王漢楚，吳 煥 綜述，陳 月 審校

暨南大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院/深圳市人民醫(yī)院檢驗科，廣東深圳 518020

腫瘤是一類嚴(yán)重威脅人類生命健康的疾病，國際癌癥研究中心(IARC)最新研究顯示，世界范圍內(nèi)癌癥的發(fā)病率和病死率呈持續(xù)升高趨勢[1]。目前，臨床上腫瘤的分子靶標(biāo)眾多，但分子靶標(biāo)具有特異度、靈敏度低等特征，易導(dǎo)致腫瘤的早期診斷率低、延誤治療及預(yù)后不良，故尋找更加精確的腫瘤診斷標(biāo)志物仍十分必要。在腫瘤眾多的分子靶標(biāo)中，分泌蛋白是目前較好的無創(chuàng)診斷標(biāo)志物，分泌蛋白的編碼基因通過誘導(dǎo)腫瘤微環(huán)境中多種細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)，對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管形成過程發(fā)揮重要作用[2]。去整合素-金屬蛋白酶12 (ADAM12)基因作為分泌蛋白編碼的基因之一，不僅在多種腫瘤中(如肺癌、乳腺癌、食管癌、肝癌等)表達(dá)上調(diào)，并在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，一方面通過介導(dǎo)表皮生長因子受體(EGFR)等信號通路，參與細(xì)胞增殖、血管生成等；另一方面，通過分泌大量的細(xì)胞因子和生長因子，在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。同時，ADAM12在血清或尿液中的表達(dá)水平與腫瘤分期和分級密切相關(guān)。因此，揭示ADAM12在腫瘤中的作用及機制，對獲得腫瘤廣譜性的腫瘤分子靶標(biāo)及提高腫瘤的診斷和治療水平具有重要的科學(xué)意義。本文就ADAM12在腫瘤中的功能及其作用機制進(jìn)行概述。

1 去整合素-金屬蛋白酶(ADAM)家族的分類及其作用

ADAM是一類Ⅰ型跨膜分泌型糖蛋白家族，由WU等[3]首次發(fā)現(xiàn)并命名。ADAM家族具有2種主要的生物活性，即蛋白水解和黏附，其中ADAM8、ADAM9、ADAM10、ADAM12、ADAM15、ADAM17、ADAM19、ADAM20、ADAM21、ADAM28和ADAM33具有蛋白水解活性，這使得 ADAM 家族基因能夠參與多種功能，包括脫落膜蛋白的胞外域、細(xì)胞黏附、細(xì)胞遷移、細(xì)胞融合和細(xì)胞信號傳導(dǎo)等[4]。ADAM被證明參與多種生物學(xué)過程，如影響精子成熟、精子在子宮內(nèi)的黏附和遷移、骨關(guān)節(jié)炎、腫瘤和炎性反應(yīng)的發(fā)生等方面。ADAM家族成員在多種人類腫瘤中表達(dá)增加，在人類腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展過程中有可能發(fā)揮重要作用，其中ADAM12在腫瘤中的作用最為突出。

2 ADAM12在腫瘤中的重要作用

2.1ADAM12的發(fā)現(xiàn)與功能 ADAM12在1995年由 YAGAMI-HIROMASA等[5]研究成肌細(xì)胞融合的相關(guān)基因時被發(fā)現(xiàn)，別名為融合素α，定位于人類染色體10q26.2。ADAM12作為ADAM家族的一員，具有典型的ADAM家族的結(jié)構(gòu)序列,這些結(jié)構(gòu)序列中所包含的結(jié)構(gòu)域使其具有豐富的生物學(xué)功能，從蛋白水解、細(xì)胞黏附、細(xì)胞融合、前配體外域脫落、信號傳導(dǎo)和細(xì)胞凋亡，再到細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-基質(zhì)的相互作用，同時參與多種疾病的發(fā)生，如阿爾茨海默病、關(guān)節(jié)炎、心臟肥大和惡性腫瘤等[6]。

