陳 ?。ňC述),蔡 軍(審校)
(南昌大學第一附屬醫(yī)院普外科,南昌 330006)
細胞黏附分子CD44v6 是一種廣泛分布于各種細胞表面的跨膜糖蛋白,是介導細胞與細胞、細胞與細胞外基質(zhì)的黏附和相互作用的分子。近年來研究[1-2]表明,CD44v6 在某些腫瘤細胞和部分人體正常組織中高表達,并在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮關鍵作用。CD44v6 在腫瘤中的具體作用機制尚不十分明了,筆者就其生物學特性及其與腫瘤關系的研究進展作一綜述。
CD44 分子是由單一基因編碼的具有高度特異性的一種分布極廣泛的單鏈表面糖蛋白[3],又稱Ly-24、細胞表面黏附因子、細胞外基質(zhì)受體Ⅲ(extracellular matrix receptorⅢ,ECMRⅢ)、淋巴細胞導航受體(lymph0cytehoming receptor)和透明質(zhì)酸受體(hya-luronatereceptors)。人類CD44 基因定位于11號染色體短臂上(11p13),全長約50 kb,含有20 個高度保守的外顯子,每個外顯子長度從70 bp 到210 bp 不等,完整基因組在染色體DNA 上大約跨越50 kb,包括10 個組成型外顯子和10 個變異型拼接外顯子,它們被長短不一的內(nèi)含子分隔。按照CD44 基因中所含外顯子類型不同可分為兩種,一種是組成型外顯子(constitution exon,C-exon),僅含組成型外顯子的CD44 稱為標準型CD44(standard CD44)即CD44s;另一種是選擇性剪接外顯子,又稱變異體外顯子(variant exon,V-exon)即CD44v。CD44s 基因包含10 個組成型外顯子而不含有任何V 區(qū)變異型外顯子,其轉(zhuǎn)錄片段存在于所有CD44轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中。它編碼361 個氨基酸(Aa)。CD44v 基因含有10 個變異性拼接外顯子,總長度僅1 245 bp,這10 個V 區(qū)外顯子介于第5 和第6 個組成型外顯子之間。V 區(qū)外顯子能以連續(xù)方式拼接,又能以跳躍方式拼接,參加拼接的外顯子可多可少,從而使轉(zhuǎn)錄片段長短不一。前者存在于大多數(shù)細胞上,如淋巴細胞、單核細胞、紅細胞、上皮細胞、平滑肌細胞、神經(jīng)膠質(zhì)細胞等,后者主要存在于上皮源性細胞和腫瘤細胞上[4]。目前通過PCR 技術在許多細胞系中發(fā)現(xiàn)了10 多 種CD44v。分別稱 為CD44v1、CD44v2、CD44v3、……CD44v10 等。CD44v6 是主要的變體之一,是由于編碼CD44 基因片段功能區(qū)外的外顯子6 發(fā)生可變拼接后轉(zhuǎn)錄而成。其結構與CD44s 的基本結構相似,但在細胞膜外靠近細胞膜區(qū)插入了43個由v6 變異拼接型外顯子所編碼的不同序列的氨基酸。有研究證實CD44v6 基因是一種與轉(zhuǎn)移有關的基因[1-2]。
CD44 分子參與細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的特異性黏附過程[5]。促進成纖維細胞和淋巴細胞與ECM 如透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、纖連蛋白、膠原蛋白、纖維素、糖原以及層黏蛋白等的黏附;參與免疫調(diào)節(jié),參與淋巴細胞的激活過程,尤其是T 淋巴細胞及NK 細胞等的激活;CD44 分子作為淋巴細胞“歸巢”受體可介導淋巴細胞在血液和淋巴液之間的運行,參與淋巴細胞的再循環(huán);與細胞骨架蛋白結合,并參與細胞偽足形成,調(diào)節(jié)細胞的運動及形態(tài),增強細胞轉(zhuǎn)移能力,從而促使腫瘤的進展[6];結合并中和透明質(zhì)酸,更新間質(zhì)組織成分;可以調(diào)節(jié)某些藥物的吸收以及細胞對藥物的敏感性;參與細胞內(nèi)外的信號傳導、細胞增殖分化以及創(chuàng)傷等一系列生理過程;CD44 分子還可在不同水平被調(diào)節(jié),參與腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移[7]。CD44 分子和它相應的配體相互作用可導致腫瘤細胞分泌某些生長因子,這些生長因子可能對腫瘤生長是非常重要的。如CD44v6可介導硫酸肝素結合生長因子,促進肝細胞生長因子(HGF)與蛋氨酸受體結合,從而促進腫瘤的轉(zhuǎn)移。
