姜涛 刘洪臣

生长停滞特异性基因6在肿瘤研究中的进展*

姜涛 刘洪臣

Gas6(Grow th A rrest - Specific gene 6)也称之为生长停滞特异性基因6，由生长停滞特异性基因编码而成，属于生长停滞特异性基因家族的重要一员，作为维生素K依赖性的一种生长促进因子之一，具有广泛的生物学作用，对肿瘤的早期诊断、判断预后、肿瘤的迁徙、侵袭等都有关系，本文对Gas6在肿瘤系统方面的研究和应用前景进行综述。

Gas6；肿瘤；口腔鳞状细胞癌

Gas6(Grow th A rrest -Specific gene 6)也称之为生长停滞特异性基因6，由生长停滞特异性基因编码而成，属于生长停滞特异性基因家族的重要一员，作为维生素K依赖性的一种生长促进因子之一，属于一种蛋白分子。Gas6 能够与TAM受体家族分子之一Ax l受体结合并活化Ax l信号通路，参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、分化等过程，本文对Gas6的研究进展进行综述，并讨论其在肿瘤系统中的作用。

1．Gas6及其受体结构,细胞表达情况

Grow th arrest-specific 6(Gas6)在1988被发现，1993年被成功克隆[1,2]，是由678个氨基酸构成的一个多功能域的构架蛋白，同时也是维生素K依赖的分泌型蛋白，分子量75kDa，Gas6由3部分组成：羧基端、氨基端和4个表皮生长因子样重复区，在氨基端有γ-羟基谷氨酸使Gas6具有与细胞表面的阴离子磷脂相结合的能力，从而发挥各种作用,Gas6与抗凝蛋白S(PROS1)具有42%的相同序列[2,3]。TAM(Ty ro3/AXL/Mer)受体家族是酪氨酸激酶家族的重要成员，包括三个受体：Tyro3、AXL、Mer 与两个配体Gas6与PROS1[4]TAM信号通路在维持机体稳态、炎症反应等生物学活动中扮演着重要角色[5]。以往的研究证实TAM信号通路参与了肿瘤细胞的增殖、凋亡、粘附、转移等过程，与肿瘤的发生、发展密切相关[6]，在某些肿瘤中人们已经发现在肿瘤组织中异常高活性的TAM受体信号通路，以及过表达的TAM受体，它们可以激活多种经典的肿瘤信号通路，如PI3K等参与肿瘤的侵袭与转移过程[7],从而当前的研究者认为TAM信号通路家族分子主要扮演促癌作用。Gas6 能激活TAM家族所有的受体成员(AXL＞Tyro3＞＞＞Mer),抗凝蛋白S(PROS1)只能激活Tyro3 和Mer (Ty ro3＞Mer),AXL基因是由慢性髓细胞白血病细胞中提取出来的，AXL酪氨酸激酶家族共同配体是Gas6，包含AXL／A rk等多种分子，在调节信号转导和细胞间的相互作用等方面具有功能。

2．Gas6 的抗细胞凋亡和细胞增殖

Gas6的抗凋亡过程是通过PI3K/Ak t信号通路的激活来完成的，这一过程需要NF—KB及糖原合酶3的参与[8]。Demarchi等[6]研究发现由于Gas6与Ax l受体结合，从而激活了PI3K/Ak t信号途径并诱导了下游靶目标NF—KB，参与了NF—KB的磷酸化，使凋亡相关蛋白caspase-3活化减少和抗凋亡蛋白bcl-2蛋白表达增加，这样阻止细胞凋亡程序的启动，从而发挥抑制细胞凋亡的作用。Melaragno等[9]研究发现小鼠血管平滑肌细胞(VSMC)在血清中培养24小时细胞凋亡率是19．8± 1．4%，当加入了100ng/m l Gas6后，细胞凋亡率下降到8．9±0．7%，Gas6-Ax l-PI3K-Ak t信号通路是阻止细胞凋亡的一个重要途径。Nan[10]发现Gas6/Ax l可以通过控制抗凋亡蛋白bcl-2蛋白表达增加来减少骨肉瘤癌细胞的凋亡。Shankar等[11,12]将少突胶质细胞置于缺乏生长因子胰岛素或具有细胞毒性作用的环境中，发现rhGas6通过PI3K-Ak t信号途径达到对少突胶质细胞的保护效果。

Sehw annm细胞在临床上常用来修复受损神经，是外周神经系统的主要组成细胞之一，Murao等[13]研究发现，Gas6能促进Sehw annm细胞的成长，使其细胞数量和与胸腺嘧啶的结合增加。2010年Sh iozaw a等[14]发现随着增加细胞培养液中Gas6的浓度，前列腺癌细胞的增殖减弱，同时癌细胞的凋亡数量下降，这是由于Gas6 使更多的细胞位于G0期，从而减少位于G1期和S/M/G2期的细胞数量，研究还发现Gas6会使前列腺癌细胞对化疗药物的敏感性下降。

