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EGFR在乳腺癌中的表达及意义

2012-04-13李珊珊

山东医药 2012年20期
关键词:酪氨酸激动剂骨细胞

李珊珊

(上海大学,上海200444)

乳腺癌是妇女常见的恶性肿瘤之一,虽然目前对原发肿瘤的治疗取得了一定进展,但肿瘤的复发和转移仍是临床上亟待解决的关键问题。在过去很多年里,研究人员一直认为表皮生长因子受体(EGFR)对乳腺癌的发生和预后并不起到关键作用。近些年来众多学者对乳腺癌进行了一系列的科学研究,逐渐认识到ErbB酪氨酸受体家族在乳腺癌发生发展中的重要作用,这些结果使我们不得不重新认识EGFR乃至整个ErbB酪氨酸受体家族在乳腺癌中所扮演的角色。本文将对近些年来研究发现的EGFR在乳腺癌中的重要作用作一综述。

1 EGFR的概念和结构

EGFR是表皮生长因子(EGF)受体,属于酪氨酸受体家族的一种,酪氨酸受体家族包括EGFR/ ErbB1/HER1、ErbB2/HER2/Neu、ErbB3/HER3和ErbB4/HER4[1]。HER家族在细胞生命活动中发挥重要的调节作用。EGFR广泛分布于哺乳动物的上皮细胞,胶质细胞等细胞表面,其结构包括细胞外区、疏水跨膜区和胞内酪氨酸激酶区,多种细胞内酪氨酸残基的磷酸化与下游效应分子的作用相关,这些作用与细胞的生长、增殖和分化密切相关。近些年来众多研究表明EGFR的表达异常与肿瘤、糖尿病、心血管疾病的发生关系十分密切。

2 EGFR的信号通路

EGFR的信号传导是由刺激ErbB受体信号通路的EGF家族所介导的,EGFR激动剂包括表皮生长因子(EGF)、转化生长因子α(TGFα)、肝素结合EGF样生长因子、双调蛋白(AREG)、外调蛋白、乙胞素、神经调节蛋白2β[2]。这些激动剂表达成完整的膜蛋白后会被金属蛋白酶裂解,释放出可溶性的成熟配体。参与这些膜蛋白裂解的金属蛋白酶主要以膜蛋白酶ADAM家族为代表。例如,ADAM17(肿瘤坏死因子α转化酶)可以裂解AREG、EPR、HBEGF和TGFα[3]。配体前体通过裂解释放可溶性成熟配体是激动剂对EGFR信号通路进行调节的关键点。

多种激动剂通过结合EGFR对其信号通路进行调控的机制已被广泛研究。配体结合到EGFR胞外区有助于使EGFR结构稳定,产生受体二聚体。胞外段发生二聚化的单体通过调节单体(胞质结构域)使胞内区的催化单体(酪氨酸激酶结构域)稳定并产生活性,通过此过程可以使酪氨酸磷酸化。大约有10种EGFR酪氨酸残基在胞外配体结合和受体二聚化后会发生磷酸化,多种磷酸化酪氨酸残基可以与特异效应因子相结合,而且每种EGFR激动剂会使几个特定的酪氨酸残基发生磷酸化[4],由此可见,EGFR激动剂可以特异性地刺激EGFR与多种效应因子发生偶联反应,包括Ras、MAPK、Src、STAT 3/5、PLCγ、PKC、PI3激酶[5],而这些效应因子与肿瘤细胞的生存、增殖、转移和侵袭能力密切相关。

很多研究表明,不同EGFR配体会介导不同的生物应答、启动不同信号通路。例如,TGFα和AREG比EGF更容易启动与肿瘤细胞转移和侵袭有关的生物应答反应。这些不同生物反应的发生是由于激动剂介导的EGFR酪氨酸磷酸化位点不同。EGF比AREG更容易刺激EGFR Tyr1045位点发生磷酸化。AREG刺激EGFR,使其与MAPK和PLCγ信号通路耦合的持续时间要比EGF产生的刺激时间更长[6,7]。不同配体导致不同EGFR酪氨酸残基磷酸化的机制尚不清楚。然而,研究发现EGF结合EGFR胞外区产生的二聚体晶体结构与TGFα结合时产生的结构不同,因此,由于不同配体结合使得胞外区产生不同二聚体结构可能会导致胞内受体酪氨酸残基发生不同位点的磷酸化[4]。

