接觸蛋白1與惡性腫瘤

張昊萌 綜述 李長忠,2△ 審校

(1山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院;2山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院,濟(jì)南 250021)

癌癥是死亡率最高的疾病之一，嚴(yán)重阻礙了預(yù)期壽命的延長和生活質(zhì)量的提高。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，2019年死于癌癥的患者人數(shù)已超過心腦血管疾病。目前，已發(fā)現(xiàn)多種參與腫瘤生長、增殖、浸潤、轉(zhuǎn)移的通路及相關(guān)因子。接觸蛋白1(contactin-1，CNTN-1)作為一種廣泛參與細(xì)胞周期、微血管生成、淋巴管增殖、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化等途徑的蛋白，在惡性腫瘤發(fā)病中起到重要作用，也為未來治療方案的研發(fā)及選擇提供新的思路。

1 CNTN-1結(jié)構(gòu)和功能

CNTN-1是免疫球蛋白(Ig)超家族contactin亞群，是一種糖基化磷脂酰肌醇(GPI)-錨定的神經(jīng)元膜蛋白，在人腦和神經(jīng)組織中大量存在。最早是在測定植物血凝素結(jié)合糖蛋白Gp135的氨基酸序列時(shí)發(fā)現(xiàn)，主要存在于細(xì)胞漿中[1-3]。CNTN-1蛋白上游基因定位在染色體12q11-q12[4]，分子量約135KDa，主要由6個(gè)免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域，4個(gè)Ⅲ型纖維連接蛋白樣(fibronectintype Ⅲ-like，F(xiàn)N Ⅲ-like)片段以及GPI構(gòu)成[5]。

CNTN-1蛋白最初被認(rèn)為是一種神經(jīng)細(xì)胞黏附因子，可以與多種細(xì)胞表面蛋白相互作用，如，Ig超家族中的L1家族(L1、NrCAM 和神經(jīng)肌成束蛋白)、RPTPα、RPTPβ、Notch受體等，并通過多種信號通路發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的作用。研究多數(shù)集中在神經(jīng)系統(tǒng)方向，其主要功能包括促進(jìn)神經(jīng)元軸突生長，調(diào)節(jié)神經(jīng)元纖維生長方向；在大腦發(fā)育的早期，腦室下區(qū)的神經(jīng)前體細(xì)胞增殖依賴于CNTN-1蛋白的調(diào)控；也可能在神經(jīng)細(xì)胞的增殖、分化的細(xì)胞骨架重塑過程中起到重要作用[6];CNTN-1蛋白的表達(dá)水平可能也與疼痛相關(guān)[7]。

2 CNTN-1蛋白與惡性腫瘤

2.1 CNTN-1在惡性腫瘤中的表達(dá)情況

CNTN-1蛋白作為一種參與腫瘤形成過程的相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白，在多種人類腫瘤細(xì)胞中存在過表達(dá)，如肺腺癌、乳腺癌、食管癌、肝癌、胃癌、甲狀腺癌、宮頸鱗癌等，并有相關(guān)證據(jù)提示可能與預(yù)后及疾病轉(zhuǎn)歸相關(guān)[8]

CNTN-1蛋白在正常組織、癌周正常組織及癌組織中表現(xiàn)出不同的表達(dá)水平，CNTN-1蛋白在多種組織來源的惡性腫瘤中高表達(dá)，提示CNTN-1蛋白可能為癌組織的特征表達(dá)產(chǎn)物，在腫瘤的疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。見表1。

表1 CNTN-1在正常組織、癌周正常組織和癌組織中的表達(dá)陽性率(%)

2.2 CNTN-1蛋白促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制

2.2.1調(diào)節(jié)細(xì)胞周期 細(xì)胞周期調(diào)控是一系列復(fù)雜的機(jī)制，涉及多種細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶、細(xì)胞周期檢查點(diǎn)和細(xì)胞周期信號通路的調(diào)控[9]。其中一種或多種調(diào)控機(jī)制發(fā)生異常，則有可能出現(xiàn)細(xì)胞增殖的不可控，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞癌變。CNTN-1蛋白在近期多項(xiàng)研究中被證實(shí)通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，通過上調(diào)或下調(diào)CNTN-1的表達(dá)量，起到促進(jìn)細(xì)胞周期或抑制細(xì)胞周期的作用[10-12]。