通過mRNA剪接將ADAM12分為長跨膜形式(ADAM12-l)和分泌形式(ADAM12-s)兩種亞型，ADAM12-l具有跨膜結(jié)構(gòu)域和胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，以膜錨定形式存在；相反，ADAM12-s缺乏這些結(jié)構(gòu)域，以可溶性形式分泌，二者均可轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜和細(xì)胞外間隙，參與其他跨膜蛋白的蛋白水解過程[7]。由于ADAM12富集在人胎盤中，并參與胚胎的肌肉和骨骼形態(tài)形成過程，用于人胎盤異位妊娠早期的診斷、早孕的篩查、骨骼形成等方面[8]，如妊娠時孕婦血清中的ADAM12水平隨著孕周增加而增加；早孕期ADAM12-s通過促進(jìn)胰島素樣生長因子Ⅰ和Ⅱ從而影響胎盤組織的分化和發(fā)育；胚胎發(fā)育過程中，ADAM12在控制絨毛狀細(xì)胞分化為多核細(xì)胞結(jié)構(gòu)中具有重要意義。此外，ADAM12與骨溶解的增強亦有關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12在健康組織中低表達(dá)，在多種人體癌癥中高表達(dá)，并且與腫瘤的發(fā)展或預(yù)后參數(shù)密切相關(guān)，具有腫瘤診斷和預(yù)后標(biāo)志物的潛能[9]。

2.2ADAM12在多種腫瘤中發(fā)揮重要功能

2.2.1ADAM12與肺癌 ROCKS等[10]首次提出，ADAM12在肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌中的mRNA和蛋白質(zhì)水平增加，侵襲性細(xì)胞中的ADAM12表達(dá)更高，因此，推測該基因的表達(dá)增加參與了肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。ADAM12-l 的mRNA高表達(dá)是肺腺癌的獨立預(yù)后因素，并且與腫瘤分化、分期及術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)[10]。ADAM12在非小細(xì)胞肺癌組織及其癌旁組織中表達(dá)升高，并與非小細(xì)胞肺癌患者年齡、吸煙指數(shù)和患者的臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12在小細(xì)胞肺癌中高表達(dá)，并通過上調(diào)限速酶己糖激酶1(HK1)促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、集落形成、遷移和侵襲[11]。

2.2.2ADAM12與肝癌 研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12的表達(dá)水平與肝癌預(yù)后密切相關(guān)[12-14]。PABIC等[12]于2003年首次證實ADAM12在肝癌組織中表達(dá)升高，轉(zhuǎn)化生長因子-β (TGF-β)通過激活PI3K和MAPK信號通路誘導(dǎo)ADAM12的表達(dá)，參與腫瘤的侵襲性和進(jìn)展等過程。CHEON等[13]進(jìn)一步闡明了TGF-β的功能，其在膠原蛋白重構(gòu)和細(xì)胞基質(zhì)黏附中發(fā)揮作用，從而促使肝癌患者ADAM12 mRNA水平升高。在更深入的研究中，ADAM12通過影響細(xì)胞蛋白骨架，尤其是上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMTs)表達(dá)，促進(jìn)肝癌細(xì)胞間質(zhì)化，影響肝癌細(xì)胞增殖及侵襲能力[14]。此外，國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)TSPAN8依賴ADAM12表達(dá)升高促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.2.3ADAM12與乳腺癌 乳腺癌為嚴(yán)重影響女性生命健康的惡性腫瘤之一，已有研究表明，ADAM12水平的升高與乳腺癌進(jìn)展相關(guān)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲[15]。通過小鼠乳腺癌模型研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12高表達(dá)參與了腫瘤進(jìn)展過程[16]。馬波等[17]發(fā)現(xiàn)基底細(xì)胞樣乳腺癌組織的ADAM12-l表達(dá)量與蛋白水平均明顯高于正常或良性乳腺組織，且與乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和臨床分期有著密切的聯(lián)系。有研究者發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者年齡越小，ADAM12表達(dá)量越高；導(dǎo)管型乳腺癌患者中ADAM12-l表達(dá)較小葉型乳腺癌患者高，而在小葉型乳腺癌中ADAM12-s表達(dá)較高[18]。此外，新近研究證實ADAM12在三陰性乳腺癌(TNBC)組織和細(xì)胞系中高表達(dá)，提出ADAM12是TNBC的潛在治療靶點[19]。

