李 俏 曹 淵 蔡慧君 曹三成

塌陷反應調節(jié)蛋白(collapsin response mediator proteins，CRMPs)家族，又名TOAD-64/Ulip-2/DRP-2家族，目前包含CRMP1、2、3、4、5共5個成員，他們在物種間高度保守，均為胞質磷酸化蛋白，其中CRMP1、2、3和4顯示75%的同源性，CRMP5顯示50%同源性[1-2]。該家族最早被發(fā)現于中樞神經系統中，能介導神經元突起的生長發(fā)育過程，是神經系統損傷和相關疾病的熱門潛在治療靶點[3-5]。近年的研究[6-7]表明，CRMPs家族與腫瘤發(fā)展也有密切關系，現做以下綜述。

1 CRMP1與腫瘤的侵襲、轉移和預后

CRMP1是細胞外導向因子，功能與信號素3A(Sema-3A)類似，可協助細胞軸突的定向延伸和細胞骨架的重組[5]。研究者運用基因微陣列法檢測肺腺癌細胞株中的基因表達情況，發(fā)現CRMP1表達與肺癌細胞轉移呈負相關[6-7]，而免疫組化結果也顯示，CRMP1在肺癌中的檢出率明顯低于鄰近的正常組織，且其表達水平與預后密切相關，低表達組患者處于肺癌晚期并有淋巴結轉移，高表達組患者無進展生存期和總生存期明顯高于低表達組[8]。同時，過表達CRMP1的肺癌細胞形態(tài)由梭狀條索型變成圓形或者橢圓形，偽足也明顯減少，細胞侵襲能力下降。

目前，已在肺癌細胞中發(fā)現了2個可以調控CRMP1的上游分子：環(huán)氧化酶-2(cytochrome oxidase-2，COX-2)和結締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)。COX-2抑制劑能通過誘導細胞凋亡、抑制細胞周期和周圍血管的生成，來達到抑制腫瘤生長的作用[9]。COX-2對CRMP1的調節(jié)起著重要作用，可以劑量依賴性地抑制CRMP1 mRNA和蛋白水平的表達，具體機制是通過抑制特異蛋白1(specificity protein 1, Sp1)DNA復合物的形成和增強啟動子區(qū)域轉錄因子CCAAT增強子結合蛋白α(CCAAT enhancer binding protein alpha, CEBPA)的活性實現的[10]。CTGF是一種分泌蛋白，整合連接在細胞膜的表面[11]。CTGF在人肺腺癌中表達，與侵襲和轉移相關，其在腫瘤組織中表達越低，腫瘤分期越差，淋巴結出現轉移越早，復發(fā)率越高，患者生存期越短[12]。而CRMP1是CTGF的下游靶點，在肺癌細胞中起著抗侵襲和抗轉移的作用，是潛在的抑癌基因。

2011年，Pan等[13]發(fā)現了一種新的人類CRMPs家族蛋白，與CRMP1相似但分子量更大，命名為長形塌陷反應調節(jié)蛋白-1(long collapsin response mediator proteins 1, LCRMP1)，原有的Y也可稱為短型(short collapsin response mediator proteins 1, SCRMP1)。與CRMP1不同，LCRMP1的表達與肺癌細胞的侵襲性呈正相關，轉移淋巴節(jié)中LCRMP1的表達也遠高于原發(fā)病灶。同時，LCRMP1表達與患者總體生存率和無進展生存期呈負相關，被認為是一種促癌基因，在非小細胞肺癌中可作為一個新的預后標志物。