在腫瘤細(xì)胞株中上調(diào)CNTN-1蛋白的表達(dá)可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖能力以及遷移侵襲能力，而降低其表達(dá)，癌細(xì)胞株的增殖速度、集落形成能力明顯下降，且在基因沉默組中可觀察到腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)G1期阻滯的現(xiàn)象[10]。說明CNTN-1蛋白可能通過某些機(jī)制促進(jìn)穩(wěn)定細(xì)胞向不穩(wěn)定細(xì)胞轉(zhuǎn)化，促進(jìn)穩(wěn)定細(xì)胞由G0期進(jìn)入G1期；也可能通過加速G1期細(xì)胞RNA復(fù)制、核糖體合成速度縮短細(xì)胞周期，實(shí)現(xiàn)加快腫瘤細(xì)胞增殖。目前,相關(guān)作用機(jī)制尚未發(fā)現(xiàn)和證實(shí)。

惡性程度更高、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率更高、預(yù)后更差的三陰乳腺癌中CNTN-1蛋白的表達(dá)陽性率遠(yuǎn)高于非三陰乳腺癌。三陰乳腺癌中CNTN-1的表達(dá)與 Ki-67表達(dá)有一定的相關(guān)性[11]。Ki-67是一種位于細(xì)胞核、與細(xì)胞周期密切相關(guān)的因子，特點(diǎn)是半衰期較短，是常見表示細(xì)胞增殖能力與凋亡的指標(biāo)，與腫瘤惡性程度成正相關(guān)[11]。Ki-67在G1、S、G2、M期均表達(dá)，而CNTN-1蛋白主要在G1期發(fā)揮作用，雖然現(xiàn)在已有證據(jù)不足以證實(shí)且明確Ki-67與CNTN-1蛋白的相互作用和調(diào)節(jié)機(jī)制，但可以推測Ki-67與CNTN-1蛋白在腫瘤發(fā)生過程具有協(xié)同作用，且CNTN-1蛋白高表達(dá)可能與腫瘤侵襲性高、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后差密切相關(guān)。

另在甲狀腺癌的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)CNTN-1蛋白發(fā)揮作用，可能是通過RET/PTC3(Ret proto-oncogen Ret-activating protein ELE1)重組基因?qū)崿F(xiàn)的，如果敲除CNTN-1蛋白上游基因可以有效抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲，并且抑制細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1，CCND1)的表達(dá)[12]。通過影響Cylcin D1的表達(dá)，CNTN-1蛋白可調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞生長周期，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和生長[12]。

因此，CNTN-1蛋白在促進(jìn)穩(wěn)定細(xì)胞向不穩(wěn)定細(xì)胞轉(zhuǎn)化、在G0-S期多環(huán)節(jié)調(diào)整細(xì)胞生長周期、促進(jìn)不穩(wěn)定細(xì)胞增殖來實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的快速擴(kuò)增，并通過與Ki-67協(xié)同表達(dá)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞對周圍組織的侵襲和轉(zhuǎn)移。在未來的機(jī)制研究及相關(guān)藥物研發(fā)中，存在通過特異性阻滯CNTN-1蛋白的表達(dá)阻滯腫瘤組織細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)治療的可能。

2.2.2調(diào)節(jié)VEGF-C相關(guān)基因表達(dá) VEGF是一種具有重要的促血管生成活性的生長因子，對內(nèi)皮細(xì)胞具有促進(jìn)有絲分裂和抗凋亡、增加血管通透性、促進(jìn)細(xì)胞遷移等作用，與實(shí)體腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[13]。