研究發(fā)現(xiàn),CD44v6 在頭頸部鱗癌、肺癌、宮頸癌和大腸癌等多種惡性腫瘤細胞中表達上調(diào)或發(fā)生構型改變,即在惡性腫瘤組織中呈高表達,而在正常組織中呈低表達或不表達[8-13]。Liu 等[10]應用免疫組化檢查了胃腺癌和結腸、直腸腺癌各62 例,研究發(fā)現(xiàn)CD44v6 與對照組相比只在癌組織中表達,CD44v6 的高表達與病理分級、浸潤程度有關。Yaqin等[11]采用免疫組化鏈霉菌抗生物素一過氧化物酶方法檢測CD44v6 在宮頸鱗癌及癌前病變中的表達,研究結果顯示,隨著宮頸惡變程度的增加CD44v6 的表達陽性率也逐漸升高,提示CD44v6 與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展有關。Liu 等[12]檢測了82 例食管鱗癌組織標本中CD44v6 的表達,陽性率為64.6%,并且CD44v6 的表達升高與浸潤深度及淋巴結轉(zhuǎn)移密切相關。王茜等[13]報道,舌鱗癌組織中CD44v6 陽性細胞百分率顯著高于癌旁組織;舌鱗癌伴淋巴結轉(zhuǎn)移與否的組間CD44v6 陽性強度差異有統(tǒng)計學意義。
眾多文獻表明,CD44v6 的過度表達與多種人體惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關,被認為是腫瘤轉(zhuǎn)移促進因子[14-15]。一些腫瘤細胞上的黏附分子表達的降低,使細胞之間的附著減弱,腫瘤細胞從周圍細胞的附著處脫離,從而出現(xiàn)浸潤或轉(zhuǎn)移。另一些腫瘤細胞表達的黏附分子可使腫瘤細胞與血管內(nèi)皮上的纖連蛋白、膠原蛋白等結合,黏附在血管內(nèi)皮細胞上,造成血行轉(zhuǎn)移。CD44v6 是含v6 變異體的CD44 拼接變異體,它通過與透明質(zhì)酸結合,影響腫瘤細胞之間以及腫瘤細胞與基質(zhì)的結合能力,改變腫瘤細胞表面黏附分子的構成和功能,增強腫瘤細胞的運動能力,有助于腫瘤細胞獲得轉(zhuǎn)移潛能,從而促進腫瘤細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移。CD44v6 是目前比較公認的腫瘤轉(zhuǎn)移促進基因,其促進轉(zhuǎn)移作用機制可能是表達CD44v6 的腫瘤細胞與遠離的淋巴管和血管內(nèi)相應配體結合,使轉(zhuǎn)移至那里的腫瘤細胞更加穩(wěn)定地寄宿與生長,有效地形成轉(zhuǎn)移瘤。
Orian Rousseau 等[16]研究發(fā)現(xiàn),CD44v6 通過與肝細胞生成因子HGF 及其酪氨酸激酶受體形成一種具有興奮作用的復合物來激活Ras 信號通路。當Ras 信號系統(tǒng)激活后,可產(chǎn)生細胞增殖及抗凋亡效應,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中有重要作用。Zlobec 等[17]運用免疫組化的方法對結腸癌組織芯片進行檢測,發(fā)現(xiàn)CD44v6 的表達與結腸癌的浸潤深度、淋巴結轉(zhuǎn)移、浸潤范圍及預后相關,表明CD44v6 不只在食管鱗癌組織中高表達,可能與消化道腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移均有相關性。Desai 等[18]報道大腸癌組織中CD44v6的表達上調(diào)時,MMP9 表達上調(diào),兩者的表達呈正相關,認為CD44v6 和MMP9 兩者的共同作用促進了腫瘤細胞的侵襲轉(zhuǎn)移,其作用機制可能是CD44v6為MMP9 定位于細胞表面提供了相應的受體,二者的結合形成復合物共同完成了EMC 的降解,從而促進了腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。張真等[19]研究發(fā)現(xiàn)CD44v6在乳腺癌組織中高表達,且與腋窩淋巴結轉(zhuǎn)移有密切的關系。這提示CD44v6 作為黏附分子,參與了乳腺癌的發(fā)生發(fā)展和浸潤轉(zhuǎn)移過程,其使癌細胞與間質(zhì)間有更強的黏附能力,同時使癌細胞逃避機體的免疫監(jiān)測的能力,從而使癌細胞更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。因此,CD44v6 的過度表達是乳腺癌變及浸潤轉(zhuǎn)移的一個重要因素,檢測淋巴結中CD44v6 的表達可能成為早期診斷乳腺癌的指標之一。Situ 等[8]研究表明CD44v6 的過表達與肺癌的浸潤與轉(zhuǎn)移有關。Afify 等[20]認 為:CD44v6 可能通過改變癌細胞的骨架結構和抗原位點的分布,獲得淋巴細胞樣免疫屏蔽,逃避機體免疫系統(tǒng)的識別,且更易于進入淋巴結形成轉(zhuǎn)移瘤。
