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Cyr61与结肠癌发生发展的关系

2013-04-07张曼曼

山东医药 2013年20期
关键词:整合素癌细胞结肠癌

张曼曼,王 恒,赵 逵

(1遵义医学院附属医院,贵州遵义563099;2贵阳市肺科医院)

Cyr61是 CCN 家族(Cyr61、CTGF、Nov)中主要成员之一,其表达产物主要分布在细胞膜及细胞间质中,Cyr61 受体有整联蛋白(整合素)αvβ5、αvβ3、αⅡbβ3、α6β1等。Cyr61 可能在胚胎发育、创伤愈合、血管生成、炎症、纤维性疾病以及肿瘤细胞的增殖、黏附、分化、迁移中发挥关键性作用。结肠癌作为消化道常见恶性肿瘤之一,其发生、发展与多种通道及多种因素有关。研究表明,Cyr61在结肠癌中高表达,其表达量与结肠癌细胞的分化程度、Dukes分期、淋巴结转移等相关[1]。且Cyr61与整合素结合可参与结肠癌细胞的血管生成,并可促进癌细胞的侵袭及转移。本文对Cyr61与结肠癌发生、发展的关系进行综述,拟为结肠癌的防治提供新的靶点。

1 Cyr61与肿瘤之间的关系

Cyr61与多种肿瘤组织的发生关系密切,但在不同的肿瘤组织中其表达量和作用并不相同。Cyr61对肿瘤的形成是起到促进作用还是抑制作用,主要取决于肿瘤组织的具体类型。在原发性胃癌、结肠癌组织中Cyr61高表达,对癌细胞的增殖、侵袭及转移起到促进作用[2,3];在非小细胞肺癌、子宫内膜癌、子宫平滑肌瘤、前列腺癌等组织中Cyr61则低表达,对肿瘤细胞的生长可能起到抑制作用[4,5]。Cyr61 基因的表达情况可以作为多种肿瘤诊断及预后评估的指标[6~8]。作为一种重要的细胞外基质蛋白,Cyr61可通过结合不同的整联蛋白参与多种信号通路,进而调控癌细胞的功能。Cyr61参与调控肿瘤细胞功能的信号通路有:Wnt/β-catenin、NF-κB、酪氨酸激酶、Akt通路等。

2 Cyr61与结肠癌的关系

2.1 Cyr61与整合素αvβ5在结肠癌中的作用 CCN蛋白可以与很多细胞黏附受体结合发挥作用,这些受体主要包括整合素及硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPGs)等。Cyr61和不同的整合素受体结合发挥不同的生物学效应,而与哪种整合素结合则取决于目标细胞的类型和细胞所介导的功能[9]。Cyr61在肿瘤的侵袭及转移中发挥重要作用,当癌细胞转移时Cyr61表达增加。Yan等[10]研究发现,在人结肠癌细胞中,用特定Cyr61的shRNA转换癌细胞株HCT116后,HCT116细胞株中Cyr61的蛋白表达量减少;通过特定的Cyr61shRNA使Cyr61蛋白基因沉默,可减少HCT116细胞的侵袭力和转移能力;使用抗整合素αv单克隆抗体17E6和小分子αvβ3/αvβ5整合素抑制剂EMD121974,可以抑制由Cyr61诱导的肿瘤细胞的侵袭和转移能力。通过细胞表面受体检测,发现HCT116细胞表达的是 αvβ5,而不是 αvβ3。因此,在结肠癌HCT116细胞系中,Cyr61可能与αvβ5共同作用来促进癌细胞的侵袭和转移。在这个过程中,Cyr61可能担当αvβ5的一个关键配体或作为一个可供选择的受体,通过细胞内信号事件来直接调节αvβ5的功能。故针对αvβ5介导的肿瘤细胞的侵袭及转移,我们可以使用特定的整合素拮抗剂进行干预,有可能对结肠癌的发生、发展起到一定的抑制作用。