髓母細胞瘤是小兒較常見的顱內腫瘤，是中樞神經系統惡性程度最高的腫瘤之一。Li等[14]證實,CRMP1能抑制細胞絲狀偽足和應激纖維的形成，從而抑制髓母細胞瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。其前期研究[15]表明，高遷移率族蛋白(high mobility group AT-hook，HMGA1)能促進髓母細胞瘤的發(fā)育，調控腫瘤細胞的生長、遷移和侵襲過程，在HMGA1敲除的細胞中能夠觀察到CRMP1表達上調。而進一步的研究[14]表明，HMGA1和CRMP1在髓母細胞瘤中表達呈負相關，HMGA1能夠直接靶向結合在CRMP1的啟動子上，通過負向調節(jié)CRMP1的表達來參與髓母細胞瘤的發(fā)生、發(fā)展過程。

上皮細胞-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是腫瘤遷移和侵襲過程中的重要起始步驟，包含上皮細胞骨架及形態(tài)向間充質細胞的轉變過程[16]，其中Snail是EMT過程中的重要調節(jié)因子[17]。Cai等[18]發(fā)現,CRMP1在前列腺癌組織等多種癌細胞系中明顯下調，是潛在的治療靶點。CRMP1能促進組蛋白去乙?；?，并直接抑制Snail功能，從而抑制腫瘤細胞EMT，同時參與調解前列腺上皮和前列腺癌中由Snail或轉化生長因子-β1(transforming growth factor beta 1, TGF-β1)誘導的EMT抗性。另外，該研究還證實了抑制CRMP1表達能夠調控肌動蛋白和WAVE1(一種肌動蛋白成核復合物Arp2/3的激活劑)的結合過程，促進應激纖維的形成，進一步證實了CRMP1很可能作為控制前列腺癌轉移的新治療靶點。

2 CRMP2與腫瘤的預后

對CRMP2的研究主要集中在神經系統發(fā)育方面。CRMP2參與神經細胞的微管形成，而該功能受多種磷酸激酶的調節(jié)，磷酸化的CRMP2為失活狀態(tài)。Pooladi等[19]通過二維電泳法將神經膠質瘤及正常腦組織的蛋白提取物進行比對，發(fā)現CRMP2蛋白在腦腫瘤組織表達明顯上調，是潛在的癌基因，其還發(fā)現CRMP2的蛋白pH等電點也與正常腦組織中不同，研究者推測是蛋白磷酸化過程導致了這種差異。其中，Rho蛋白激酶(Rhodopsin)促進CRMP2的磷酸化，可抑制其微管聚集和形成過程，從而抑制細胞的生長和聚集。

CRMP2也同樣被發(fā)現與肺癌相關，其在正常組織和非小細胞肺癌組織的胞質中均有表達，但是在肺癌組織胞質表達更強，而磷酸化的CRMP2蛋白主要在腫瘤組織的細胞核中表達[20]。該研究還得出,胞質CRMP2蛋白的表達與非小細胞肺癌總生存期和無進展生存期無關，而沒有接受輔助治療的非小細胞肺癌患者中，總生存期較短的患者具有高水平磷酸化CRMP2蛋白的表達。這表明，磷酸化的CRMP2蛋白水平高低與非小細胞肺癌患者的預后相關。

CRMP2在正常組織和結腸癌組織中都有表達，但其在結腸癌中的表達要明顯增加，陽性率達58.6%。而在90%以上的癌旁組織中，CRMP2蛋白表達呈陰性或弱陽性，其他家族成員目前未檢測到類似現象[21]。該研究還發(fā)現，CRMP2蛋白在大腸癌早期組織中的表達要明顯高于晚期組織，在有早期淋巴結轉移的組織中也較高。在大腸癌患者的血漿中同樣發(fā)現CRMP2明顯升高，可惜的是，研究并沒有發(fā)現CRMP2蛋白高表達與腫瘤的預后和進展的相關性。這提示，CRMP2或許可作為大腸癌診斷的參考指標，但是其對判斷預后的指導價值仍值得商榷[21]。

