腫瘤內(nèi)皮標(biāo)志物（TEM8）及其與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展

李圣磊綜述，盧兆桐審校

根據(jù)Parkin等[1]報(bào)道，預(yù)計(jì)到2020年，全球惡性腫瘤新發(fā)病例和死亡病例將達(dá)到2 000萬和1 200萬，癌癥即成為人類健康的第一殺手。傳統(tǒng)的放、化療療效都非常有限，且常伴有難以忍受的不良反應(yīng)，因此迫切需要新的診治手段[2]。

100 多年前即已發(fā)現(xiàn)腫瘤周圍有新生血管，腫瘤血管生成這一概念是20世紀(jì)70年代由Folkman[3]提出。腫瘤血管在腫瘤形成、生長、轉(zhuǎn)移過程中具有重要的作用，它可以為腫瘤快速增殖提供營養(yǎng)。腫瘤誘導(dǎo)的新生血管生成是腫瘤進(jìn)展中關(guān)鍵的一步，被稱為“血管生成開關(guān)”[4]。在腫瘤病理?xiàng)l件下，血管調(diào)節(jié)失控是腫瘤惡性增長的主要促成因素，據(jù)此，以腫瘤血管為治療靶點(diǎn)，采取所謂“腫瘤饑餓療法”，通過對(duì)腫瘤組織及周圍血管的抑制，使腫瘤細(xì)胞無法得到充分的營養(yǎng)供應(yīng)或缺氧而死亡，進(jìn)而控制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，已經(jīng)成為腫瘤防治的一個(gè)重要途徑。

1 腫瘤血管內(nèi)皮的分子標(biāo)志

目前，多種血管內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物如 CD31、CD34、VEGFR、Tie-2等已經(jīng)被用來評(píng)估血管生成，并作為血管靶向治療的潛在靶點(diǎn)。任何實(shí)體腫瘤，甚至于血液腫瘤的大量增殖，都離不開充足的血液供應(yīng)。因此，抑制腫瘤的血管增長已成為治療腫瘤的主要策略和手段之一，其中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGFR）是目前已知相對(duì)特異的促血管生成因子。與正常組織相比，腫瘤組織VEGF含量明顯升高，其受體VEGFR表達(dá)水平也顯著升高，據(jù)此，針對(duì)VEGF和VEGFR開發(fā)了多種抗腫瘤藥物，其中Avastin（抗VEGF單克隆抗體，Genentech/Roche）抗腫瘤效果明顯，已在臨床廣泛應(yīng)用[5]。

雖然靶向血管抑制具有顯著的抗腫瘤效果，但有效的血管特異性治療靶點(diǎn)極少，大大限制了這方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和臨床藥物開發(fā)。近年來，為了尋找腫瘤血管內(nèi)皮更為特異性的標(biāo)志，St Croix 及 Carson-Walter[6，7]等先后通過實(shí)驗(yàn)，分離純化得到結(jié)直腸癌腫瘤組織血管內(nèi)皮細(xì)胞和臨近正常組織血管內(nèi)皮細(xì)胞。對(duì)其基因表達(dá)進(jìn)行基因串連比對(duì)分析（serial analysis gene express,SAGE），發(fā)現(xiàn) 9個(gè)在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞特異性表達(dá)的基因或蛋白，命名為腫瘤內(nèi)皮標(biāo)志物（tumor endothelia marker,TEM1-9）。其在分離純化的大腸腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)顯著，而在使用同樣方法純化的正常大腸組織血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá)，因此認(rèn)為TEMs是一系列新的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物。

2 TEM8的基本結(jié)構(gòu)

TEM8是細(xì)胞膜蛋白，具有明顯的受體與結(jié)構(gòu)。根據(jù)mRNA的剪切不同，TEM8有3個(gè)不同的異構(gòu)體，異構(gòu)體1是最長的異構(gòu)體，基因編碼長564個(gè)氨基酸，其胞內(nèi)段約有220個(gè)氨基酸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他細(xì)胞表面的TEMs，并且其胞內(nèi)段擁有至少7個(gè)潛在的磷酸化位點(diǎn)，異構(gòu)體2和3是異構(gòu)體1的截段體。3個(gè)異構(gòu)體的胞外區(qū)完全相同，區(qū)別在于C端的長短不同。異構(gòu)體3最短，沒有跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)，是一個(gè)可溶性蛋白，生理功能未知。

