・86・ 2014年1月第19卷第1期Chinese Clinical Oneolo ̄,Jan.2014,Vo1.19 _l 整合素oL5 13 1与肿瘤发生、发展相关性的研究进展 211102 南京 东南大学医学院附属南京同仁医院急诊科徐律韵,朱从健 综述,陈 洪 审校 【摘要】 整合素是细胞表面的一种重要粘附分子,在肿瘤的粘附、增殖、分化、转移、凋亡等过程中发挥重要的作 用。整合素a551是整合素家族的重要成员之一,也是纤连蛋白的一个重要受体。整合素a5131有望成为多种肿瘤诊断、预后 预测的重要指标及治疗靶点。本文就整合素a5131与肿瘤发生、发展的关系作一综述。 【关键词】 整合素ix5131;肿瘤 中图分类号:R730.51 文献标识码:A 文章编号:1009—0460(2014)01—0086—04 ・ … 。 。The progression of integrin D1 in tumor carcinogenesis and progression xu Cvyun,ZHU Congjian,CHEN Hong.Department of Emergency,Nanjing Tongren Hospital Afilfiated to Medical School ofSoutheast University,Nanfing 211102,China Corresponding author:ZHU Congjian,E—mail:datouwawa33@163.corn 【Abstract】 Integrin is one of the most important adhesion molecules in cell surface and it plays an essential role in adhesion, proliferation,differentiation,metastasis and apoptosis in different tumors.Integrin ̄5131 is one of the key members in integrin family, which acts as a major receptor of ifbronectin in extracellular matrix.Integrin xi5B1 may serve as a new index for diagnosis and prognosis of several tumors and it may be a future target for cancer therapy.This review is aimed to explore the role of integrin ix5B1 in carcino— genesis and progression of different tumors and the possible involved mechanisms. 【Key Words】 Integrin xi5 ̄1;Tumor 整合素(Integrin)为细胞粘附分子家族的重要成员之 一体较为常见,而多种整合素结合相同的基质蛋白,可导致功 ,是一组广泛分布于细胞表面的跨膜糖蛋白受体,主要介 能的进一步重叠。整合素介导的粘附行为与肿瘤的发生、发 展过程密不可分。 导细胞与细胞、细胞与细胞外基质之间的相互粘附,并介导 细胞与细胞外基质之间的双向信号转导,对细胞的粘附、增 整合素ix5131是由d5亚基与Bl亚基组成的异二聚体, 殖、分化、转移、凋亡起着重要的作用。整合素ix5 ̄l作 为整合素家族的重要成员之一,在肿瘤的生长、浸润和转移 中发挥重要作用。本文就整合素a5B1与肿瘤发生、发展的 关系作一综述 是基质中纤连蛋白(Fibronectin,FN)的一个重要受体,在FN 的多种功能中发挥着重要的信息传递作用。整合素ix5131只 识别FN分子中的RGD序列(Arg—Gly—Asp,精氨酸一甘氨酸一 天冬氨酸) J。 1 整合素a5131的结构和功能概述 整合素家族是一类由一个 亚单位和一个B亚单位通 过非共价键连接而成的异二聚体跨膜糖蛋白。