基質(zhì)金屬蛋白酶-9及其相關(guān)因子在婦科腫瘤中的研究進展

邱文娜,張龍軍,巴彩霞

(1.包頭醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古包頭 014060；2.包頭市腫瘤醫(yī)院婦瘤科)

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基質(zhì)金屬蛋白酶-9及其相關(guān)因子在婦科腫瘤中的研究進展

邱文娜1,張龍軍1,巴彩霞2

(1.包頭醫(yī)學(xué)院,內(nèi)蒙古包頭 014060；2.包頭市腫瘤醫(yī)院婦瘤科)

近年來隨著腫瘤發(fā)生率的逐漸上升，婦科惡性腫瘤也成為威脅女性生存健康的首號殺手，據(jù)臨床統(tǒng)計學(xué)分析,腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致患者預(yù)后不佳的主要原因，約80 %的腫瘤患者死于侵襲和轉(zhuǎn)移，但目前尚未發(fā)現(xiàn)具有特異性的生物學(xué)指標(biāo)可有效預(yù)測腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移能力。因此，探尋腫瘤疾病浸潤轉(zhuǎn)移的機制，尋找對婦科腫瘤疾病侵襲、轉(zhuǎn)移有指導(dǎo)及預(yù)測作用的生物因子，已經(jīng)成為廣大婦科研究專家的研究重點。

1 基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)的生物活性

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)是Lapiere和Gross在研究蝌蚪尾巴變化時首先發(fā)現(xiàn)的。MMPs是一組鋅依賴的具有高度同源性的細胞外基質(zhì)水解酶族，其與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。通過對多種婦科腫瘤中MMps的研究可發(fā)現(xiàn)，其中與婦科惡性腫瘤關(guān)系最為密切的基質(zhì)金屬蛋白酶為MMP-9。

MMP-9又稱明膠B，是基質(zhì)金屬蛋白酶家族中非常重要的一個成員，其分子量最大約9 kD。它的主要功能是降解細胞外基質(zhì)中的Ⅳ、V型膠原和及明膠蛋白,與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[1]。腫瘤發(fā)生浸潤、轉(zhuǎn)移時，必須先破壞細胞外基質(zhì)，因為細胞外基質(zhì)可稱之為是細胞脫落游走及浸潤和轉(zhuǎn)移的第一道防線。MMP-9以酶原的形式在胞內(nèi)形成并分泌到胞外，經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程被激活，從而產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。MMP-9的活性主要受三個水平的調(diào)控：轉(zhuǎn)錄水平，酶原分泌和激活以及抑制劑的作用。其中任何一個環(huán)節(jié)被改變或是三者之間的平衡被打破，就極有可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個多因素、多階段、多因子異常表達的復(fù)雜過程，而目前研究中得出只有兩個或兩個以上功能不同的癌基因同時被激活，才可誘發(fā)出腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，本文對MMP-9及其相關(guān)因子對婦科腫瘤的發(fā)生是協(xié)同或是拮抗作用作一綜述。

2 MMP-9及其相關(guān)因子與婦科腫瘤

2.1 MMP-9和CD44V6CD44V6是一種變異型CD分子，與腫瘤細胞對周圍基質(zhì)的粘附能力有關(guān)，是一種粘附分子。CD44V6可以介導(dǎo)細胞間、細胞與細胞外基質(zhì)間的粘附作用，而MMP-9的主要作用是降解破壞細胞外基質(zhì)[2]。研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有人類惡性腫瘤內(nèi)部及周圍組織中均可檢測到MMPs活性增強和(或)表達增高。免疫組化和原位雜交研究已證明乳腺癌、結(jié)腸癌的腫瘤細胞與間質(zhì)細胞均發(fā)現(xiàn)MMP-9的表達，而腫瘤組織表達高于間質(zhì)細胞。MMP-9在間質(zhì)細胞中可表達于纖維母細胞和噬細胞等[3]。MMP-9主要表達于癌細胞胞漿中，多呈片狀彌散性分布，可呈中到強陽性表達。

