張雨 劉芳

脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid binding proteins，F(xiàn)ABP) 最初由美國(guó)科學(xué)家在腸黏膜中發(fā)現(xiàn)[1]，它是一組低分子量的胞內(nèi)蛋白，含有 126～134 個(gè)氨基酸序列，對(duì)長(zhǎng)鏈脂肪酸具有很強(qiáng)的親和力[2]，主要在哺乳動(dòng)物的心肌、小腸、肝臟、脂肪組織、腦、表皮等的組織細(xì)胞中表達(dá)，具有組織表達(dá)特異性。并以它們?cè)谔囟ńM織中的表達(dá)命名：肝型(L-)、小腸型(I-)、心型(H-)、脂肪型(A-)、表皮型(E-)、回腸型(IL-)、腦型(B-)、 髓磷脂型(M-)及睪丸型(T-)。目前，研究最為廣泛的為脂肪型脂肪酸結(jié)合蛋白(fatty acid-binding protein4,FABP4)，主要表達(dá)在成熟的脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中,參與細(xì)胞內(nèi)外脂質(zhì)代謝，能夠通過(guò)與脂肪酸、類花生酸類及維甲酸相結(jié)合，轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體發(fā)揮氧化功能，轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可以合成甘油三酯等，轉(zhuǎn)送到細(xì)胞核可以參與核受體基因介導(dǎo)的調(diào)控作用。研究證實(shí),FABP4與糖脂代謝、哮喘、腫瘤、心血管等疾病的發(fā)病存在一定關(guān)聯(lián)[3-11]。隨著轉(zhuǎn)基因及基因敲除技術(shù)的發(fā)展及蛋白質(zhì)組學(xué)的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn) FABP4與腫瘤關(guān)系密切，它除了能夠?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸提供能量外，還能結(jié)合并轉(zhuǎn)運(yùn)各種配體，參與腫瘤細(xì)胞內(nèi)的各種信號(hào)通路。研究顯示，F(xiàn)ABP4與許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展相關(guān),將有望成為腫瘤在藥物治療方面的新靶點(diǎn)。

一、FABP4的表達(dá)及生物學(xué)功能

1.表達(dá)：人類FABP4基因定位于8q21染色體區(qū)域，含有 4 個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子，包含 1 個(gè)逆向和3個(gè)順向脂肪特異性元件(fat-specific elements，F(xiàn)SE)，1個(gè)甘油-3-磷酸脫氫酶基因和l個(gè)FSE2元件[12]。FABP4分子量大約15 Ku，共含有134個(gè)氨基酸，由2個(gè)α螺旋和1個(gè)β折疊結(jié)構(gòu)組成，并以螺旋-卷曲-螺旋的結(jié)構(gòu)域形式存在。FABP4在各種正常組織、細(xì)胞中廣泛表達(dá)，主要部位是白色和棕色脂肪組織及正在分化的脂肪細(xì)胞，特別是在脂肪組織和巨噬細(xì)胞中呈高表達(dá)，是成熟脂肪細(xì)胞的重要胞質(zhì)蛋白，但在其他組織、器官如腎臟、心臟中表達(dá)水平較低。FABP4占細(xì)胞質(zhì)中蛋白質(zhì)總含量的0.5%～6%，是脂肪細(xì)胞分化的標(biāo)志，其表達(dá)具體由胰島素和/或 IGF-1，地塞米松及脂肪酸介導(dǎo)，同時(shí)可作為PPARγ激動(dòng)劑的下游靶標(biāo)。除此之外，在巨噬細(xì)胞特別是在炎性反應(yīng)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP4在支氣管上皮中存在高表達(dá)[13]。

