唐 容，蒋丽萍，洪 涛

(南昌大学医学院，江西南昌 330006)

神经胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性肿瘤，约占颅内各类型肿瘤发生率的40%～60%。虽然相对于其他肿瘤类型来说，中枢神经系统的肿瘤类型相对较少，占所有恶性肿瘤的比例低于2%，但一旦确诊，脑胶质瘤是致命性的，患者平均存活期大约1年。目前治疗脑胶质瘤的手段包括手术、放疗及化疗。由于肿块的不均一性、肿块与正常组织结合在一起无界限及胶质瘤细胞高侵袭性，使其预后不良。神经胶质瘤包括星形胶质细胞肿瘤、少突胶质细胞肿瘤、混合性胶质细胞肿瘤及室管膜肿瘤，其中星形胶质细胞肿瘤最为常见。细胞间隙直接通讯(GJIC)与肿瘤有关方面的研究已经有很长的历史［1］。研究表明，许多人类肿瘤(包括脑胶质瘤)缝隙连接通讯及Cxs表达缺失。脑胶质瘤恶性程度越高，GJ形成及Cx43表达越少。Cx43是中枢神经系统最丰富的缝隙连接蛋白，主要在星形胶质细胞表达;而在星形胶质细胞瘤中，Cx43表达减少或缺失。本文就Cx43对神经胶质瘤细胞增殖、迁移的影响及机制进行简单概述。

1 GJ与Cx43

GJ是相邻细胞质间唯一的分子通道。每个缝隙连接通道由两个连接子两两对接而成，每个连接子由6个缝隙连接蛋白亚单位组成，允许小分子(＜1ku)如金属离子、第二信使及其它小分子代谢产物在细胞间传递，使细胞间可以不通过细胞外空间达到直接通讯的目的。除分化了的骨骼肌、红细胞及成熟的精子细胞外，Cxs几乎在哺乳动物所有组织和细胞中均有表达［2］。Cxs基因家族，鼠类有20种，人类有21种。Cxs是一个4次跨膜蛋白，由9个主要区域组成，即两个胞外环(extracellular1，EL1和 extracellular 2，EL2;参与对接)、N末端、胞质环和C末端(位于胞质一侧)及4个跨膜区域。Cxs根据分子质量(25～62ku)的不同进行区分，如Cx43、Cx26、Cx56，Cx43结构示意图见Fig 1。Cxs同源性很高，胞外环、4个跨膜区域及N末端相对保守，C末端及胞质环差别较大，是区别不同缝隙连接蛋白的主要区域。Cxs半衰期短，只有几个小时。通过Cxs不断的合成与降解来适应环境的改变［2］。Cxs除了形成GJ通道，还可形成半通道，半通道是一种重要的细胞旁分泌信号途径，通过释放细胞内因子如ATP、NAD(+)及谷氨酸，影响细胞内钙和细胞生存［3］。

Fig 1 Structure of Connexin43

通常情况下，肿瘤增长越快、恶性程度越高，Cx43表达越少［4］。但是，Caltabiano等［5］对32个人脑胶质瘤标本进行研究表明，在恶性程度高的胶质瘤中，Cx43 mRNA水平高，而Cx43蛋白水平低，这可能跟转录后机制的改变有关，如磷酸化、胞质定位等。尽管有57%原发肿瘤显示Cx43水平降低，但也有数据显示相反的结果，即Cx43水平增加。Cx43表达高度不均匀性，可能取决于局部肿瘤微环境的影响。

