馬塞楠, 梁明星, 李浩, 田甜, 王岑竹, 鄧飛, 陳秀, 張薇, 唐金海

乳腺癌是我國女性罹患的最主要的惡性腫瘤之一,發(fā)病率位居城市女性癌癥發(fā)病的首位,農(nóng)村女性的第二位[1]。目前乳腺癌的常規(guī)治療方法有:手術(shù)切除、化療、放療、靶向治療以及新興的免疫治療等。即便如此,還是有很多晚期患者存在復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。所以,繼續(xù)尋求新的治療方向及策略,仍是乳腺癌研究發(fā)展的重要課題。

肝素是由兩種多糖交替連接而成的多聚體,在體內(nèi)外都有抗凝血作用。傳統(tǒng)的肝素主要分為兩大類:普通肝素(Unfractionated heparin,UFH)和低分子肝素(Low molecular weight heparin,LMWH)。而臨床上常用的肝素主要為UFH,LMWH和磺達(dá)肝素。其主要抗凝機(jī)制為抑制活化的凝血因子Ⅹa、凝血因子Ⅱa(凝血酶)和凝血因子Ⅻa等。隨著科學(xué)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)肝素更多新的生物活性,如抗炎、抗血管平滑肌細(xì)胞的增殖、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、影響免疫系統(tǒng)以及抗腫瘤活性等。UFH及LMWH可以通過多種凝血因子抗凝,存在較大出血風(fēng)險(xiǎn),因此常應(yīng)用生物合成的肝素類似物進(jìn)行抗癌研究。這些肝素類似物生物利用度高,且抗凝活性相對(duì)低,甚至無抗凝活性,如硫酸乙酰肝素(Heparan sulfate,HS)、硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(Heparan sulfate proteoglycans，HSPGs),低分子量?；悄懰崴木垠w脫氧膽酸鹽(Low molecular weight taurocholate tetramer deoxycholate, LHTD4)、硫酸化非抗凝血肝素(Sulfated non-anticoagulant heparin,S-NACH)、肝素樣糖胺聚糖(Heparin-like glycosaminoglycans, HLGAGs)等。臨床研究表明,進(jìn)行肝素抗凝治療會(huì)明顯改善肺癌、胰腺癌等腫瘤患者的生存期[2]。肝素及其類似物也可抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，調(diào)控血管形成，以及增敏化療藥等[3-4]?，F(xiàn)就肝素及其類似物抗乳腺癌作用及其內(nèi)在機(jī)制概述如下。

1 內(nèi)源性肝素與乳腺癌

肝素是一種高度硫酸化的蛋白多糖,僅由肥大細(xì)胞產(chǎn)生。1878年,Ehrlich首次發(fā)現(xiàn)肥大細(xì)胞,肥大細(xì)胞主要被視為過敏反應(yīng)早期和急性階段的效應(yīng)器,近些年的研究發(fā)現(xiàn)在人類腫瘤細(xì)胞的周圍積聚肥大細(xì)胞,而這種積累與各種癌癥的預(yù)后不良有關(guān),表明肥大細(xì)胞參與腫瘤進(jìn)展[5]。肥大細(xì)胞也被證實(shí)在乳腺癌中存在[6-7]。在動(dòng)物模型中,肥大細(xì)胞發(fā)揮調(diào)節(jié)血管生成、結(jié)締組織重塑、血液凝固和腫瘤的生長作用[8]。但肥大細(xì)胞的裂解物HMC-1卻沒有表現(xiàn)出同樣的抑制腫瘤作用[9]。早期研究發(fā)現(xiàn),消耗小鼠體內(nèi)肥大細(xì)胞來源的肝素后,腫瘤顯著增長[10],提示內(nèi)源性肝素具有抑制腫瘤的活性。另一項(xiàng)研究表明,相比于野生型小鼠,肝素生物合成的關(guān)鍵酶NDST-2敲除的小鼠腫瘤生長得更快[11],這些都表明肝素具備抗癌作用。肥大細(xì)胞的抗腫瘤作用可能是通過分泌肝素抑制腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞的生長[12]。成纖維細(xì)胞作為腫瘤微環(huán)境中一種重要的基質(zhì)細(xì)胞,是促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要因素[13]。Samoszuk等[9]發(fā)現(xiàn)高劑量的肥大細(xì)胞來源肝素可以抑制與正常成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)的人乳腺癌細(xì)胞的生長,但不抑制單獨(dú)培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞。肝素可與成纖維細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子FGF-7相結(jié)合,調(diào)控腫瘤微環(huán)境[14]。綜上,肥大細(xì)胞分泌的內(nèi)源性肝素可通過調(diào)控腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞間接抑制乳腺癌細(xì)胞的生長。

在乳腺癌等腫瘤中，肝素分解代謝相關(guān)酶發(fā)生異常調(diào)節(jié)，抑制內(nèi)源性肝素的抗腫瘤作用[15]。例如，乙酰肝素酶-1(HPSE1)是一種內(nèi)切-β-D-葡萄糖醛酸糖苷酶，在細(xì)胞表面和細(xì)胞外基質(zhì)中表達(dá)，調(diào)控酶的分解代謝，從而釋放分子信號(hào)促進(jìn)腫瘤生長[16]。因此，有望通過調(diào)控乳腺癌細(xì)胞中肝素分解代謝相關(guān)酶的表達(dá)，抑制乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。