ADAM12和血管內(nèi)皮生長因子共同參與了腫瘤血管的形成。ROY等[20]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中ADAM12的表達(dá)與促血管生成因子[如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-9]的上調(diào)和抗血管生成因子[如血栓反應(yīng)蛋白-1(THBS1)和金屬蛋白酶組織抑制因子-2(TIMP-2)]的下調(diào)相關(guān)，該基因高表達(dá)部位的微血管密度升高，ADAM12在健康乳腺組織的血管中幾乎沒有表達(dá)，但在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌的腫瘤血管中的表達(dá)增加。

2.2.4ADAM12與子宮頸癌 女性宮頸癌發(fā)病率和病死率居高不下[1]。研究發(fā)現(xiàn)，ADAM12表達(dá)水平與宮頸癌的惡性程度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，ADAM12的異常表達(dá)參與了宮頸癌形成和發(fā)展過程，與宮頸癌腫瘤最大徑、分期、分化程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況密切相關(guān)[21]。白璐等[22]證實，ADAM12在宮頸癌組織中表達(dá)普遍上調(diào)，是宮頸癌患者不良預(yù)后的預(yù)測因子。

2.2.5ADAM12與胃癌 王艷平等[23]發(fā)現(xiàn)，96例胃癌患者ADAM12-l的mRNA水平及蛋白質(zhì)水平在胃癌組織中均上調(diào)，與胃癌的發(fā)生、進(jìn)展及臨床預(yù)后密切相關(guān)。生物信息學(xué)分析也驗證了ADAM12與胃癌患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)，具有癌癥治療靶標(biāo)的潛能[24]。同時，國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，ADAM12在腸道型胃癌細(xì)胞及組織中表達(dá)升高，但在彌漫型胃癌中低表達(dá)，推測ADAM12可能具有組織特異性標(biāo)志物的潛能。SHIMURA等[25]通過分析ADAM12在胃癌患者尿液中的水平，確認(rèn)ADAM12為較好的尿液生物標(biāo)志物。

2.2.6ADAM12與膀胱癌 ADAM12在膀胱癌組織中的表達(dá)明顯高于正常膀胱組織，其具有作為腫瘤標(biāo)志物的潛能。ADAM12(ADAM12-l和ADAM12-s)的表達(dá)和蛋白水平均與膀胱癌分期相關(guān)，膀胱癌患者尿液中的ADAM12水平明顯高于健康對照者，且腫瘤復(fù)發(fā)組高于非復(fù)發(fā)組，提示ADAM12可能是膀胱癌診斷和監(jiān)測的重要生物標(biāo)志物。國外學(xué)者證明，ADAM12-l在細(xì)胞外膜近端區(qū)域裂解MMP誘導(dǎo)因子蛋白形成其胞外域，刺激MMP激活，誘導(dǎo)并促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲[26]。

2.2.7ADAM12與其他腫瘤 在人類膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，ADAM12與細(xì)胞增殖、肝素結(jié)合表皮生長因子的脫落有關(guān)[27]。在口腔鱗狀細(xì)胞癌患者中，ADAM12表達(dá)水平與腫瘤分級呈顯著正相關(guān)，在腫瘤中衍生細(xì)胞的表達(dá)量也明顯升高，影響腫瘤細(xì)胞增殖[28]。在高侵襲性食管癌細(xì)胞中，ADAM12表達(dá)升高，且促進(jìn)食管癌細(xì)胞的侵襲[29]。在卵巢癌細(xì)胞中，ADAM12的表達(dá)水平與淋巴管及血管浸潤、手術(shù)殘留病變體積密切相關(guān)[13]。卵巢腫瘤血管中的ADAM12和CDCP1選擇性表達(dá)，可作為卵巢上皮性癌血管成像觀察指標(biāo)和抗血管治療的潛在靶點。