很多研究表明CD44v6 與胃腸道腫瘤的發(fā)生發(fā)展、浸潤和轉(zhuǎn)移密切相關,已受到普遍關注[21-23]。Okayama 等[24]發(fā)現(xiàn)在胃腺癌組織中的CD44v6 陽性表達率明顯高于其在非典型增生胃黏膜及正常胃黏膜中的表達率,隨著腫瘤細胞浸潤深度的增加、淋巴結轉(zhuǎn)移,CD44v6 陽性表達率顯著升高,但與年齡、性別及有無脈管侵犯無關,提示CD44v6 不但與胃癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關,而且在胃癌的臨床進展和轉(zhuǎn)移過程中均發(fā)揮了重要作用。
另有研究發(fā)現(xiàn),細胞黏附分子CD44v6 可以和Ezrin 蛋白相互作用,進而影響微絲骨架的重排,誘導腫瘤細胞侵襲表型的發(fā)生,提高腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力[25]。同時,Ezrin 可以直接與CD44v6 分子的細胞質(zhì)部分發(fā)生作用,使CD44v6 間接連到肌動蛋白細胞骨架,藉此調(diào)整細胞遷移和細胞形狀,而CD44v6 分子過度表達也可以引起Ezrin 的功能激活,從而導致腫瘤轉(zhuǎn)移的能力加強[26]。Samija 等[27]指出,將腫瘤的特異性標志物CD44v6 基因轉(zhuǎn)入小鼠提取的樹突狀細胞(DC)細胞,進行腫瘤的免疫治療和預防,可誘發(fā)抗腫瘤作用。
目前,文獻中對于腫瘤CD44v6 的表達與患者預后之間的關系報道不一。Peng 等[28]發(fā)現(xiàn),179 例結腸腺癌CD44v6 陽性組比CD44v6 陰性組的總體局部復發(fā)率高(17.63%比6.62%,P=0.026)。CD44v6 可作為Ⅱ和Ⅲ級結腸腺癌患者行腸系膜全切除預后的敏感指標。Lee 等[29]對95 例膽管癌中CD44v6 的表達與預后的研究認為,CD44v6 表達陽性不能作為獨立預測因子。Porcel 等[30]研究發(fā)現(xiàn),胸膜惡性腫瘤患者較胸膜間皮瘤患者胸膜液中sCD44v6 含量明顯升高??梢妔CD44v6 在上皮性腫瘤中的表達水平明顯升高,但能否預示腫瘤的生物學特征及預后仍有待進一步研究。
腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是一個比較復雜的、多步驟的連續(xù)過程,涉及到腫瘤細胞自身和宿主之間的錯綜復雜的關系,受到多種相關基因的調(diào)控。CD44v6與腫瘤的關系,特別是與腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移和預后的關系是近幾年來提出的新課題,許多研究還處于初始階段。有關CD44v6 在惡性腫瘤組織中的表達及在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移機制的研究尚十分不足。一方面,應該繼續(xù)加強對CD44v6 基因功能的研究,另一方面,還需要建立CD44v6 在人類各種惡性腫瘤組織的表達譜,以便更加深入的研究CD44v6 在惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的具體機制。CD44v6 基因在腫瘤的預測、早期診斷、病情進展、轉(zhuǎn)移潛能與預后的評估等方面具有很大的潛在價值。隨著對CD44v6 基因的進一步研究,不僅有助于病理活檢標本的早期預測轉(zhuǎn)移潛能,而且在腫瘤的普查、診斷、治療和預后等方面發(fā)揮重要作用。
[1]Winder T,Ning Y,Yang D,et al.Germline polymorphisms in genes involved in the CD44 signaling pathway are associated with clinical outcome in localized gastric adenocarcinoma[J].Int J Cancer,2011,129(5):1096-1104.
