杨庭广（综述），刘 通（审校）

（南昌大学a.研究生院医学部2009级；b.第一附属医院泌尿外科，南昌330006）

肾肿瘤的发病率和病死率在全身肿瘤中占约2%，在肾恶性肿瘤中肾细胞癌（rena cell carcinoma，RCC）约占85%，全球每年大约有200 000人死于肾癌，而且发病率和病死率仍在不断增加［1］。由于肾癌对各种放疗和化疗药物均不敏感，使得晚期和转移患者的生存率很不乐观。当前，肾癌的诊断主要依靠手术后病理检查，尚无有效的检查方法能发现早期的转移灶。大约有30%患者在诊断出肾癌时都发生了不同程度的转移，而一旦发生晚期转移，总体5年生存率不足20%，这也是肾癌总体生存率不高的主要原因之一［2］。新近研究发现半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）在恶性肿瘤的发生、发展中扮演重要的角色，为肾癌的诊断、转移灶的早期发现提供了新的手段，进而为肿瘤治疗提供了新的途径［3］。本文就其分子结构、生物学功能、相应机制、表达调节及与肿瘤的发生、发展、侵袭和转移的关系等作以下综述。

1 SPARC的分子结构

SPARC即富含半胱氨酸的酸性蛋白，又被称作骨连接蛋白、基底膜40蛋白（BM40）或43K蛋白，广泛分布于从线虫到脊椎动物的各种组织中［4］，是相对分子量32 000的钙离子结合糖蛋白，它们都有Fs、EC高度保守的结构域。SPARC基因定位于人类第9号染色体、小鼠的第11号染色体［5］。人类SPARC的基因编码由298～304个氨基酸组成的蛋白质［4］，骨连接蛋白基因都是单拷贝的基因类型。骨连接蛋白的表达活性广泛分布在各种类型的组织细胞中，在具有侵袭性的恶性肿瘤中则呈高度表达［6］。在结构上把SPARC分为4个区域：Ⅰ区（3～51AA），高度酸性，能以较低的亲和力与5～8个Ca2＋结合，由于亲和力较低，Ⅰ区的a螺旋可能对Ca2＋浓度的物理通量敏感；Ⅱ区（52～132AA），含有l0个Cys，2个Cu2＋结合位点和GHK序列，后两者与细胞增殖的调节有关［7］；Ⅲ区（133～227 AA），表现为一系列延伸的a螺旋片段，并具有外源性蛋白酶的敏感位点，靠近氨基端的域；Ⅳ区为羧基末端，含有1个EF环，能与1个Ca2＋以高亲和力结合，其中EF参与SPARC与胶原、内皮细胞的钙依赖性结合。后来的研究证明，只有Ⅲ区和Ⅳ区合在一起才能完成钙离子依赖性的Ⅳ型胶原蛋白结合功能，此区域释放的活性肽作用于内皮细胞，抑制内皮细胞的增殖［4］。

2 SPARC分布及分泌调节

体内多种组织细胞均可分泌SPARC蛋白，它在体内分布很广，如骨、软骨、皮肤、卵巢癌、肾癌等多种肿瘤及正发育和重建的组织细胞，如肾小球脏层上皮细胞和壁层上皮细胞等，大多数SPARC是一种分泌蛋白，在细胞质合成后，进入高尔基体，在信号肽的引导下，分泌到胞外［8］。但有些细胞，尤其是体外培养的细胞，经免疫组化证实SPARC可存在于核周及胞质。SPARC的合成与分泌受到多种细胞因子的调节，有实验表明：与胞外基质降解有关的IL－1、TGF－B、PKGF、IGF－1可刺激SPARC的合成，某些细胞分泌SPARC还可受到铅、热应激等因素的调节［9］。

3 SPARC在肿瘤发生、发展过程中的作用

3.1 SPARC调节细胞增殖的作用

肿瘤是多基因改变、多步骤发生的一类全身性疾病，主要表现为细胞周期失常所引起的增殖过度或凋亡受阻，SPARC对调节细胞增殖作用包括抑制增殖和促进增殖两方面。在抑制增殖方面可单独发挥作用，它能被细胞分泌到基质中，主要是通过调节细胞因子的活性，影响细胞的增殖。有研究表明，SPARC可使细胞周期停止在 G1中期［10］；另外SPARC还可抑制经血管内皮生长因子（FVEG）、血小板衍生因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（bFGF）及胎牛血清等刺激的内皮细胞、平滑肌细胞、系膜细胞及成纤维细胞的增殖，这种功能仅限于特定细胞。另一方面，细胞周期的完成是一个极为复杂的过程，该过程中的异常将引起子细胞表型的改变，由于蛋白在结构和功能上的特殊性，不同肽段具有不同功能，SPARC可被纤维蛋白溶酶水解产生一个铜离子结合肽（K）GHK，能刺激血管生成和细胞生长，从而促进肿瘤细胞的增殖以及迁移［11］。