孫紅[4]、Davidson[5]等的研究中均證實CD44V6和MMP-9在正常宮頸組織、宮頸上皮內(nèi)瘤變和宮頸浸潤癌組織中的陽性表達率依次升高，對兩者在宮頸癌中表達的進行Spearman等級相關(guān)分析，得出CD44V6和MMP-9兩者呈正相關(guān)。另外Davidson[5]等發(fā)現(xiàn)，正常宮頸組織、宮頸上皮內(nèi)瘤變和宮頸浸潤癌組織中基底膜的完整性依次降低，因此，我們可推測在宮頸上皮內(nèi)瘤變中MMP-9表達增強可以使癌細胞突破基底膜，從而向間質(zhì)進一步浸潤，而可能在宮頸浸潤癌組織中MMP-9過度表達使得使癌細胞向更深層的間質(zhì)浸潤，同時也可以通過向淋巴管、血管基底膜浸潤而浸潤至淋巴管和血管，最終達到遠處轉(zhuǎn)移的目的。

CD44v6與MMP-9的過表達與人類多種惡性腫瘤，如胃癌、甲狀腺癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌等的發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。高萍[6]等聯(lián)合檢測CD44v6、MMP-9在子宮內(nèi)膜癌(endometrial carcinoma，EC)中的表達，從而判斷EC惡性程度，結(jié)果顯示CD44v6和MMP-9在EC中都呈高表達狀態(tài)，且隨著惡性程度增加與其陽性表達率增高的趨勢一致，說明CD44v6和MMP-9在EC發(fā)生、發(fā)展過程中可能有協(xié)同促進作用。筆者猜測CD44v6參與子宮內(nèi)膜癌轉(zhuǎn)移的機制可能有CD44v6可能參與了癌細胞與基底膜粘附蛋白、Ⅳ型膠原酶MMP-2、MMP-9的粘附，從而為癌細胞降解細胞外基質(zhì)創(chuàng)造條件，使得癌細胞更容易從細胞巢上脫落，可得出結(jié)論CD44v6與MMP-9協(xié)同作用促進腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移。因此，我們可大膽猜測共同檢測CD44v6和MMP-9可更有效地判斷宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌的轉(zhuǎn)移潛能。

2.2 MMP-9和結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF) CTGF在人類多種組織器官中廣泛表達，具有促進細胞增殖、介導(dǎo)細胞黏附、刺激細胞遷移、促進血管生成等生物學(xué)功能。CTGF的表達與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移以及血管的生成密切相關(guān)。

肖蔚[7]等主要是研究CTGF基因?qū)θ藢m頸癌Hela細胞中MMP-2、MMP-9表達和細胞增殖的影響，結(jié)果顯示與對照組相比，該克隆的MMP-2、MMP-9的表達均增加，其機制可能與CTGF上調(diào)該細胞克隆MMP-2與MMP-9的表達后，MMP-2及MMP-9通過旁分泌或自分泌促進細胞增殖有關(guān)。

將CTGF cDNA經(jīng)脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)染人乳腺癌MCF-7細胞株，觀察MMP-2及金屬蛋白酶組織抑制劑-2(tissue inhibitor of matrix tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-2，TIMP-2)的表達及該克隆細胞增殖的改變，許斌[8]等得出CTGF可能通過增加乳腺癌細胞MMP-2表達及抑制TIMP-2的生成而起到促進乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。Bennewith等[9]報道，CTGF的高表達與胰腺癌、食管癌、膠質(zhì)瘤、乳腺癌、胃癌、宮頸癌等患者的預(yù)后差密切相關(guān)，其機制可能為腫瘤細胞自身產(chǎn)生的CTGF可促進該腫瘤細胞的生長。Aikawa等[10]報道，乳腺癌中CTGF mRNA表達水平增高，可顯著增強癌腫侵襲與轉(zhuǎn)移能力。采用細胞轉(zhuǎn)基因技術(shù)，獲得穩(wěn)定高表達CTGF的宮頸癌、乳腺癌細胞克隆。CTGF有望未來成為婦科腫瘤藥物治療中的有效靶點。

2.3 MMP-9和金屬蛋白酶組織抑制劑-1(tissue inhibitor of matrix tissue inhibitor of matrix metalloproteinase-1，TIMP-1) 腫瘤細胞分泌的MMP可降解細胞外基質(zhì)，促進腫瘤血管的形成，從而達到浸潤和轉(zhuǎn)移的目的，而正常組織能分泌一種MMP抑制劑即TIMPs，可特異性抑制MMPs的活性。TIMPs是MMPs活化的必備條件，缺之則相應(yīng)的MMP不能活化，但過量則抑制MMPs活化。因此，目前認(rèn)為MMP/TIMPs的平衡是維持細胞外基質(zhì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素。Sheu等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在宮頸鱗癌中MMP-9的表達升高，且隨著病程不斷進展，其表達率逐漸升高，而且MMP-9活性和淋巴管浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。南云澤等[12]探討MMP-9及TIMP-1在宮頸鱗癌組織中的表達，MMP-9在宮頸癌組織中表達水平的上調(diào)和TIMP-1的相對弱表達在宮頸鱗癌浸潤和轉(zhuǎn)移中起重要的作用。

