多聚免疫球蛋白受體在肝細(xì)胞癌發(fā)病及診治中的作用

張 媛，陳曉蓉，2，楊宗國(guó)，2

1 復(fù)旦大學(xué)附屬公共衛(wèi)生臨床中心，2 上海市公共衛(wèi)生臨床中心，上海 201508

肝癌是世界范圍內(nèi)造成癌癥相關(guān)死亡的第四大常見(jiàn)惡性腫瘤[1]，其中肝細(xì)胞癌占原發(fā)性肝癌的75%～85%[2]。世界范圍內(nèi)，約80%的肝細(xì)胞癌是由慢性HBV和(或)HCV感染引起[1,3]，其中HBV具有致癌性且可引起機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，是慢性炎癥過(guò)程中致癌的主要驅(qū)動(dòng)因素[4]。Fc受體(Fc receptor，F(xiàn)cR)與抗體的Fc段結(jié)合，激活效應(yīng)細(xì)胞，導(dǎo)致炎性介質(zhì)釋放和細(xì)胞的吞噬與內(nèi)吞，從而清除入侵的病原體[5]。與FcR發(fā)揮免疫防御功能矛盾的是，慢性肝炎的進(jìn)展過(guò)程中，F(xiàn)cR信號(hào)加強(qiáng)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)炎癥反應(yīng)，免疫細(xì)胞的不斷浸潤(rùn)和受損干細(xì)胞的積聚，增加了癌變的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，F(xiàn)cR促進(jìn)血管生成，上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)和增加細(xì)胞存活率在受損組織中形成“促腫瘤微環(huán)境”，參與癌變過(guò)程[6]。

多聚免疫球蛋白受體(polymeric immunoglobulin receptor，pIgR)屬于FcR家族，廣泛表達(dá)于上皮細(xì)胞中，是二聚體IgA(demeric IgA, dIgA)和五聚體IgM(pentameric IgM, pIgM)的特異性受體。pIgR分布于上皮細(xì)胞基底側(cè)，介導(dǎo)dIgA與pIgM的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，并參與形成分泌型免疫球蛋白(secretory Ig, SIg)，發(fā)揮免疫效應(yīng)，抵抗病原微生物的入侵，是連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的橋梁[7]。通常認(rèn)為pIgR在黏膜免疫和抗感染免疫中發(fā)揮重要的作用[8]，但近幾年有研究[9-10]表明pIgR參與肝細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移與發(fā)展過(guò)程。本文就pIgR的結(jié)構(gòu)、功能及其在肝細(xì)胞癌中作用的研究進(jìn)展做一綜述。

1 pIgR的結(jié)構(gòu)

pIgR是一種高度糖基化的Ⅰ型跨膜糖蛋白，分子量約為120 kD。pIgR的胞外段、跨膜段和胞內(nèi)段分別由620、23和103個(gè)氨基酸組成。胞外部分有6個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中結(jié)構(gòu)域1～5為免疫球蛋白同源域，內(nèi)部包含二硫鍵。結(jié)構(gòu)域1包含與免疫球蛋白可變區(qū)相似的3個(gè)環(huán)狀互補(bǔ)決定區(qū)，形成了與免疫球蛋白結(jié)合的部位[11-12]。結(jié)構(gòu)域6為免疫球蛋白非同源結(jié)構(gòu)域，可能包含蛋白水解切割位點(diǎn)。胞內(nèi)段較長(zhǎng)，使用犬腎上皮細(xì)胞(Madin-Darby canine kidney，MDCK)系統(tǒng)研究后發(fā)現(xiàn)胞內(nèi)段具有高度保守的信號(hào)，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)分選、內(nèi)吞和胞吞作用[13]。

人pIgR基因位于1號(hào)染色體的q31～q41區(qū)，由11個(gè)外顯子組成。5′端附近發(fā)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)錄因子κB和干擾素調(diào)節(jié)因子1的結(jié)合位點(diǎn)。pIgR的主要調(diào)節(jié)劑是促炎細(xì)胞因子，INFγ和TNFα可調(diào)節(jié)pIgR的表達(dá)[13]。體內(nèi)激素水平、環(huán)境因素、細(xì)菌、細(xì)菌產(chǎn)物及病毒感染都可影響pIgR的表達(dá)水平[8]。

