骨橋蛋白與肝癌的研究綜述

萬幼峰（綜述） 陳玉強（審校）

廈門174醫(yī)院腫瘤中心（361003）

我國是肝癌的高發(fā)國家，肝癌的病死率占惡性腫瘤的第2位。盡管肝癌的基礎(chǔ)和臨床研究取得了很大進展，但是其機制尚未完全明了。目前，肝癌的預后仍很差，侵襲和轉(zhuǎn)移是影響其預后的兩大因素，即使完全切除的肝癌，其復發(fā)率也高達60%～70%[1]。肝癌的轉(zhuǎn)移和復發(fā)是多基因參與、多階段發(fā)展的過程，有些很小的肝癌已具有明顯的轉(zhuǎn)移潛能，個體差異很大。因此，早期預測和防止肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)是肝癌治療的中心工作。已發(fā)現(xiàn)許多分子在肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)中發(fā)揮作用，其中p16異常[2]、p53突變[3]、EGFR[4]、VEGF[5]、ICAM-1[6]等與肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)正相關(guān)，但是其敏感性和特異性不盡如人意。

近年來，許多研究表明，骨橋蛋白（Osteopontin，OPN）是一種與多種腫瘤細胞生長、增殖、浸潤、轉(zhuǎn)移和預后密切相關(guān)的生物因子[7]，是一種新的腫瘤標志物，也可能成為一種新的抗癌治療靶點。本文就OPN與肝癌的研究進展作一綜述。

1 OPN的結(jié)構(gòu)

1979年，Senger等[8]在惡性轉(zhuǎn)化的上皮細胞株中首次發(fā)現(xiàn)OPN，時稱轉(zhuǎn)化相關(guān)磷酸蛋白。1985年，F(xiàn)ranzen等[9]從骨組織中分離出一種磷蛋白，經(jīng)證實其特性與Senger等發(fā)現(xiàn)的磷酸蛋白相同，并正式命名為骨橋蛋白。

人類OPN 基因位于染色體4q13，是一個獨立編碼基因，由7個外顯子和6個內(nèi)含子組成。OPN是一種具有多種生物學活性的分泌性鈣結(jié)合酸化糖蛋白，屬于小整合素結(jié)合配體N端聯(lián)結(jié)糖蛋白家族，由近300個氨基酸組成，相對分子量44×103，富含天冬氨酸和絲氨酸殘基。OPN的一級結(jié)構(gòu)中含有特異性的RGD序列（Arg-Gly-Asp序列），它是一種黏附基序，在與其主要受體如整合素等的結(jié)合中起重要作用，從而增強細胞與細胞、細胞與基質(zhì)的黏附，介導細胞的移行。

OPN廣泛存在人體多種組織，如骨、軟骨、胃、乳腺、腎臟、前列腺、結(jié)/直腸等，正常體液中也有微量的OPN。腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程中OPN表達上調(diào)。Yeatman等[10]通過篩選12000個基因，確定OPN為臨床首選的腫瘤標志物。

2 OPN的生理功能

來源于不同細胞的OPN可能有不同的結(jié)構(gòu)特點，不同程度糖基化的OPN功能差異較大，這些因素決定了OPN在生物體內(nèi)具有多種生理功能。OPN的生理功能主要有：①介導細胞黏附[11]：OPN通過細胞黏附序列RGD和非依賴RGD序列與細胞表面的多種整合素受體（аνβ3、аνβ5、CD44ν6）結(jié)合，通過某些機制與ECM結(jié)合參與細胞的黏附、遷移和增殖；②調(diào)節(jié)礦化組織的形成與重建；③免疫應(yīng)答：OPN曾被稱為早期T淋巴細胞活性蛋白1，在細胞免疫應(yīng)答過程中，OPN是重要的也是最早期起作用的細胞因子，可加強Th1并抑制Th2的表達；同時OPN還可以通過巨噬細胞的趨化，誘導產(chǎn)生IL-12，而產(chǎn)生炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)；④通過與整合素的相互作用，以來Ca2+的方式參與細胞信號轉(zhuǎn)導；⑤通過誘導血管內(nèi)皮細胞的遷移，上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）受體效應(yīng)，促進內(nèi)皮芽生，而誘發(fā)新生血管形成[12]；⑥抑制細胞凋亡：OPN通過與細胞表面的аνβ3結(jié)合，活化NF-κB，從而抑制細胞凋亡。

