李慧聰，徐洪雨

【提要】 胃癌(gastric carcinoma, GC)對(duì)人類健康來說是一大威脅，是第三大常見的癌癥死亡原因。2018年，超過100萬人被診斷為GC，約有78.3萬人死亡。死亡率高的部分原因是無癥狀患者在疾病診斷較晚，轉(zhuǎn)移率較高。色素上皮衍生因子(Pigment epithelial-derived factor, PEDF)表現(xiàn)出各種對(duì)抗腫瘤進(jìn)展的協(xié)同效應(yīng)。PEDF可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化和凋亡。此外，PEDF蛋白似乎能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、血管化、細(xì)胞遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移。因此，PEDF蛋白被描述為一種有效的抗腫瘤藥物，可能具有治療胃癌的潛力。

胃癌對(duì)人類健康來說是一大威脅，是第三大常見的癌癥死亡原因。全球每年有超過100萬人新診斷為胃癌[1]。胃癌的主要風(fēng)險(xiǎn)在于早期無癥狀，當(dāng)發(fā)現(xiàn)時(shí)97%的患者已發(fā)生轉(zhuǎn)移[2]。血管生成是指由已存在的毛細(xì)血管生成新血管，在胃癌的轉(zhuǎn)移和預(yù)后中具有重要作用[3]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是腫瘤細(xì)胞分泌的主要血管生成誘導(dǎo)物，支持腫瘤生長和促進(jìn)轉(zhuǎn)移[4]。因此，抗血管生成治療可能是胃癌治療的一種策略。

PEDF是一種50 kda的非抑制因子，屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑基因家族，由血管內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞分泌[5]。多項(xiàng)研究表明，PEDF與血管內(nèi)皮細(xì)胞功能密切相關(guān)，具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗血管生成、抑制血管通透性等多種作用[6-10]。Zhang等[11]研究表明，在異種移植瘤模型中注射PEDF可抑制胃癌的生長及血管生成。然而，PEDF在癌癥發(fā)展中的機(jī)制仍有爭議。Tang DR等[12]研究表明，PEDF是一種存在于多種癌癥中的致癌基因，PEDF促進(jìn)人食管鱗癌的生長和遷移。因此，PEDF的功能及其在各種癌癥中的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究，也許能作為診斷和判斷預(yù)后的生物標(biāo)志物，或用于癌癥治療。本文回顧了PEDF在各種癌癥中的作用及治療潛力，探討PEDF在胃癌中的可能作用機(jī)制，分析PEDF用于胃癌治療的潛力。

1 PEDF在各種癌癥中的作用

在大多數(shù)腫瘤進(jìn)展過程中，PEDF可通過下調(diào)VEGF表達(dá)和誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡來有效抑制腫瘤血管生成[4]。例如PEDF在甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)的進(jìn)程中可能通過影響HIF1α-VEGF(低氧誘導(dǎo)因子，HIF1α)途徑發(fā)揮抗血管生成的作用，最終抑制PTC的轉(zhuǎn)移[13]。PEDF通過下調(diào)乳腺癌中的HIF-1α來抑制內(nèi)皮細(xì)胞源性和腫瘤細(xì)胞源性血管生成[14]。BaJoseph等[15]人體外用重組PEDF刺激平滑肌瘤細(xì)胞可下調(diào)VEGF、雌激素受體α和β的mRNA表達(dá)，降低VEGF蛋白表達(dá)和平滑肌瘤細(xì)胞增殖率。他們的體內(nèi)模型顯示，經(jīng)重組PEDF處理的小鼠誘導(dǎo)的肌瘤病變的大小顯著減少。

雖然有研究顯示外源性PEDF可通過抑制腫瘤微血管密度(Microvessel density，MVD)和VEGF的表達(dá)來抑制肝癌的腫瘤生長[16]，但最近的研究發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞癌患者的血清PEDF水平高于非肝細(xì)胞癌患者，而PEDF在人肝細(xì)胞癌組織中的表達(dá)高于鄰近的非腫瘤組織[17]。PEDF在肝癌患者中高表達(dá)，并且PEDF可以抑制肝癌細(xì)胞凋亡[17]，促進(jìn)肝癌的轉(zhuǎn)移[17]。Li CH等[18]人建立異位腫瘤移植小鼠模型，表明了全身PEDF在體內(nèi)對(duì)肝癌發(fā)展的平衡作用：細(xì)胞內(nèi)PEDF可能具有促進(jìn)腫瘤生長的促瘤活性，而在晚期，分泌的PEDF可能作為一種典型的抗血管生成因子，在腫瘤進(jìn)展中抑制血管生成。