證據(jù)表明，TEM8是一個(gè)細(xì)胞膜受體蛋白：①TEM8是炭疽毒素的一個(gè)受體；②TEM8的胞外區(qū)有與整合素α2I結(jié)構(gòu)域同源性很高的vWF[8]，包含一個(gè)金屬離子依賴的黏附序列（I-domain），類似的區(qū)域在整合素中也存在，而腫瘤患者體內(nèi)整合素的表達(dá)下降導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的侵襲性上升[9]；③TEM8的胞內(nèi)區(qū)有潛在的磷酸化位點(diǎn)，大規(guī)模的腫瘤相關(guān)的磷酸化蛋白篩選研究顯示，胞內(nèi)區(qū)的多個(gè)酪氨酸可以發(fā)生磷酸化修飾[10]；④TEM8本身具有重要的生物學(xué)功能，高表達(dá)的TEM8能促進(jìn)細(xì)胞的粘附和遷移，但這些作用可以被重組的胞外區(qū)蛋白所阻斷[11]；同時(shí)，腫瘤浸潤和血管生長必須的細(xì)胞因子之一，IL-1β，能明顯誘導(dǎo) TEM8 的表達(dá)[12]。

3 TEM8表達(dá)的特異性

TEM8是TEMs家族的一種，與其它TEMs和VEGFR相比，TEM8在腫瘤血管內(nèi)皮表達(dá)更為特異，在腫瘤血管中存在，而正常組織中極少或不存在。更為重要的是，TEM8隨后被鑒定為炭疽毒素的一種受體。Duan等[13]應(yīng)用針對(duì)TEM8的抗腫瘤抗體樣蛋白，即人TEM8胞外區(qū)與人IgG FC片段的融合蛋白TEM8-FC，具有顯著地抑制腫瘤生長活性和抗腫瘤效果，說明TEM8是一個(gè)潛在的抗腫瘤靶點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，作為外源性炭疽毒素抗體，TEM8不僅在腫瘤內(nèi)皮高表達(dá)，在正在發(fā)育的胚胎的血管內(nèi)皮，甚至某些惡性腫瘤本身也高表達(dá)，提示TEM8在胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生過程中起著非常重要的作用。通過檢測(cè)成年老鼠各種組織以及兩種成年鼠種植腫瘤組織中的TEM8（mouse tumorendothelia marker8，mTEM8）的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn)，mTEM8在大多數(shù)成年老鼠的正常組織中表達(dá)較少或者不表達(dá)，但是在B16黑素瘤和HCTll6大腸癌腫瘤組織中表達(dá)豐富，與此同時(shí)，VEGFR2在正常組織和腫瘤組織中都有豐富的表達(dá)。有學(xué)者研究報(bào)道，TEM8位于大腸腫瘤的血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，而在正常的大腸組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá)[14]。尤其引人注意的是，mTEM8是mTEMs中唯一一種在成年老鼠黃體中不表達(dá)的標(biāo)志物[15]，雖然它存在于正在發(fā)育中的老鼠胚胎中，但上述的發(fā)現(xiàn)仍然使TEM8成為一個(gè)很有潛力的臨床應(yīng)用靶點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)TEM8炭疽熱毒素受體身份的確認(rèn)有助于澄清一個(gè)令人驚訝的事實(shí)，即曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)炭疽熱毒素具有潛在的抗腫瘤作用[16，17]。

4 TEM8在腫瘤中的表達(dá)及其臨床意義

St Croix等[6]使用RT-PCR的方法檢測(cè)了來源于1例正常大腸組織和大腸癌患者的純化后原代培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞中TEM8的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)TEM8在大腸腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)突出，然而在正常大腸組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞中沒有表達(dá)。Rmali等[18]使用RT-PCR和Q-RT-PCR方法，檢測(cè)了48例術(shù)后大腸癌組織和31例癌周的正常組織中TEMs的表達(dá)情況，也發(fā)現(xiàn)TEM8在大腸癌組織中的表達(dá)要明顯高于癌周的正常組織（P=0.001），TEM8的水平與大腸癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況相關(guān)。而Carson-Walter等[15]使用原位雜交的方法也確認(rèn)了TEM8在大腸癌的內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)上升的事實(shí)。Dukes C分期的患者（侵及肌層并且存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移）TEM8的表達(dá)要明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者。由此，有學(xué)者認(rèn)為TEM8在腫瘤中的表達(dá)較豐富，具有一定的特異性，而且與腫瘤患者的預(yù)后之間存在關(guān)系。但是，在臨床常見的各種實(shí)體腫瘤中TEM8的表達(dá)情況尚需進(jìn)一步的研究。

TEM8作為一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤新生血管標(biāo)志物，由于其在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的特異性以及其跨細(xì)胞膜的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，可能是一個(gè)重要的抗腫瘤治療靶點(diǎn)，令人對(duì)其產(chǎn)生很大的興趣。如選擇TEM8作為抗腫瘤血管形成治療靶點(diǎn)，可能有以下優(yōu)點(diǎn)：①不良反應(yīng)?。阂话愠扇苏＝M織極少發(fā)生血管形成，因此抗血管形成不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重不良反應(yīng)；②特異性高：腫瘤在不斷生長的過程中，幾乎均誘導(dǎo)新生血管的生成，進(jìn)而新生血管在腫瘤的生長、浸潤和轉(zhuǎn)移過程中起到十分重要的作用，TEM8作為TEMs家族中特有的一種，抗血管形成治療的特異性很高；③耐藥性低：抗腫瘤血管生長主要是針對(duì)基因型穩(wěn)定的內(nèi)皮細(xì)胞，因此很大程度上避免了腫瘤耐藥性的產(chǎn)生；④使用范圍廣：TEM8在許多實(shí)體腫瘤組織中應(yīng)該廣泛存在，作為治療靶點(diǎn)具有廣泛的適用性。