Shimada等[22]研究發(fā)現，在乳腺癌中CRMP2 mRNA和蛋白表達水平均比正常組織中減少，而在CRMPs家族的其他成員并沒有發(fā)現這一現象，提示非磷酸狀態(tài)的CRMP2可能并不具有促進癌癥侵襲轉移的作用。CRMP2的表達與乳腺癌的組織學特征、腫瘤體積大小、淋巴結轉移、血管浸潤和腫瘤分期并沒有直接關系。但磷酸化的CRMP2蛋白只在乳腺癌組織中表達，而正常乳腺組織中不表達，其中細胞周期素依賴蛋白激酶5(cyclin—dependent Kinase 5，Cdk5)和糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase 3 beta，GSK-3β)是該磷酸化過程的重要磷酸激酶，而Cdk5和GSK-3β能抑制乳腺癌細胞的增殖和侵襲能力[23]。提示在乳腺上皮中，CRMP2被Cdk5 和GSK-3β激酶磷酸化而功能喪失，促進了乳腺癌發(fā)生和發(fā)展。

從以上研究可見，CRMP2在上述幾種不同腫瘤組織中的差異性表達(在非小細胞肺癌和大腸癌中高表達，在乳腺癌中低表達)與臨床預后無關。但在非小細胞肺癌細胞和乳腺癌細胞中常有磷酸化CRMP2的表達，卻與患者的預后息息相關。因此，磷酸化CRMP2被認為是一種潛在的、與臨床預后有關的指標。在膀胱癌組織中，CRMP2表達水平與腫瘤分級呈正相關，且CRMP2高表達患者復發(fā)率、腫瘤進展率和死亡率明顯高于低表達患者，提示CRMP2既是膀胱癌進展過程的促癌因子，又是其預后不良的獨立危險因素[24]。

3 CRMP3與腫瘤細胞凋亡

關于CRMP3的研究較少，目前未見其與腫瘤相關的直接證據。研究[25-26]表明，該基因定位在染色體10q25.2-q26區(qū)域，該區(qū)域在神經膠質瘤中突變率高，并包含多個腫瘤抑制基因，且該家族蛋白間結構保守性與同源性較高，提示了其可能與腫瘤相關。

細胞凋亡程序異常是腫瘤細胞最重要的特征之一[27]。P53是抑瘤基因中的明星分子，能通過調節(jié)下游靶基因的轉錄表達參與細胞周期阻滯、DNA損傷和細胞凋亡過程[28]。Yoshida等[29]首先使用芯片分析技術篩選并通過后續(xù)細胞實驗證實CRMP3是P53的下游靶基因，在P53表達缺失的細胞系中導入外源性表達的P53，CRMP3基因表達上調，抗癌藥物處理也能誘導CRMP3的表達。而P53能與CRMP3的啟動子直接結合，激活后者的轉錄表達使之表達上調，同時參與DNA損傷過程，這提示CRMP3有可能是一個新的細胞凋亡誘導因子及潛在的抑瘤基因。Quach等[30]也發(fā)現，CRMP3參與細胞染色質的核心成分——組蛋白H4的去乙?；^程，阻滯下游轉錄因子和協同轉錄因子與DNA結合位點特異性結合，降低轉錄因子E2F1的抑制程度，從而參與轉錄因子E2F1依賴的神經元細胞死亡，進一步證實CRMP3具有促進神經細胞凋亡的作用。但是該分子是否在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中扮演重要角色，有待進一步的研究。

4 CRMP4與腫瘤的侵襲、轉移和預后

CRMP4與前列腺癌轉移過程相關，是提示其預后的潛在指標。Gao等[31]通過對蛋白質表達譜的分析發(fā)現，CRMP4基因在良性前列腺增生和前列腺癌中差異性表達，且CRMP4在有盆腔淋巴結轉移的前列腺癌中表達明顯降低。進一步的隨訪結果也顯示，前列腺癌病灶較為局限，對于CRMP4表達相對較低的患者，更易發(fā)生復發(fā)和轉移。Liu等[32]研究發(fā)現，轉移性前列腺癌中CRMP4基因啟動子區(qū)的CpG(胞嘧啶-磷酸-鳥嘧啶)位點甲基化率極高，而局限性前列腺癌及非腫瘤組織CpG位點則未甲基化或僅偶發(fā)的甲基化。CRMP4作為一種磷酸化蛋白參與細胞偽足中肌動蛋白的組成，并可以調節(jié)細胞骨架的組裝，這些特性可能與其抑制腫瘤轉移的功能有關。