2.生物學(xué)功能：FABP4的重要功能單位是一個(gè)由α螺旋、β、C-F片層所組成的“開(kāi)口”結(jié)構(gòu)，能夠與脂肪酸分子甲基結(jié)合并限制脂肪酸分子的移動(dòng)，同時(shí)，此結(jié)構(gòu)域能夠通過(guò)與疏水性飽和脂肪酸和類花生酸相結(jié)合，增強(qiáng)游離脂肪酸的可溶性[14]，從而協(xié)助脂質(zhì)由脂膜部位轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體或過(guò)氧化物酶體中，氧化分解成甘油三酯或磷脂，或轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及在細(xì)胞核中調(diào)控基因的表達(dá)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ABP4基因敲除小鼠的短鏈脂肪與長(zhǎng)鏈脂肪比在肌肉和脂肪組織中均有所增加，同時(shí)FABP4 能夠提高磷酸激酶活性、脂肪酸氧化、胰島素受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和葡萄糖吸收，還能促使長(zhǎng)鏈脂肪酸聚集在肝臟組織中[15]?？傊?，F(xiàn)ABP4的主要生物學(xué)功能是參與細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)和靶向定位，通過(guò)參與一些與代謝或炎性相關(guān)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)影響全身能量代謝活動(dòng)和炎性反應(yīng)。

二、FABP4與腫瘤

1.與腫瘤血管生成有關(guān)：脂肪酸結(jié)合蛋白4作為脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵脂質(zhì)因子，在脂肪細(xì)胞分化過(guò)程中被誘導(dǎo)，F(xiàn)ABP4在內(nèi)皮細(xì)胞中，是由NOTCH1信號(hào)通路誘導(dǎo)的，后者涉及到腫瘤抗血管新生治療的抵制機(jī)制，F(xiàn)ABP4與游離脂肪酸結(jié)合并通過(guò)其與脂肪酶的相互作用提供對(duì)脂肪分解的反饋抑制，對(duì)于FABP4敲除的脂肪細(xì)胞，這種反饋抑制喪失，表現(xiàn)出更高的脂解速率和更高水平的細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸[16]，F(xiàn)ABP4 是調(diào)節(jié)游離脂肪酸水平所必需的底物，在內(nèi)皮細(xì)胞中保護(hù)細(xì)胞免于游離脂肪酸所誘導(dǎo)的受體型酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTKS)的產(chǎn)生，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)和NOTCH信號(hào)傳導(dǎo)的靶點(diǎn) FABP4 在腫瘤脈管系統(tǒng)的形成中發(fā)揮著重要的作用，在游離脂肪酸富集的環(huán)境中控制RTKS形成和細(xì)胞內(nèi)游離脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)。數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)ABP4 是血管生成所必需的，并且是腫瘤血管生成中的重要靶標(biāo)，尤其是在低級(jí)別、富含間質(zhì)并且富含游離脂肪酸的組織的腫瘤中[17]。在原位小鼠卵巢腫瘤模型中，DLL4/NOTCH1和VEGFA 信號(hào)的雙重靶向比單一療法更加有效，NOTCH1和VEGFA 信號(hào)傳導(dǎo)成為了卵巢腫瘤血管生成中具有吸引力的靶點(diǎn)。

2. FABP4在腫瘤增殖、侵襲及遷移方面的相關(guān)研究：惡性腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移能力決定了惡性腫瘤的進(jìn)展，微環(huán)境的惡化能夠促進(jìn)腫瘤的進(jìn)一步惡化[18-19]，微環(huán)境中的可溶性細(xì)胞因子也能夠影響惡性腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[20]。目前，關(guān)于FABP4在腫瘤中的作用機(jī)制有了一定的研究，但具體機(jī)制尚未完全明確。

(1)乳腺癌。大量流行病學(xué)資料顯示，超重和肥胖的絕經(jīng)后女性患乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)明顯增加[21]，肥胖與年齡及絕經(jīng)后狀態(tài)密切相關(guān),Guaita-Esteruelas等[22]研究了FABP4在乳腺癌中的新作用，F(xiàn)ABP4在乳腺癌細(xì)胞并不表達(dá)大量的FABP4蛋白，而FABP4孵育后在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)水平升高；FABP4主要通過(guò)激活PI3K-AKT和MAPK-ERK這兩個(gè)通路誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞增殖，但對(duì)細(xì)胞遷移沒(méi)有任何影響；FABP4提高FOXM 1轉(zhuǎn)錄因子和脂肪酸的水平，激活轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CD36和FABP5在MCF-7細(xì)胞乳腺癌中的表達(dá)。

