陈超阳(综述)，陈维荣(审校)

(汕头大学医学院第二附属医院普外科，广东汕头515041)

内皮特异性分子1(endothelial-specfic molecule-1，ESM-1)，最初是由 Lassalle 等［1］发现的。Bechard等［2］证实了ESM-1是作为一种可溶性的蛋白多糖-硫酸软骨素分泌至血液中，又称为Endocan。目前的研究发现，在诸如肺癌、乳腺癌、子宫癌、肾癌、涎腺腺样囊性癌、肝癌、脑神经胶质细胞瘤等许多人体实体肿瘤中ESM-1都高表达，同时也发现该因子的高表达与肿瘤的预后、转移、血管增生等因素有关［3-5］。近期Grigoriu等［6］的研究发现，肺癌患者血清中的ESM-1浓度，不仅与肿瘤的类型、分期和患者的预后、肿瘤的进展相关，更能在一定程度上指导肺癌的治疗。同样，Leroy等［7］发现肾透明细胞癌患者血清中，ESM-1的浓度可作为肾透明细胞癌患者术后治疗和抗血管增生治疗的一个有效监测指标。虽然也有学者发现在直肠癌标本中ESM-1的表达低于正常直结肠黏膜［8］，但目前大多数学者认为ESM-1能通过肿瘤相关性的炎症、血管增生、淋巴管增生、肿瘤细胞本身等方面对肿瘤进行调节，同时也认为相对于其他增生明显的正常组织，ESM-1在肿瘤中的高表达具有较强的特异性［1，3］。

1 ESM-1的基因组成、转录调控和蛋白质组成

1.1 ESM-1的基因组成 ESM-1由单一基因编码，定位在人第5号染色体5q11.2上，含有3个外显子，被2个内含子分割开［1］。其中外显子2编码一个富含F(113FPFFQY I 18)特殊的区域，该区域是ESM-1的功能区域［9］。最大的外显子3编码ESM-1蛋白C端33个氨基酸区域，该区域含有提前终止密码子和137位Ser O糖基化位点，该位点以共价键的形式连接一条黏多糖单链，也称GAG链或DS单链，该黏多糖单链与ESM-1的多种生物学功能紧密相关。

1.2 ESM-1在转录翻译水平的调控 ESM-1在mRNA的水平受外界因素的高度调节。ESM-1的mRNA表达受细胞因子调控。炎性过程中在mRAN水平上ESM-1表达受高度控制，如肿瘤坏死因子 α、白细胞介素(interleukin，IL)1β能呈时间依赖性地正向调节ESM-1的表达［1］。在培养中的血管内皮细胞中肝细胞生长因子/离散因子、成纤维细胞生长因子2、血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等与 ESM-1能呈正反馈式地相互促进表达［10］，与此同时血管内皮细胞增生更为明显，且更易形成管状结构［11］。但也有少数文献报道，它们并不能上调ESM-1的表达。目前发现，ESM-1能随着除血小板衍生生长因子BB和EGF以外的很多血管和淋巴管增生因子的上调而升高［12］，可以发现对ESM-1有肯定上调作用的因子包括蛋白激酶C激活剂、维甲酸、肿瘤坏死因子α、核因子 κB、IL-1β、VEGF-A、VEGF-C 等。

1.3 ESM-1蛋白 目前的研究表明，ESM-1 mRNA能编码两种不同的蛋白:一种是ESM-1，该蛋白是一种相对分子质量为50×103的可溶性蛋白聚糖，是一条成熟的包含165个氨基酸的核心蛋白，包含一个位于F113和F116的苯丙氨酸富集区，以及以共价键的形式连接在第137丝氨酸残基上的一条黏多糖单链［13］。ESM-1的促癌性主要与黏多糖单链和苯丙氨酸富集区相关。在正常人体中ESM-1被分泌后主要是存在于血液循环中，而在肿瘤中，ESM-1不仅存在于血液中，同时在肿瘤的局部也高表达。ESM-1在肺、肾和人胃肠道内的内皮细胞中表达，而在体外培养已经发现越来越多的非内皮细胞起源的细胞也可以分泌ESM-1［14］。另一种蛋白较正常的ESM-1蛋白缺少了外显子2区域，称之为ESM-1Δ2，目前尚未发现其有何功能。考虑可能是一种选择性的剪切——选择性的剪切是高等真核生物基因调控的主要模式［13］。