Hiroshima等[33]報道,在胰腺癌中只發(fā)現CRMPs家族中CRMP4的表達，且其水平明顯高于正常胰腺組織；他們還發(fā)現沉默了CRMP4基因的胰腺癌細胞侵襲能力減弱，但并沒有影響其增殖能力；同時CRMP4在低分化腺癌中的表達要高于其他組織類型的腫瘤。研究[33]表明，CRMP4的表達與嚴重的靜脈浸潤和肝臟轉移有關，而其與淋巴結轉移、胰內外神經叢浸潤、治愈率或復發(fā)率(定義為在平均24.6個月的觀察期中，沒有再次檢測到腫瘤組織的患者或再次檢測到腫瘤組織的患者占所有納入患者的百分數)無關。通過多元回歸分析，研究者認為CRMP4是影響胰腺癌總生存期的獨立危險因素，CRMP4的表達與淋巴結浸潤情況和患者無進展生存期長短有密切關系。

Gaetano等[34]曾發(fā)現,在視黃酸誘導分化的神經母細胞中，CRMP4 mRNA表達增加。新近研究[35-36]發(fā)現，在維甲酸分化誘導下，神經母細胞瘤CRMP4的蛋白水平升高。CRMP4很難在分化差的神經母細胞瘤組織細胞中檢測到，而在神經節(jié)母細胞瘤中正在向神經元分化中和星形膠質細胞瘤中完全分化的神經節(jié)細胞中呈陽性表達。此外，在神經節(jié)母細胞瘤和星形膠質細胞瘤中的向神經元分化的細胞中，CRMP4的表達要高于向其他方向分化的細胞，且并未發(fā)現在神經節(jié)周圍的正常的節(jié)細胞中有CRMP4的表達[35]。在神經母細胞瘤中的這些研究發(fā)現類似于CRMP4在神經系統發(fā)育過程中的表達，這證明了在神經細胞分化過程中存在著CRMP4表達的一過性升高。

CRMP4具有多種剪接異構體，在不同腫瘤中的表達水平和功能均存在差異，在同種腫瘤中也可能有不同。CRMP4在前列腺癌中表達下調，且在發(fā)生轉移的前列腺癌中表達更低，而在胰腺癌中CRMP4呈高表達[31, 33]。Pan等[13]研究發(fā)現，LCRMP1促進非小細胞肺癌的侵襲能力，而SCRMP1在其中起到拮抗作用。其還證明在N-末端第22至72的氨基酸序列片段對絲狀偽足的形成十分重要，該片段與CRMP2的核心區(qū)域結合可以促進前列腺癌細胞絲狀偽足的形成。胰腺癌細胞系Capan -1中發(fā)現了一個長度為75 kDa 的CRMP4異構體(CRMP4b)，其與LCRMP1在N-末端的22至72氨基酸序列完全同源。因此，CRMP4b可能參與了胰腺癌的惡性變過程。在神經突觸中，分子量75 kDa的CRMP4長異構體(LCRMP4、CRMP4b或TUC-4b)和短異構體(CRMP4a或TUC-4A)也表現出相反的功能特點[37-38]。Guo等[39]發(fā)現了類似的情況，CRMP4a 和 CRMP4b 在胃癌中發(fā)揮著完全相反的功能。首先，在胃癌組織及腫瘤細胞系中，CRMP4a低表達，CRMP4b高表達。同時，在體內和體外實驗中，過表達CRMP4a或沉默CRMP4b均能抑制胃癌細胞的生長，并能觀察到細胞出現明顯的G1期阻滯和S期縮短。另外，過表達CRMP4a或沉默CRMP4b也能抑制胃癌細胞的遷移、侵襲和黏附。

