易 韜

(四川大學華西第二醫(yī)院,婦科腫瘤生物治療實驗室,成都610041)

卵巢癌是婦科三大惡性腫瘤之一,也是婦科惡性腫瘤中最主要的致死原因。據統(tǒng)計,美國2007年有22 430例卵巢癌新發(fā)病例,死亡16 210例,近年來中國卵巢癌的發(fā)病率也逐年增高。根治卵巢癌的根本方法是早期手術切除,但是大約有三分之二的病人在就診時已經進展到晚期,大部分患者在確診時已發(fā)生遠處轉移。盡管理想的減瘤術后給以順鉑聯合紫杉醇進行化學治療可以提高患者存活率,然而隨之而來的藥物依賴和腫瘤轉移卻很難根治。因此我們需要尋求更為有效的和低毒的治療手段。骨橋蛋白(osteopontin,OPN)是新近發(fā)現的卵巢癌生物學標志物之一。本文就OPN在卵巢癌中的應用進行綜述。

1 OPN的生物學功能

骨橋蛋白由Senger等[1]于1980年首次報道發(fā)現,是一種分泌型磷酸化糖蛋白,約含300個氨基酸,分子量為41～75 kDa。來自不同動物的骨橋蛋白cDNA具有高度同源性。OPN廣泛分布于人體組織中,在成骨細胞、巨噬細胞、平滑肌細胞、內皮細胞等多種細胞上表達,具有多種重要功能,在介導細胞的增殖、分化、粘附和遷移、信號傳導、免疫調節(jié)等方面都起著重要作用[2]。

人類OPN基因定位于染色體4q13(小鼠位于5號染色體)[3],由7個外顯子和6個內含子構成,所編碼的OPN蛋白為帶負電荷的糖基化磷蛋白,含有一特異的 RGD(精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸,A rg-G lu-Asp)序列,這一序列與許多細胞外基質蛋白的粘附序列相同,對OPN的粘附功能起著重要作用[5]。OPN經由RGD和非RGD[6]途徑同細胞表面的受體結合,RGD途徑主要是與αv類整合素受體(αvβ3、αvβ4、αvβ5)[6-8]結合 ,而非 RGD 途徑主要是與CD44的剪接體V 6、V 7結合[9]?？偟恼f來,細胞所分泌的OPN經過磷酸化、糖基化,然后再經過凝血酶的剪切等一系列表達后修飾作用,以多種形式存在于機體中,每種形式可能有其獨特的功能,但目前的研究還不能充分說明,有待進一步的研究與探討。人類腫瘤中骨橋蛋白表達最初是由布朗等人發(fā)現[10],在結腸,乳房,肺,胃,內膜,甲狀腺癌中骨橋蛋白m RNA水平升高。骨橋蛋白表達陽性的細胞通常在靠近腫瘤壞死和生長旺盛的區(qū)域。其他研究也支持這些研究結果,顯示骨橋蛋白m RNA和蛋白表達在一些癌癥,如肺癌[11],乳腺癌[12]胃癌[13],前列腺癌[14],和膠質瘤[15]上高表達。骨橋蛋白在腫瘤中的表達已被免疫組織化學鑒定,特別是在在某些腫瘤的巨噬細胞和腫瘤細胞中都已定位。

2 OPN與腫瘤轉移的關系

轉移是卵巢癌重要的生物學特性之一,是臨床治療的難題,也是影響療效和預后乃至危及患者生命的主要原因。卵巢癌轉移是極其復雜的過程,血管生成在腫瘤細胞的增殖生長和轉移過程中的起關鍵作用。這種復雜的過程需要生長因子及其受體,胞外蛋白,黏附分子,蛋白水解酶的協同作用[16-20]。Brooks[21]發(fā)現,αVβ3整合素在血管生成過程中表達增加,阻斷αVβ3可以抑制血管生成。此外,αVβ3整合素和骨橋蛋白在血管修復和再生過程中發(fā)揮重要作用,αVβ3和骨橋蛋白在血管損傷時表達上調,且能刺激內皮細胞的黏附和遷移。H irama等[22]研究證明,腫瘤細胞產生的OPN可以作為一個有效的血管生成因子促進腫瘤的生長。研究表明,OPN與惡性腫瘤轉移的多個環(huán)節(jié)密切相關。腫瘤細胞通過整合素受體與ECM相互作用調節(jié)細胞的黏附和移行。OPN通過與腫瘤細胞表面的CD44結合參與細胞的黏附、運動以及正常細胞和腫瘤細胞的激活過程。OPN通過與整合素受體αvβ3結合,促進多種細胞粘附到ECM。OPN通過新生的內皮細胞刺激移行,經血管內皮生長因子誘導的凝血酶裂解的OPN 可促進αvβ3依賴的內皮細胞移行。腫瘤細胞分泌OPN,通過自分泌及旁分泌途徑結合自體細胞表面的整合素,導致細胞移動性增強,蛋白溶解酶分泌增加,從而引起基質降解,促進腫瘤迅速生長和浸潤轉移。Wai等[23]通過 RNA干擾技術抑制OPN蛋白的表達減弱結腸腺癌細胞的運動和侵襲能力,從而降低腫瘤轉移。