CNTN-1的表達(dá)與VEGF-C、HIF-1α的表達(dá)存在相關(guān)性[8]。CNTN-1可能是腫瘤細(xì)胞VEGF-C/FIT-4機(jī)制的下游效應(yīng)因子之一。部分快速增殖的腫瘤細(xì)胞可能存在由于血供不足導(dǎo)致的缺氧，缺氧會誘導(dǎo)HIF-1ɑ因子地過表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)VEGF-C表達(dá)提高以形成腫瘤供氧、提供營養(yǎng)物質(zhì)的微小血管[8]。VEGF-C也可通過激活Scr-p38 MAPK 介導(dǎo)的C/EBP依賴信號通路的表達(dá)來增加CNTN-1的轉(zhuǎn)錄活性進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移[14]。CNTN-1上游基因上有C/EBP的結(jié)合位點(diǎn)，在VEGF-C表達(dá)增加后，C/EBP與CNTN-1啟動子的相對結(jié)合量顯著增高[14]，提高了CNTN-1蛋白的表達(dá)，繼而增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移性和侵襲性[15]。

CNTN-1表達(dá)增加也可促進(jìn)VEGF-C的表達(dá)，進(jìn)而引起VEGF-C與VEGFR-3相對結(jié)合量的增加，多種腫瘤的增殖、生長、浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況和VEGF-C/VEGFR-3基因過表達(dá)存在相關(guān)性[16]。VEGF-C通過ERK1/2和AKT信號通路，從而觸發(fā)絲裂原活化蛋白激酶級聯(lián)反應(yīng)(mitogen-activated protein kinase，MAKP)，刺激淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增生；也可通過VEGFR-3酪氨酸殘基Y1063發(fā)生磷酸化，誘導(dǎo)募集半胱氨酸的類受體蛋白激酶(cysteine-richreceptor-like kinase，CRK)Ⅰ/Ⅱ，使 c-Jun 氨基末端激酶 1/2(c-Jun N-terminal kinases1/2，JNK1/2)活化，促使毛細(xì)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖，從而促進(jìn)新生淋巴竇和淋巴管的生成,提高腫瘤周圍淋巴管的密度，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞通過淋巴道轉(zhuǎn)移[17]。VEGF-C/Flt-4 誘導(dǎo)的 CNTN-1 表達(dá)提高，通過與細(xì)胞膜上的小GTP結(jié)合蛋白RhoA作用介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)絲狀肌動蛋白重排，并在遷移細(xì)胞中不斷解聚和聚合，增強(qiáng)細(xì)胞侵襲，對細(xì)胞遷移運(yùn)動至關(guān)重要[18]。

CNTN-1蛋白促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的作用也可通過VEGF-C/VEGFR-3通路激活Notch/絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(serine/threonine protein kinose,AKT)信號通路實(shí)現(xiàn)，可抑制上皮性鈣黏蛋白(E-cadherin)上游基因的轉(zhuǎn)錄，并且誘導(dǎo)E-鈣黏蛋白與β-catenin復(fù)合物發(fā)生分解，破壞細(xì)胞間黏附、降低淋巴管壁的屏障功能、增加其通透性，提高腫瘤細(xì)胞通過淋巴系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移率[17]。

CNTN-1蛋白過表達(dá)作為VEGF-C相關(guān)通路發(fā)揮作用的促進(jìn)因素可能是某些惡性腫瘤通過淋巴道轉(zhuǎn)移的重要原因之一，在今后惡性腫瘤治療新方案的研究中可能提供一個(gè)新的檢測和治療靶點(diǎn)。同時(shí)，通過靶向調(diào)控CNTN-1蛋白的表達(dá)，進(jìn)而起到調(diào)控VEGF-C的作用，為治療癌癥術(shù)后淋巴轉(zhuǎn)移和淋巴水腫的患者提供新的治療策略。

2.2.3調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9表達(dá)水平 MMP在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中具有重要作用，通過降解細(xì)胞外基質(zhì)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞浸潤和侵襲。MMP的表達(dá)水平可受到CNTN-1蛋白地過表達(dá)和抑制的影響，CNTN-1過表達(dá)可促進(jìn)MMP-2和MMP-9的表達(dá)，而CNTN-1上游基因的表達(dá)抑制可有效降低MMP-2和MMP-9的表達(dá)，因此，通過增加或者降低細(xì)胞外基質(zhì)的降解可影響腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移能力[19]。目前，CNTN-1調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9表達(dá)的具體分子機(jī)制尚不明確。