綜上所述，可見，進(jìn)行有效的腫瘤治療所面臨的最大的障礙就是不同患者個(gè)體的差異性。腫瘤細(xì)胞有許多遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的改變，尋找這些特定病例中的變化所代表的關(guān)鍵性治療靶點(diǎn)是目前腫瘤治療的一個(gè)趨勢(shì)。TEM8作為一種新生的腫瘤血管標(biāo)志物，在腫瘤的研究中有廣闊的前景，使人們對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)更加深入。但是目前，TEM8分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)和功能是怎樣的，以及其在腫瘤的診斷、治療和預(yù)后檢測(cè)方面的應(yīng)用還有待進(jìn)一步的研究和探討，這些研究和討論將使人們對(duì)于腫瘤惡性行為的判斷、指導(dǎo)治療提供有力的支持?？傊M(jìn)一步研究揭示TEM8在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程中的作用，必將對(duì)腫瘤的預(yù)防和治療產(chǎn)生重要影響。

[1]Parkin DM,Bray F,Ferlay J,et al.Estimating the world I cancer burden:Globocan 2000,Int J Cancer,2001,94(2):153-156.

[2]Parkin DM,Bray F,Ferlay J,et al.Global cancer statistics,2002,CA Cancer J Clin,2005,55(1):74-108.

[3]Folkman J.Anti-angiogenesis:new concept for therapy of solid tumor.Ann Surg,1972,175(3):409-416.

[4]Hanahan D,Folkman J.Patterns and emerging mechanisms of the angiogenic switch during tumorigenesis.Cell,1996,86(3):353-364.

[5]Tol J,Koopman M,Cats A，et al.Chemotherapy,bevacizumab,and cetuximab in metastatic colorectal cancer.N Engl J Med,2009,360(6):563-72.

[6]St Croix B，Rago C，Velculescu V，et a1.Genes expressed in human tumor endothelium.Science(Wash DC),2000,289(5482):1197-1202.

[7]Carson-Walter EB,Watkins DN,Nanda A,et a1.Cell surface tumor endothelial markers are conserved in mice and humans.Cancer Res,2001,6t(18):6649-6655.

[8]Whittaker CA,Hyness RO.Distribution and evolution of von Willebrand/integrin A domains:widely dispersed domains with roles in cell adhesion and elsewhere.Molecular Biology of the Cell,2002,13:3369-3387.

[9]Hood JD,Cheresh DA.Role of integrins in cell invasion and migration.Nat Rev Cancen,2002,2(2):91-100.

[10]A Guo,J Villén,J Kornhauser,et al.Signaling networks assembled by oncogenic EGFR and c-Met.National Acad Sciences,2008,105(2):692-7.

[11]Hotchkiss KA,Basile CM,Spring SC,et al.TEM8 expression stimulates endothelial cell adhesion and migration by regulating cell-matrix interactions on collagen.Exp Cell Res,2005,305(2):133-144.

[12]Rmali KA,Al-Rawi MA,Parr C,et al.Upregulation of tumor endothelial marker-8 by interleukin-1β and its impact in IL-1β induced angiogenesis.Int J Mol Med,2004,14(1):75-80.

[13]Duan HF，Hu XW，Chen JL，et al.Antitumor activities of TEM8-Fc:an engineered antibody-like molecule targeting tumor endothelial marker 8.J Natl Cancer Inst,2007,99(2)：1551-1555.

[14]Xuemei Yanga,Huaping Zhuc,Zhangxue Hub.Dendritic cells transduced with TEM8 recombinant adenovirus prevents hepatocellular carcinoma angiogenesis and inhibits cells growth.Vaccine,2010,28:7130-7135.

[15]Carson-WaiSt EB,Watkins DN,Nanda A,et a1.Cell surface tumor endoflaelial markers are conserved in mice and humans.Cancer Res,2001,61:6649-6655.

[16]Zhiping Ding,Kenneth AB M,Amin Arnaout,et al.Expression and purification of functional human anthrax toxin receptor(ATR/TEM8)binding domain from Escherichia coli.Protein Expression and Purification,2006,49(2):121-128.

[17]Christopher P,Michael DL,Soledad F,et al.Quantitative measurement of anthrax toxin receptor messenger RNA in primary mononuclear phagocytes.Microbial Pathogenesis,2006,41(2):193-198.

[18]Rmali KA,Ptmtis MC,Jiang WG.Prognostic values of tumor endothelial markers in patients with colorectal cancer.World J Gastroentero,2005,11(9):1283-1286.