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微淋巴管形成因素在甲状腺乳头状癌中的研究进展

2010-04-12李晓玲综述姜汉国审校

实用癌症杂志 2010年6期
关键词:趋化因子淋巴管乳头状

李晓玲综述 姜汉国审校

甲状腺癌是内分泌最常见的恶性肿瘤,近年许多资料显示甲状腺癌在全球发病率有逐年上升趋势,每年增长约4%[1],甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)是其最常见的病理类型,并以颈部淋巴结转移为主。众多研究表明,淋巴结转移与肿瘤周围的微淋巴管形成密切相关。影响甲状腺乳头状癌微淋巴管形成的因子主要有:血管内皮生长因子及其受体(vascular endothelial growth factor,VEGF)家族,肝细胞生长因子(hepatic cell growth factor,HGF),环氧化酶 2(cyclooxygenase-2,COX-2),趋化因子(chemotactic factors)及其受体。本文就微淋巴管形成的各相关因子在甲状腺乳头状癌中的研究现状及进展综述如下。

1 VEGF家族

血管内皮生长因子家族是一类特异作用于内皮细胞的生长因子,包括 VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E 及胎盘生成因子(placenta growth factor,PIGF),它们与酪氨酸受体亲和作用,促进受体发生二聚反应并使之激活,指导细胞功能信号转换。VEGF家族中影响微淋巴管形成的成员主要有VEGF-C、VEGF-D。有研究表明VEGF-C和VEGF-D mRNA的表达率在有淋巴结转移时较无淋巴结转移时高[2]。骆华杰等[3]研究显示VEGF-C、VEGF-D表达与甲状腺癌病理类型有关,在甲状腺乳头状癌组织的表达高于甲状腺滤泡状癌,在有颈淋巴结转移的乳头状腺癌中的表达高于无颈淋巴结转移者。钟武等[4]、梁青春等[5]在甲状腺肿瘤中的研究结果亦表明VEGF-C的高表达与其促进肿瘤淋巴管的生成在甲状腺乳头状癌淋巴结转移过程中起重要作用。研究发现VEGF-C的地位较VEGF-D更重要。许多文献报道,VEGF-C是淋巴管生成的主要调控因子,其受体VEGF-2和VEGF-3存在于淋巴管内皮上,近年已成为用于检测微淋巴管的特异性标志物。对于VEGF-C引起转移的机制,早期研究理论偏向于VEGF-C可使血管、淋巴管的通透性增加,能够改变肿瘤细胞与胞外基质的黏附性,从而促进肿瘤细胞的转移;后来研究表明VEGF-C可选择性与其配体VEGFR-3结合后通过MEK/ERK和PI3激酶途径引起淋巴管内皮细胞增生,促进淋巴管生成和淋巴结转移。Goldman等[6]则认为VEGF-C同时具有趋化因子的作用,这与其特殊的蛋白溶解酶作用有关。一方面增强肿瘤和特异器官的亲和性,另一方面促进癌细胞向淋巴管方向移动,实现转移。Su等[7]更是证实了VEGF/VEGFR-3信号通路介导的淋巴管生成能促进肿瘤细胞播散和区域淋巴结转移。VEGF-D早期并不为人们所重视,最近学者证实VEGF-D同样能够和VEGFR-3结合使RAFFK酪氨酸酶磷酸化,活化细胞骨架蛋白Pax1nin,促进了淋巴管内皮细胞迁移诱导淋巴管内皮细胞肌动蛋白重组,刺激其增殖,且在过表达VEGF-D的动物模型中发现,VEGF-D能通过诱导VEGFR-3的表达,同时促进VEGF-D与VEGFR-3的结合,双方面促进肿瘤淋巴管生成及淋巴转移。此外,研究还表明 VEGF家族的VEGF-A可通过与淋巴管内皮细胞上的VEGFR-2结合,依靠VEGF-C和VEGF-D的间接机制,诱导淋巴管的生成[8]。Cohen-Kaplan等[9]新近研究表明,将类肝素酶HPSE基因转染到恶性黑色素瘤等细胞后,VEGF-C明显高表达,用淋巴管特异性标记物D2-40标记后,显示淋巴管密度显著增高。首次发现HPSE在肿瘤转移中发挥了双重作用,一是它可以破坏细胞外基质和血管基膜的完整性,从而有利于肿瘤细胞的迁移,促使肿瘤细胞的侵袭,二是它诱导肿瘤细胞释放VEGF-C,从而激活VEGF-C/VEGFR-3信号传导通路,进而促发淋巴管生成。随后田亮等[10]研究也证实了甲状腺癌中HPSE和VEGF-C的表达与淋巴管生成的相关性。这就进一步深化了VEGF家族与淋巴管生成的研究。