2 pIgR的功能

在MDCK細(xì)胞系統(tǒng)中，對(duì)pIgR介導(dǎo)多聚免疫球蛋白(polymeric immunoglobulin,pIg)的轉(zhuǎn)胞吞作用進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，pIgR以膜整合蛋白形式在上皮細(xì)胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，經(jīng)過(guò)高爾基體修飾后，以囊泡分泌并廣泛表達(dá)于上皮細(xì)胞基底側(cè)，通過(guò)J鏈與固有層漿細(xì)胞分泌的pIg非共價(jià)結(jié)合，經(jīng)歷細(xì)胞的內(nèi)吞后，轉(zhuǎn)至細(xì)胞頂端，受體的pIg結(jié)合域被絲氨酸蛋白酶內(nèi)切水解，從膜結(jié)合域脫離，形成分泌片(secretory component，SC)。SC與pIg結(jié)合成為SIg，進(jìn)入上皮的腔側(cè)，保護(hù)pIg不被蛋白酶降解，且有非特異性抗菌的作用[11]。pIgR介導(dǎo)pIg的轉(zhuǎn)運(yùn)，也是SIg的重要組成部分，直接參與分泌型免疫球蛋白A阻止抗原對(duì)上皮細(xì)胞的黏附，在胞內(nèi)中和病毒等。未結(jié)合pIg的受體經(jīng)歷穿胞運(yùn)動(dòng)后，釋放游離的SC到外分泌液中，SC與dIgA再次結(jié)合，增強(qiáng)dIgA在黏液中的穩(wěn)定性和SIg干擾與清除病原體的能力[12]。

在腫瘤的相關(guān)研究中，pIgR表現(xiàn)出新的功能。有研究[14]提示，在各種上皮起源的癌癥中，pIgR的表達(dá)水平降低，但也說(shuō)明pIgR在黏膜中表達(dá)水平的改變可能會(huì)促進(jìn)惡性轉(zhuǎn)化。相反的是，先前的一些研究[9,15]發(fā)現(xiàn)在肝細(xì)胞癌和患有肝轉(zhuǎn)移的大腸癌患者中，pIgR的表達(dá)水平上調(diào)。有研究發(fā)現(xiàn)并闡明了增加的pIgR 表達(dá)與肝細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移之間的潛在聯(lián)系[9,15]，以及發(fā)現(xiàn)了pIgR是參與肝細(xì)胞癌致癌轉(zhuǎn)化的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的一部分[10]。

3 pIgR在肝細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移、生長(zhǎng)及診治中的作用

3.1 肝細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移 當(dāng)機(jī)體受到細(xì)菌或病毒感染時(shí)，pIgR的表達(dá)增加從而發(fā)揮抗感染免疫的效應(yīng)。有研究[9,16]發(fā)現(xiàn)，在早期肝癌和HBsAg陽(yáng)性的肝癌患者中，pIgR的高表達(dá)與早期復(fù)發(fā)相關(guān)。注射pIgR高表達(dá)的MDCK細(xì)胞的小鼠與注射未處理的MDCK細(xì)胞的小鼠比較，統(tǒng)計(jì)學(xué)上有更高的肺轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)的數(shù)量，相差29.4個(gè)肺轉(zhuǎn)移結(jié)節(jié)，且pIgR的高表達(dá)通過(guò)激活Smad信號(hào)誘導(dǎo)了EMT的發(fā)生。

在細(xì)胞水平，肝細(xì)胞癌在肝細(xì)胞的腫瘤轉(zhuǎn)化中顯示了異質(zhì)性。異型上皮細(xì)胞的可塑性變化使得細(xì)胞異質(zhì)性變得更為復(fù)雜，即EMT使上皮細(xì)胞去極化分化為間充質(zhì)細(xì)胞，從而改變了可塑性[17]，成為運(yùn)動(dòng)性間充質(zhì)細(xì)胞，促進(jìn)了癌癥的侵襲和轉(zhuǎn)移[18]。癌細(xì)胞在經(jīng)歷EMT轉(zhuǎn)化后還表現(xiàn)出干細(xì)胞的特性[19]，逃脫了癌基因誘導(dǎo)的細(xì)胞早衰和凋亡[20]，且有助于免疫抑制[21]，這都說(shuō)明EMT在腫瘤轉(zhuǎn)移的早期過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

有研究[9]通過(guò)對(duì)臨床254例肝細(xì)胞癌患者的腫瘤標(biāo)本進(jìn)行相關(guān)因素的多變量分析，211例(83.1%)為HBsAg陽(yáng)性，其中pIgR高表達(dá)組98例(38.6%)。與低表達(dá)組相比，腫瘤早期復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)顯著較高，證實(shí)HBsAg相關(guān)的慢性活動(dòng)性炎癥可能會(huì)上調(diào)pIgR的表達(dá)，pIgR的高表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤的早期復(fù)發(fā)。促炎細(xì)胞因子TNFα、INFγ和IL-4等誘導(dǎo)了pIgR的表達(dá)。pIgR的過(guò)表達(dá)增加了Smad2/3的核易位，成為Smad復(fù)合體的新伴侶并募集Smad2，激活Smads信號(hào)。Smads信號(hào)激活后，通過(guò)Snail、Slug和ZEB1三個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，導(dǎo)致上皮基因表達(dá)抑制和間充質(zhì)基因表達(dá)失活，促進(jìn)EMT的誘導(dǎo)[22]。

在pIgR過(guò)表達(dá)的腫瘤標(biāo)本中檢測(cè)到上皮標(biāo)志物E-鈣黏蛋白及細(xì)胞角蛋白水平降低，而間充質(zhì)標(biāo)志物、Smad2/3的磷酸化水平升高。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Snail、Slug和ZEB1的蛋白質(zhì)水平增加，但EMT所需E-鈣黏蛋白的關(guān)鍵阻遏物Twist1/2沒(méi)有增加[9]，證實(shí)了pIgR的過(guò)表達(dá)和Smad信號(hào)傳導(dǎo)的激活，繼而導(dǎo)致EMT的誘導(dǎo)和腫瘤轉(zhuǎn)移，將肝炎相關(guān)的慢性炎癥、EMT、肝細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移聯(lián)系起來(lái)。