Tang DR等[12]研究表明PEDF在食管癌腫瘤樣本中的蛋白表達(dá)明顯高于其對(duì)應(yīng)的正常組織。在體外和體內(nèi)研究了PEDF基因敲除對(duì)食管癌進(jìn)展的影響。結(jié)果表明，shRNA(雙鏈RNA)介導(dǎo)的PEDF降低能顯著抑制食管癌細(xì)胞的增殖和侵襲，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)shRNA介導(dǎo)的PEDF敲除可顯著抑制異種移植食管腫瘤的生長。

然而胰腺癌組織PEDF水平降低。大約30%的胰腺癌組織完全失去PEDF表達(dá)，在鄰近的非惡性切片中發(fā)現(xiàn)的PEDF表達(dá)不足5%[19]。與健康志愿者相比，胰腺癌患者血清PEDF水平明顯降低[19]。與良性胰腺疾病相比，胰腺癌患者的PEDF水平下降了75%。在胰腺癌患者中，促血管生成因子VEGF可增加約65%，使VEGF/PEDF比率提高3倍[20]。Harries等[21]研究發(fā)現(xiàn)PEDF在結(jié)直腸癌細(xì)胞組織中的表達(dá)下調(diào)，重組PEDF治療可顯著降低結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲率，增加結(jié)直腸癌細(xì)胞株的粘附。他們的結(jié)果證實(shí)了PEDF在正常結(jié)直腸組織和細(xì)胞中的表達(dá)高于癌組織和細(xì)胞，PEDF對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲具有抑制作用。

2 PEDF在胃癌中的作用

近年來靶向治療已經(jīng)顯著影響了幾種常見實(shí)體腫瘤胃癌的治療策略。在這方面，一些抗血管生成試劑已被批準(zhǔn)用于晚期或轉(zhuǎn)移性胃癌的治療[22]。Zhang Y等[11]人為評(píng)價(jià)PEDF對(duì)胃癌生長的影響，建立了胃癌異位移植模型，結(jié)果表明PEDF對(duì)胃癌細(xì)胞生長和血管生成均有抑制作用，PEDF下調(diào)了VEGF在腫瘤組織和胃癌細(xì)胞中的表達(dá)，PEDF也能抑制VEGF轉(zhuǎn)錄因子HIF-1α的數(shù)量和核轉(zhuǎn)位。有研究表明，PEDF劑量依賴性地促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，IC50為80 nmol/L；但PEDF即使在640 nmol/L的高濃度下，對(duì)胃癌細(xì)胞也沒有抗增殖作用，PEDF不能誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡[23]。研究表明，F(xiàn)as-FasL通路可能參與PEDF治療的人骨肉瘤和黑色素瘤細(xì)胞的腫瘤凋亡；然而，PEDF處理并沒有改變Fas或Fas-l(凋亡相關(guān)因子配體)蛋白水平[24]。這些結(jié)果表明PEDF抑制胃癌生長的機(jī)制主要是通過阻斷血管生成，而不是通過直接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。

大量的研究表明，腫瘤總生存率與腫瘤血管生成、局部侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系密切。但并不是所有的腫瘤在其發(fā)育階段的開始都有血管生成。因此在腫瘤微環(huán)境中分泌血管生成因子的階段檢測(cè)疾病是至關(guān)重要的[25]。Wang等[26]觀察到，與正常胃黏膜動(dòng)物模型相比，胃炎、萎縮、異型增生、胃間質(zhì)瘤組織中VEGF表達(dá)明顯增加；VEGF在非典型增生組織中的表達(dá)高于炎癥和萎縮組織；VEGF在胃炎和萎縮組織中的表達(dá)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Aksoy等[25]人分析了胃癌和癌前病變患者及健康對(duì)照者血清VEGF、PEDF、TNF-α(腫瘤壞死因子)水平，發(fā)現(xiàn)與癌前病變組相比，胃癌組的VEGF和PEDF水平明顯升高；但是癌前病變組和對(duì)照組之間差異不顯著。在Aksoy等的研究中，血清VEGF和PEDF水平在組間表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)，他們認(rèn)為PEDF水平的升高是對(duì)VEGF水平升高的反應(yīng)，VEGF和PEDF似乎在癌癥形成的晚期或之后促進(jìn)了癌變。