3．Gas6与肿瘤形成、侵袭和转移的关系

癌变是一个复杂的多步骤过程，其特征是基因突变或某些基因异常表达导致肿瘤细胞失去控制的生长。许多研究已经发现，由于Gas6参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、分化等过程。Gas6／Ax l在许多恶性肿瘤，比如肺腺癌、肾细胞癌等均有高表达[15]。 Sainaghi等[16]发现Gas6／Ax l增加了未分化的转移性前列腺癌细胞的有丝分裂的活性，从而提示Gas6／Ax l的过表达与前列腺癌发生有关，据报道，与正常组织或癌旁组织相比，Gas6在许多肿瘤患者的肿瘤组织均过表达[17-19]。Loges S等[20]研究了Gas6对小鼠癌细胞增殖的影响，发现在加入Gas6后细胞增殖数量增加了大约45%。在缺乏Gas6表达的基因缺陷小鼠的胰腺癌、淋巴瘤、黑色素瘤、结肠癌等恶性肿瘤的转移和增殖均明显减弱，由此推断，Gas6有促进肿瘤侵袭、增殖和转移的作用，但具体的生物学机制还不是十分清楚，需要进一步研究。

Ax l的高表达会增加肿瘤的进展、转移和侵袭。Shieh等[11]通过研究在肺腺癌细胞系Ax l的表达与肿瘤进展关系发现，Ax l的高表达存在于高侵袭能力的癌细胞系中，而且当低侵袭能力癌细胞系中癌细胞侵袭能力增加时，其Ax1表达也同时增加；同时发现当高侵袭能力癌细胞系中的Ax l表达降低时，癌细胞侵袭能力也随之减弱。由此可见Ax1表达的高低与肿瘤侵袭能力密切相关。

肿瘤转移和侵袭转移的第一步即是MMP-2和MMP-9引起的基底膜破坏，研究发现癌细胞会分泌及合成大量基质降解酶来降解细胞外基质，当肿瘤细胞大量表达Ax l时，Gas6/Ax l信号可以协调ERK信号、NF-kB等激活金属蛋白酶(MMP-9)的过表达，进而分解了基底膜及细胞外基质，造成肿瘤细胞的转移、侵袭能力增强[21]。最近有研究证明[22]，通过基因手段使Ax l失活的肿瘤组织的侵袭性和转移能力明显下降，Gas6／Ax l信号通路诱导上皮细胞向间质细胞的转变(EMT)，进而赋予恶性肿瘤细胞增强迁移和增殖的属性，EMT是一个复杂的过程，由许多转录因子调节，Gas6／Ax l信号传导诱发的上皮细胞向间质细胞转变(EMT)的效应，尤其是Gas6介导的EMT在口腔鳞状细胞癌的准确机制需要进一步研究。综上所述，Gas6在肿瘤形成、侵袭以及转移过程中扮演的角色，很可能作为某些肿瘤患者的早期诊断，预后判断的重要潜在生物标志物。

口腔鳞状细胞癌(oral sqaum ous cell carcinom a, OSCC)是口腔恶性肿瘤中最常见的一种病理类型，来源于口腔粘膜上皮，鳞状分化程度不同并具有侵袭性，因此导致了预后差及整体生存率低等特点[23]。2012年Lee CH[24]发现口腔鳞癌细胞的Ax l的表达比正常上皮细胞的更高，并且Ax l的表达高低也与口腔鳞癌患者的TNM分期相关，高表达Ax l的口腔鳞癌患者预后比低表达的预后差。Gas6与Ax l密切相关，因此，Gas6与口腔鳞癌患者的癌细胞增殖、侵袭及预后也存在着一定的关联，但是其在口腔鳞状细胞癌患者的水平还不是十分清楚。

研究Gas6在肿瘤等疾病的病理过程中的作用，对于口腔鳞癌患者的诊断、判断预后可能有一定的意义，另外，许多分子也被认为具有生物标记潜力，最具有应用前景的生物标记物将是能够鉴别口腔恶变前病变的肿瘤相关生物标记物，随着技术的发展，将会有越来越多的生物标记分子被发现并且被应用到临床。