2 Cx43与神经胶质瘤细胞生长抑制

迄今，所有的研究都表明，Cx43对脑胶质瘤细胞生长起着抑制作用。Cx43影响细胞周期，比如使细胞从G1期过渡到S期、G2期过渡到 M期均延长［6］。进一步研究发现，Cx43通过降低细胞周期蛋白A、D1、D2、E、CDK5、CDK6、CKP2表达，或者增加 p21和 p27表达，从而延长细胞周期［6－8］。此外，Cx43还可能影响其他生长抑制因子的表达。比如，转染了Cx43的C6鼠脑胶质瘤细胞改变分泌性蛋白表达，即增加骨桥蛋白、CCN3、IGFBP4或者减少MPG-E8、IGF-1、IGFBP3表达［9］。但过表达Cx32对C6细胞生长没有影响［10］，表明不同的缝隙连接蛋白对细胞生长抑制具有特异性。而这种特异性归咎于两方面:缝隙连接蛋白形成通道的通透性和它们独特的胞内区。这两部分是相互联系的，因为细胞内区域(特别是C末端)磷酸化使构象改变，从而影响通道的通透性［11］。

2.1 Cx43调节细胞生长:依赖GJIC机制 相对于Cx32，Cx43形成的缝隙连接通道对某些代谢产物如ATP、谷氨酸表现出更高的通透性［12］。研究表明，GJIC与细胞生长存在一定的关系。例如，转染了TGF-β1的C6细胞，GJIC功能下降，Cx43磷酸化水平下降，DNA合成增加［13］。表明TGF-β1改变Cx43磷酸化水平，降低GJIC，从而促进C6细胞的增殖。提示C6细胞DNA合成受GJIC的影响。相应地，甲苯磺丁脲增加GJIC从而抑制C6的生长［8］。

Cx43磷酸化，尤其是C末端的磷酸化，会影响GJIC。因为许多激酶与Cx43相互影响，所以探讨Cx43磷酸化对细胞生长调节的可能作用非常必要。Cx43磷酸化影响自身结构，导致其通道功能改变。Cx43内在化、降解都与磷酸化状态有关。比如，FGF-2刺激心肌细胞，使Cx43在S262氨基酸发生磷酸化，GJIC降低，DNA合成增加［14］。虽然这个实验是在心肌细胞，但是FGF-2高表达于神经胶质瘤，是恶性胶质瘤细胞的一个有丝分裂因子［15］，同样使胶质瘤细胞Cx43在S262氨基酸发生磷酸化，从而调节细胞的生长。

2.2 Cx43调节细胞生长:不依赖于GJIC机制 前面已提到过，肿瘤细胞增加Cxs基因表达，提高GJIC，抑制细胞生长;这种效应具有连接蛋白类型特异性，但不总是与GJIC水平有关。有些实验表明，Cx43抑制细胞生长，是不依赖于GJIC发挥作用。因为经常观察到Cx43在胶质瘤细胞质内，那么细胞质内的Cx43是否会以别的方式影响细胞生长呢?

Cx43 C末端占整个分子全长的2/3，且C末端有许多潜在位点可以与其他蛋白相互作用。如Cx43 C末端(从244～382位氨基酸)与CNN3相互作用，抑制CNN3进入细胞核，抑制细胞生长［16］。最近研究表明，Cx43可作为c-Src一种底物，减少Src参与细胞生长激活，抑制细胞生长［7］。在许多类型细胞中，可以观察到Cx43位于细胞核，包括转染了Cx43cDNA的细胞［17］。由于很难想象完整的膜蛋白如Cx43进入细胞核，所以推测Cx43的C末端可能有核靶向功能。更有趣的是，没有形成通道的Cx43 C末端(位于细胞核内)仍然有生长抑制活性［18］。上述研究表明，Cx43可能从两方面影响基因表达:直接作为一个转录因子;间接与转录因子或者复合物相互影响。

3 Cx43与神经胶质瘤细胞迁移

神经胶质瘤最重要的标志是其侵袭性行为，这是治疗胶质瘤面临的最大问题。经过几十年的努力，脑胶质瘤病人的存活率并没有得到明显的提高。肿瘤细胞侵入正常组织是一个复杂的过程，包括细胞与细胞外基质、邻近细胞及活跃细胞运动相关的病理生理过程及其相互影响。上面讨论了Cx43抑制神经胶质瘤细胞增殖及机制，那么Cx43对神经胶质瘤细胞迁移的影响如何呢?过去几十年，有关Cxs与细胞迁移的资料越来越多。体外研究提示，敲除Cx43，降低细胞运动性;过表达Cx43，提高细胞运动性，Cx43与神经胶质瘤细胞迁移呈正相关［19］。