3 EGFR与乳腺癌

3.1 EGFR与基底型乳腺癌的关系 EGFR及其配体在乳腺癌中的作用还存在争议,需要进一步的深入研究。在过去的研究中,用一些传统的免疫组化方法对EGFR进行分析,结果显示EGFR高表达预示着乳腺癌的预后不良。而另一些研究中并没有发现这样的联系。研究差异的存在不仅是由于研究的样本量和随访的持续时间不同,而且不同的分析方法也会产生不同的结果。目前检测乳腺癌样本中EGFR水平的方法主要是免疫组化法,这种传统的方法可能不适合用来研究EGFR在乳腺癌中所起的作用,因为这种方法容易受多因素干扰、敏感性不稳定,而且不同实验室得出的结果也会存在差异[8]。

基底型乳腺癌侵润范围大、临床分级高、预后不良并且容易转移,这种肿瘤通常不表达ERα、PR和ErbB2,所以被称为“三阴性”乳腺癌[9]。目前这种肿瘤侵袭性强,缺乏治疗靶点,因此研究它的治疗靶点至关重要。基因表达分析和免疫组化研究的结果表明50%~70%基底型乳腺癌有EGFR表达[10]。而EGFR表达量低的基底型乳腺癌转移发生率相对较低[11]。研究发现在基底型乳腺癌中EGFR的表达量与TGFα、ADAM的表达量相关。相当一部分基底型乳腺癌会显示出自分泌TGFα-EGFR信号,这和肿瘤的不良预后密切相关[12]。与此相反,ERα (+)肿瘤往往是AREG升高而EGFR的表达没有增加[13]。

3.2 EGFR与骨转移 乳腺癌最常见的转移部位是骨,近70%侵袭性乳腺癌会发生骨转移。大多数发生骨转移的乳腺癌是ERα(+)[1]。目前认为乳腺癌细胞骨转移的主要因素为以下几个方面。①破骨细胞对骨基质的溶解破坏破。骨细胞的形成主要受RANK及其激动剂RANKL调控,而RANKL主要由成骨细胞和骨髓基质细胞产生[1]。成骨细胞还产生一种可溶性的物质称为骨保护素(OPG)。破骨细胞的形成受骨微环境中RANKL和OPG平衡的影响。越来越多的证据表明EGFR在成骨细胞中的信号通路直接影响骨的溶解和吸收。EGF、TGFα和MDA-MB-231细胞(表达多种ErbB配体)在多个实验中都能刺激破骨细胞生成。破骨细胞的生成同时伴有OPG表达量下降。EGFR TKIs能够抑制人骨髓基质细胞中CSF-1和RANKL的生成和破骨细胞的形成。这些研究清楚的表明,成骨细胞中EGFR信号通路通过干扰RANKL/OPG的平衡来促使破骨细胞的形成。破骨细胞导致的骨破坏会使生长因子释放并埋入骨基质中。这会刺激癌细胞上的同种受体,导致癌细胞增殖和细胞因子产生进而破坏RANKL/OPG的比例,促使破骨细胞形成的加剧,从而产生肿瘤细胞增殖和骨破坏的恶性循环。②微环境改变。乳腺癌细胞与成骨细胞和破骨细胞的相互作用会影响它生长的微环境,钙平衡的改变会引发乳腺癌细胞向更适宜其生长的微环境迁移[14]。骨基质溶解后会释放大量的钙离子和磷酸盐并激活其胞外受体CaR,进而启动EGFR信号通路,加速乳腺癌细胞甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP)的合成和分泌。乳腺癌细胞产生的PTHrP会导致破骨细胞的骨吸收。③I型γ磷脂酰肌醇磷酸激酶(PIPKIγ)。PIPKIγ对肿瘤细胞的增殖和迁移起重要作用,研究发现,EGFR的表达与PIPKIγ的表达成正相关,两者可能存在协同作用来调控肿瘤细胞的增殖和转移[15]。当EGF产生刺激诱导PIPKIγ发生磷酸化,磷脂酶 C-γ1-PIPKIγ复合物就会解聚,从而增加PI4,5P2的积累,使细胞迁移所需的黏附力增强。PIPKIγ表达与E钙黏素有关,PIPKIγ与E钙黏素相结合,招募网格蛋白与PIPKIγ-E钙黏素复合体相结合,使其附着于基底膜。一旦PIPKIγ表达缺失,就会破坏E钙黏素在基底膜上的附着,使上皮细胞的极性丧失,从而使肿瘤细胞发生转移。