2 HGF

HGF是从部分肝切除的大鼠血清中分离的生长因子,属于纤溶酶原-凝血素基因超家族,后证明它与纤维母细胞分泌的SF(scatter factor)属于同一个分子,是1个多功能细胞因子。近年研究发现它除了直接刺激肿瘤细胞增殖、增强其侵袭力和促进血管增生外,也被很多实验证实是1种有效的淋巴管生成因子[11,12]。Cao等[13]通过研究提出 HGF 是 1 种新的淋巴管生成因子,当它在肿瘤中过表达时,促进癌细胞的淋巴道转移。临床检测资料表明很多人类肿瘤表达HGF,大部分肿瘤中HGF表达上调与肿瘤的淋巴管生成及局部淋巴结转移相关,包括胃癌、结肠癌、乳腺癌等,但HGF促进恶性肿瘤的淋巴道转移机制,尤其是肿瘤细胞侵入毛细淋巴管的机制仍不十分清楚。在甲状腺癌中的研究也得到类似的结论。早期有研究认为HGF对肿瘤细胞有趋化作用,可以加速肿瘤细胞的移动,在甲状腺乳头状癌的肿瘤细胞转移过程中起到关键作用;Mineo等[14]通过对正常甲状腺组织以及甲状腺乳头状癌研究认为,HGF在癌细胞内高表达,HGF/c-Met系统调控肿瘤细胞的生长和迁移。最近朱正志等[15]通过研究提出,HGF的过表达和MLVD增高与甲状腺乳头状癌发生、发展有关,认为HGF可能参与甲状腺乳头状癌淋巴管生成,但其具体机制尚不明确。目前研究认为可能与其上调VEGF-C、D等,通过VEGF-C、D/VEGFR-3信号途径间接促进淋巴管增生以及其与淋巴管内皮c-Met作用后,上调integrin alpha-9,直接促进淋巴管增生等途径有关。有关HGF促进甲状腺乳头状癌淋巴管生成和淋巴结转移的确切机制仍有待于进一步研究证实。

3 COX-2

环氧化酶(COX)是催化花生四烯酸转化为前列腺素(PG)的重要限速酶。目前发现哺乳动物的COX编码3种同工酶:COX-1、COX-2和COX-3。COX-2属诱导型酶,参与体内包括炎症反应和肿瘤发生、发展等多个病理过程,在正常组织中较少发现,但在炎症或肿瘤等病理反应过程中,表达迅速增强。在多种肿瘤组织的癌变过程中,COX-2出现高表达,表达程度与多种肿瘤的淋巴结转移及预后有密切相关性。在甲状腺肿瘤的研究中,朱洪源等[16]发现,COX-2在甲状腺乳头状癌中存在高表达,在发生淋巴结转移的甲状腺乳头状癌原发灶内表达率为82.6%,在未发生淋巴结转移的甲状腺乳头状癌中表达率为54.5%,与 Lo等[17]的研究结果相近。纪柏等[18]通过研究认为,COX-2的过度表达可使甲状腺乳头状癌的生物学行为发生改变,对于原发肿瘤的淋巴结转移是1个促进因素。COX-2与甲状腺乳头状癌淋巴结转移的密切关系,可能与COX-2促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进肿瘤血管生成、增强肿瘤的侵袭性作用有关。缪爱林等[19]发现COX-2和VEGF-C在甲状腺乳头状癌组织中高表达且关系密切,推断两者在甲状腺乳头状癌颈淋巴结转移中发挥作用且可能有协同效应,朱洪源等[20]、胡贤杰等[21]的研究也得到相似结论,认为COX-2对甲状腺乳头状癌患者的淋巴管形成起着重要的作用,可能通过上调VEGF-C的表达促进肿瘤淋巴管的形成,有利于甲状腺乳头状癌淋巴结的转移。

