APP下载

中期因子与肿瘤的联系

2013-02-19蓝美锐陈礼刚泸州医学院附属第一医院四川泸州646000四川省自贡市第四人民医院四川自贡643000

吉林医学 2013年3期
关键词:激酶胶质瘤肝素

蓝美锐,陈礼刚,李 涛(.泸州医学院附属第一医院,四川 泸州 646000;.四川省自贡市第四人民医院,四川 自贡 643000)

中期因子是新的肝素结合生长因子,在各种人类肿瘤中过度表达。有促进细胞迁移,生长,存活,分化及抗细胞凋亡作用。Midkine(MK)是一种能促进细胞生长、存活、分化、迁移及其他活性的肝素结合生长因子。并具有神经保护作用,能促进轴索延伸。MK基因在胚胎时期高表达,出生后逐渐降低,在成年组织中,除肾脏和小肠上皮外,其他部位几乎不表达[1]。MK在多种人类恶性肿瘤中表达较正常组织增高,在肿瘤发生的过程中发挥了重要作用,并且与肿瘤的不良预后相关。而多种恶性肿瘤患者血液中的MK水平也增高,因此MK有可能作为肿瘤标志物并且在判断预后中发挥作用。MK也被期待成为一种阻止细胞凋亡的治疗手段及肿瘤治疗的靶点。文章对中期因子的基因及蛋白结构、受体、信号通路及中期因子在肿瘤中的角色进行总结,对中期因子与肿瘤的关系进行综述。

1 MK的生化

1.1 基因结构:人MK基因长度为2 kb,用MDK表示。人类MK基因存在于第11号染色体p11.2上。它由5个外显子和4个内含子组成。在MDK启动子区域有一个维甲酸反应元件和WT1(Wilm肿瘤抑制基因产物-1)、激活蛋白-1(AP1)的结合位点。基因表达受多种因素控制。维甲酸能诱导其表达,而WT1能减少MK的表达。糖皮质激素也能通过与启动子区域的受体结合影响MDK的表达。另外,缺氧时MDK表达升高表明启动子区域至少部分存在对缺氧产生应答的结构。

1.2 分子特点:成熟的人MK蛋白分子量约13 kD,由N区域和C区域组成,每个末端包含三个反Paralel β型。C区域富含碱性氨基酸残基,构成MK的抗原性,并由碱性氨基酸残基形成两个肝素结合位点,虽然N区域也有一些碱性氨基酸残基,但由于在该区域还存在一些酸性氨基酸残基,因此N区域与肝素的结合力非常弱。因此C区域比N区域具有更重要的作用。MK的不同功能,如促进轴突生长及促进血浆纤维蛋白酶原的活性的等均由C区域调节。然而只有完整的MK分子而不是单独的C区域才具有促进胚胎脑神经元存活的作用。而要促进血浆纤维蛋白酶原的活性,则必须是由两个MK分子中间夹有肝素分子,形成像三明治一样的二聚体形态才能发挥。转谷胺酰酶及肝素能促进二聚体形成。另外在肿瘤组织中存在缺少N末端及其周围的MK序列变异体即MK的截短形式,因为有完整的C区域而仍有完整的生物学功能。目前已知MK蛋白存在3种异构体。肿瘤生成、淋巴道转移可能也与MK变异体的表达有关。

1.3 受体及信号通路:MK需与相关受体结合后才能执行其相应的生理作用。MK受体是一个分子复合体,由跨膜蛋白和跨膜蛋白多糖组成。受体型蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPζ),变性淋巴瘤激酶(Anaplastic lymphoma kinase,ALK),整合蛋白(Integrins)及神经多糖C(Neuroglycan C,NGC),跨膜蛋白、低密度脂蛋白受体相关蛋白均参与MK的信号转导。MK与不同受体结合发挥相应的生理作用。磷脂酞肌醇-3激酶(PI3K)和细胞外信号调节激酶(ERK)参与而MK细胞内信号转导。但目前信号转导机制仍有许多未知处,还有待今后继续研究。