3 OPN與肝癌

Coppola等[13]發(fā)現(xiàn)OPN在人類的許多腫瘤中高表達，包括肝癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、食管癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、前列腺癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌、頭頸部鱗癌等。隨后許多基礎(chǔ)與臨床研究證明，OPN與許多腫瘤的發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移、復發(fā)密切相關(guān)。近幾年，OPN與肝癌的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)移復發(fā)的關(guān)系是國內(nèi)外的研究熱點。在原發(fā)性肝癌細胞中大量合成并分泌OPN，血清中OPN也顯著升高，它通過RGD序列與整合素、CD44、VEGF、EGFR、肝細胞生長因子（HGF）、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）等相互作用促進細胞的趨化、黏附和遷移。

3.1 OPN與肝癌的發(fā)生

Tuck等[14]運用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)在鼠PAP2細胞表達反義OPN mRNA，來檢測反義OPN mRNA的表達對該細胞的致癌能力和轉(zhuǎn)移能力的影響，從而發(fā)現(xiàn)那些能表達反義OPN mRNA的癌細胞株接種到雞胚和裸鼠身上，與不表達反義OPN mRNA的癌細胞株相比較，它們致癌能力減弱或消失，即使產(chǎn)生腫瘤，其生長速度大為減慢，用Northern-blot分析發(fā)現(xiàn)這些癌細胞也沒有表達反義OPN mRNA。轉(zhuǎn)染試驗結(jié)果表明OPN的高表達可使良性腫瘤向惡性轉(zhuǎn)化，證明OPN在刺激腫瘤發(fā)生、生長過程中起重要作用。

3.2 OPN與肝癌的復發(fā)與轉(zhuǎn)移

Ye等[15]通過對伴隨轉(zhuǎn)移的人原發(fā)性肝癌的基因表達特征研究發(fā)現(xiàn)，OPN是轉(zhuǎn)移性肝癌中過表達的一個主要基因，同時在高轉(zhuǎn)移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中，OPN特異性抗體能有效阻斷肝癌細胞的侵襲性，能明顯抑制肝癌細胞在裸鼠體內(nèi)的肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生，因此推測肝癌中OPN的表達賦予細胞轉(zhuǎn)移表型。陳榮新等[16,17]將OPN轉(zhuǎn)染SMMC-7721細胞株獲得穩(wěn)定高表達OPN的細胞株，體外觀察細胞運動、侵襲能力明顯增強，經(jīng)基因芯片檢測發(fā)現(xiàn)，SMMC-7721細胞株高表達OPN后有88個腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因表達上調(diào)，6個腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因表達下調(diào)，同時用ELISA方法檢測細胞培養(yǎng)上清液，發(fā)現(xiàn)SMMC-7721細胞株高表達OPN后MMP-2、u-PA水平明顯升高，而MMP-9變化不大，與基因芯片結(jié)果相符，表明OPN可能是通過上調(diào)MMP-2、u-PA等基因表達促進肝癌轉(zhuǎn)移。近幾年，許多臨床試驗也證實OPN與肝癌轉(zhuǎn)移、復發(fā)顯著相關(guān)。Gotoh等[18]用定量PCR檢測30例肝癌臨床標本，肝癌組織OPN表達明顯高于正常組織，而且OPN表達陽性的細胞多見于癌結(jié)節(jié)周邊，臨近細胞外基質(zhì)，但OPN的高表達與腫瘤血管浸潤或肝內(nèi)轉(zhuǎn)移無關(guān)。Pan等[19]分析了240例肝癌標本OPN mRNA表達情況，證明OPN mRNA高表達與AFP升高、p53突變、大腫瘤、分期晚、分級高、早期復發(fā)或轉(zhuǎn)移以及10年生存率低有關(guān)，在早期肝癌，OPN mRNA高表達可以預測早期復發(fā)。

OPN與肝癌復發(fā)、轉(zhuǎn)移相關(guān)的可能的一些機制：①OPN通過RGD序列與腫瘤細胞表面的整合素受體аνβ3等相互作用，誘導多種激酶（如PI3、NIK、PLC、PKC、MAPK）的磷酸化與活化，這些活化的激酶進一步激活相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（如NF-κB、AP-1）進而誘發(fā)合成、分泌基質(zhì)降解相關(guān)的蛋白酶如u-PA、MMPs，從而溶解細胞外基質(zhì)屏障，最終導致細胞運動性增強，腫瘤發(fā)生浸潤轉(zhuǎn)移。②OPN與血管通透因子（VPF）和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）發(fā)揮協(xié)同作用，大大提高腫瘤細胞的遷移能力。③OPN通過誘導腫瘤細胞新生血管形成而促進腫瘤生長、轉(zhuǎn)移，新生血管不僅為腫瘤快速生長提供營養(yǎng)，而且還是腫瘤經(jīng)血液轉(zhuǎn)移的重要條件。④OPN通過抑制激活的巨噬細胞產(chǎn)生NO，使轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞易于成活。⑤OPN通過分泌途徑發(fā)揮作用。腫瘤細胞分泌的OPN 能與自身細胞表面的整合素受體結(jié)合，促進自身生長和遷移。⑥OPN介導腫瘤細胞免疫逃逸作用。