5 CRMP5與腫瘤侵襲和預后

Yu等[40]在非小細胞肺癌和部分胸腺瘤引起的副腫瘤神經綜合癥患者血清中第一次檢測到了CRMP5的自身免疫抗體，這開啟了其在腫瘤研究中的序幕。CRMP5抗體主要在非侵襲性的胸腺瘤患者血清中檢出，CRMP5表達陰性的患者擁有更長的生存期，證明CRMP5或許與腫瘤性疾病有關聯。肺神經內分泌腫瘤作為一種特殊類型的肺部腫瘤，在臨床診斷中經常會被誤診而耽誤治療，所以一旦確診后必須接受多種方式的綜合治療[41]。通過164個胸部腫瘤標本的隊列研究[40]顯示，98.6%的低分化神經內分泌腫瘤(包括小細胞肺癌、大細胞神經內分泌癌)中CRMP5蛋白普遍表達并呈強陽性，但在高分化的神經內分泌腫瘤中無表達。CRMP-5在鱗狀細胞癌或者腺瘤中無表達，在其他部位來源的肺轉移癌中也無表達，提示CRMP5表達具有特異性。CRMP5高表達于惡性程度較高的神經內分泌瘤中，但在低度惡性者中表達甚微，這使其失去了評估預后的價值。而相關病例報道[42-44]顯示，患有小細胞肺癌合并視神經副癌綜合癥及多發(fā)動眼神經共濟失調患者的血清和腦脊液中的CRMP5抗體均升高，而摘除肺癌組織后，包括副癌綜合癥的視神經癥狀明顯減輕，提示CRMP5抗體是篩查老年癌癥患者伴隨視神經損傷的潛在生物標記。

多形性膠質母細胞瘤占惡性星形細胞瘤的80%，預后極差[45]。研究者分析基因表達譜發(fā)現，在多形性膠質母細胞瘤中有70個基因高表達。由此將納入的膠質瘤患者分為兩組，發(fā)現基因高表達組患者的中位生存期要比整體中位生存期高4倍多。而CRMP5高表達組患者的預期壽命不到低表達組的一半[46];Brot等[47]發(fā)現，CRMP5一般表達于正常細胞的胞質中，但是在多形性膠質母細胞瘤中，細胞質、細胞核內均有表達，其還發(fā)現這種CRMP5核內的高表達促進了腫瘤細胞的增殖活性。

另有研究[48]表明，CRMP5在骨肉瘤細胞系中高表達，可促進腫瘤細胞的侵襲轉移；其在骨肉瘤組織中也呈現高表達，且表達水平與腫瘤患者的生存期呈負相關。同時，抑制CRMP5的表達能明顯抑制腫瘤細胞的生長，且小鼠成瘤實驗也證實了這個結果，提示CRMP5是一個極具潛力的治療靶點。

6 結語和展望

CRMPs是成人神經系統中的主要磷酸化蛋白，具有促進軸突生長和神經元分化的生物學功能，其陽性表達與腫瘤細胞的遷移、侵襲和分化密切相關。目前研究顯示，CRMPs在多種不同腫瘤中均有表達，且在這些不同類型腫瘤中的功能不同，多與診斷、進展和預后密切相關。目前，關于CRMPs家族與腫瘤的文獻報道還較少，而一些研究提示磷酸化的CRMPs表達或許更為重要。在腫瘤的信號分子轉導過程中，大部分是通過磷酸化CRMPs路徑產生的，可能與其預后有關。另外，雖然CRMPs多表達于胞質中，但也偶見與腫瘤細胞侵襲轉移相關的胞核表達，很可能是其發(fā)揮抑癌或促癌作用的關鍵點所在。當然，目前CRMPs家族在腫瘤領域的研究尚處于起步階段，需要更多的研究來探索其具體機制，尤其是磷酸化的CRMPs蛋白與腫瘤的關系。