莪術醇與基質(zhì)金屬蛋白酶2及腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移的研究進展

陳海燕（綜述），徐立春（審校）

（揚州大學醫(yī)學院中西醫(yī)結(jié)合研究所，江蘇揚州 225001）

腫瘤治療是目前世界醫(yī)學難題之一，其治療方法包括手術、化療、放療、免疫、生物、中藥等綜合措施。因手術、放療、化療等治療方法都有其局限性，故高效、低毒、安全可靠的抗腫瘤藥物備受研究者的關注，尤其是近幾年對中藥單體抗腫瘤作用的研究越來越得到重視，許多學者越來越傾向于研究中藥單體對腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。郭斌等［1］研究發(fā)現(xiàn)，苦參堿明顯抑制小鼠Lewis肺癌原發(fā)瘤的生長和轉(zhuǎn)移，可能與抑制肺癌組織的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和 MMP-9蛋白表達有關。王秀峰等［2］研究發(fā)現(xiàn)，黃芩素能抑制人乳腺癌MDA-MB-231細胞侵襲和轉(zhuǎn)移，其機制可能與直接抑制細胞侵襲和遷移能力，抑制 MMP-2和MMP-9等的表達有關。臨床研究發(fā)現(xiàn)，莪術提取物莪術醇對腫瘤也具有良好的治療效果，且不良反應少［3］?，F(xiàn)對莪術醇的臨床應用及腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移進行綜述，為以后莪術醇的臨床應用提供理論依據(jù)。

1 莪術醇概述

莪術醇又名姜黃環(huán)奧醇，是姜科植物莪術的提取物，為無色針狀結(jié)晶，易溶于乙醚、氯仿，溶于乙醇，微溶于石油醚，幾乎不溶于水，在水中溶解度僅為0.3%。莪術醇是莪術揮發(fā)油抗癌、抗病毒、抗菌等作用的有效成分之一。莪術油制劑被我國1977版藥典收藏為抗癌藥物，被1995版、2000版、2005版藥典收藏為抗病毒藥［4］。目前研究發(fā)現(xiàn)莪術醇具有殺傷腫瘤細胞，誘導腫瘤細胞凋亡，抑制血管生成的作用。徐 立 春 等［5，6］研 究 表明，莪術醇可促進人胃癌BGC-823細胞增殖及誘導細胞凋亡。唐淵等［7］的研究表明，莪術醇的誘導凋亡作用，與抑制環(huán)氧化酶2 mRNA和血管內(nèi)皮生長因子mRNA的表達有關。

2 腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移

腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移是致腫瘤患者病死率高的主要原因，它是一個主動的過程，需腫瘤細胞與腫瘤基質(zhì)成分共同參與。有些學者把這一過程概括為三個步驟:腫瘤細胞與細胞外基質(zhì)的黏附;腫瘤細胞釋放或誘導釋放蛋白水解酶，降解細胞外基質(zhì);降解區(qū)域的腫瘤細胞在趨化因子的引導下轉(zhuǎn)移。大量的研究表明，細胞外基質(zhì)降解重塑平衡失調(diào)與腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移密切相關，腫瘤細胞可產(chǎn)生多種蛋白水解酶，降解細胞外基質(zhì)［8］。MMP是近年來在研究細胞外基質(zhì)合成和降解平衡中引起關注的一組酶，幾乎能降解細胞外所有成分。

3 MMPs的結(jié)構(gòu)和功能

MMPs是一個大家族，因其需要Ca2+、Zn2+等金屬離子作為輔助因子而得名，在癌細胞侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成中發(fā)揮著關鍵作用。MMPs幾乎能降解細胞外基質(zhì)中的各種蛋白成分，破壞腫瘤細胞侵襲的組織學屏障，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起關鍵性作用，從而在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移中的作用日益受到重視，被認為是該過程中主要的蛋白水解酶。Ⅳ型膠原酶為其中重要的一類，它主要有兩種形式，一種被糖化，相對分子質(zhì)量為92×103，命名為MMP-9;另一種非糖化，相對分子質(zhì)量為72×103，被稱為MMP-2。MMP-2和MMP-9是降解Ⅳ型膠原最主要的酶［9］。其在腫瘤的新生血管形成、腫瘤細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移灶的形成過程中均起重要作用［10，11］。

MMP-2基因位于人類染色體16q21，由13個外顯子和12個內(nèi)含子所組成，結(jié)構(gòu)基因總長度為27 kb，與其他金屬蛋白酶相似，MMP-2分子含有氨基末端片段、金屬結(jié)合片段及羧基末端片段，其中帶有高度保守序列PRCGV/NPD的氨基末端具有一個不配對的半胱氨酸殘基，該殘基與激活位點的鋅原子相互作用介導著MMP-2的前體狀態(tài);金屬結(jié)合片段是公認的鋅結(jié)合部位，其含旁側(cè)有2個組氨酸的保守序列HE-GH;羧基末端具有類似凝血酶的片段，該片段的具體功能尚未明確［12］。它不同于其他MMPs的一個獨特之處就是，在催化區(qū)插入了3個由58個氨基酸組成的Ⅱ型纖維結(jié)合蛋白樣重復序列。這些重復序列構(gòu)成了膠原結(jié)合結(jié)構(gòu)域，能特異性地與膠原和其他細胞外基質(zhì)分子相互作用，與明膠和彈性蛋白有高度的親和力，對降解底物時的定位非常重要，決定其作用底物的特異性，是其發(fā)揮水解酶活性所必需的結(jié)構(gòu)。MMP-2通常是以酶原的形式存在，需激活后才能酶解蛋白，能降解細胞外基質(zhì)和基底膜成分，破壞局部組織結(jié)構(gòu)、增加腫瘤誘導的血管形成，故其在腫瘤發(fā)展和侵襲的各個階段均起到作用。