3.2 SPARC抗细胞黏附作用

细胞之间的黏附主要是通过细胞外基质（ECM）蛋白受体、支撑结构及相关的信号转导复合物之间的相互作用形成的［12］。体内绝大部分ECM糖蛋白具有促进细胞黏附，使细胞骨架重排的作用，但是SPARC不同，它通过提高基质金属蛋白酶（MMPs）和降低纤维蛋白溶酶原活化抑制因子（PAI－1）的水平溶解细胞黏着斑，诱导黏着的细胞变圆，减少局部黏附，促进细胞骨架（肌动蛋白）重排，提高内皮细胞通透性，损害屏障功能。基质金属蛋白酶（SPARC主要作用于 MMP－2和 MMP－9）是一个依赖锌离子的肽链内切酶基因家族，目前已发现7种，几乎可以降解ECM的所有成分。MMP－2以酶原形式分泌，被激活后形成Ⅳ型胶原酶，一方面降解、破坏靠近肿瘤表面的BM和ECM，使瘤细胞沿着缺失的BM向周围组织浸润，促进肿瘤侵袭和转移［13］；另一方面则通过毛细血管内生、新生血管形成等促进肿瘤侵袭和转移并可诱导肿瘤细胞产生碱性成纤维细胞生长因子，进而促进血管形成和肿瘤生长。MMP－9也称明胶酶或Ⅳ型胶原酶，可降解Ⅲ、Ⅳ、V型胶原、明胶等多种底物起作用，而IV型胶原构成基膜的主要支架，导致肿瘤生长［14］。Pal－1属于丝氨酸蛋白酶抑制物超家族，Pal－1通过对PA的抑制作用而减少纤溶酶原的激活，可以抑制纤溶酶对ECM的降解，保护基底膜不被血浆来源的蛋白水解酶所降解，从而稳定基底膜［15］。SPARC可通过多种机制相互作用而影响MMPs与TIMPs的表达和分布，除直接提高MMPs外，还能诱导侵袭性肿瘤细胞产生MMP－2，因此其在肿瘤发生发展及侵袭过程中起着非常重要的作用［16］。

3.3 SPARC启动子区的甲基化

近几年来，基因的甲基化成为研究热门。有研究认为，SPARC启动子区的高度甲基化是导致其低表达、具有致癌作用的主要原因。非小细胞肺癌细胞株及组织中SPARC甲基化率为55%和69%，是导致SPARC表达缺失的主要原因［17］。尿路上皮肿瘤如膀胱癌也出现SPARC的甲基化，而且SPARC的甲基化所导致的SPARC失活与膀胱癌进展相关［18］。由此可见SPARC的甲基化是导致其低表达、具有致癌作用的主要原因，在多数肿瘤的发生发展中发挥重要作用，SPARC可能起着抑癌基因的作用［19］。

3.4 SPARC促进新生血管生成

新生血管生成是肿瘤侵袭和转移的先决条件，是肿瘤形成和在转移灶生长的主要的限速步骤。SPARC的水解产物——钙离子结合肽（GHK）能刺激血管生成和细胞生长，外源性的SPARC还可以降低血管生成抑制剂的浓度，促进血管生成［20］。同时SPARC还可以抑制表皮生长因子（EGF）及其受体（EGFR）、血管 VEGF及其受体（VEGFR）活性，这种作用主要通过抑制血小板源内皮细胞生长因子和增加胶原Ⅰ及胶原蛋白Ⅰ原纤维的表达，改变ECM 微环境［21－22］。

4 SPARC在肾癌中的作用

SPARC正常成人肾脏中，脏层上皮、壁层上皮、集合管、尿路上皮、动脉壁平滑肌细胞及某些间质细胞均有分布。有研究表明，SPARC在肾癌的100%肉瘤样改变及70%的透明细胞癌的内皮细胞和纤维母细胞中表达［23］。其机制主要与MMPs有关。最近体外研究证明，肾癌 MMP－2对鼠肾癌细胞侵袭转移起着非常重要的作用，其表达量增高大大促进了肾癌侵袭转移潜能［16］；与此同时，MMP－2与金属蛋白酶组织抑制物的表达比例失调是肾癌细胞侵袭转移的另一因素。MMP除自身具有降解基质的功能外，还可抑制侵袭抑制因子Nm23H1的表达，大大促进了癌细胞侵袭转移的能力。在肾癌侵袭转移中上皮细胞钙黏蛋白可降低。同时有研究表明，肾癌中MMP－9表达增高是肾癌不良预后性变量［24］。因此，SPARC在肾癌中的表达水平与分级一致，并预示着肿瘤具有更强的侵袭能力，并与预后相关。近期有研究表明，VEGF已经被作为治疗肾癌的靶分子，而细胞黏附分子调控肾癌侵袭转移的机制多数与 MMP有关［25］。

5 展望

SPARC与多种肿瘤的发生、发展及侵袭性有关，其可作为恶性肿瘤诊断与预后评价的指标之一，尽管SPARC的研究已经取得了很大的进展，但仍有许多问题没有解决。人们取得了许多证据证明SPARC的功能是多方面、复杂的，但SPARC很多确切功能有待进一步证实。SPARC蛋白水解成不同肽段，从而使蛋白具有完全相反的功能，这一现象值得研究。在组织修复中，SPARC与细胞外基质中蛋白、生长因子的相互作用、相关信号通路的具体情况，以及如何把这些蛋白应用到医疗应用中都值得探讨。此外，SPARC与肿瘤的发生发展有着密切而复杂的关系，尤其是在肿瘤的侵袭和转移中占有重要地位。SPARC通过对肿瘤细胞的血管再生及促进肿瘤细胞凋亡，也给以后肿瘤的治疗提供新的治疗方法［26］。在泌尿系肿瘤中的大量研究发现，SPARC与泌尿系肿瘤的发生、发展及其生物学特性密切相关，SPARC基因突变检测可望作为泌尿系肿瘤早期诊断的一种分子标记物以及临床判断预后指标［27］。然而SPARC与其他癌基因、抑癌基因之间的相互作用，与细胞凋亡及凋亡相关基因之间的相互关系，还需要深入研究。这些问题的解答将会帮助研究者们更好的了解泌尿系肿瘤的发生与发展过程，在分子水平上为认识泌尿系肿瘤发生和开展肿瘤基因诊断、基因治疗打下良好的理论基础。

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