4．Gas6与免疫抑制的关系

肿瘤细胞能够增殖、转移的关键因素是癌细胞能够逃避免疫系统的杀伤，Gas6 的受体Ax l可以使细胞的免疫系统失活，在肿瘤组织的微环境中有大量的Gas6表达，激活了TAM受体，限制了抗肿瘤细胞的免疫系统的反应，同时还发现骨髓微循环里的白细胞产生少量的Gas6，一旦接触到肿瘤组织，白细胞会产生大量的Gas6，从而使细胞进行有丝分裂[20]。研究发现[25]巨噬细胞与肿瘤细胞的增殖与耐药有关，肿瘤组织内有大量巨噬细胞的患者，其临床生存率比较低，巨噬细胞可以使提高肿瘤细胞存活率和肿瘤组织血管化，还可以抑制T淋巴细胞，从而抑制人体的免疫系统。NK细胞也是一类重要的抑制肿瘤的淋巴细胞，Ax l和TAM家族其它受体是激活NK细胞功能的必须受体，也是引导NK细胞对肿瘤细胞杀伤的必须受体，研究发现[26]，使小鼠的Ax l失活或TAM家族其它受体失活后，NK细胞丧失对肿瘤细胞的免疫功能，但是TAM家族受体：Ty ro3、Ax l、Mer在引导NK细胞在抗肿瘤细胞的具体作用和分工并不清楚。

5．小结

随着肿瘤分子生物学的发展，异常表达分子用于肿瘤患者的早期诊断或预后判断已成为肿瘤研究领域的一个重要的课题。口腔鳞状细胞癌作为机体肿瘤的重要一个部分，近年来随着基因测序技术、蛋白组学的发展，许多在口腔癌患者中异常表达的分子已逐渐被识别，这些分子被认为参与了口腔癌的发生、发展过程，其水平高低能够反映口腔癌的早期癌变以及预后情况，Gas6作为一个与肿瘤细胞关系密切的分子，对口腔鳞状细胞癌的早期诊断及预后判断有一定的意义。

此外，当前研究的另外一个趋势是使用唾液检测，不仅因为它与肿瘤细胞直接接触，而且由于其易于收集及非侵入性。但是当前需要解决问题是完善唾液的成分与致癌过程的相关性，了解患者之间高度可变的唾液组成，区分患有慢性口腔炎症疾病或其他类型癌症的患者等；同时对于唾液收集、储存、检测的标准化方式仍需要进一步研究明确。

[1] Schneider C, K ing RM, Ph ilipson L． Genes specifically expressed at grow th arrest of mammalian cells [J]． Cell, 1988, 54(6): 787-793

[2] Manfioletti G, Brancolini C, Avanzi G, et al． The protein encoded by a grow th arrest-specific gene (gas6) is a new member of the vitam in K-dependent proteins related to protein S, a negative coregulator in the b lood coagulation cascade [J]． M ol Cell Biol, 1993, 13(8): 4976-4985

[3] Benzakour O, Gely A, Lara R, et al． [Gas-6 and p rotein S: vitamin K-dependent factors and ligands for the TAM ty rosine kinase receptors fam ily][J]． Med Sci (Paris), 2007, 23 (10): 826-833

[4] Wang W, Zhao Y, Yang J, et al． Cyclin D1 polymorphism and oral cancer: a m eta-analysis [J]． M ol Biol Rep, 2013, 40 (1): 87-95

[5] Noorlag R, van Kem pen PM, Stegem an I, et al． The diagnostic value of 11q13 am plification and p rotein expression in the detection of nodal metastasis from oral squam ous cell carcinoma: a systematic review and meta-analysis [J]． Virchow s A rch, 2015, 466(4): 363-373

[6] Demarchi F, Verardo R, Varnum B, et al． Gas6 anti-apoptotic signaling requires NF-kappa B activation[J]． J Biol Chem, 2001, 276(34): 31738-31744

[7] M u rugan AK, M unirajan AK, Tsuch ida N． Ras oncogenes in oral cancer: the past 20 years[J]． Oral Oncol, 2012, 48(5): 383-392

[8] Goruppi S, Ruaro E, Varnum B, et al． Requirem en t of phosphatidy linositol 3-kinase-dependent pathw ay and Src for Gas6-Ax l m itogenic and survival activities in NIH 3T3 fibroblasts [J]． M ol Cell Biol, 1997, 17(8): 4442-4453

[9] Melaragno MG, Cavet ME, Yan C, et al． Gas6 inh ib its apoptosis in vascular smooth muscle: role of Ax l kinase and Ak t [J]． J M ol Cell Card iol, 2004, 37(4): 881-887

[10] Jiang N, Lai Y． Gas6/Ax l Inhibits Osteosarcoma Apoptosisth rough Regulation of Apoptosis-Related Protein Bcl-2[J]．Journal of Bioanalysis & Biomedicine, 2016, 8(1)

[11] Shankar SL, O'Guin K, Camm er M, et al． The grow th arrest-specific gene product Gas6 p romotes the survival of hum an oligodendrocy tes via a phosphatidy linositol 3-k inase-dependent pathw ay [J]． J Neurosci, 2003, 23(10): 4208-4218