2 肝素結(jié)合細(xì)胞因子抑制乳腺癌

肝素可以與多種細(xì)胞生長因子相結(jié)合,進(jìn)而影響細(xì)胞的功能,這類可以與肝素相結(jié)合的細(xì)胞因子統(tǒng)稱為肝素結(jié)合因子(HBF)或肝素結(jié)合蛋白(HBP),包括HB-EGF、雙調(diào)蛋白等。HSPGs存在于幾乎所有貼壁細(xì)胞的表面,分為syndecans和glypipans兩個(gè)主要家族,它們?cè)诤诵牡鞍捉Y(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)上有很大不同[17]。

HSPGs可結(jié)合許多肝素結(jié)合蛋白,包括生長因子、細(xì)胞外基質(zhì)分子、細(xì)胞間黏附分子和參與多種降解途徑的分子等[18]。有報(bào)道稱HSPGs與乳腺癌的增殖和侵襲性相關(guān)[19],并且HSPG可能是腺體發(fā)育的重要調(diào)節(jié)劑[20]。各種HSPGs如syndecan-1可以調(diào)節(jié)多種肝素結(jié)合生長因子介導(dǎo)的促有絲分裂作用[21]。HSPGs在正常和惡性乳腺上皮細(xì)胞中表現(xiàn)出不同的分布模式[22]。Matsuda等[23]發(fā)現(xiàn),用磷酸肌醇特異性磷脂酶C處理MDA-MB-231和MDA-MB-468乳腺癌細(xì)胞,可以消除肝素結(jié)合生長因子、肝素結(jié)合表皮生長因子樣生長因子和FGF-2等對(duì)乳腺癌細(xì)胞的促有絲分裂作用。

HS可以直接調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長,HS的缺失可能是細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂所必需的[24]。相對(duì)于乳腺癌而言,缺乏HS的環(huán)境會(huì)促進(jìn)乳腺上皮細(xì)胞生長,富含HS的環(huán)境會(huì)抑制生長[25]。許多生長因子和細(xì)胞因子是HS結(jié)合蛋白。肝素/硫酸乙酰肝素相互作用蛋白(Heparin interaction protein,HIP)是由許多正常上皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞系表達(dá)的蛋白質(zhì),它可直接與肝素結(jié)合[26],并作為細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)的黏附分子[27]。研究表明HIP可在黑素瘤和乳腺癌細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用[28]。HIP和HS均在乳腺癌細(xì)胞表面以及正常和惡性乳腺組織的上皮細(xì)胞中表達(dá),來自乳腺癌細(xì)胞及正常人乳腺上皮細(xì)胞表面的HS可以與HIP肽結(jié)合,且這種結(jié)合可被肝素抑制。提示了HIP介導(dǎo)依賴HS的正常和惡性乳腺上皮細(xì)胞與其他細(xì)胞外基質(zhì)成分間的粘附，而肝素可以阻斷此作用[29]。

趨化因子是趨化性細(xì)胞因子超家族的成員,已知它們?cè)诩?xì)胞增殖、造血、新生血管形成中發(fā)揮作用[30]。根據(jù)蛋白質(zhì)序列中前兩個(gè)半胱氨酸殘基的位置定義了4種趨化因子(CXC,CC,C和CX3C)。其中，CXCR4是CXC型趨化因子亞家族的一員。CXCR4及其配體CXCL12在正常組織中廣泛表達(dá),對(duì)于胚胎發(fā)育、淋巴細(xì)胞運(yùn)輸、細(xì)胞增殖和造血干細(xì)胞動(dòng)員非常重要[31]。Müller等[32]揭示了與CXCL12有關(guān)的特定位點(diǎn)轉(zhuǎn)移機(jī)制,CXCL12的受體 CXCR4在原發(fā)腫瘤中的表達(dá)水平越高，患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量越多，骨轉(zhuǎn)移病灶越多，總生存期越差[33-34]。CXCL12刺激CXCR4在調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞粘附和浸潤性方面發(fā)揮重要作用[35]。趨化因子還可結(jié)合存在于上皮細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞表面以及細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)蛋白多糖的糖胺聚糖鏈,調(diào)節(jié)體內(nèi)細(xì)胞遷移[36]。肝素類似物已被證明可抑制CXCL12誘導(dǎo)的T細(xì)胞遷移及黏附細(xì)胞外基質(zhì)成分,并可競(jìng)爭(zhēng)CXCL12與其受體CXCR4的結(jié)合[37]。肝素從內(nèi)皮表面競(jìng)爭(zhēng)性置換CXCL12阻止CXCR4發(fā)揮作用,清除鼠肺實(shí)質(zhì)細(xì)胞表面正常表達(dá)的CXCL12,抑制乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移[38]。因此,肝素類似物介導(dǎo)的CXCL12移位為抗腫瘤轉(zhuǎn)移治療提供了一條可能的途徑。

3 總結(jié)與展望

近年來,肝素及其類似物作為一種新型輔助抗癌劑進(jìn)入人們視野。Suarez等[39]發(fā)現(xiàn)曲妥珠單抗敏感型的乳腺癌高表達(dá)HER2,Syndecan-1(Syn-1,細(xì)胞表面的一種HSPG)和HS,表明曲妥珠單抗的作用可能與乳腺癌細(xì)胞表面的HS相關(guān)。外源性添加的高水平HS能夠捕獲曲妥珠單抗,阻斷HER2介導(dǎo)的抗體作用,因此肝素及其類似物對(duì)于HER2陽性的乳腺癌患者,與曲妥珠單抗靶向治療具有協(xié)同作用。

肝素可以通過調(diào)控P-選擇素-血小板、肝素酶、血管形成、肝素結(jié)合生長因子等多種作用機(jī)制影響腫瘤的進(jìn)展過程,雖然具體機(jī)制尚不清楚,仍需大量實(shí)驗(yàn)探索,但給腫瘤治療提供了一種新思路。