胸腺素β10與惡性腫瘤相關性的研究進展

胸腺素β10與惡性腫瘤相關性的研究進展

楊繼嵐蔣永新

(昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院云南省腫瘤醫(yī)院內一科，云南昆明650118)

關鍵詞〔〕胸腺素β10；肌動蛋白；惡性腫瘤

中圖分類號〔〕R73〔

基金項目：云南省教育廳科學研究

通訊作者：蔣永新(1968-)，女，碩士，碩士生導師，副教授，副主任醫(yī)師，主要從事腫瘤分子流行病學的研究。

第一作者：楊繼嵐(1978-)，女，碩士，主治醫(yī)師，主要從事腫瘤學研究。

胸腺素β10(Tβ10)是胸腺素β家族的一員，是一種與細胞運動有關的肌動蛋白單體結合蛋白。研究發(fā)現(xiàn)Tβ10與甲狀腺癌、乳腺癌、食管癌、胰腺癌、膽管癌、卵巢癌等惡性腫瘤關系密切。雖然惡性腫瘤的多學科綜合治療已經為患者獲取了更長的生存期及無疾病進展時間，但總體治愈率仍處于較低水平。目前Tβ10在人類腫瘤發(fā)生發(fā)展中的功能和具體作用機制尚不明確。本文簡要綜述了Tβ10的結構與分布、機制、在腫瘤組織中的表達及與腫瘤轉移的相關性研究。

1Tβ10的結構與分布

Tβ10起初通過高效液相色譜法分析被認為是哺乳動物組織中Tβ4 類似物〔1〕。Tβ10與Tβ4有85%同源性，相對分子量為4 894，基因定位于2p11.2，另有2q37通過原位雜交熒光定位〔2〕，含三個外顯子，兩個內含子，由43 個氨基酸組成，兩端各有一個α螺旋結構，中間是與Tβ4 一致的保守序列“17LKKTET22”。Tβ4是第一個分離出來的人體內β族胸腺素，在體內分布在紅細胞以外的所有細胞，廣泛存在于各種細胞當中，Tβ4與Tβ10組織分布卻有較大差異〔3〕。

1.1Tβ10與甲狀腺癌的關系研究發(fā)現(xiàn)Tβ10表達水平與甲狀腺腫瘤的惡性程度呈負相關。研究證明Tβ10在低分化甲狀腺癌中呈高表達是由Tβ10的基因表達失控造成,并非是Tβ10基因的擴增作用。Tβ10是一種新的腫瘤標志物,而且與甲狀腺腫瘤的惡性程度、分級及預后密切相關。

1.2Tβ10與食管癌的關系劉尚國等〔4〕研究發(fā)現(xiàn)Tβ10是食管鱗癌的新腫瘤標志物，利于早期診斷食管鱗癌。

1.3Tβ10與乳腺癌的關系蘭海燕等〔5〕研究發(fā)現(xiàn)Tβ4、Tβ10、Tβ15蛋白在乳腺癌的癌細胞質中呈彌漫表達，Tβ10正常的乳腺組織中不表達,而在癌旁組織中Tβ10、Tβ15也不表達，只有Tβ4在乳腺導管腺上皮細胞的胞質內低表達。即Tβ10蛋白表達與乳腺癌的淋巴結轉移呈正相關，與患者的年齡、組織分型無相關性。

1.4Tβ10與肺癌的關系谷雨妹〔6〕的研究發(fā)現(xiàn)低轉移能力細胞系(LH7)中Tβ10 mRNA表達明顯低于具有高轉移能力細胞系(BE1)和(A549)。Tβ10蛋白表達定位于細胞質內,人肺巨細胞癌低轉移細胞株(PG-LH7)細胞為低表達,PG-BE1細胞和A549細胞均為高表達。在Tβ10高表達的肺癌細胞系BE1細胞，反義cDNA重組表達質粒后,細胞BEl-as-Tβ10中mRNA相對表達量與BE1細胞相比明顯減少。因此，轉染反義Tβ10 cDNA重組表達質粒有效的抑制BE1肺癌細胞的Tβ10表達水平，降低細胞增殖、遷移和侵襲能力。

1.5Tβ10與肝癌的關系曹驥等〔7〕研究發(fā)現(xiàn)Tβ10 mRNA在正常肝組織及癌旁肝組織中的表達水平明顯高于在肝癌組織中的表達。研究觀察到Tβ10 mRNA在無門靜脈癌栓、單個腫瘤和腫瘤直徑<5 cm這些相對早期的患者中的表達水平明顯高于中晚期,表明Tβ10 mRNA在癌旁肝組織和肝癌發(fā)展的早期階段表達相對增高，隨肝癌的進展抑癌作用減低。

