乙酰肝素酶与恶性肿瘤侵袭转移的研究进展

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广西医李2007年5月第29卷第5期711回声均匀;宫内未见明显异常回声肿块，两侧附件区未见明显参考文献肿块回声r，﹃Jl1刀Jj赵海，郑宝琴，陆秀娥.剖宫产术后B超检查结果分析〔J]中2讨论国超声医学杂志，1996,12(1):46一48.r2，es.L.J邵克美，徐清君.产后子宫复旧情况的B超监测[J].现代中西医超声监测可清楚测量产后子宫的各径线变化的客观数结合杂志，2002,12(24):2481一2482.r八，.j.据，准确了解产后子宫复旧情况。国内外文献报告产后28dL.J邱毅，徐志华，张会珍等.产后哺乳妇女B超观察子宫复旧和之内，妇女进行B超观测子宫的恢复，认为产后第1周子宫体卵巢变化的研究【J].中国超声医学杂志，2000,16(4):32一33.r月，we恢复很快，以后速度减慢，至产后28d子宫体恢复到正常子宫l峥weLJ蔡文，孔秋英，杨永忠.B型超声对正常产褥期子宫复旧观察体大小的上限[3,43，产后子宫较正常子宫大(正常3一5cm)，[J].中华超声影像学杂志，1995,4(1):28一29.r.气因妊娠时子宫极度增大，而产后子宫体积骤然缩小，血管增粗.、..J︶.J张艳华，王尔冰.B超观察产后早期子宫复旧状况的分析〔J]而致肌层回声欠均，产后胎盘附着面粗糙，内膜回声欠均中国超声医学杂志，1998,14(4):67-68.匀[410哺乳者子宫比未哺乳者相对较小为哺乳刺激乳头加速(收稿日期:2007-03-05修回日期:2007-03-28)子宫收缩。超声监测对正常子宫复旧可以准确地得到子宫产后变化的客观数据，明确产后子宫复旧情况，减少产褥期病变，提高产后的保健[530.综述与讲座乙醉肝素酶与恶性肿瘤侵袭转移的研究进展▲刘金禄刘志伟综述陈俊强李绍森审校(广西医科大学第一附属医院胃肠腺体外科，南宁市530021)【关键词】恶性肿瘩;乙跳肝素醉;肿瘤慢袭;肿瘤转移【中图分类号】R730.23【文献标识码】A【文章编号】0253-4304(2007)05-0711-03恶性肿瘤的侵袭和转移是导致病人死亡的主要原因。目1756个单核昔酸编码的543个氨基酸组成，基因的启动子区前研究认为肿瘤细胞实现侵袭转移，必须首先穿越由细胞外位于上游约2.3kb处[z]oDong等[3]报告HPA基因位于基质(extracelularmatrix,ECM)和基底膜(basementmam-4822，全长约50kb，含有14个外显子和13个内含子;通过选brance,BM)组成的屏障。这个屏障主要由两部分组成:一是择性剪切得到两种mRNA表达，一种为5kb大小的la型，另结构蛋白;二是糖氨聚糖(GAGS)，其主要成分是硫酸乙酞肝一种为1.7kb大小的lb型。它们含有相同的开放读码框架，素蛋白多糖(heparansulfateproteogcyean,HSPG)，而HSPG是均编码含有543个氨基酸残基的蛋白质，不同的是la型包含由1个核心蛋白和数个与之共价连接的硫酸乙酞肝素(hepa-所有14个外显子，而1b型中第1,14外显子被切除。HPA:基ransulfate,HS)侧链组成。乙酞肝素酶(heparanase,HPA)是新因是由乳腺癌cDNA文库克隆而来，定位于10q23一24上，与近克隆出来的一种内切糖昔酶，它编码的蛋白被认为是唯一HPAl有高度的同源性，分为HPAZa,HPAzb,HPAsc3型，各编降解HSPG的HS侧链的核昔内切酶，对肿瘤的侵袭和转移具码480,534,592个氨基酸残基[41。有重要作用[1.2l，是目前肿瘤研究的热点之一。本文就HPA的基因定位、活性调节、与恶性肿瘤侵袭转移的关系及活性测2HPA的活性调节定等方面作一综述。HPA表达的调控机制和影响因素现在还不十分清楚，但1HPA的基因定位已有部分学者进行了这方面的研究发现一部分基因、活性因子及其他因素可影响HPA的活性。最新研究发现人类HPA有HPA。和HPA:两种基因亚Yang等(s)应用反义寡核昔酸技术阻抑结肠癌细胞型。