2.2.4影響上皮細(xì)胞-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程 上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithalial-mesenchymal transition，EMT)是指上皮細(xì)胞通過特定的程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)細(xì)胞表型的生物學(xué)過程[20]。在病理狀態(tài)下，腫瘤細(xì)胞可以重新激活EMT程序，通過EMT，上皮細(xì)胞失去了細(xì)胞極性，失去了與基底膜的連接等上皮表型，獲得了較高的遷移與侵襲、抗凋亡和降解細(xì)胞外基質(zhì)等能力的間質(zhì)表型。因此，EMT被認(rèn)為是癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移過程中的關(guān)鍵機(jī)制，并導(dǎo)致抗腫瘤藥物耐藥性。

EMT參與某些耐藥癌細(xì)胞中腫瘤干細(xì)胞表型的形成，參與PI3K/Akt信號通路，也參與癌細(xì)胞產(chǎn)生對多西他賽的耐藥性[21]。在此過程中，CNTN-1也發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用。在研究前列腺癌對多西他賽耐藥性機(jī)制的實(shí)驗(yàn)中[22]，發(fā)現(xiàn)通過降低抗多西他賽前列腺癌細(xì)胞中CNTN-1蛋白的表達(dá)，可以顯著增加前列腺腫瘤細(xì)胞對多西他賽的藥物敏感，并增加腫瘤細(xì)胞凋亡率。并且，可以在CNTN-1蛋白高表達(dá)組觀察到與EMT有關(guān)的形態(tài)學(xué)變化。CNTN-1蛋白上游基因的抑制降低了間充質(zhì)標(biāo)志物的表達(dá)水平，但會增加上皮細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)。因此，敲除CNTN-1基因會阻礙抗多西他賽的前列腺癌細(xì)胞的增殖和EMT過程，起到抑制腫瘤增殖的作用。

在肺腺癌的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，CNTN-1重塑細(xì)胞肌動蛋白的骨架以及調(diào)節(jié)局部粘連結(jié)構(gòu)的功能對于癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和浸潤過程是必需的[23]。與EMT過程相關(guān)的腫瘤細(xì)胞的藥物抵抗作用可能是通過細(xì)胞遷移能力的增加、獲得腫瘤干細(xì)胞表型和細(xì)胞凋亡抵抗來實(shí)現(xiàn)的[23]。在既往的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，CNTN-1蛋白在藥物抵抗細(xì)胞中的表達(dá)高于腫瘤祖細(xì)胞，說明腫瘤干細(xì)胞有很高的遷移能力和抵抗凋亡的能力，也可說明，抑制CNTN-1上游基因的表達(dá)可以增強(qiáng)癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性，促進(jìn)由鉑類藥物引起的腫瘤凋亡過程，進(jìn)而引起對腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的阻擋[24]，實(shí)現(xiàn)化療藥物對腫瘤病變的治療效果。

CNTN-1蛋白可能通過EMT過程在腫瘤進(jìn)展中發(fā)揮作用,腫瘤細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移則是CNTN-1過表達(dá)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[25]。相關(guān)研究認(rèn)為，CNTN-1發(fā)揮上述功能主要通過作為VEGF-C/FLt-4軸的下游效應(yīng)分子，通過抑制PHLPP2信號介導(dǎo)的AKT去磷酸化降解E-鈣粘著蛋白過程實(shí)現(xiàn)的[26]。這一傳導(dǎo)通路可以影響EMT過程，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、浸潤過程，可能與腫瘤細(xì)胞與順鉑的耐藥性有關(guān)。另有研究認(rèn)為CNTN-1蛋白通過RET/PTC3(Ret原癌基因和Ret-激活蛋白ELE1)重排基因調(diào)節(jié)來發(fā)揮作用的[27]。CNTN-1蛋白可能是EMT過程中最重要的黏附變化分子之一，是EMT過程重要的生物標(biāo)志物和未來治療靶點(diǎn)。