ix和B亚基 2整合素o ̄5131与肿瘤的关系及相关机制 大量研究表明整合素ix5 ̄l在多种肿瘤中高表达,且其 异常信号传递在促进肿瘤细胞去分化、失控制性生长及远处 均由长的胞外区(氨基端)、跨膜区和短的胞内区(羧基端) 组成(只有B4亚基有较长的胞内区) 。两种亚基的功能 转移中发挥重要作用。 2.1 整合素ix5 ̄l与结肠癌 整合素ix5131在结肠癌中高 分工却有所不同, 亚基主要与受体的识别有关,而B亚基 尤其是胞内区部分主要进行细胞与间质、细胞与细胞间的信 号传递。目前已经确定有18种 亚单位和8种B亚单位, 表达,与结肠癌的恶性表型及预后密切相关。体外研究通过 小干扰RNA(small interfeirng RNA,siRNA)技术抑制整合素 5亚基表达后,结肠癌细胞HCT116生存时间及转移能力较 对照组明显降低 。临床研究发现结肠癌组织中整合素 共组成至少24种整合素 J。一个整合素分子可结合多种配 1 通讯作者,E—mail:datouwawa33@163 corn 2 210009东南大学附属中大医院消化科 临床肿瘤学杂志2014年 1月第19卷第1期Chinese Clinical Oncology,Jan.2014,Vo1.19,No.1 ・87・ ct5131的表达明显高于相应的癌旁组织,同时低分化结肠癌 组织中整合素仪5B1的表达量亦明显高于高、中分化结肠癌 组织,且整合素 5B1与结肠上皮细胞发生上皮细胞一间充质 表达者的35个月(P<0.05),故认为整合素o【5可作为治疗 卵巢癌的有效靶点。另一临床研究发现卵巢癌患者中化疗 药物耐药组中整合素 ̄5131的表达明显高于化疗药物敏感 组,且整合素a5131的表达与肿瘤分级、肿瘤大小均可作为卵 巢癌的危险因素 。 2.4整合素ct5131与神经胶质瘤 整合素 ̄5131在人神经 转化(epithelial—mesenchymal transition,EMT)相关,而EMT目 前被认为是上皮细胞来源的恶性肿瘤获得迁移和侵袭能力 的重要生物学过程,故整合素d5B1高表达与大肠癌的发生 以及低分化密切相关 J。国内学者亦研究发现,整合素 a5131在结直肠癌组织中高表达,同时其在组织学分化差、有 胶质瘤中高表达且可作为其进展标志及治疗靶点。体外研 究发现在人神经胶质瘤细胞中,高表达的整合素 5亚基可 减少替莫唑胺诱导的抑癌基因p53的活性;相反,抑制整合 素 5亚基后,则p53的活性明显增加,同时增加神经胶质瘤 淋巴结转移、Dukes’分期高的结直肠癌组织中表达明显增 高,并发现整合素d5B1的表达水平与血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达呈正相 关 J。Yang等 研究发现,整合素a5B1的表达与结直肠癌 患者5年生存率存在明显相关性,阳性表达者生存率仅为 44.6%,而阴性表达者则高达75.5%,故整合素 5B1可能为 结直肠癌预后的标志之一。新近研究发现表皮生长因子 (epidermal growth factor,EGF)信号通路参与整合素 5B1促 进的结肠癌的发生与发展 2.2整合素 5p1与乳腺癌 整合素0【5p1在乳腺癌中高 表达且与其转移、侵袭及预后密切相关 9 J。Morozevich等 研究发现阿霉素耐药的乳腺癌细胞系MCF一7(MCF-Dox)中 整合素a5131高表达,而高表达的整合素0【5B1可促进基质 金属蛋白酶-2(matrix metallopreteinase・2,MMP-2)的分泌和 活化 MMP一2属于蛋白水解酶家族,作用于细胞外基质降解 环节,进而促进乳腺癌的侵袭和转移。该研究组后续研究用 siRNA技术沉默整合素0【5B1表达后,MCF—Dox细胞的凋亡 及对阿霉素的敏感性明显增加 11]。Mierke等 从乳腺癌 亲本细胞MDA-MB一231中分离出两个细胞亚型,分别为高表 达整合素仅5B1亚型及低表达整合素 仅5B1亚型。高表达细 胞亚型产生的收缩应力是低表达细胞亚型的7倍之多,且前 者通过3D胶原纤维膜的能力较后者明显增强。运用肌球蛋 白清链激酶抑制剂后,发现高表达细胞亚型的侵袭能力明显 下降,而低表达细胞亚型的侵袭能力则无明显变化。故得出 整合素仅5p1可通过增加乳腺癌细胞的收缩应力进而促进其 侵袭转移的结论。