4 趋化因子及其受体

人类趋化因子是机体内一群能使细胞发生趋化运动的小分子蛋白质,该系统包括大约50种趋化因子和20种受体,共分为四大类:CXC(α),CC(β),C(γ)和 CX3C(δ)。趋化因子受体属七次跨膜G蛋白偶联受体超家族,趋化因子通过作用于趋化因子受体,参与机体多种生理和病理过程。近年来,由于微淋巴管检测技术的成熟,趋化因子及其受体与微淋巴管关系也渐渐被诸多学者所认同。CXCR4是趋化因子的家族成员,在多种肿瘤中表达,目前研究表明可能与乳腺癌、横纹肌肉瘤、神经母细胞瘤等恶性肿瘤生长、侵袭和转移有密切关系,与甲状腺癌的关系也有研究报道。Castellone等[22]发现,在正常甲状腺组织中CXCR4趋化因子受体不表达,但在甲状腺癌中却有表达;RET/PTC原癌抗原的表达在甲状腺乳头状癌中很常见,为进一步从基因的角度探讨甲状腺细胞转化机制,用RET/PTC寡聚核苷酸转化PC C13小鼠甲状腺滤泡细胞,使其高表达RET/PTC癌抗原,发现RET/PTC癌抗原能诱导甲状腺滤泡细胞CXCR4趋化因子受体表达;另外,发现CXCR4趋化因子受体表达与RET/PTC-RAS/ERK信号通路的完整性相关;同时还观察到SDF-1α可诱导甲状腺癌细胞增殖、迁移,这种效应能被CXCR4受体的抗体所抑制。Borrello等[23]研究表明,在正常人甲状腺细胞中RET/PTC原癌抗原过度表达也可诱导大量的炎症因子及与肿瘤侵袭相关的基因表达,显示RET/PTC激活一系列程序,提供了1个在原癌基因、炎症、肿瘤之间的直接联系,同时表明,在甲状腺乳头状癌的发生过程中,趋化因子/趋化因子受体可能有重要的临床作用。王明华等[24]研究发现,在甲状腺癌中有淋巴结转移的病例CXCR4强阳性表达率明显高于无淋巴结转移的病例,认为CXCR4与细胞分化程度低、淋巴结转移有密切关系,CXCR4的强阳性表达提示该病例的预后可能不良。吴延升等[25]的研究也得到相一致的结论,认为CXCR4阳性表达的甲状腺乳头状癌具有较高侵袭转移潜能,是预后不良的指标之一,CXCR4可作为抑制甲状腺乳头状癌侵袭转移的有效靶点。

魏松峰等[26]通过研究提出,HGF、CXCR4可能影响 PTC癌细胞的迁移能力而引起淋巴结转移;VEGF-D通过诱导淋巴管内皮细胞新生和淋巴管生成,从而促进PTC淋巴结转移;VEGFD促进PTC淋巴结转移的作用可能需趋化因子CXCR4协同参与。

综上所述,微淋巴管形成在甲状腺乳头状癌淋巴结转移中起重要作用,各因子在促微淋巴管形成过程中并非单独发挥作用,需同相关受体或配体等相结合,促发某一信号的传导(如VEGF、趋化因子及其受体、COX-2),彼此促进,起到协同作用(如HGF、COX-2等可促进VEGF的生成)。随着研究的深入,各因子与甲状腺乳头状癌微淋巴管生成机制将进一步认识,甲状腺乳头状癌淋巴管生成和抑制相关因子及其作用机制终将逐一被阐明。

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