3 CNTN-1蛋白水平與多種腫瘤的預(yù)后關(guān)系

多項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CNTN-1蛋白的表達(dá)水平與患者預(yù)后相關(guān)，低表達(dá)患者的無瘤生存期、總生存期、3年及5年生存率均超過高表達(dá)患者，且存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[8,28-29]。這提示CNTN-1蛋白的表達(dá)水平可能和患者的預(yù)后相關(guān)，并提供了作為觀測指標(biāo)檢測疾病進(jìn)展的指標(biāo)的可能。

在宮頸癌患者中，CNTN-1蛋白低表達(dá)組的無瘤生存期約為(39.842±2.152)個(gè)月，而高表達(dá)組患者僅為(30.759±1.693)個(gè)月，明顯低于低表達(dá)組，兩組患者無瘤生存期的差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[8]。

在肝細(xì)胞肝癌的患者中，CNTN-1高表達(dá)組患者的總生存期約為(19.96±9.39)個(gè)月，低于低表達(dá)組患者的(31.27±11.45)個(gè)月，兩組患者總生存期的差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。此外 CNTN-1高表達(dá)患者的無疾病生存期為(13.61±8.63)個(gè)月，低于低表達(dá)組患者(24.51±10.41)個(gè)月。多重變量分析表明CNTN-1表達(dá)量的高低是影響HCC患者總生存期和無疾病生存期的獨(dú)立預(yù)后因素[28]。

在38例CNTN-1蛋白表達(dá)陽性的胃癌患者中，3年和5年生存率分別是46.1%和23.0 %,在29例表達(dá)陰性患者中則分別為76.7%和57.0%。Kaplan-Meier 生存曲線顯示,胃癌患者的術(shù)后生存率與CNTN-1蛋白表達(dá)相關(guān),具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[29]。

綜上所述，雖有多項(xiàng)研究證實(shí)CNTN-1蛋白與預(yù)后相關(guān)，不同的表達(dá)水平可能會影響患者生存期長短，但由于入組患者數(shù)量較少、觀察時(shí)間較短、治療方案選擇不一致、腫瘤分期不同已經(jīng)患者個(gè)體之間的差異性對患者生存期存在不可忽視的影響，可能存在一定的偏倚，仍有待進(jìn)一步更大樣本量的臨床觀察。另外，探討CNTN-1蛋白與患者預(yù)后的關(guān)系也應(yīng)增加關(guān)于年齡、淋巴轉(zhuǎn)移、術(shù)后治療方案等具體分組，以免造成因觀察因素混雜造成的偏倚。同時(shí)，雖基礎(chǔ)研究提示CNTN-1蛋白與腫瘤耐藥性相關(guān)，但并無大樣本隊(duì)列研究觀察腫瘤藥物耐藥時(shí)長與CNTN-1表達(dá)的數(shù)據(jù)，在該領(lǐng)域的臨床觀察亟待補(bǔ)充。

4 小結(jié)和展望

在人類多種惡性腫瘤中，CNTN-1都通過多種方式在腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展、浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，且與疾病的分期與預(yù)后密切相關(guān)。目前研究提示CNTN-1蛋白在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)與否、表達(dá)強(qiáng)度和疾病的預(yù)后具有重要的評估和推測作用，且可能是潛在的生物標(biāo)志物，因此,針對CNTN-1蛋白的持續(xù)研究是非常必要的。然而這種蛋白表達(dá)相關(guān)研究在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展所起到的作用和相關(guān)作用機(jī)制尚不清楚且缺少相關(guān)研究證據(jù)。近年來一些關(guān)于CNTN-1與惡性腫瘤間關(guān)系的研究不斷涌現(xiàn)，但基本上是停留在蛋白層面的描述性研究，深入闡明其發(fā)生發(fā)展分子機(jī)制的研究仍較匱乏。通過研究CNTN-1在多種惡性腫瘤中的發(fā)生、發(fā)展過程中所起到的作用及其相關(guān)分子機(jī)制，可能會為以后靶向治療提供新的靶向治療位點(diǎn)、為預(yù)后預(yù)測提供可靠指標(biāo)。

利益沖突：所有作者均申明不存在利益沖突。