另外，MMP-9和TIMP-1可能參與了滋養(yǎng)細胞疾病的浸潤和血管生成,隨著滋養(yǎng)細胞腫瘤惡性程度的增加MMP-9表達上調(diào)而TIMP-1表達下調(diào)。MMP-9/TIMP-1比值的改變可引起滋養(yǎng)細胞疾病的惡變和轉(zhuǎn)移,MMP-9/TIMP-1可有望成為臨床早期預(yù)測滋養(yǎng)細胞疾病的惡變及預(yù)防性化療的指標(biāo)。MMPs/IMPs比例的改變也可能是滋養(yǎng)細胞疾病發(fā)生妊娠高血壓綜合征的原因之一。絨毛膜促性腺激素可能影響葡萄胎TIMP-1的表達,MMP-9與葡萄胎患者的年齡和刮宮次數(shù)有關(guān)。另外MMPs/TIMPs與腫瘤轉(zhuǎn)移的相關(guān)性已在乳腺癌研究中得到證實。有報道TIMP的超表達與惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移行為呈正相關(guān)[13]。TIMP-1對腫瘤的侵襲既有保護作用又有抑制作用，這依賴于腫瘤的TIMP-1的基因型而不是宿主本身，因此TIMP-1對于腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移是一個雙向的調(diào)節(jié)因子。由此推測，腫瘤細胞內(nèi)的平衡系統(tǒng)失調(diào)，使得癌組織具備異常分泌MMPs的能力。在正常的組織細胞中既可分泌MMP-9，又可分泌其抑制劑TIMP-1，其二者之間存在一種動態(tài)平衡，一旦此平衡被打破，腫瘤就易發(fā)生浸潤和轉(zhuǎn)移。故聯(lián)合檢測MMP-9/TIMP-1對判斷宮頸癌、卵巢癌、滋養(yǎng)細胞疾病侵襲性較單一檢測更有價值?？傊?，MMP-9表達水平的明顯上調(diào)和TIMP-1相對弱表達在婦科腫瘤發(fā)生及浸潤轉(zhuǎn)移中起到了重要的作用。

2.4 MMP-9和人類乳頭狀瘤病毒(human papilloma virus，HPV)感染 HPV是一種嗜上皮性腫瘤病毒，已發(fā)現(xiàn)的約100多種亞型，根據(jù)其病毒的致病性，可分為低危型和高危型，低危型主要參與性傳播疾病，而高危型與腫瘤形成相關(guān)。90 %的宮頸癌患者伴有HPV感染。目前研究顯示與HPV陰性的宮頸癌患者相比，MMP-9在HPV陽性患者的表達增高，研究還發(fā)現(xiàn)HPV轉(zhuǎn)染的細胞能夠直接影響MMP-9的活性，在宮頸癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。自1990年Band等[14]在實驗室中發(fā)現(xiàn)HPV1618型可永生化正常人乳腺上皮細胞，HPV感染與乳腺癌的關(guān)系便受到人們的極大關(guān)注。丁小文[15]等采用原位雜交法檢測乳腺癌患者HPV1618蛋白表達水平探討HPV與乳腺癌發(fā)生之間的關(guān)系，以期為臨床治療和預(yù)防提供理論依據(jù)，結(jié)論乳腺癌患者HPV1618感染陽性率較高與乳腺癌發(fā)生密切相關(guān)，不同分型的乳腺癌患者間HPV1618感染差異無統(tǒng)計學(xué)意義。HPV感染與MMP家族之間的關(guān)系密切，但關(guān)于二者與宮頸癌、乳腺癌的研究相對較少，具體機制尚需進一步研究。

綜上所述，MMP-9及上述相關(guān)因子與婦科腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，這表明MMP-9及其相關(guān)因子的聯(lián)合檢測可作為監(jiān)測婦科腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的重要指標(biāo)，為婦科腫瘤的治療與防治提供新的思路。

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巴彩霞

2015-09-29)