[2]Okayama H,Kumamoto K,Saitou K,et al.CD44v6,MMP-7 and Ha -clear Cdx2 are significant biomarkers for prediction of lymph node metastasis in primary gastric caneer[J].Oncol Rep,2009,22(4):745-755.
[3]Huang P,Wang C Y,Gou S M,et al.Isolation and biological analysis of tumor stem cells from pancreatic adenocarcinoma[J].World J Gastroenterol,2008,14(24):3903-3907.
[4]Sugahara K N,Hirata T,Hayasaka H,et al.Tumor cells enhance their own CD44 cleavage and motility by generating hyaluronan fragments[J].J Biol Chem,2006,281(9):5861-5868.
[5]Naor D,Wallach Dayan S B,Zahalka M A,et al.Involvement of CD44,a molecule with a thousand faces,in cancer dissemination[J].Semin Cancer Biol,2008,18(4):260-267.
[6]Bourguignon L W,Wong G,Earle C,et al.Hyaluronan-CD44 interaction promotes c-src mediated twist signaling,MicroR-NA-10b expression and RhoA/RhoC upregulation leading to Rho-kinase-associated cytoske-leton activation and breast tumor cell invasion [J].Biol Chem,2010,285(47):36721-36735.
[7]Liang J,JiangD,Griffith J,et al.CD44 is a negative regulator of acute pulmonary inflammation and lipopolysaecharide-TLR signaling in mouse macrophages[J].J Immunol,2007,178(4):2469-2475.
[8]Situ D,Long H,Lin P,et al.Expression and prognostic relevance of CD44v6 in stage I non-small cell lung carcinoma[J].J Cancer Res Clin Oncol,2010,136(8):1213-1219.
[9]Kawano T,Nakamura Y,Yanoma S,et al.Expression of Ecadhefin and CD44S and CD44v6 and its association with prognosis in head and neck cancer[J].Auris Nasus Larynx,2004,31(1):35.
[10]Liu Y J,Yan P S,Li J,et al.Expression and significance of CD44s,CD44v6,and nm23 mRNA in human cancer[J].World J Gastroenterol,2005,11(42):6601 -6606.
[11]Yaqin M,Runhua L,F(xiàn)uxi Z.Analyses of Bcl-2,Survivin,and CD44v6 expressions and human papillomavirus infection in cervical carcinomas[J].Scand J Infect Dis,2007,39(5):441-448.