[12] Shankar SL, O'Guin K, Kim M, et al． Gas6/Ax l signaling activates the phosphatidy linositol 3-kinase/Ak t1 survival pathw ay to protect oligodendrocytes from tumor necrosis factor alpha-induced apoptosis [J]． J Neurosci, 2006, 26(21): 5638-5648

[13] M ing Cao W, Murao K, Imachi H, et al． Phosphatidy linositol 3-OH k inase-Akt/protein k inase B pathw ay med iates Gas6 induction of scavenger receptor a in immortalized human vascular sm ooth m uscle cell line [J]． A rterioscler Th rom b Vasc Biol, 2001, 21(10): 1592-1597

[14] Sh iozaw a Y, Pedersen EA, Patel LR, et al． GAS6/AXL ax is regulates p rostate cancer invasion, proliferation, and survival in the bone m ar row niche [J]． Neop lasia, 2010, 12(2): 116-127

[15] Ish ikaw a M, Sonobe M, Nakayama E, et al． H igher expression of receptor ty rosine kinase Ax l, and differential expression of its ligand, Gas6, pred ict poor su rvival in lung adenocarcinoma patients[J]． Ann Surg Oncol, 2013, 20 Suppl 3: S467-476

[16] Sainagh i PP, Castello L, Bergamasco L, et al． Gas6 induces proliferation in prostate carcinoma cell lines expressing the Ax l receptor[J]． J Cell Physiol, 2005, 204(1): 36-44

[17] Isayeva T, Xu J, Ragin C, et al． The protective effect of p16 (INK 4a) in oral cavity carcinom as: p16(Ink4A) dam pens tum or invasion-in tegrated analysis of expression and k inom ics pathw ays [J]． Mod Pathol, 2015, 28(5): 631-653

[18] Verm a R, Singh A, Jaisw al R, et al． Association of K i-67 antigen and p53 protein at invasive tumor front of oral squam ous cell carcinoma[J]． Indian J Pathol M icrobiol, 2014, 57 (4): 553-557

[19] Zhang M, Li J, W ang L, et al． Prognostic significance of p21, p27 and survivin protein expression in patients w ith oral squamous cell carcinoma [J]． Oncol Lett, 2013, 6(2): 381-386

[20] Loges S, Schm idt T, T jw a M, et al． Malignant cells fuel tum or grow th by educating infiltrating leukocy tes to produce the m itogen Gas6 [J]． Blood, 2010, 115(11): 2264-2273

[21] Tai KY, Shieh YS, Lee CS, et al． Ax l promotes cell invasion by inducing MMP-9 activity th rough activation of NF-kappaB and Brg-1 [J]． Oncogene, 2008, 27(29): 4044-4055

[22] Fujimori T, Grabiec AM, Kau r M, et al． The Ax l receptor ty rosine kinase is a discrim inator of macrophage function in the in flam ed lung [J]． M ucosal Immunol, 2015, 8(5): 1021-1030

[23] 孔祥盼, 西玉立, 步荣发． 表观遗传学在口腔鳞状细胞癌分子机制中的研究进展[J]． 中华老年口腔医学杂志, 2013, (4): 244-248

[24] Lee CH, Yen CY, Liu SY, et al． Ax l is a p rognostic marker in oral squam ous cell carcinom a[J]． Ann Surg Oncol, 2012, 19 Suppl 3: S500-508

[25] Rank in EB, Giaccia AJ． The Receptor Ty rosine K inase AXL in Cancer Progression [J]． Cancers (Basel), 2016, 8(11)

[26] Caraux A, Lu Q, Fernandez N, et al． Natural killer cell differentiation driven by Tyro3 receptor ty rosine kinases[J]． Nat Imm unol, 2006, 7(7): 747-754

The research progress in relationship between Gas6 and tumor

JIANG Tao,LIUHong-chen(DepartmentofStomatology,Chinese PLAGeneralHospitaland Chinese PLAMedicalSchool, Beijing100853,China)

Gas6 is a vitam in K-dependent grow th-promoting factor. Numerous studies showed that Gas6 was highly expressed in a variety of tumor tissue, and was related to tumor diagnose, prognosis, tumor grow th and aggressiveness. In this article, recent advances in the study on Gas6 function w ere reviewed, and the relationship between Gas6 and proliferation, invasion and meastasis in tumors were discussed.

Gas6; Tumor; Oral squamous cell carcinoma, OSCC

R782

A

1672-2973(2017)02-0121-04

2016-08-13)

姜涛 解放军总医院口腔医学研究所博士生北京100853济南市口腔医院副主任医师山东250031

刘洪臣 通讯作者解放军总医院口腔医学研究所所长主任医师教授北京100853