3.2 肝細(xì)胞癌腫瘤的生長(zhǎng) 本課題組前期研究[23]發(fā)現(xiàn)，pIgR在肝細(xì)胞癌腫瘤組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織。pIgR的活化促進(jìn)肝細(xì)胞癌腫瘤進(jìn)展過(guò)程。Yue等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在穩(wěn)定表達(dá)pIgR的MDCK和SMMC-7721細(xì)胞中，pIgR與銜接蛋白DAP12和Src激酶家族成員Yes形成復(fù)合物成為主要的信號(hào)調(diào)節(jié)劑，進(jìn)而募集脾臟酪氨酸激酶，激活GTPases Rac1和Cdc42介導(dǎo)的絲裂原激活蛋白激酶激酶/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase kinases/extracellular regulated protein kinases, MEK/ERK)下游信號(hào)傳導(dǎo)。

ERK具有多樣的致癌途徑[24]，可介導(dǎo)c-Myc誘導(dǎo)周期素依賴性蛋白激酶1和周期素依賴性蛋白激酶抑制劑的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂，延長(zhǎng)細(xì)胞周期；還可以滅活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶9促進(jìn)細(xì)胞存活，并限制細(xì)胞凋亡[25]；除此之外，ERK抑制抗凋亡蛋白抑制劑Bcl-2和Mcl-1限制細(xì)胞凋亡，阻滯線粒體外膜通透化引起的細(xì)胞凋亡[26]。因此，pIgR刺激的ERK激活產(chǎn)生大量信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增殖與存活。

3.3 肝細(xì)胞癌的診治 黃繼超等[27]研究發(fā)現(xiàn)，與目前常用的肝癌腫瘤標(biāo)志物AFP相比，血漿pIgR對(duì)于診斷原發(fā)性肝癌的敏感度更高，陰性率更低，在臨床中有更高的診斷價(jià)值。Yue等[10]研究了靶向pIgR/Yes信號(hào)級(jí)聯(lián)的治療潛力，并試圖分別用Src激酶和MEK抑制劑dasatinib與AZD6244降低腫瘤的生長(zhǎng)。攜帶MDCK異種移植瘤的小鼠均表現(xiàn)出明顯減小的腫瘤體積和延長(zhǎng)的生存期。盡管不太可能將其作為肝細(xì)胞癌的主要治療方法，但抑制這種信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)可能會(huì)為控制腫瘤大小以允許切除或移植提供更多的治療選擇。未來(lái)的研究應(yīng)探索在臨床試驗(yàn)中使用這些抑制劑的情況，且需要進(jìn)一步鑒定該信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，以確認(rèn)pIgR在肝癌發(fā)展中的作用[4]。

4 小結(jié)

pIgR通常認(rèn)為在黏膜免疫中發(fā)揮重要的作用，促進(jìn)了肝細(xì)胞癌的轉(zhuǎn)移、早期復(fù)發(fā)，以及腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化、增殖和存活。pIgR過(guò)表達(dá)激活MDCK和SMCC-7721細(xì)胞中的Smad信號(hào)并促進(jìn)EMT，從而促進(jìn)了上皮腫瘤的轉(zhuǎn)移和早期復(fù)發(fā)。同時(shí)，穩(wěn)定表達(dá)pIgR的MDCK和SMMC-7721細(xì)胞中，pIgR與銜接蛋白DAP12和Src激酶家族成員Yes形成復(fù)合物成為主要的信號(hào)調(diào)節(jié)劑，激活ERK，從多種途徑促進(jìn)了腫瘤發(fā)展。

肝細(xì)胞癌患者預(yù)后極差，外科手術(shù)切除、肝移植和經(jīng)皮局部消融為當(dāng)前主要的治療手段[1,28]。患者預(yù)后不良的一個(gè)主要原因就是手術(shù)或消融治療后的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,移植術(shù)后復(fù)發(fā)最為重要的影響因素是腫瘤的病理和生物學(xué)特性[29]。對(duì)大多數(shù)患者來(lái)說(shuō)，根治性手術(shù)后的復(fù)發(fā)尚無(wú)有效的治療選擇[30]。因此將pIgR鑒定為早期肝細(xì)胞癌患者轉(zhuǎn)移潛能的預(yù)測(cè)指標(biāo)有助于早期患者的分層和制訂治療決策，從而影響臨床結(jié)果[9]，但預(yù)測(cè)指標(biāo)的準(zhǔn)確性還需要科研人員的進(jìn)一步探索。同時(shí)，抑制pIgR介導(dǎo)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)可抑制腫瘤大小，為腫瘤切除和肝臟移植提供治療空間，或成為未來(lái)肝細(xì)胞癌診斷與治療的突破點(diǎn)。