3 PEDF對(duì)胃癌的可能作用機(jī)制

3.1 抑制VEGF通路

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是VEGF-A表達(dá)在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，肝轉(zhuǎn)移，血管分布和預(yù)后差在胃癌升高。據(jù)報(bào)道，VEGF-A可增強(qiáng)GC中的增殖，遷移和細(xì)胞分裂[27]。包含VEGFA，VEGFB，VEGFC和胎盤生長因子的VEGF家族通過內(nèi)皮受體VEGFR1和VEGFR2發(fā)出信號(hào)。Cai等[28]證明PEDF對(duì)VEGF誘導(dǎo)的血管生成的抑制作用是通過增強(qiáng)γ-分泌酶依賴的VEGFR-1 c端切割，從而抑制VEGFR-2誘導(dǎo)的血管生成；此外，PEDF還能調(diào)控VEGFR-1的磷酸化，而VEGFR-1本身也能調(diào)控VEGFR-2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。然而，Johnston等[29]認(rèn)為PEDF與VEGFR-1或VEGFR-2的相互作用可能促進(jìn)受體內(nèi)化和/或降解，從而限制VEGF功能，進(jìn)而阻斷血管生成活性。高血壓模型表明，VEGF-A通過直接激活VEGF受體2，并通過磷酸肌醇-3-激酶/Akt信號(hào)通路促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞神經(jīng)保護(hù)[30]。PEDF也可能部分通過抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)介導(dǎo)的缺氧誘導(dǎo)因子1(HIF-1)的激活下調(diào)VEGF表達(dá)[31]。

3.2 受體介導(dǎo)的信號(hào)通路

Chen等[27]人研究了PEDF對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)的分子作用，結(jié)果顯示PEDF通過激活受體介導(dǎo)的和線粒體介導(dǎo)的通路誘導(dǎo)人內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，激活p38，然后切割caspase 3、8和9。提示PEDF的凋亡作用是通過多種途徑和caspase依賴性實(shí)現(xiàn)的。Takenaka等[32]最近用MG63人骨肉瘤細(xì)胞證明了PEDF激活caspase-3并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。非整合素37/67 kDa層粘連蛋白受體(LR)是一種新的PEDF受體。PEDF的抗血管生成活性至少部分是通過結(jié)合LR介導(dǎo)的。調(diào)節(jié)LR活性可能為治療血管生成依賴性疾病[33]提供一個(gè)有吸引力的選擇。胰腺是PEDF表達(dá)最豐富的器官之一[20]。與PEDF相互作用的細(xì)胞表面受體包括PEDFR(也稱為ATGL、desnutrin和iPLA2ζ，由PNPLA2編碼)、F1腺苷三磷酸酶/合成酶、LRP6和層粘連蛋白受體[34]。Wnt通路的重要激活因子脂蛋白受體相關(guān)蛋白6(LRP6)與PEDF結(jié)合在細(xì)胞膜上[35]。Tian T等研究提示PEDF可能促進(jìn)LRP6磷酸化，并觸發(fā)非磷酸化的β-catenin激活Wnt通路。在嬰兒血管瘤中，增加PEDF/VEGF比值會(huì)誘導(dǎo)血管瘤衍生的內(nèi)皮細(xì)胞(HemEC)凋亡。他們僅用PEDF治療HemEC，發(fā)現(xiàn)促凋亡作用主要由PEDF實(shí)現(xiàn)，并導(dǎo)致凋亡蛋白caspase3裂解。這些結(jié)果表明，增加PEDF/VEGF比率可誘導(dǎo)HemEC凋亡，從而促進(jìn)嬰兒血管瘤消退。而層粘連蛋白受體LR中和抗體還可以阻斷PEDF在HemEC中的抑制功能。同樣，LR中和抗體也可以逆轉(zhuǎn)PEDF介導(dǎo)的裂解caspase3的上調(diào)。這些結(jié)果表明，PEDF主要通過LR抑制HemEC的功能發(fā)揮其抗血管生成作用[36]。