3.3 EGFR与乳腺癌治疗 目前乳腺癌细胞向骨转移的机制仍需要进一步探讨。了解乳腺癌转移的分子机制对治疗肿瘤、提高生存率有极其重要的作用。用传统的方法很难治疗骨转移,一些新的药物疗法给骨转移的治疗带来了希望。一些双磷酸盐药物可以减轻骨损伤,通过改变骨的微环境来抑制肿瘤的生长。目前,对于抑制骨转移的治疗研究中,干扰EGFR信号通路成为研究的焦点,它是降低肿瘤转移率、改变肿瘤生长微环境的潜在靶点。

[1]Foley J,Nickerson NK,Nam S,et al.EGFR signaling in breast cancer:Bad to the bone[J].Semin Cell Dev Biol,2010,21(9): 951-960.

[2]Li YW,Zhu GY,Shen XL,et al.Furanodienone induces cell cycle arrest and apoptosis by suppressing EGFR/HER2 signaling in HER2-overexpressing human breast cancer cells[J].Cancer Chemother Pharmacol,2011,68(5):1315-1323.

[3]Mill CP,Chester JA,Riese DJ.EGFR may couple moderate alcohol consumption to increased breast cancer risk[J].Breast Cancer (London),2009,2009(1):31-38.

[4]Wilson KJ,Gilmore JL,Foley J,et al.Functional selectivity of EGF family peptide growth factors:implications for cancer[J].Pharmacol Ther,2009,122(1):1-8.

[5]Lemmon MA,Schlessinger J.Cell signaling by receptor tyrosine kinases[J].Cell,2010,141(7):1117-1134.

[6]Willmarth NE,Baillo A,Dziubinski ML,et al.Altered EGFR localization and degradation in human breast cancer cells with an amphiregulin/EGFR autocrine loop[J].Cell Signal,2009,21(2): 212-219.

[7]Gilmore JL,Gonterman RM,Menon K,et al.Reconstitution of amphiregulin-epidermal growth factor receptor signaling in lung squamous cell carcinomas activates PTHrP gene expression and contributes to cancer-mediated diseases of the bone[J].Mol Cancer Res,2009,7(10):1714-1728.

[8]Yang XQ,Chen C,Peng CW,et al.Quantum dot-based quantitative immunofluorescence detection and spectrum analysis of epidermal growth factor receptor in breast cancer tissue arrays[J].Int J Nanomedicine,2011,6:2265-2273.

[9]Korsching E,Jeffrey SS,Meinerz W,et al.Basal carcinoma of the breast revisited:an old entity with new interpretations[J].J Clin Pathol,2008,61(5):553-560.

[10]Burness ML,Grushko TA,Olopade OI.Epidermal growth factor receptor in triple-negative and basal-like breast cancer:promising clinical target or only a marker[J].Cancer J,2010,16(1): 23-32.

[11]Viale G,Rotmensz N,Maisonneuve P,et al.Invasive ductal carcinoma of the breast with the“triple-negative”phenotype:prognostic implications of EGFR immunoreactivity[J].Breast Cancer Res Treat,2009,116(2):317-328.

[12]Kenny PA,Bissell MJ.Targeting TACE-dependent EGFR ligand shedding in breast cancer[J].J Clin Invest,2007,117(2):337-345.

[13]Bos PD,Zhang XH,Nadal C,et al.Genes that mediate breast cancer metastasis to the brain[J].Nature,2009,459(7249): 1005-1009.

[14]Parkash J,Asotra K.Combinatorial intervention of prostaglandin E2 receptor and calcium sensing receptor to attenuate breast cancer cell proliferation,migration and bone metastasis[J].Experimental and Therapeutic Medicine,2010,1(2):227-231.

[15]Sun Y,Turbin DA,Ling K,et al.Type I gamma phosphatidylinositol phosphate kinase modulates invasion and proliferation and its expression correlates with poor prognosis in breast cancer[J].Breast Cancer Res,2010,12(1):R6.

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