2 MK与肿瘤

2.1 MK在肿瘤中的作用及作用机制:MK在不同类型的癌细胞中大量表达,促进了肿瘤的生长、存活、浸润和肿瘤血管的发生,并且与患者的预后不良相关。而肿瘤表达MK的一个原因是肿瘤组织对缺氧的应答。另外肿瘤抑制基因产物活性的消失也是一个因素。MK也与肿瘤细胞凋亡有关。有文献报道通过干扰性RNA阻断MK可明显诱导骨肉瘤细胞的凋亡。有文献报道通过针对MK的靶向治疗能明显抑制肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体和放线菌素D所介导的凋亡[2]。Tong Y等认为在人脑脊膜瘤中,MK的过度表达能抗肿瘤细胞的凋亡[3]。因此MK抗细胞凋亡也是促进肿瘤发展的一个因素。对于这些作用机制,目前仍不十分清楚。Stoica等证实激活磷脂酰肌醇3和丝裂素活化蛋白激酶信号转导途径是因为MK可紧密连接于间变性淋巴瘤激酶(ALK),并刺激间变性淋巴瘤激酶磷酸化。MK促有丝分裂的作用是通过与p200+MKR受体结合,形成MK-受体复合物并结合了JAK1和JAK2在基膜上,激活了JAK/STAT信号途径[4]。核转录独立的信号肽与MK还可能有关。

2.2 MK与各种肿瘤:MK在多种肿瘤中表达增强,在肿瘤癌前病变阶段、潜伏期、早期也呈高水平表达。魏恒等发现在48例脑胶质瘤中39例有MK的表达,其在高级别脑胶质瘤中的阳性表达率明显高于低级别脑胶质瘤的阳性表达率(P<0.01)[4]。有研究显示急性髓细胞白血病(AML)患者的不良预后与骨髓单核细胞中MK高表达相关[5]。Jham BC等研究显示MK在口腔鳞状细胞癌中的表达相对口腔黏膜白斑病及正常黏膜增加,且晚期肿瘤(T3/T4)较早期(T1/T2)增加更多[6]。Lazar AJ等发现在软组织腺泡状肉瘤中MK的表达也明显增高。而Tobias Reiff等认为MKALK通道与交感神经的发育及儿童神经母细胞瘤的易患性相关[7]。有研究表明MK在结直肠癌中高表达且与肿瘤的位置相关[8]。还有研究显示MK在膀胱癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、肺癌、前列腺癌、胶质瘤中有表达增强。这也表明MK在肿瘤发生、发展中有重要作用。

2.3 MK在诊断、治疗中的意义:Gregory E RICE等研究显示血浆MK水平对卵巢癌患者是一个有效的生物学标记[9]。在其他一些恶性肿瘤中也有相似的研究报道。因此血清MK水平有望成为一个新的肿瘤标志物,有助于肿瘤的诊断及预后判断。而对于肿瘤的治疗,也有很多相关的研究,主要集中在抗MK抗体及基因治疗。有研究显示MK是一种与肿瘤共享的抗原,并且MK蛋白对于多种肿瘤是候选的疫苗[10]。Zhao S等认为一种抗人MK的共轭化合物scFv-DOX在体内能有效抑制肿瘤的生长[11]。MK启动子无明显的肝毒性,因此有可能作为特异启动子参与基因靶向治疗。而一种基于MK启动子的腺病毒(AD-MK)在多形性胶质母细胞瘤中显示了强大的溶瘤效应,也同样抑制了异种移植的胰腺癌和膀胱癌的生长[12-13]。Shuji Kubo等报道瘤内注射AD-MK可使移植在无胸腺小鼠上的人间皮细胞瘤完全消退。肿瘤药物治疗方面,化疗药物耐药是肿瘤化疗失败的主要原因[14]。Mar Lorente等认为通过刺激MK/ALK通路,抑制细胞内P8及TRB3蛋白,增强Akt活性,能增强肿瘤对四氢大麻醇抗肿瘤作用的抵抗[15]。也有研究显示MK在有耐药性的肿瘤细胞在过度表达并且可能参与了肿瘤对传统化疗药物的耐药,并且通过MK介导的细胞间保护的信号能使已经获得耐药性的细胞对邻近的药物敏感细胞产生保护作用,从而导致对化疗药物耐药[16]。还有研究认为MK通过激活notch信号通路而增强了胰腺癌的耐药性[17]。因此针对MK的治疗也能通过增强化疗敏感性达到治疗肿瘤目的。

因此我们有理由相信随着技术水平的发展及对MK研究的深入,MK与肿瘤的联系将会得到更清楚的揭示,MK将有可能成为肿瘤治疗的一个成功的新靶点。

[1]Kadomatsu K,Muramatsu T.Midkine and pleiotrophin in neural development and cancer[J].Cancer Lett,2004,204(2):127.