Song等[24]發(fā)現在 HO-8910卵巢癌細胞體外細胞集落形成和體內腫瘤生長過程中,骨橋蛋白表達顯著增加。在血清減少或姜黃素治療的情況下,OPN能通過抑制壓力導致的細胞凋亡來保護卵巢細胞的生存。在血清缺乏的情況下,無論是內源性和外源蛋白的OPN都能激活PI3-K/Ak t通路降低p53表達,從而促進體內的晚期卵巢癌的進展。M atsuura[25]用免疫熒光分析檢測了160例卵巢透明細胞癌樣本,揭示OPN能增強卵巢透明細胞癌侵襲作用,RNA干擾OPN表達后能抑制細胞外基質的侵襲。

3 OPN在卵巢癌上的表達

自從人類腫瘤中骨橋蛋白表達在多種腫瘤中水平升高的現象被發(fā)現后,骨橋蛋白與腫瘤的關系就成為研究的熱點。1998年Tiniakos等[26]從30例卵巢癌及其轉移組織中(16例交界性卵巢上皮腫瘤和14例卵巢癌)中檢測 OPN的表達情況,發(fā)現93%卵巢腺癌或轉移灶OPN表達較弱,81.5%的交界性卵巢腫瘤組織中OPN呈陽性表達(P＜0.028)。2002年Kim等[27]的研究結果表明,實時定量PCR檢測OPN在5個正常卵巢上皮細胞系和14個卵巢癌細胞系中表達的幾何均數分別是4.1和270.4;正常人和卵巢癌患者實時定量PCR檢測OPN幾何均數分別是9.0和164。2004年Coppola等[28]使用免疫組織化學檢測350個人腫瘤組織和113個正常組織,腫瘤包括來自乳腺癌,卵巢癌,子宮內膜癌,消化道腫瘤,泌尿系統(tǒng)腫瘤和頭頸部腫瘤等,骨橋蛋白在消化道腫瘤中表達達80%以上,卵巢癌上的表達為59%,且其表達強度和臨床分期相關。Rosen等[29]研究發(fā)現OPN在正常的卵巢上皮細胞中無OPN的表達,而在卵巢囊腺瘤、交界性卵巢腫瘤和漿液性卵巢癌中OPN的表達水平依次升高。

4 OPN對卵巢癌診斷的作用

由于卵巢癌腹膜擴散病人的預后較差,Bao等[30]通過40例伴有腹膜轉移的Ⅲ期卵巢癌患者研究了卵巢癌轉移灶中OPN表達的臨床意義。其中32例患者OPN水平顯著增加(OPN＞1 000 Pg/mg),預后極差。OPN低表達(OPN＜1 000 pg/mg)的8例患者36個月的存活率為75%,腹膜轉移病灶中OPN水平的高低可能預測卵巢癌的預后。Kim[27]同時發(fā)現51例卵巢癌患者術前血漿OPN水平(486.5 ng/m l)顯著高于107例健康婦女(147.1 ng/m L)、46例良性卵巢疾病(254.4 ng/m L)、47例其他婦科癌癥患者(260.9 ng/m L)。血清OPN在檢測卵巢癌中的檢出率達80.4%,在Ⅰ/Ⅱ和Ⅲ/Ⅳ期卵巢癌患者血清中的檢出率分別達80.4%和85.4%。這就為OPN水平作為卵巢癌生物標志物的可能性提供了依據。