(2)宮頸癌。宮頸癌是世界上影響婦女生命健康的主要惡性腫瘤之一，Jin等[23]在宮頸癌中的機(jī)制研究中闡述，F(xiàn)ABP4在宮頸鱗狀細(xì)胞癌(cervical squamous cell carcinoma,CSCC)組織標(biāo)本中特異性升高，但不在宮頸腺癌中升高；FABP4的表達(dá)與E-cadherin和Vimentin表達(dá)相關(guān)；在體外，外源性FABP4以劑量依賴性的方式促進(jìn)CSCC細(xì)胞的遷移和侵襲，在CSCC細(xì)胞中，F(xiàn)ABP4蛋白升高可通過(guò)AKT/GSK3B/Snail信號(hào)通路調(diào)控上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程；可導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞EMT樣形態(tài)學(xué)的改變。

(3) 卵巢癌。肥胖婦女，尤其是絕經(jīng)后肥胖者卵巢癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加[24]。Lahmann 等[24]研究發(fā)現(xiàn)，BMI≥30 kg/m2的婦女比BMI<25 kg/m2的婦女卵巢癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加，且其中絕經(jīng)后婦女的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較絕經(jīng)前婦女明顯增加[25]。Makowski等[26]通過(guò)對(duì)卵巢漿液性癌裸鼠移植瘤模型的研究中發(fā)現(xiàn)，肥胖組小鼠的卵巢腫瘤體積明顯大于正常體重組小鼠。另有研究表明，脂肪源性IL-8在卵巢癌向脂肪組織轉(zhuǎn)移中具有非常重要的作用，卵巢癌細(xì)胞胞膜的IL-8受體與脂肪細(xì)胞胞膜的IL-8結(jié)合后，提高了FABP4的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞從脂肪細(xì)胞內(nèi)吸收脂肪酸，使其在脂肪細(xì)胞豐富的大網(wǎng)膜中迅速生長(zhǎng)[27]，而與脂肪細(xì)胞不直接接觸的卵巢癌細(xì)胞則未迅速生長(zhǎng)[28]。Gharpure等[28]在卵巢癌細(xì)胞的研究中表明，miR-409-3p的抗腫瘤作用來(lái)源于其對(duì)FABP4的抑制作用，低氧條件下能下調(diào)miR-409-3p，有可能消除其對(duì)FABP4的抑制作用，從而導(dǎo)致FABP4水平的升高，F(xiàn)ABP4的高表達(dá)可以調(diào)節(jié)多種代謝物和蛋白質(zhì)途徑，從而導(dǎo)致卵巢癌侵襲性轉(zhuǎn)移并促進(jìn)卵巢癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生。高表達(dá)的FABP4可以作為一個(gè)可靠的指標(biāo)預(yù)測(cè)高級(jí)別漿液性卵巢癌殘留病灶。

(4)肺癌。在非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)的研究中，Tang等[29]探索了FABP3和FABP4的表達(dá)及其在預(yù)后中的作用，收集了30例非小細(xì)胞肺癌患者新鮮冰凍組織。應(yīng)用組織芯片免疫組織化學(xué)方法(TMA-IHC)檢測(cè)281例癌組織和121例匹配的非癌組織標(biāo)本癌中FABP3和FABP4的mRNA和蛋白表達(dá)，結(jié)果表明，癌組織中FABP 3和FABP4的mRNA和蛋白表達(dá)均顯著高于非癌組織。此外，F(xiàn)ABP3或FABP4在非小細(xì)胞肺癌中的高表達(dá)與晚期腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，F(xiàn)ABP3與FABP4的蛋白表達(dá)呈正相關(guān)[29]。