[2]Ohuchida T,Okamoto K,Akahane K,et a1.Midkine protects hepatocellular carcinoma cells against TRAIL-mediated apoptosis through down-regulation of caspase-3 activity[J].Cancer,2004,100(11):2430.

[3]Tong Y,Mentlein R,Buhl R,et a1.Overexpression of midkine contributes to anti-apoptotic effects in human meningiomas[J].Neurochem,2007,100(4):1097.

[4]魏 恒,袁先厚,江普查.中期因子蛋白在脑胶质瘤中的表达及其临床意义[J].武汉大学学报,2009,30(1):74.

[5]杨 琳,董作仁,潘 崚.中期因子在急性髓系白血病患者的表达及临床意义[J].中国实验血液学杂志,2006,14(3):442.

[6]Jham BC,Costa NL,Silva JM,et a1.Midkine expression in oral squamous cell carcinoma and leukoplakia[J].J Oral Pathol Med,2012,41(1):21.

[7]Tobias Reiff,Leslie Huber,Marco Kramer,et al.Midkine and Alk signaling in sympathetic neuron proliferation and neuroblastoma predisposition[J].Development,2011,13(25):4699.

[8]Malgorzata Krzystek-Korpacka,Dorota Diakowska,Krzysztof Grabowski,et al.Tumor location determines midkine level and its association with the disease progression in colorectal cancer patients:a pilot study[J].Int J Colorectal Dis,2012,27(7):1319.

[9]Gregory E Rice,Tracey A Edgell,Dominic J.Evaluation of midkine and anterior gradient 2 in a multimarker panel for the detection of ovarian cancer[J].Journal of Experimental & Clinical Cancer Research,2010,29(1):62.

[10]Jerome Kerzerho,Olivier Adotevi,Florence A,et al.The Angiogenic Growth Factor and Biomarker Midkine Is a Tumor-SharedAntigen[J].Immunol,2010,18(5):418.

[11]Zhao S,Zhao G,Xie H,et a1.A conjugate of an anti-midkine single-chain variable fragment to doxorubicin inhibits tumor growth[J].Braz J Med Biol Res,2012,45(3):230.

[12]Kohno S,Nakagawa K,Hamada K,et al.Midkine promoter-based conditionally replicative adenovirus for malignant glioma therapy[J].Oncol Rep,2004,12(1):73.

[13]Toyoda E,Doi R,Kami K,et al.Midkine promoter-based conditionally replicative adenovirus therapy for midkine-expressing human pancreatic cancer[J].Exp Clin Cancer Res,2008,27(1):30.

[14]Shuji Kubo,Yoshiko Kawasaki,Norie Yamaoka,et al.Complete regression of human malignant mesothelioma xenografts following local injection of midkine promoter-driven oncolytic adenovirus[J].Gene Med,2010,12(8):681.

[15]Mar Lorente,Torres S,Maria Salazar,et a1.Stimulation of ALK by the growth factor midkine renders glioma cells resistant to autophagymediated cell death[J].Autophagy,2011,27(9):1071.

[16]Mirkin BL,Clark S,Zheng X,et al.Identification of midkine as a mediator for intercellular transfer of drug resistance[J].Oncogene,2005,25(24):4965.

[17]Cenap Gung R,Hilke Zander,Katharina E,et al.Notch Signaling Activated by Replication Stress:Induced Expression of Midkine Drives Epithelial Mesenchymal Transition and Chemoresistannotchce in Pancreatic Cancer[J].Cancer Res,2011,71(28):5009.

猜你喜欢

激酶胶质瘤肝素
蚓激酶对UUO大鼠肾组织NOX4、FAK、Src的影响
蚓激酶的药理作用研究进展
肝素在生物体内合成机制研究进展
费森尤斯血液透析机中肝素泵的故障处理及日常维护保养
TGIF2调控胶质瘤细胞的增殖和迁移
黏着斑激酶和踝蛋白在黏着斑合成代谢中的作用
肝素结合蛋白在ST段抬高性急性心肌梗死中的临床意义
Sox2和Oct4在人脑胶质瘤组织中的表达及意义
探讨脑胶质瘤的手术效果分析及预后
99mTc-HL91乏氧显像在恶性脑胶质瘤放疗前后的变化观察