Schorge等[31]研究發(fā)現,OPN水平在90%以上復發(fā)性卵巢癌患者早期升高,可以作為CA 125的輔助性診斷。2005年Mor等[32]用基因芯片對健康婦女和卵巢癌患者進行分析產生了四個有顯著性差異的蛋白(瘦素,催乳激素,骨橋蛋白和胰島素樣生長因子-Ⅱ)。用這四種物質同時對106名女性和100名EOC病人研究發(fā)現其中單種蛋白不能完全區(qū)分卵巢癌與正常對照組織,但是,將這4種蛋白結合起來分析時,靈敏度95%,陽性預測值(PPV)95%,特異性95%,陰性預測值94%,能有效提升卵巢癌的檢測效率。2006年Ye等[33]通過蛋白組學發(fā)現早期卵巢癌患者尿液中糖基化EDN和OPN COOH-末端片段增加,兩者結合對卵巢癌檢測可達到93%的檢出率和72%的敏感性,可用于早期卵巢癌的非侵襲性篩查。最近,Nakae等[34]發(fā)現Ⅳ期卵巢癌和有腹水的卵巢病人比無腹水和分期低的患者的術前血清OPN含量高,并且OPN的水平與卵巢癌組織學類型不相關。術前用OPN檢測卵巢癌時的敏感性為81.3%,檢測CA 125時敏感性為 84.4%,兩者結合后敏感性升至93.8%。術前OPN水平是預測卵巢癌的一個有用指標,適合作為CA 125的補充來檢測卵巢癌。

5 展望

卵巢癌的死亡率居高不下,隨著對其深入和廣泛的研究,卵巢癌相關診斷和治療方式成為婦科腫瘤領域研究關注的重點。OPN在早期作為卵巢腫瘤標志物得到極大關注,希望其可作為CA 125的補充,用于卵巢癌的診斷和監(jiān)測,提高患者的生存率,改善患者生存質量。近年來,由于骨橋蛋白被發(fā)現在多個腫瘤中高表達,可促進腫瘤的增殖、浸潤和轉移,因此,以骨橋蛋白為靶點,建立對抗多種腫瘤的治療策略已成為研究的熱點。

[1]Senger DR,W irth DF,H ynes RO.T ransformation-specific secreted phosophop roteins[J].Natu re,1980,286(5773):619-621.

[2]Odek J,Ganss B,M ckee MD.Osteopontin J[J].Crit Rev Oral Biol Med,2000,11(3):279-303.

[3]Crosby AH,Edw ards SJ,Murray JC,et al.Genom ic organization of the human osteopontin gene:exclusion of the locus from a causative role in the pathogenesis of dentinogenesis imperfecta typeⅡ[J].Genom ics,1995,27(1):155-160.

[4]Young MF,Kerr JM,Term ine JD,et al.cDNA cloning,mRNA distribu tion and heterogeneity,ch rom osomal location,and RFLP analysis of human osteopontin(OPN)[J].Genom ics,1990,7(4):491-502.

[5]van Dijk S,D＇Errico JA,Somerman M J,et al.Evidence that a non-RGD domain in rat osteopontin is involved in cell attachmen t[J].JBone M iner Res,1993,8(12):1499-1506.

[6]LiG,Chen YF,Kelpke SS,et al.Estrogen attenuates integrin-beta(3)-dependent adven titial fibroblast m igration after inhibition of osteopontin production in vascu lar smooth muscle cells[J].Circulation,2000,101(25):2949-2955.

[7]Barry ST,Ludbrook SB,M urrison E,et al.Analysis of the alpha4beta1 integrin-osteopontininteraction[J].Exp Cell Res,2000,258(2):342-351.

[8]Barry ST,Ludbrook SB,M ur rison E,et al.A regulated interaction betw een alpha5beta1 integ rin and osteopontin[J].Biochem Biophys Res Commun,2000,267(3):764-769.

[9]Katagiri YU,Sleem an J,FujiiH,etal.CD 44 variantsbut not CD44s cooperate with beta1-containing in tegrins to perm it cells to bind to osteopontin independently of arginine-glycineaspartic acid,thereby stimulating cellm otility and chemotaxis[J].Can cer Res,1999,59(1):219-226.

[10]Brow n LF,Berse B,Van deWater L,et al.Expression and distribu tion of osteopontin in human tissues:w idespread association with lum inal epithelial surfaces[J].Mol Biol Cell,1992,3:1169-1180.

[11]Chambers AF,Wilson SM,Kerkvliet N,et al.Osteopon tin ex pression in lung cancer[J].Lung Cancer,1996,15:311-323.

[12]Tuck AB,O'Malley FP,Singhal H,et al.Osteopontin exp ression in a group of lymph node negative breast can cer patients[J].Int JCancer,1998,79:502-508.

[13]Ue T,Yokozaki H,Kitadai Y,et al.Co-expression of osteopon tin and CD 44v9 in gastric cancer[J].Int J Cancer,1998,79:127-132.