2.2 Cyr61参与结肠癌新生血管的形成 血管的生成是极其复杂的过程,在这个过程中有多种因素及多种细胞因子共同参与。肿瘤细胞的增殖、转移等生物学行为和其组织内新生血管的形成密切相关。在肿瘤细胞的生长过程中,Cyr61可通过调节血管生成因子的活性来增加新生血管的生成。在众多的血管生成因子中,血管内皮生长因子(VEGF)及其受体(VEGFR)在血管的新生中发挥了不可替代的作用。Cyr61可通过调节VEGF的生成来发挥其促进血管生成的作用[11]。张晓君等[12]研究发现,在结肠癌组织中Cyr61与VEGF均高表达,且两者表达量呈正相关,表明两者在调控血管生成过程中存在协同效应。VEGF参与结肠癌血管的生成,并介导癌细胞的生长及侵袭等,这些作用可能是由Cyr61调控的。Cyr61还可能通过其他机制参与血管的生成,例如Cyr61可通过结合整合素受体来促进血管内皮细胞的黏附、增殖及新生血管的生成等[13],Cyr61也可直接促进内皮细胞的增殖及新生血管的形成[14]。进一步研究 Cyr61、VEGF及其他因素在结肠癌中的表达及关系,可更深入地理解其在肿瘤组织中的生物学行为。

2.3 Cyr61与Wnt信号通路在结肠癌中的作用Wnt信号转导通路在多种肿瘤组织的进展中发挥重要作用。此信号通路可调节肿瘤细胞的增殖、凋亡、生长及转移等过程[15]。在大肠癌的发生发展中,Wnt/β-catenin通路是其关键通路之一,大肠癌的发生约90%与该通路有关[16]。目前,认为Wnt通路的主要成员有:散乱蛋白、糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)、Wnt家族分泌蛋白、β-连接素、结肠腺瘤性息肉病基因蛋白(APC)、轴蛋白(Axion)、核内转录T细胞因子(TCF)/淋巴细胞增强因子(LEF)和泛素蛋白等[17]。研究表明,结肠癌组织中Cyr61过表达,可能通过增强整联蛋白偶联激酶(LK)活性,使Wnt通路中GSK-3β不能有效磷酸化 β-catenin的丝/苏氨酸残基,导致过多的β-catenin不能被胞质中的泛素—蛋白酶解系统降解,越来越多的βcatenin进入细胞核与T细胞因子/淋巴细胞增强因子(β-catenin-TCF/LEF)结合,继而启动其下游的靶基因,通过激活多种途径促进结肠癌的发生发展。

2.4 Cyr61与其他信号通路在结肠癌中的作用NF-κB作为一种重要的调节生命活动的信号分子,参与机体组织细胞的分化、肿瘤细胞的生长及凋亡等过程。一些研究结果提示,在结肠癌细胞中,高表达的Cyr61可能通过增强其下游靶基因NF-κB的转录活性,继而上调XIAP(细胞凋亡抑制蛋白)的表达来抑制肿瘤细胞的凋亡。除此之外,Cyr61还可以通过PI3K/AKT信号通路来发挥抗肿瘤细胞凋亡的作用。已证实,与正常组织相比,PI3K蛋白激酶在胃癌、结肠癌细胞中的表达明显增高。故推测,Cyr61可能通过PI3K/AKT信号通路对结肠癌细胞发挥作用,但Cyr61通过PI3K/AKT信号通路发挥生物学功能的具体作用机制目前仍不清楚,需要进一步的深入研究。此外,在结肠肿瘤的发生中还有很多信号通路的参与,如MAP激酶通路、G蛋白偶联受体信号通路等。这些信号通路在结肠癌中是如何发挥功能及其机制,仍有待研究。

总之,Cyr61作为一种重要的调节生命活动的基质蛋白,参与调节细胞的黏附、增殖等多种过程。Cyr61表达在结肠癌的早期阶段明显增高,对结肠癌的发生有不可替代的作用。但是,目前对Cyr61的研究十分有限,更进一步探索Cyr61与结肠癌发生、发展的关系及其机制,可为结肠癌的预防及治疗提供新思路。

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