3.3 抑制新生血管通透性

VEGF促進(jìn)血管生成和血管通透性。PEDF不僅是一種抗血管生成藥物，它還能抑制病理性增加的血管通透性。Yang等[32]人研究了PEDF阻斷VEGF誘導(dǎo)的血管通透性增加的機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)PEDF可以防止VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞跨內(nèi)皮電阻(TER)下降。他們首次表明，PEDF阻斷p38 MAP激酶和ERK的磷酸化/激活，其作用與p38絲裂原激活蛋白激酶和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶的特異性抑制劑類似。

3.4 抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

ERK-VEGF/MMP-9信號(hào)通路若受到拮抗,則可抑制胃癌腫瘤細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡,并下調(diào)胃癌細(xì)胞遷移和侵襲能力[37]?；|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metal-proteinases, MMPs)的入侵促進(jìn)功能和PEDF的抑制作用得到了一些觀察結(jié)果的支持。例如，在軟骨肉瘤細(xì)胞中，PEDF阻斷了膜系的MT1-MMP到細(xì)胞表面的運(yùn)輸[38]。此外，PEDF下調(diào)MT1-MMP也被描述[39]。PEDF可被MMP2和MMP9剪切并阻斷腫瘤細(xì)胞外滲[40]。馮智英等[41]人研究認(rèn)為PEDF蛋白在胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移中起負(fù)調(diào)節(jié)作用，PEDF低表達(dá)容易發(fā)生淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及漿膜浸潤，PEDF低表達(dá)可能使MMP-9的表達(dá)上調(diào)從而促進(jìn)胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移。miR-93在多種類型的癌癥中上調(diào)，包括乳腺癌[42]、骨肉瘤[43]和胃癌[44]，并作為腫瘤miRNA發(fā)揮作用。Jiang等[45]人研究發(fā)現(xiàn)PEDF是miR-93在膀胱癌中的一個(gè)直接靶點(diǎn)，結(jié)合具有特異性，而且miR-93通過靶向PEDF參與膀胱癌細(xì)胞的增殖和侵襲。

4 治療的潛力

在小鼠的黑色素瘤模型中，慢病毒導(dǎo)入的PEDF通過抗血管生成抑制腫瘤細(xì)胞增殖，抑制黑色素瘤的肝轉(zhuǎn)移，從而抑制腫瘤的生長[46]。將表達(dá)PEDF的肺癌細(xì)胞和對(duì)照肺癌細(xì)胞皮下移植到SCID(嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷，severe combined immune deficiency)小鼠的腹側(cè)，結(jié)果表明過表達(dá)PEDF的肺癌細(xì)胞形成了較小的腫瘤，PEDF的過表達(dá)或外部PEDF的治療抑制了肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。相反，PEDF沉默顯著促進(jìn)了癌細(xì)胞的遷移和侵襲[47]。體內(nèi)研究表明，PEDF對(duì)骨肉瘤小鼠轉(zhuǎn)移瘤的影響最大，與未治療的對(duì)照組相比，肺轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)生減少了70%，原發(fā)腫瘤的大小減少了40%[48]。Yang等[11]小鼠實(shí)驗(yàn)PEDF治療胃癌第28天，平均71.1%的原發(fā)性腫瘤生長被抑制。