3.3 OPN與肝癌的診斷與篩查

目前臨床對肝癌的篩查與診斷主要依靠AFP，但是仍有25%～30%的肝癌患者AFP陰性，這些患者需要完善肝穿刺細胞學或組織學檢查以確診。但是肝穿刺為有創(chuàng)檢查，且加重了患者經(jīng)濟負擔，部分患者可能抗拒，另外在一些基層醫(yī)院開展受限制，這些可能會導致部分患者病情的延誤。研究發(fā)現(xiàn)，肝癌細胞產(chǎn)生大量OPN，部分釋放入血，致血漿OPN水平升高，且OPN在血漿中相對穩(wěn)定，OPN的升高與AFP并不完全一致，甚至有研究表明OPN檢測較AFP更為靈敏，至少OPN與AFP的聯(lián)合檢測能提高臨床肝癌的診斷與篩查能力。劉兵團等[20]研究表明，肝癌患者血清OPN顯著高于正常對照（P＜0.01），并根據(jù)血清OPN表達曲線分析結(jié)果將76.2μg/L作為診斷肝癌的臨床指標，其診斷肝癌的靈敏度、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為90.2%、90.6%、93.8%、85.3%。鑒于以上研究樣本量的問題，以及僅僅是單中心研究，相似的研究還不多，OPN診斷篩查肝癌的實驗室標準還需要進一步確定，但是，作為一項診斷篩查指標，OPN的價值是確鑿無疑的。

3.4 OPN與肝癌的靶向治療

肝癌的靶向治療方興未艾，近年來，立卡汀在肝癌的治療中獲得了長足的進步。OPN與肝癌發(fā)生密切相關(guān)，是其復發(fā)、轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵分子，隨著科研的進一步深入，針對OPN的治療有可能在肝癌治療領(lǐng)域取得重大突破。如運用基因工程技術(shù)針對OPN轉(zhuǎn)錄、翻譯及翻譯后水平的調(diào)控，從而調(diào)節(jié)OPN的表達，有可能改變肝癌的惡性表型，有可能降低肝癌轉(zhuǎn)移、復發(fā)的能力；隨著對OPN參與的肝癌復發(fā)、轉(zhuǎn)移的信號轉(zhuǎn)導通路的進一步研究，對其中的關(guān)鍵分子、關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行調(diào)控，可能控制肝癌的轉(zhuǎn)移、復發(fā)；陸健、曾文等[21,22]研究均表明OPN在肝癌組織中表達顯著高于肝硬化及正常肝組織（P＜0.05），且OPN的表達和HBV感染顯著相關(guān)（P＜0.05），HBV感染被公認在肝癌的起因、發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，尤其在我國更是如此，目前針對OPN與HBV關(guān)系的研究不多，規(guī)模也較小，研究也不夠深入，下一步隨著OPN與HBV關(guān)系的逐步闡明，是否可以通過抑制HBV的復制從而可以抑制OPN的表達，進而降低肝癌復發(fā)轉(zhuǎn)移風險；目前，單克隆抗體如Rituximab、Cetuximab、Bevatuximab等，在腫瘤治療中占有重要地位，體外試驗表明OPN特異性抗體能降低肝癌細胞穿透基質(zhì)的能力，另外的研究表明OPN特異性抗體能抑制高轉(zhuǎn)移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中肝癌細胞在裸鼠體內(nèi)的肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生，目前OPN與肝癌復發(fā)轉(zhuǎn)移的機制仍有待進一步闡明，且OPN有種屬特異性，OPN抗體在肝癌的臨床治療仍有相當長的一段路要走。

4 小 結(jié)

總之，OPN與肝癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，是肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)的分子標簽，隨著分子生物學的縱深發(fā)展，臨床上肝癌轉(zhuǎn)移復發(fā)預警體系將得到進一步完善，同時OPN在肝癌的臨床診斷篩查中也有著重要價值。另外，隨著研究進一步深入，針對OPN的靶向藥物的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用必將使肝癌的診治水平提高到一個新的高度。

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