2 ESM-1与肿瘤关系的研究

2.1 ESM-1在肿瘤中的表达具有特异性 ESM-1主要是由内皮细胞分泌，因此在许多血管丰富肿瘤组织中高表达，但在许多同样血管丰富的正常组织中ESM-1基本上不表达。Lassalle等［1］用Northern印迹法检测到ESM-1在正常的肾和肺组织中表达，却不在心、胎盘、胰腺、脑等血管丰富的组织中表达。Abid等［3］发现，ESM-1在处于不同位置的完整血管内皮细胞中呈不同的表达，并且这种与位置相关的表达式受到微环境的影响，其中最主要的微环境就是肿瘤微环境。这也解释了为什么在(如胚胎等)正常组织中血管也增生明显，但ESM-1的表达并不升高。同时，还发现VEGF在不同的环境下可能分别通过蛋白激酶C-核因子κB途径和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B途径正负调节ESM-1的表达。因此，可以推测:①ESM-1表达的调控机制较为复杂;②它在正常的组织中血管增生是非必需的;③相较其他肿瘤标志物而言，ESM-1更有特异性。由于ESM-1只在肿瘤中高表达的特性，那么可能它相对于其他指标而言更适合用于在临床中检测肿瘤的状态，如作为癌症患者抗肿瘤治疗中的一个监测指标，尤其是抗血管、淋巴管增生治疗方面。近来，Leroy等［7］就发现ESM-1不仅在肾癌中高表达，而且其表达水平可以作为抗肿瘤血管治疗疗效的一个指标。并认为ESM-1可能在未来可以作为一个抗肿瘤血管增生的靶位。

2.2 ESM-1与肿瘤相关性炎症 炎症能诱导肿瘤的形成［15］。炎症促癌症主要是通过炎性介质起作用，如环氧合酶 2、核因子 κB、肿瘤坏死因子 α、IL-1α、IL-1β 等［16］。而许多炎性介质(如肿瘤坏死因子 α、IL-1β 等)均能促使 ESM-1 的高表达［17］。Bechard等［18］发现，ESM-1可通过调节淋巴细胞功能相关分子1/细胞间黏附分子1通路，减弱调节淋巴细胞功能相关分子1介导的白细胞激活，从而影响淋巴细胞到炎症部位的归巢和聚集以及依赖的白细胞黏附和激活。而这一过程可能与肿瘤的免疫逃避机制相关。目前关于ESM-1是否能通过与炎症相关通路促进肿瘤的发展还有待进一步研究。

2.3 ESM-1与血管增生

2.3.1 ESM-1与血管生长相关因子之间的研究 新生的毛细血管对原发肿瘤细胞本身的增殖、迁徙等过程是必不可少的，血管内皮细胞是ESM-1的主要分泌来源之一。同时，ESM-1的分泌对血管的增生也有重要的作用。已经有很多体内外实验也证实了ESM-1能随着许多血管生长因子的上调而上调。其中以VEGF-A的作用最大，也研究的较多［3］。其他如在高表达血管生成素受体1细胞中ESM-1分别上升了100倍，在高表达VEGF-C的细胞中 ESM-1上升了30倍［19，20］。HHEX 对血管的增生以及塑形都有着重大的作用，HHEX能通过减少血管内皮细胞生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor-1，VEGFR)如 VEGFR-1、VEGFR-2 等和血管生成相关的一些重要因子的表达来参与血管生成的调节［21］。Cong等［22］发现 HHEX 可通过一个高度保守的HHEX反应元件直接抑制ESM-1的表达。那么，HHEX对VEGFR-1和VEGFR-2等血管增生中重要因素的抑制作用是否与其直接抑制ESM-1的表达有关?还有待进一步研究。

