屠佳，陳曉鵬

(皖南醫(yī)學院弋磯山醫(yī)院肝膽一科，安徽 蕪湖 241001)

乙酰肝素酶(heparanase，HPSE)是目前發(fā)現(xiàn)的哺乳動物細胞中唯一能切割細胞外基質中硫酸肝素蛋白多糖側鏈—硫酸乙酰肝素的一種葡萄糖醛酸內切酶，在腫瘤的進展過程中發(fā)揮著重要作用。HPSE在惡性腫瘤中常有高表達，它主要通過破壞限制腫瘤生長轉移的屏障細胞外基質和基底膜、介導細胞粘附、增加癌細胞的侵移能力、影響細胞分化等方式促進腫瘤侵移[1]。作為促進腫瘤進展的重要分子，HPSE表達調控機制就顯得尤為重要。要明確HPSE的表達調控，不同來源細胞、不同病理生理狀態(tài)下起作用的轉錄因子也不盡相同，但是這些因子都可影響RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymeraseⅡ，RNA polⅡ)的活性[2]。本文就惡性腫瘤中HPSE的部分轉錄因子及誘導因素的調控機制進行綜述。

1 早期生長反應基因 (early growth response-1，EGR1)

EGR1能夠針對各種細胞信號(包括生長因子、細胞因子、血管內皮損傷及缺氧)作出反應，并在T淋巴細胞和一些腫瘤組織中參與HPSE mRNA 的表達調控[3]。它是具有鋅指結構的轉錄因子家族成員之一，早期即可對多種信號產生反應而表達增加。在HPSE的基因轉錄啟動子中有一個長約280 bp的區(qū)域為高效誘導區(qū)，包含兩個EGR1結合位點。在T細胞和一些腫瘤細胞中EGR1的過表達，可與上述位點結合，激活HPSE的基因轉錄啟動子，從而誘導腫瘤細胞中的HPSE蛋白表達以及酶活性增強[4]。Zheng等[5]對150例胃癌研究發(fā)現(xiàn)胃癌細胞中EGR1誘導肝素酶的表達，其研究結果還表明EGR1和HPSE是相互表達調節(jié)的。Ogishima等[6]對50例膀胱細胞癌和正常膀胱組織對比研究發(fā)現(xiàn)HPSE表達是由于結合啟動子甲基化和EGR1表達調控的，而且這是首次研究證明，在膀胱癌中肝素酶的表達增加是由于啟動子甲基化和轉錄因子EGR1。以上研究均提示 EGR1是調節(jié)HPSE表達的重要轉錄因。

2 ETs家族因子與雌激素

越來越多的研究顯示，HPSE在乳腺癌中的表達可被轉錄因子ETs家族和雌激素及其受體調控。HPSE在乳腺癌侵襲轉移中受多種機制調控，主要有：雌激素與其受體結合后作用于HPSE基因特定區(qū)域，從而提高HPSE轉錄活性，增強其基因和蛋白的表達；HPSE可使破骨細胞刺激因子產生增加，從而導致骨質溶解破壞，為乳腺癌骨轉移奠定基礎；HPSE誘導循環(huán)淋巴細胞產生刺激因子，從而促進乳腺癌的侵襲轉移[7]。Cohen等[8]用逆轉錄PCR和Western blot分析相結合的組織芯片證實了HPSE的啟動子具有4個雌激素反應元件，后發(fā)現(xiàn)在雌激素受體(estrogen receptor，ER)陽性的MCF-7細胞，給予雌激素處理后，HPSE啟動子的轉錄活性明顯增強，而ER的中和抗體則可以阻斷此效應，但在ER陰性的乳腺癌細胞系中卻不出現(xiàn)類似結果，這說明 HPSE啟動子的活性可通過經(jīng)典的雌激素受體途徑調控。

ETs在乳腺癌細胞中對HPSE的調節(jié)主要是由于HPSE啟動子區(qū)包含4個ETs結合序列，分別可結合不同的ETs家族成員，分別為PEA3、ER81、ETs1、ETs2，其中前2個為無功能位點，而后2個(ETs1和ETs2)對外源加入的ETs反應明顯，具有明顯的調控功能，此兩位點的突變可導致ETs調控HPSE表達的缺失，顯性負向的ETs轉錄因子也不能活化HPSE的啟動子[9]。這些結果都說明ETs轉錄因子可通過調控HPSE表達，促進乳腺癌細胞的侵襲和轉移。

3 核因子κB(nuclear factor-kappa B)

NF-κB作為細胞內較為下游的轉錄因子，該因子在腫瘤細胞中也可調控HPSE的表達。有研究以NF-κB信號通路缺陷的肺泡癌細胞系為研究對象，發(fā)現(xiàn)NF-κB信號通路的阻斷可誘導多種與細胞外基質(extracellular matrix，ECM)重塑相關的蛋白酶表達下調，其中包括HPSE[10]。另外Wu等[11]用RT-PCR和Western blot技術檢測到在缺氧條件下可激活的NF-κB依賴性HPSE的表達，另一項通過對45例胃癌標本的免疫組化和電泳遷移率分析檢測NF-κB的活化情況，同時應用半定量RT-PCR檢測HPSE的表達，結果發(fā)現(xiàn)NF-κB的活化與HPSE的表達水平關系密切，提示NF-κB可通過調節(jié)HPSE等蛋白的表達，以控制胃癌的惡性表型[12]。NF-κB通過何種機制調控 HPSE仍不明確，但對 HPSE表達的影響是客觀存在的。