最新研究发现整合素et5131与转化生长因 子.p(transforming growth factor—B,TGF-B)亚家族成员——Ⅲ 型TGF—B受体(type’m TGF-B receptor,T ̄RIII)相互作用促 进乳腺癌的发生与发展,且两者表达水平与乳腺癌的预后呈 反比 。 2.3整合素 5B1与卵巢癌整合素’a5131在卵巢癌中高 表达且与其转移、侵袭及预后密切相关“ 。Sawada等 将 高表达整合素(x5的卵巢癌细胞sKov一3ip1腹腔注射无胸腺 小鼠,1周后治疗组行整合素 5抗体腹腔注射 对照组为非 特异性IgG腹腔注射,每周两次,连续4周。结果显示,治疗 组小鼠的肿瘤体积、腹水及肿瘤转移数量均明显少于对照 组,同时治疗组小鼠平均生存期亦显著高于对照组。该研究 组进一步以107例进展期卵巢癌患者为研究对象,发现高表 达整合素0【5患者的中位总生存时间为 26 个月 ,明显少于低 细胞对替莫唑胺的敏感性 。在实验大鼠胶质瘤模型中注 射整合素tx5131抑制剂JSM6427后21天,抑制剂组肿瘤大小 明显小于对照组,同时肿瘤周围的小神经胶质细胞浓度亦较 对照组明显减少,提示抑制整合素ct5131能抑制神经胶质瘤 的生长及进展 。新近研究发现MMP-2/ot5131相互作用, 从而介导IL.6/Stat3信号通路活化,可促进神经胶质瘤细胞 的转移 。 2.5 整合素ot5131与其他肿瘤 除上述对于整合素a5131 研究较多的肿瘤外,整合素在许多其他肿瘤如肺癌、胃癌等 中亦高表达,且与肿瘤的发生、发展密切相关。在鼠lewis肺 癌细胞中稳定沉默整合素0l5亚基后,肿瘤细胞的迁移、增殖 及克隆形成均减少;体内实验中C57BL/6小鼠注射该细胞 后,荷瘤体积减少,同时肿瘤肺转移发生率明显减少,进而延 长荷瘤生存期,故ct51M可能是抗肺癌治疗的潜在靶点 。 整合素et5131抗体作用于人肺癌细胞株A549后,在下调细胞 内细胞外信号调节激酶(extracelluar signal—regulated protein kinase,ERK)mRNA和蛋白磷酸化的同时,可明显抑制肺癌 细胞A549的增殖和MMP一9蛋白表达,表明整合素et5131可 能介导ERK1/2信号转导通路,参与31 ̄JJ,细胞肺癌的异常增 殖和迁移的口 。Chi等 研究发现整合素o ̄5131的表 达与胃癌的分化、TNM分期以及淋巴结转移有关,其机制可 能与整合素c6131能够与肝细胞生长因子受体c—Met相互作 用有关。王华毅等 研究发现,胃癌患者腹腔冲洗液整合 素a5131 mRNA的阳性表达率明显高于腹腔冲洗液细胞学的 阳性表达率。 5B1 mRNA的阳性表达率与肿瘤的浸润深 度、TNM分期、腹膜转移等密切相关,故用RT—PCR联合检测 腹腔冲洗液中整合素a5 ̄31 mRNA可作为预测胃癌腹膜种植 转移的方法。 相反,在肝癌细胞中整合素ct5 ̄l低表达,稳定转染整合 素 亚基后,可抑制肝癌细胞的生长和侵袭 ,其机制有 待进一步研究。 针对整合素ot5131的治疗 3.1 特异性靶向asf31的单克隆抗体Volociximab整合素 a5131的单克隆抗体Volociximab由于其确切的特异性靶向 作用已受到较多关注。Volociximab是一种高亲和力的嵌合 型(82%人源,18% 鼠源)IgG4单克隆抗体,能够特异性地与 ・88・ 临床肿瘤学杂志2014年1月第l9卷第1期Chinese Clinical Oncology,Jan.2014,Vo1.19,No.1 整合素 5B1结合,从而阻断其与FN结合,导致肿瘤生长受 抑、凋亡增加以及肿瘤新生血管形成受阻 。目前Voloeix— 的细胞内信号通路、细胞粘附、迁移及内皮细胞管泡再生。 PF-04605412在表达整合素俚5的肿瘤细胞表面能够产生显 著的ADCC效应,从而发挥抗肿瘤作用。PF一46054102显示 出明显的剂量依赖性抗肿瘤效应,其抗肿瘤程度与肿瘤细胞 中整合素仅5表达、巨噬细胞、NK细胞浸润及活性相关。另 外该研究组还发现,PF一460541与靶向抗肿瘤药物舒尼替尼 0(Sunitinib)联用后抗肿瘤作用强于单独使用其中任一个所产 生的抗肿瘤作用 J。 