1.6Tβ10與胰腺癌的關系Li等〔8〕研究證實Tβ10可能是一種胰腺癌的新的標志物和新的癌癥治療靶點。胰腺癌組織和細胞中Tβ10的表達高于正常周圍組織和胰腺癌人胰腺導管上皮細胞(HPDE)。Tβ10 mRNA在胰腺癌組織中的表達整體均上升約8.9倍,使用復雜的生物測定磷酸化蛋白和細胞因子的檢測方法檢測到c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路的磷酸化和細胞因子的分泌，證實外源性Tβ10引起的JNK的磷酸化并且增加了在細胞因子白細胞介素(IL-7)和IL-8的在人胰腺癌細胞系(BxPC-3)中的分泌。

1.7Tβ10與膽管癌的關系Tβ10不表達時明顯增加細胞遷移,膽管癌細胞體外的侵襲和傷口愈合,Tβ10過表達降低細胞的遷移。Tβ10表達缺失的膽管癌細胞,反而增加脾植入膽管癌細胞裸鼠模型的肝轉移。研究表明Tβ10低表達與膽管癌在體內外轉移表型相關,這是通過激活Ras， ERK1 / 2和上調Snail和基質金屬蛋白酶(MMPs)表達而介導的。Ras GTP酶抑制劑，F(xiàn)PT抑制劑Ⅲ，有效的阻斷了與ERK1 / 2的激活、Snail的表達有關的Tβ10陰性表達和膽管癌細胞遷移。

1.8Tβ10與卵巢癌的關系研究者構建了表達Tβ10的腺病毒載體,感染卵巢癌細胞株(PA-1)和(SKOV3),結果受感染的細胞干擾F-actin纖維束,明顯降低卵巢癌細胞運動，同時引起較高比率的細胞凋亡。因此,由于Tβ10的表達缺失可能促進卵巢癌發(fā)展,表明Tβ10表達恢復可能成為卵巢癌治療新途。

2Tβ10的作用機制

惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個復雜的過程，其轉移更是一個非常復雜的生物過程。惡性腫瘤發(fā)生轉移可能需要經過脫離原發(fā)腫瘤細胞群體、黏附、降解、運動遷移、生成新生血管甚至變異等一系列復雜的過程。雖然目前對Tβ10在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用機制的研究尚不充分，但許多研究發(fā)現(xiàn)Tβ10通過其復雜的生物學功能影響了多種惡性腫瘤的發(fā)生和轉移。

2.1影響細胞運動重組Tβ10 通過截短Tβ10的C 端與G-肌動蛋白結合抑制F-肌動蛋白聚合活性。成纖維細胞過表達Tβ4、Tβ10，應力纖維大量損傷，兩者功能都是有效的肌動蛋白纖維動力學調節(jié)因子。轉染小鼠胚胎成纖維細胞(NIH 3T3)使其至少3倍的過度表達內源性Tβ10，聚合肌動蛋白增加23%～33%，而且肌動蛋白纖維變得粗壯。證實Tβ10控制組裝肌動蛋白單體參與肌動蛋白纖維絲，重排肌動蛋白，影響細胞運動。在卵巢癌研究中，卵巢癌細胞F-肌動蛋白應力纖維因為通過腺病毒過表達Tβ10而遭到破壞，顯示細胞生長受到明顯抑制，出現(xiàn)高比例細胞凋亡，提示Tβ10表達缺失可以促進卵巢癌的生長。Tβ10表達缺失顯著增加細胞遷移，膽管癌細胞體外的侵襲和傷口愈合,Tβ10過度表達則降低了細胞的遷移,因此恢復Tβ10的表達也許是治療部分惡性腫瘤的一種新策略。

在腫瘤轉移這個復雜過程中，早有研究證明細胞運動能力的增強與轉移潛能的演進具有相關性。劉從容等〔9〕研究結果發(fā)現(xiàn)Tβ10 的mRNA和蛋白表達水平在高轉移潛能的人類肺癌、黑色素瘤和乳腺癌細胞中高于相應的不轉移或低轉移能力的腫瘤細胞。研究中Tβ10 mRNA 和蛋白表達水平與腫瘤的轉移能力呈正相關,腫瘤轉移潛能的增高伴有肌動蛋白多聚體的丟失和微絲結構的解聚,微絲骨架的變化與Tβ10 的表達增高具有相關性。提示Tβ10可能對細胞微絲骨架的改變起著重要的作用,證明Tβ10 對腫瘤轉移具有的是正性作用。