[12]Liu W K,F(xiàn)u Q,Li Y M,et al.The relationship between cy-clooxygenase-2,CD44v6,and nm23hl in esophagea1 squamous cell carcinoma[J].Onkologie,2009,32(10):574-578.
[13]王茜,潘朝斌,王建廣,等.CD44v6 與CD44v3 在舌鱗癌組織中的表達及意義[J].中華口腔醫(yī)學研究雜志,2009,3(1):17-21.
[14]Le Bras G F,Allison G L,Richards N F.CD44 uprequlation in E-cadherin-negative esophageal cancers results in cell invasion[J].PLoS One,2011,6(11):e27063.
[15]Orian Rousseau V.CD44,a therapeutic target for metastasizing tumours[J].Eur J Cancer,2010,46(7):1271-1277.
[16]Orian Rousseau V,Morrison H,Matzke A,et al.Hepatocyte growth factor-induced Ras activation requires ERM proteins linked to both CD44v6 and F-actin[J].Mol Biol Cell,2007,18(1):76-83.
[17]Zlobec I,Gunthert U,Tornillo L,et al.Systematic assessment of the prognostic impact of membranous CD44V6 protein expression in colorectal cancer[J].Histopathology,2009,55(5):564-575.
[18]Desai B,Ma T,Zhu J,et al.Characterization of the expression of variant and standard CD44 in prostate cancer cells:identification of the possible molecular mechanism of CD44/MMP9 complex formation on the cell surface[J].J Cell Biochem,2009,108(1):272 -284.
[19]張真,張小濤,于蘭,等.乳腺癌CD44V6 和Survivin 的表達與臨床預后的相關性研究 [J].中國腫瘤臨床,2011,38(14):835-837.
[20]Afify A,Purnll P,Nguyen L.Role of CD44s and CD44V6 on human breast cancer cell adhesion migration and invasion[J].Exp Mol Pathol,2009,86(2):95.
[21]張小川,馮一中,李海,Ezrin 和CD44V6 在大腸癌中的研究進展[J].齊齊哈爾醫(yī)學院學報,2011,32(22):3683-3685.
[22]Omran O M,Ata H S.CD44S and CD44V6 in diagnosis and prognosis of human bladder cancer [J].UItrastruct Pathol,2012,36(3):145-152.
[23]Zhou G,Chiu D,Qin D,et al.The efficacy evaluation of cryosurgery in pancreatic cancer patients with the expression of CD44V6 integrin-β1,CA199,and CEA[J].Mol Biotechnol,2012,52(1):59-67.
[24]Okayama H,Kumamoto K,Saitou K,et al.CD44V6,MMP-7 and nuclear Cdx 2 are significant biomarkers for prediction of lymph node metastasis in primary gastric cancer[J].Oncol Rep,2009,22(4):745-755.
[25]Boldrini E,Peres S V,Morini S,et al.Immunoexpression of Ezrin and CD44 in patients with osteosarcoma[J].J Pediatr Hematol Oncol,2010,32(6):213-217.
[26]Fehon R G,McClatchey A I,Bretscher A,et al.Organizing the cell cortex:the role of ERM proteins[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2010,11(4):276-287.
[27]Samija I,Matesa N,Lukac J,et al.Galectin-3 and CD-44v6 as markers for preoperative diagnosis of thyroid cancer by RT-PCR [J].Diagn Mol Pathol,2011,20(4):233-241.
[28]Peng J,Lu J J,Zhu J,et al.Prediction of treatment outcome by CD44v6 after total mesorectal excision in locally advanced rectal cancer [J].Cancer J,2008,14(1):54-61.
[29]Lee S M,Lee K E,Chang H J,et al.Prognostic significance of CD44s expression in biliary tract cancers[J].Ann Surg Oncol,2008,15(4):1155-1160.
[30]Porcel J M,Esquerda A,Rodriguez Panadero F,et al.The use of pleural fluid sCD44v6/std ratio for distinguishing mesothe -lioma from other pleural malignancies [J].J Thorac Oncol,2011,6(1):190-194.