imab已进入多种肿瘤的临床试验阶段。Ricart等 对21例 标准治疗失败的进展期实体瘤(如结肠癌、乳腺癌)患者进行 了Volociximab的I期临床研究,评价其临床安全性及可行 性。该21例患者接受0.5~15mg/kg 6个剂量的 Volociximab,静脉注射超过60min,每周注射1次,共行233 次注射。所有患者对Voloeiximab的耐受性均良好,未出现 严重不良反应。常见不良反应如恶心、发热、厌食、头痛、呕 吐及肌肉酸痛均较轻微或偶尔发作,未出现消化道出血,且 综上所述,整合素ct5131通过多种途径在肿瘤的发生、 侵袭、转移中发挥重要作用。整合素a5131在某些肿瘤中表 该研究中的最高静脉注射浓度15mg/kg是安全的。Bell— McGuinn等 对铂类药物耐药的进展期卵巢癌及原发性腹 膜癌患者应用Volociximab,进行为期8周的多中心、2阶段的 Ⅱ期临床研究。该研究中受试者接受Volociximab 15mg/kg 静脉注射,每周1次,共8周,若患者接受8周注射后病情为 稳定甚至更好,则继续行Volociximab静脉注射(第2阶段), 直至疾病进展或出现难以耐受的不良反应。16例入组患者 中,l4例评价为有效,其中1例8周时间内无肿瘤进展。该 研究同时发现Volociximab的耐受性较好,75%的患者仅出现 研究相关的1—2级毒副反应,最常见的毒副反应(>20%)为 头痛和疲乏。药代动力学研究发现Voloeiximab治疗5O天 后,血药浓度增加了2~3倍。Besse等 将Volociximab联 合卡铂、紫杉醇,进行了针对未处理的进展期非小细胞肺癌 的I b期临床研究。研究分为3组,在均进行卡铂+紫杉醇 联合化疗的基础上,3组受试者分别接受不同剂量 Volociximab(10、20、30mg/kg)治疗,3周为1周期,共行6个 周期。结果发现该方案具有良好的耐受性,最常见的≥3级 的毒副反应为中性粒细胞减少(24%),低钠血症(17%)及疲 乏(10%),所有受试者均未出现消化道出血。在人组的33 例患者中,8例患者(24%)获得了部分应答,中位无进展生 存期为6.3个月,6个周期后,潜在抗血管生成或转移的标记 物水平明显降低。故Volociximab无论单独治疗还是与化疗 药物联合治疗,均表现出良好的耐受性,在多种肿瘤中都具 有良好作用,未来需要进行更多的随机研究进一步证实。 3.2人源化的特异性针对a5131的单克隆IgG1抗体PF一 04605412基于前文所述,整合素 5B1在多种肿瘤中高表 达,并与肿瘤的发生、发展密切相关;同时由于一些IgG1单 克隆抗体可利用免疫效应细胞产生的抗体依赖细胞介导的 细胞毒作用(antibody-dependent cellular cytotoxicity,ADCC) 而发挥抗肿瘤作用。ADCC作用是指表达IgGFc受体的自然 杀伤(NK)细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等,通过与已结合在 肿瘤细胞等靶细胞表面的IgG抗体的Fc段结合,从而杀伤 这些靶细胞的作用,故IgG抗体可介导这些细胞发挥ADCC 作用。基于以上两个原理,目前研究者研制出人源化的特异 性针对整合素0【5的单克隆IgG1抗体PF一40605412,该抗体 能特异性识别整合素 5,且具有和Fc受体结合的较高亲和 力。体外研究中发现PF一40605412能抑制整合素 ̄5131介导 达的显著变化也有助于肿瘤的辅助诊断和检测。人工抑制 整合素c ̄5131的表达可以降低恶性肿瘤的成瘤性和转移性, 提高患者生存率,有望成为肿瘤治疗中的又一重要思路。所 以研究整合素ot5131与肿瘤的关系可为许多恶性肿瘤的诊断 及治疗提供一种有效的方法和途径,具有广阔的应用前景和 深远意义。 参考文献 [1] Van der Filer A,Sonnenberg A.Function and interaction of inte. ns[J].Cell Tissue Res,2001,305(3):285-290. 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