[14]Thalman GN,Sikes RA,Devoll RE,et al.Osteopontin:possible role in prostate cancer prog ression[J].C lin Cancer Res,1999,5:2271-2277.

[15]Saitoh Y,Ku ratsu JI,Takeshima H,et al.Expression of osteopon tin in hum an glioma[J].Its co rrelation with themalignancy.Lab Invest,1995,72:53-55.

[16]Costa C,Soares R,Schm itt F.Angiogenesis:now and then[J].Acta Pathol Microbiol Immunol Scand,2004,112:402-412.

[17]Soares R,Reis-Filho J,Gartner F,et al.VEGF,TGFa and estrogen receptors:possible crosstalks and in teractions[J].Am JPathol,2002,160:381-382.

[18]Soares R,Guo S,Russo J,et al.Role of the estrogen an tagonist ICI 182,780 in vessel assembly and apoptosis of endothelial cells[J].U ltrastruct Pathol,2003,27:33-39.

[19]Soares R,Balogh G,Guo S,et al.Evidence for the notch signaling pathw ay on the role of estrogen in angiogenesis[J].M olEndocrinol,2004,18:2333-2343.

[20]B rook s PC,Clark RA,Cheresh DA.Requirem ent of vascular integrin avh3 fo r angiogenesis[J].Science,1994,264:569-571.

[21]B rook s PC,Montgom ery AM,Rosenfeld M,et al.In tegrin avh3 an tagonists promote tumor regression by indu cing apoptosis of angiogenic blood vessels[J].Cell,1994,79:1157-1164.

[22]Hirama M,Takahashi F,Takahashi K,et al.Osteopontin overproduced by tumor cellsactsas apotent angiogenic factor contributing to tumor g row th[J].Cancer Lett,2003,198(1):107-117.

[23]W ai PY,M i Z,Guo H,et al.Osteopontin silencing by small interfering RNA suppresses in vitro and in vivo CT26 mu rine colon adenocarcinoma metastasis[J].Carcinogenesis,2005,26(4):741-51.

[24]Song G,Cai QF,Mao YB,et al.Osteopontin promotes ovarian cancer progression and cell survivaland increases HIF-1alpha expression th rough the PI3-K/Akt pathway[J].Cancer Sci,2008,99(10):1901-1907.

[25]Matsuura M,Suzuki T,Saito T.Osteopon tin isa new target molecule for ovarian clear cell carcinoma therapy[J].Cancer Sci,2010,101(8):1828-1833.

[26]Tiniakos DG,Yu H,Liapis H.Osteopontin exp ression in ovarian carcinomas and tumors of low malignant potential(LMP)[J].Hum Pathol,1998,29(11):1250-1254.

[27]K im JH,Skates SJ,Uede T.Osteopontin as a potential diagnostic biomarker fu r ovarian cancer[J].JAMA,2002,287(13):1671-1679.

[28]Coppola D,Szabo M,Boulw are D,et al.Correlation ofosteopontin protein expression and pathological stage across a w ide variety of tumor histologies[J].Clin Cancer Res,2004,10(1 Pt 1):184-190.

[29]Rosen DG,Wang L,A tkinson JN,et al.Potentialm arkers that complement exp ression of CA125 in epithelial ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2005,99(2):267-277.

[30]Bao LH,SakaguchiH,Fujim oto J,et al.Osteopontin inmetastatic lesionsasa prognosticmarker in ovarian cancers[J].J Biomed Sci,2007,14(3):373-81.

[31]Schorge JO,Drake RD,Lee H,et al.Osteopon tin as an adjunct to CA 125 in detecting recu rren t ovarian can cer[J].Clin Cancer Res,2004,10(10):3474-3478.

[32]Mor G,Visin tin I,Lai Y,et al.Serum p rotein markers for early detection of ovarian can cer.Proc Natl Acad Sci U S A.2005,102(21):7677-7682.

[33]Ye B,Skates S,Mok SC,et al.Proteomic-based discovery and characterization of gly cosylated eosinophil-derived neu rotoxin and COOH-term inal osteopon tin fragments for ovarian cancer in u rine[J].Clin Cancer Res,2006 15,12(2):432-441.

[34]Nakae M,Iwamoto I,Fujino T,et al.Preoperative plasmaosteopontin level as a biomarker com plementary to carbohydrate antigen 125 in predicting ovarian cancer[J].JObstet Gynaecol Res,2006,32(3):309-314.