3.1 Cx43与细胞迁移:依赖GJIC机制 Cx43作为一种缝隙连接蛋白，通过形成GJIC调节细胞迁移。但是Cx43是依赖于胶质瘤细胞之间形成的同型细胞GJIC，还是胶质瘤细胞与星形胶质细胞(脑间质主要细胞类型)之间形成的异型细胞GJIC。用甘珀酸抑制GL15人恶性胶质瘤细胞间的同型细胞GJIC，GL15细胞运动性增强，而相应地抑制异型细胞GJIC，GL15细胞运动性减弱［20］。当然，在体内外，胶质瘤细胞与星形胶质细胞间存在直接的GJIC［21］。另外，异型细胞GJIC能够影响细胞形态和星形胶质细胞基因表达［21］。研究表明，胶质瘤细胞与上皮细胞间形成的GJIC可能对胶质瘤侵袭起着重要作用［22］。综上所述，同型细胞GJIC低而异型细胞GJIC高有利于胶质瘤细胞迁移。研究发现，恶性胶质瘤中心低表达Cx43，而边缘及星形胶质细胞高表达Cx43［23］，可能促进胶质瘤细胞侵袭。

3.2 Cx43与细胞迁移:不依赖GJIC机制 越来越多的资料显示，Cxs影响胶质瘤细胞迁移可能不依赖GJIC。如Cx43的胞外环增加细胞黏附，可能有助于细胞迁移［24］。进一步研究发现，完整的Cx43能够增加C6细胞运动性，而截掉C末端的Cx43对C6细胞运动性没有影响，表明Cx43的C末端对胶质瘤细胞迁移起着重要作用［25］。研究表明［19］，对于LN18人脑胶质瘤细胞，Cx43 C末端足够调节细胞迁移。提示Cx43 C末端对细胞迁移是必须的，可能是因为C末端含有许多蛋白相互作用结合位点。此外，Cx43 C末端还可以与细胞骨架蛋白如F-actin、β-tubulin、N-cadherin，激动蛋白，结合蛋白如可的松、drebrin相互作用［19］。但Cx43对神经胶质瘤迁移的作用还需要进一步的研究。

4 展望与前景

Cx43表达与肿瘤的发生发展过程有着密切的联系。最初的研究发现，胶质瘤恶性程度越高，Cx43表达越少或缺失。将Cx43cDNA转入恶性胶质瘤细胞后，发现细胞增殖明显受到抑制，并在许多类型的肿瘤中均发现，Cx43能够抑制细胞增殖，并把它视为一种抑癌基因。但之后的研究发现，Cx43在胶质瘤(尤其是恶性胶质瘤)中不均匀表达，一些肿瘤细胞趋向于迁移(表达Cx43的细胞)，另外一些趋向于增殖(不表达Cx43的细胞)，这为Cx43治疗脑胶质瘤带来了困难。MMPs的表达及活化促进胶质瘤侵袭和迁移，研究发现，C6细胞过表达Cx43后，细胞侵袭能力增强，细胞培养液中MMP-2及MMP-9呈数量级的增加［24］，说明Cx43促进胶质瘤细胞侵袭可能与细胞培养液中MMP-2、MMP-9增加有关。Cx43治疗脑胶质瘤的潜在性不可否认，如基因治疗和MMPs抑制剂联合应用，但亟待研究一种完美的动物模型，模拟脑内复杂的微环境，进一步明确Cx43调节细胞增殖与迁移的分子机制，为Cx43治疗脑胶质瘤提供新的思路和策略。

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