PEDF衍生肽(CT/CTE)已用于大腸癌患者一線和二線化療中與常規(guī)化學(xué)療法奧沙利鉑和伊立替康的聯(lián)合治療。[49]降低了對(duì)常規(guī)結(jié)直腸癌治療(例如奧沙利鉑或伊立替康)的耐藥性。體內(nèi)試驗(yàn)顯示，在結(jié)直腸細(xì)胞系中用PEDF衍生肽處理后，腫瘤細(xì)胞的致瘤性顯著降低。在長期治療中，暴露于PEDF衍生肽導(dǎo)致所形成的腫瘤數(shù)目減少。與未處理的細(xì)胞相比，他們觀察到的腫瘤減少了50%。CTE處理的異種移植細(xì)胞中有70%無法產(chǎn)生新的腫瘤(轉(zhuǎn)移樣模型)。對(duì)于CT治療，效果不如CTE有效，他們觀察到腫瘤生長降低了40%。這是治療方法首次能夠改變癌癥的行為。修飾的起始細(xì)胞阻礙了腫瘤的重新生長，從而阻礙了轉(zhuǎn)移動(dòng)物模型的生長。

Bao XT等[50]人制備了一種載PEDF-DNA的脂質(zhì)體(R-LP/PEDF)，使用iRGD肽對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌進(jìn)行腫瘤靶向基因治療。他們的結(jié)果表明，腫瘤靶向R-LP/PEDF在體外對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲、遷移和促凋亡具有較強(qiáng)的抑制作用。此外，它減少了肺轉(zhuǎn)移性腫瘤結(jié)節(jié)，延長了轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌小鼠模型的生存時(shí)間。這些結(jié)果驗(yàn)證了靶向PEDF-DNA治療可以通過抑制腫瘤血管生成、細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等途徑有效治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌。

5 總結(jié)

PEDF被廣泛認(rèn)為是實(shí)體腫瘤中的腫瘤抑制因子，因?yàn)樗憩F(xiàn)出抗血管生成和抗轉(zhuǎn)移活性[51-53]。大部分癌癥研究中，比如甲狀腺乳頭狀癌[13]、乳腺癌[14]、結(jié)直腸癌[20]、肺癌[47]等都得到證實(shí)。然而，Cen L等[18]人在肝癌中發(fā)現(xiàn)PEDF是雙重作用，早期促進(jìn)癌癥進(jìn)展，晚期發(fā)揮抗血管生成作用抑制癌癥進(jìn)展；Tang DR等[12]人的研究認(rèn)為PEDF促進(jìn)食管癌的生成；胃癌11中PEDF可抑制原發(fā)腫瘤的生長和血管生成，但Aksoy等[25]人認(rèn)為VEGF和PEDF似乎在癌癥形成的晚期或之后促進(jìn)了癌變。

PEDF在人類正常組織中廣泛表達(dá)，在大多數(shù)實(shí)體腫瘤中表達(dá)下調(diào)，比如胰腺癌、結(jié)直腸癌[20]、卵巢癌、前列腺癌[54]；然而一部分癌癥中PEDF的表達(dá)高于正常組織，比如肝癌[18]、食管癌[12]、胃癌[25]。比較PEDF對(duì)這些癌癥的作用發(fā)現(xiàn)，PEDF上調(diào)的癌癥中PEDF表現(xiàn)出促進(jìn)癌癥生成的作用。Cen L等[18]人首次證明了細(xì)胞內(nèi)PEDF通過泛素蛋白酶體系統(tǒng)(ubiquitin proteasome system, UPS)抑制AMPK的激活，誘導(dǎo)脂肪生成通路，從而抑制FFA氧化通路，導(dǎo)致FFA水平升高和脂質(zhì)積累，最終促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖。

眾所周知，PEDF可通過內(nèi)皮細(xì)胞的Fas/FasL途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[7]，是一種有效的血管生成抑制劑[55]。研究表明，PEDF可激活Fas/FasL通路[7]，進(jìn)而通過激活P53信號(hào)通路[23]和p38 MAPK依賴的caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)[32]調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。在胃癌研究中，PEDF處理并沒有改變Fas或Fas-l蛋白水平，不能直接促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[11]。

綜述所述，PEDF在不同腫瘤中的表達(dá)及作用存在差異。PEDF還可以抑制胃癌的生成和侵襲轉(zhuǎn)移，并且在胃癌中可能也發(fā)揮雙重作用，有必要對(duì)PEDF在胃癌發(fā)展中的調(diào)控機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步研究，探究其對(duì)胃癌的治療作用。