CHPF基因敲除可以顯著抑制LUAD 細胞的增殖，抑制細胞周期進程，促進細胞凋亡。研究結果表明，CHPF 是LUAD 的致癌因子，因此可以作為預后指標或治療靶點[21]。另一項研究發現，CHPF 在肺癌組織中的表達高于正常肺組織，CHPF 表達升高與總生存期縮短相關。CHPF 在體外可促進肺癌細胞的增殖、遷移和侵襲，在體內可促進腫瘤的形成。推測CHPF通過調控鈣黏蛋白1（cadherin 1，CDH1）、核糖核苷酸還原酶調控亞基M2（ribonucleotide reductase regulatory subunit M2，RRM2）、增殖標志物Ki-67（marker of proliferation Ki-67，MKI67）和腫瘤壞死因子受體超家族成員10b（tumor necrosis factor receptor superfamily member 10b，TNFRSF10B）等腫瘤相關基因介導上述作用。這些發現提供了一個概念證據，揭示了CHPF 在肺癌中的作用。這表明CHPF 是肺癌臨床治療的一個潛在治療靶點[22]。

CHPF 在人腦膠質瘤的發展過程中起著重要作用。CHPF 在人腦膠質瘤組織和4 種膠質瘤細胞系中均高表達，下調CHPF 表達可抑制膠質瘤U251 細胞增殖并誘導細胞凋亡[16]。這表明CHPF可能成為膠質瘤臨床治療的新靶點。

關于CHPF 在CCA 形成中作用的體外和體內研究證實它是一種潛在的促腫瘤因子。這些結果提示CHPF 可能在CCA 的發生發展過程中起促癌作用，可能成為未來治療CCA 的新靶點[23]。

3 小結與展望

綜上所述，CHPF 在腫瘤中高表達，且CHPF 高表達能夠促進腫瘤細胞的增殖、遷移及侵襲，在腫瘤發生發展過程中起著重要的作用，但對于在腫瘤進展過程中CHPF 具體通過何種調節機制、如何產生作用并無確切解釋，后續的研究可能會更加集中在CHPF 如何在腫瘤中發揮其調控作用，從而達到抑制腫瘤的目的。且CHPF 參與復雜的信號轉導網絡，具體某種功能所對應的信號通路尚不完整和明確，有待進一步探索。雖然目前在CHPF研究中仍存在許多需要探索的問題，但針對CHPF的靶向治療已成為一個重要的腫瘤研究方向。