4 MMP-2與腫瘤的關系

MMP-2與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移有關，活化的MMP-2定位于細胞穿透基質(zhì)的突出部位，估計其有“鉆頭”的作用。通過轉(zhuǎn)染MMP-2的激活因子膜結(jié)合型MMPs，能增強腫瘤細胞穿過基底膜基質(zhì)的功能?，F(xiàn)研究已經(jīng)證實，許多惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中始終伴隨著 MMP-2的過度表達［13，14］。

4.1 MMP-2在食管鱗癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中的表達食管癌是一種消化道癌腫，占各部位癌死亡的第2位。鄭獻召等［15］采用SP免疫組化技術檢測100例食管鱗癌及其癌旁正常黏膜組織中S100A4和MMP-2蛋白的表達，結(jié)果顯示兩者在食管鱗癌中的表達呈正相關，且與癌組織的分化程度、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關。

4.2 MMP-2在胃癌中的侵襲和轉(zhuǎn)移的表達 陳吉彩采用免疫組化SP法檢測60例胃癌組織，20例正常胃組織中MMP-2的表達，結(jié)果顯示MMP-2在胃癌Ⅲ、Ⅳ期中的陽性率高于Ⅰ、Ⅱ期，均說明了MMP-2與胃癌的生存率有關，且從結(jié)果上看出，MMP-2高表達者TNM分期晚，分化不好，并易出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［16］。黃啟普等［17］應用免疫組化法檢測25例正常為黏膜，65例不典型增生胃黏膜及71例胃癌組織中的survivin、MMP-2及nm23蛋白的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著胃癌組織分化程度的降低及浸潤深度的增加，MMP-2的表達有增高的趨勢;伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中，MMP-2的表達高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例組，說明MMP-2在胃癌的發(fā)展、浸潤和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮了重要作用。

4.3 MMP-2在肝癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中的表達 在原發(fā)性肝癌患者中MMPs的表達類型與正常肝臟區(qū)別不大，但在表達量上卻存在著較大不同，其中以MMP-2、MMP-9的增強顯得尤為突出。孫國榮收集手術切除21例大腸癌合并肝臟轉(zhuǎn)移患者的原發(fā)病灶、癌旁正常黏膜組織、肝轉(zhuǎn)移病灶及其周邊正常肝組織的新鮮組織標本，用實時定量反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應法測定各標本的MMP-2 mRNA表達，并用Western blot方法檢測其蛋白表達［18］，結(jié)果顯示在肝轉(zhuǎn)移灶、肝轉(zhuǎn)移灶周邊正常肝組織、大腸癌原發(fā)灶和正常大腸黏膜之間，全部病例的MMP-2 mRNA表達均有明顯差異，但以肝轉(zhuǎn)移灶表達最高，正常大腸黏膜表達最低，提示了MMP-2在肝轉(zhuǎn)移灶和原發(fā)灶中表達增強。鐘崇等［19］按隨訪結(jié)果將64例肝癌患者分為復發(fā)組與未復發(fā)組，采用酶聯(lián)免疫吸附和免疫組化方法檢測兩組患者的術前血清以及手術切除標本中MMP-2/MMP-9的表達情況，結(jié)果顯示復發(fā)組與未復發(fā)組相比，前者血清MMP-2/MMP-9的濃度明顯高于后者，這提示肝癌患者血清及腫瘤組織中MMP-2/MMP-9的表達水平明顯升高，與肝癌患者的術后復發(fā)相關。

4.4 MMP-2在大腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中的表達 吳濤等［20］選取300例經(jīng)手術后確診為結(jié)直腸癌的患者作為觀察組，100例健康成人血清作為正常對照組，應用酶聯(lián)免疫吸附實驗檢測血清中癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、MMP-2 和 MMP-9 的含量，結(jié)果顯示觀察組患者血清中 CEA、MMP-2和MMP-9表達量顯著高于對照組，CEA、MMP-2和MMP-9的表達量與腫瘤直徑和Dukes分期密切相關，這提示CEA、MMP-2和MMP-9可能對判斷預后有重要價值。這些相關研究都表明MMP-2與大腸癌的發(fā)生發(fā)展，特別是與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移關系密切。

5 展望

綜上所述，MMPs是一類與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移關系密切的蛋白水解酶。大多數(shù)研究表明，MMP-2在腫瘤細胞介導的細胞外基質(zhì)降解中起關鍵作用，MMP-2表達與惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移及預后密切相關。對與MMP-2密切相關的基質(zhì)蛋白降解調(diào)節(jié)機制的深入研究，將有助于對惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移機制的進一步認識。就莪術醇對腫瘤具有良好的治療效果，是否對MMP-2發(fā)生上調(diào)或下調(diào)作用有待于進一步研究，以對腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)，早期診斷，同時為將來的抗癌轉(zhuǎn)移治療方案提供方向性的目標。

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