2.2影響腫瘤新生血管生成多項研究顯示血管內皮生長因子(VEGF)是多種惡性腫瘤血管生成的最關鍵因素。體外試驗研究中發(fā)現(xiàn)Tβ10過度表達明顯抑制了VEGF，影響內皮細胞增殖、遷移、侵襲，影響血管發(fā)生。試驗證實Tβ10過度表達明顯抑制新生毛細血管網早期萌發(fā)。有研究顯示Tβ10可通過正向調節(jié)VEGF和VEGF-C從而誘導肺癌組織中的微血管和淋巴管形成。有研究發(fā)現(xiàn)Tβ10的過度表達直接干擾并抑制Ras下游MAPK/ERK信號通路，導致VEGF 低表達，在人卵巢癌瘤負荷的裸鼠模型中注射Tβ10，會明顯抑制其腫瘤生長及血管供應。有文獻報道胸腺素多肽對雞胚絨毛膜/尿囊膜模型血管生成的影響，Tβ10、副胸腺素、Tβ9 抑制血管的發(fā)生；Tβ4、前胸腺素、胸腺素α1促進血管的發(fā)生。

2.3影響細胞凋亡異常的細胞凋亡打破存在于細胞增殖和死亡之間的平衡，進而誘發(fā)多種疾病，比如惡性腫瘤。β族胸腺素的促進細胞凋亡性質有可能是G-肌動蛋白隱蔽作用介導的，與脫氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)的相互作用有關。研究證實Tβ10促進細胞凋亡的活性通過轉染質粒過表達的Tβ10，提高成纖維細胞的凋亡比例，抑制其細胞生長并加速凋亡。另有研究顯示，通過腺病毒載體使卵巢癌細胞過表達Tβ10，誘導卵巢癌細胞的高比例凋亡 。有研究將E-原肌球調節(jié)蛋白cDNA轉染的腫瘤細胞與Tβ10競爭/阻斷其和與肌動蛋白結合，結果逆轉了Tβ10 介導的細胞凋亡，調節(jié)細胞凋亡的穩(wěn)態(tài)，恢復了肌動蛋白裝配〔8〕。針對Tβ10與肌動蛋白結合的關鍵序列構建12個突變體，通過轉染卵巢癌細胞，檢測到12個突變體對腫瘤細胞生長抑制作用的影響各不相同。其中僅Thr20/Ser20的突變會降低卵巢癌細胞的生長抑制作用。卵巢癌細胞中Tβ10的保守序列中僅Thr20是Tβ10結合肌動蛋白的關鍵位點〔9〕。Tβ10影響細胞凋亡的具體抑癌機制尚需進一步研究。

3結語

綜上所述,Tβ10與多種惡性腫瘤關系密切，與甲狀腺癌、乳腺癌、食管癌、胰腺癌等惡性腫瘤的病理類型、分化程度、淋巴結轉移及預后密切相關。Tβ10也有可能成為一種新的，有效的抗腫瘤藥物，是否可以通過調節(jié)Tβ10的表達或功能而實現(xiàn)治療控制惡性腫瘤的目的。同時，對其深入的研究有助于進一步了解Tβ10在腫瘤侵襲轉移中的發(fā)生機制，挖掘其在惡性腫瘤早期診斷、療效預測、預后判斷及治療中的潛在應用。

4參考文獻

1Erickson-Viitanen S,Ruggieri S,Natalini P,etal. Thymosin β10,a new analog of thymosin β4 in mammalian tissues〔J〕.Arch Biochem Biophys,1983;225(3):407-13.

2Califano D,Monaco C,Santell G,etal.Thymosin beta-10 gene overexpression correlated with the highly malignant neoplastic phenotype of transformed thyroid cells in vivo and in vitro〔J〕.Cancer Res,1998;58(4):823-8.

3劉尚國,李漢臣,趙寶生,等.胸腺素β10 在食管癌中表達的病理意義〔J〕.天津醫(yī)藥,2010;38(9):743-5.

4劉尚國,李漢臣,趙寶生,等.胸腺素β10在食管癌中表達的臨床意義〔J〕.腫瘤防治研究,2010;37(7):827-9.

5蘭海燕.胸腺素β4和β10及β15在乳腺癌中的表達及意義〔J〕.中國腫瘤臨床與康復，2009;16(1):22- 4.

6谷雨妹.Thymosin β10、Thymosin β15在肺癌侵襲和轉移過程中的作用〔D〕.中國醫(yī)科大學碩士論文,2008.

7曹驥,楊春,李麗萍,等.胸腺素β10在肝細胞癌中的表達及其臨床意義〔J〕.中國癌癥防治雜志,2009;1(2):121-3.

8Li M,Zhang Y,Zhai Q,etal. Thymosin beta 10 is aberrantly expressed in pancreatic cancer and induces JNK activation〔J〕. Cancer Invest,2009;27(3):251-6.

9劉從容,楊京平,王玉平,等.胸腺素β10 在人類乳腺癌中的表達〔J〕. 中國腫瘤臨床,2004;31(9):481- 4.

〔2013-09-01修回〕

(編輯袁左鳴)