(5)胰腺管癌。胰腺管癌是一種生長(zhǎng)快、預(yù)后差的腫瘤。在胰腺管癌中，與BMI較低的患者相比，BMI超過(guò)35 kg/m2的患者生存率顯著下降。Luo等[30]在胰腺管癌的研究中，發(fā)現(xiàn)與瘤周組織、良性胰腺組織和正常胰腺組織相比，胰腺管癌的組織中FABP4的蛋白是過(guò)表達(dá)的。在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)、腫瘤結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移期的Ⅲ/Ⅳ患者中，F(xiàn)ABP4比無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)，并有腫瘤結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移的I/II期病變過(guò)表達(dá)的比例明顯增高。在胰腺管癌中，F(xiàn)ABP4在異型增生或上皮內(nèi)瘤變Ⅰ級(jí)和Ⅲ級(jí)蛋白表達(dá)陽(yáng)性率顯著高于正常胰腺組織和良性病變胰腺組織。

(6)前列腺癌。前列腺癌是一種好發(fā)于老年男性的泌尿生殖系統(tǒng)的惡性腫瘤，大量證據(jù)表明，肥胖會(huì)導(dǎo)致前列腺癌的發(fā)生率和死亡率均升高。肥胖與前列腺癌死亡率的潛在風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)，可能在生物學(xué)上與侵襲性前列腺癌相關(guān)。但也存在其他解釋，認(rèn)為肥胖男性可能更少有積極性去體檢篩查，導(dǎo)致延誤治療。而肥胖如何影響前列腺癌的長(zhǎng)期預(yù)后尚不明確。對(duì)人前列腺癌樣本分析發(fā)現(xiàn)，表達(dá)高水平CCR3受體的腫瘤更容易發(fā)生局部擴(kuò)散，這些細(xì)胞也更具侵襲性和治療抵抗特性[31]。研究報(bào)道,FABP4 通過(guò)調(diào)節(jié)骨髓脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)來(lái)調(diào)控轉(zhuǎn)移前列腺癌細(xì)胞的發(fā)展，并且FABP4在前列癌病人的組織中和骨轉(zhuǎn)移前列癌腫瘤中都是高表達(dá)的，尤其是在骨轉(zhuǎn)移的病灶中顯著。

以上研究結(jié)果表明，F(xiàn)ABP4影響了腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲及遷移，肥胖腫瘤患者由于體內(nèi)脂肪的含量過(guò)多，而通過(guò)高表達(dá)的FABP4為腫瘤細(xì)胞提供脂肪酸來(lái)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[32]。由于脂肪細(xì)胞的微環(huán)境是腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵，因此，表達(dá)量高的FABP4 能夠從脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)移脂肪酸到腫瘤細(xì)胞，從而促使肥胖患者腫瘤進(jìn)一步的生長(zhǎng)。

三、結(jié)論與展望

肥胖通常會(huì)引起人體內(nèi)的脂肪組織中的脂肪細(xì)胞因子功能紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，是腫瘤發(fā)生的一個(gè)危險(xiǎn)的信號(hào)。大量研究已經(jīng)證明一些典型脂肪細(xì)胞因子在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，但這些功能紊亂的脂肪細(xì)胞因子如何作用于腫瘤并如何影響腫瘤的轉(zhuǎn)移機(jī)制還不完全清楚。相信隨著不斷的研究和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，F(xiàn)ABP4作為多種腫瘤分子標(biāo)志物的研究也越來(lái)越多，將會(huì)更深入的探索其在腫瘤轉(zhuǎn)移中的分子機(jī)制，包括上游及下游的信號(hào)通路及相互作用的分子，從而在精準(zhǔn)醫(yī)療模式的發(fā)展下，為腫瘤提供新的治療靶點(diǎn)及方案。