2.3ADAM12參與的信號通路 ADAM12具有細(xì)胞黏附和蛋白水解酶的功能，在細(xì)胞融合及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等細(xì)胞活動中起著重要作用。ADAM12釋放可溶性肝素結(jié)合的表皮生長因子(HB-EGF)，在細(xì)胞增殖的過程中起著重要作用，HB-EGF可直接結(jié)合其受體EGFR，導(dǎo)致心肌肥大和功能障礙[30]。ADAM12存在明顯的組織特異性，尤其是正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞，多種生物學(xué)方法(細(xì)胞、動物模型和生物信息)研究發(fā)現(xiàn)TGF-/KAT2A/TAK1生物軸調(diào)控該基因表達(dá)[31]。BRANCO等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在惡性腫瘤細(xì)胞增殖期間，瘤內(nèi)低氧導(dǎo)致ADAM12活性增加和釋放HB-EGF，誘導(dǎo)侵襲足的形成，并觸發(fā)腫瘤侵襲相關(guān)的NOTCH信號通路。在乳腺癌中，ADAM12通過影響血管因子相關(guān)基因的表達(dá)，激活EGFR/STAT3/Akt 通路，進(jìn)而調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能和促進(jìn)血管生成[20]；也依賴于TGF-β促進(jìn)EMT過程的發(fā)生；還通過Twist1轉(zhuǎn)錄因子參與腫瘤細(xì)胞中細(xì)胞-基質(zhì)的相互作用；通過增強PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響5-氟尿嘧啶(5-FU)對乳腺癌治療的復(fù)發(fā)率；在淋巴瘤中，ADAM12調(diào)控 p-AKT 和p-GSK-3β因子的表達(dá)，借助AKT通路影響腫瘤細(xì)胞增殖、黏附和耐藥表型等[33]；在結(jié)直腸癌中，ADAM12過表達(dá)將會抑制PTEN磷酸化和增加AKT水平，借助PIP3激活A(yù)KT反應(yīng)[34]；在垂體腺瘤中，ADAM12通過EGFR/ERK信號通路誘導(dǎo)EMT并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲和增殖[35]；在食管癌中， ADAM12-l促進(jìn)黏著斑轉(zhuǎn)換和黏著斑激酶的激活，通過FAK/JNK/cJun生物信號軸增加了ADAM12-l的轉(zhuǎn)錄[29]。此外，ADAM12還可以通過AKT/MAPK信號通路抑制乳腺癌和肝癌細(xì)胞的凋亡，通過NF-kB通路調(diào)控前列腺癌細(xì)胞的浸潤過程。綜上所述，ADAM12通過上述多種信號通路影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療和預(yù)后，為探索ADAM12在腫瘤中的分子機制提供了理論依據(jù)。

3 總結(jié)與展望

隨著ADAM12的生物學(xué)特征和功能被深入研究，它在疾病診斷和治療中的作用將會受到越來越多的關(guān)注。ADAM12被證實在多種惡性腫瘤中表達(dá)上調(diào)，與腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲及患者的預(yù)后密切相關(guān)，因此，ADAM12有望成為多種實體瘤診斷及預(yù)測預(yù)后的分子標(biāo)志物。但是，ADAM12在各種實體瘤中的作用機制尚未詳細(xì)闡明，進(jìn)一步探究其在腫瘤中的作用及其分子機制將為腫瘤的靶向治療提供新的思路和研究視角。