2.3.2 ESM-1在血管增生中的机制 虽然众多实验都发现ESM-1与血管的增生呈正相关，但仍未找到ESM-1直接促血管增生的证据。目前较为认可的观点是认为其促血管的机制可能以一种正反馈调节的形式进行。如在培养血管内皮细胞中肝细胞生长因子/离散因子、成纤维细胞生长因子2、VEGF等与ESM-1能相互促进表达［10］，同时血管内皮细胞增生更为明显，且更易形成管状结构［11］。在肾癌、肺癌、乳腺癌中发现ESM-1不仅表达于肿瘤中的脉管内皮细胞，也表达肿瘤细胞本身，所以在肿瘤细胞中可能存在ESM-1的受体。这些实验结果提示，在这些过程中可能存在一个正反馈机制，即肿瘤上皮细胞分泌生长因子刺激血管内皮细胞增殖并分泌ESM-1，ESM-1又刺激肿瘤细胞增殖和分泌更多的生长因子，进一步促进血管的增生［2］。

2.4 ESM-1与肿瘤细胞之间的调节 Scherpereel等［9］将高表达 ESM-1的人胚肾细胞293植入裸小鼠，植入部位发生癌变，同时实验也证明了ESM-1具有促癌性。ESM-1促癌细胞增殖的作用是多方面的，如它能通过DS链大大增强肝细胞生长因子/离散因子介导的促肿瘤生长、血管增生、淋巴管增生等方面的作用［22］。在肾癌、肺癌、乳腺癌中发现ESM-1不仅表达于肿瘤中的脉管内皮细胞也表达肿瘤细胞本身，所以怀疑在肿瘤细胞中存在ESM-1的受体。因此，ESM-1能通过旁分泌的形式在肿瘤微环境中局部形成正反馈环即肿瘤细胞分泌生长因子刺激内皮细胞分泌ESM-1，ESM-1又刺激肿瘤细胞增殖，并分泌更多的生长因子促进内皮细胞的增殖和分泌［2］。

2.5 ESM-1淋巴管增生的研究 多年来，人们对ESM-1的研究都集中在炎症、肿瘤血管的增生和肿瘤细胞增生上。ESM-1在淋巴管增生方面的研究较晚也较少。Shin等［12］首次揭示了ESM-1具有强大的促淋巴管增生的能力，利用基因芯片、细胞培养、小鼠体内试验等方法证明了VEGFR-2与VEGFR-3途径(已知的肿瘤淋巴管增生的主要调节通路)直接促进ESM-1的分泌。VEGF-A通过VEGFR-2受体通路，VEGF-C通过 VEGFR-2、VEGFR-3受体通路诱导ESM-1的表达。当在培养的淋巴内皮细胞中加入ESM-1和 VEGF-A或 VEGF-C时，可大大增强VEGF-A、VEGF-C引起的淋巴管内皮细胞的增殖和迁徙的作用，而只加入ESM-1时未发现有相似的结果。同时在被用干扰RNA沉默了ESM-1基因表达的淋巴管内皮细胞培养中加入VEGF-A或VEGF-C，发现这两种因子引起的淋巴管内皮细胞的增生和迁徙的作用大大降低，体内的实验也得到相同的结果。VEGFR-2与VEGFR-3途径能直接促进ESM-1的分泌，同时ESM-1对VEGFR-2与VEGFR-3相关性淋巴管增生也有着重要的作用。但目前还不清楚ESM-1具体是如何影响VEGFR-2与VEGFR-3的途径。

3 结语

恶性肿瘤严重危害人类的健康，其发生、发展又涉及了多种因素和多种基因，是一个极为复杂的过程。ESM-1只在肿瘤中高表达，较其他的因子更具有特异性，且能分泌入血，因此可能更适合作为一个监测肿瘤的指标。同时目前虽有很多抗肿瘤药物不断出现，但这些药物的疗效、价格等仍未能令人满意。ESM-1与肿瘤发生、发展的重要因素(如慢性炎症、肿瘤细胞本身、血管增生、淋巴管增生等)都有着重要的关联。如果能有效地抑制ESM-1的表达，就有可能从多方面对肿瘤的发生、发展进行抑制。因此，开发针对ESM-1的靶向治疗药物有可能开拓肿瘤治疗的一个新篇章。

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