4 Sp1和GA結合蛋白(GA-binding protein，GABP)

Sp1結合在GC盒，截斷和突變 Sp1位點可大大降低啟動子活性，將 Sp1與HPSE啟動子共轉染可以加強啟動子相連的報告基因的表達。在正常上皮細胞可檢測到Sp1的存在，但HPSE基因卻呈現(xiàn)不表達或低表達，可能是由于其轉錄后修飾或其啟動子區(qū)甲基化程度不同造成的。Sp3與Sp1同屬于一個核轉錄因子家族，將Sp3與GABP共轉染SL-2細胞，可以上調HPSE基因的表達[13]。

GABP結合于兩個以GGAA為核心的序列，近端結合位點與轉錄起始位點相鄰，提示此GABP結合位點可能在轉錄起始過程中起重要作用。GABP結合位點的突變明顯減少了HPSE啟動子的活性，進一步證明此結合位點是啟動子的重要組成部分，在基因表達調控中起關鍵作用[14]。王巧歡等[15]分析正常乳腺組織和浸潤性導管癌中HPSE和GA結合蛋白的表達，用免疫組織化學方法檢測HPSE及GABPα的表達，發(fā)現(xiàn)在乳腺癌組織中，HPA與GABP的表達均存在異常，提示HPA和GABP在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展、浸潤轉移中可能存在重要的協(xié)同作用。

5 組蛋白修飾和啟動子DNA甲基化

越來越多研究提示，DNA 的甲基化亦是 HPSE啟動子活性的重要抑制因素。最初，Shteper等[16]運用甲基化特異性PCR對22個腫瘤細胞系HPSE的啟動子甲基化狀態(tài)進行了檢測，發(fā)現(xiàn)這些細胞系HPSE啟動子存在廣泛的CpG島的甲基化位點，且與 HPSE的啟動子活化狀態(tài)呈負相關，而給予這些細胞系脫甲基藥物后，可出現(xiàn)濃度和劑量依賴性的HPSE蛋白、mRNA 和活性增加。另外Hong等[17]研究表觀遺傳學，如DNA甲基化，組蛋白乙?；徒M蛋白甲基化可調控HPSE在神經(jīng)母細胞瘤的表達，發(fā)現(xiàn)在3個神經(jīng)母細胞瘤細之間HPSE啟動子有不同的甲基化。他們得出結論是HPSE的表達與組蛋白修飾和啟動子DNA甲基化在控制基因沉默的作用，HPSE和NF-κB P65的過度表達可能是過多的組蛋白修飾的結果。

6 p53基因

有學者發(fā)現(xiàn) p53可與HPSE啟動子的相關基序結合，并參與其表達調控。p53 是抑癌因子中較為關鍵的蛋白之一，野生型 p53 作為具有抑癌功能的轉錄因子，可限制多種應激因素引起的過度細胞生長，如DNA損傷、癌基因的活化、組織缺氧以及細胞間接觸的消失等[18]。該研究應用組蛋白免疫沉淀分析方法(chromatin immunoprecipitation，ChIP)，提示野生型 p53與HPSE啟動子基序結合后，可抑制其活性，突變型 p53(H175R)不但不產生此抑制效應，甚至對其啟動子有活化的作用；而在不同的細胞系中，野生型 p53 的去除或活性的抑制均可導致HPSE表達和酶活性的明顯增高；該研究還進一步說明，曲古菌素 A(trichostatin A，TSA)可去除野生型 p53 對 HPSE啟動子的抑制效應，它是一種組蛋白去乙酰酶抑制劑，提示p53 通過組蛋白脫?；饔谜{控HPSE的表達[19]。該研究雖然提出了p53參與HPSE啟動子表達調控的關系，但其具體機制仍需進一步研究。

7 神經(jīng)營養(yǎng)因子受體

神經(jīng)營養(yǎng)因子由一系列在功能和結構上與中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育密切相關的營養(yǎng)因子和生長因子組成。這種神經(jīng)營養(yǎng)因子對HPSE的表達調控主要是與兩種不同的受體相結合而發(fā)揮作用：一種是酪氨酸激酶受體(tyrosine kinases，Trk)，主要包括TrkA、TrkB、TrkC等3種；另一種是腫瘤壞死因子樣受體。Marchetti等[20]對髓母細胞瘤研究中發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)營養(yǎng)因子可通過與上述兩種神經(jīng)營養(yǎng)因子受體結合，提高腫瘤組織中HPSE表達及活性，增強髓母細胞瘤的侵襲性，協(xié)助其顱內轉移。

8 葡萄糖

有關研究表明腎小管上皮細胞在高糖環(huán)境中HPSE mRNA 和蛋白的表達顯著升高[21]。這可能由于HPSE 基因啟動子活性區(qū)存在葡萄糖反應元件。當細胞處于高糖環(huán)境時，該反應元件被激活，誘導細胞中的HPSE mRNA 及蛋白表達升高。但是，這種誘導作用可被胰島素和肝素所抑制。此外，細胞外微環(huán)境中的葡萄糖含量升高也可能激活一些轉錄因子(如EGR1、Sp1和Ets啟動子家族等)，從而增加細胞HPSE mRNA的表達。所以細胞外微環(huán)境中的葡萄糖含量對HPSE的表達影響很大。

綜上所述，HPSE的表達調控是多因素、多因子、多層次共同作用完成的，而這些因素和因子又不可避免地參與了腫瘤細胞內其它信號轉導網(wǎng)絡，從而使整個腫瘤細胞具有轉移、侵襲、抗凋亡、血管形成等諸多惡性特質[22]，明確惡性腫瘤HPSE的表達調控機制對以其為靶點的治療進展將產生事半功倍的效果。因此，探討惡性腫瘤中HPSE表達調控機制，力求從上游抑制HPSE的表達和活性，已成為治療惡性腫瘤的新型策略之一。

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