Vlodavs材等[I]从人肝细胞、胎盘滋养层、血小板中克隆出IS-174T中的eIF-4E基因表达，结果显示HPA蛋白表达水平来的HPA即HPA,。其定位于4够1.3，从起始密码子到终止显著下降，这表明eIF-4E参与结肠癌细胞IS-174T中HPA的密码子的长度约39kb，包含12个外显子和11个内含子，由调控。但其机制尚不明确，可能是由于eIF-4E改变了HPA基▲国家自然科学基金资助课题(30560151)0 712GuangxiMedical渔urna么May.2007，Vol.29,No.5因的稳定表达。Mestre等[6]发现早期生长反应基因一1(EGR1)移潜能黑色素瘤细胞后该细胞肺转移率增加了4%o一5%0。高能影响HPA的表达和活性，且在不同类型肿瘤中上调或下调转移肿瘤或细胞系应用HPA抑制剂后，肿瘤细胞转移的数目HPA的机制不同。Ogishima等[，〕用EGR1siRN^转染T24膀和部位明显减少，从而证明HPA具有促进肿瘤细胞转移的作胧癌细胞后与对照组相比明显下调HPA表达。Sinnappah用。Kely等[IS]将HPAcDN^转人乳腺癌细胞MDA-MB-231等[8)对髓母细胞瘤体外侵袭实验的研究表明，P75神经营养因后与空载细胞相比HPA的活性增加了6倍;将这两种细胞分子受体(P75NTR)和trk受体家族成员(TrkC)经由神经营养因别注人无免疫小鼠的乳腺组织，发现转染HPA细胞的小鼠的子一3(NT-3)激活后能增加HPA活性，从而使细胞侵袭能力提肿块生长速度较对照组的快。Cohen等￡16]将稳定转人高。还有。hteper等(9)报告高糖可以通过增强启动子活性来HPAcDNA的乳腺癌MCF-7细胞注入裸鼠乳腺;结果显示与空调整HPA-1基因的表达。有学者还提出HPA的活性在酸性载细胞引起的肿瘤相比过表达HPA的细胞引起的肿瘤生长条件下较强，最适pH值约为5.1。此外，HPA可被胰蛋白酶较快，体积约为前者的7倍。由此进一步证明HPA在肿瘤的和尿激酶灭活，但是不能被纤维蛋白酶、组织蛋白酶G和凝血侵袭转移中发挥着重要作用。酶等灭活。3.3封闭HPA基因表达后肿瘤俊袭转移的研究目前封闭基因表达运用最多的研究方法是RNA干扰技术和反义寡核3HPA与肿瘤的侵袭转移昔酸技术。Edovitsky等[17]首次设计并筛选出两种以鼠近年来，HPA与肿瘤的关系成为研究的热点，人们用不HPAmRNA不同区域为靶点的小干扰RNA(siRNA)变异体同的研究方法得出的结果均显示肿瘤的侵袭转移潜能与HPA(Sil和Si2)，将他们克隆到pSUPER质粒中产生psil和pSi2基因表达具有相关性。两种表达载体，经过短暂转染具有高水平内源性HPA活性和3.1免疚组化和RT-PCR方法研究显示其与肿瘤的便袭转移高转移特性的B16-BL6鼠黑色素瘤细胞，结果显示HPA基因有关很多学者用这些方法进行研究发现，恶性肿瘤组织中转录后沉默可以有效抑制B16-BL6鼠黑色素瘤细胞的侵袭和HPA表达明显高于正常组织和癌旁组织。Han等〔107用免疫转移潜能。Chen等〔”〕将无义寡核昔酸(N-ODN)和5条相对组化的方法观察到79例食管癌切除标本中有52例(65.8%)于HPAmRNA不同部位的反义寡核昔酸(ASODN)转人食道HPA表达阳性，且HPA在肿瘤中的表达率比癌旁和正常组织癌EC9706细胞，结果表明ASODN可以抑制HPAmRNA的表中高，它与肿瘤的浸润深度、临床分期和淋巴结转移成正相达，ASODN和N-ODN间有显著的差异，而ASODN间差异不明关。国内学者用免疫组化和RT-PCR的方法先后对胃癌切除显，从而指出ASODN能显著抑制食管癌的侵袭转移。标本研究后指出HPA在癌组织中有较高的阳性表达率，也证Ogishima等Wiv)用EGRIsiRNA转染124膀胧癌细胞株后相对明HPA与癌瘤的浸润深度、临床分期和淋巴结转移有相关于对照组。iRNA转染明显下调HPA表达。Yang等〔20]也证性[11).Takaoka等〔12)对7种不同的胃癌细胞株RT-PCR分析实，反义介导的HPA活性抑制能显著降低结肠癌IS-174T细后观察到有4株HPAmRNA表达阳性，并在这些细胞的细胞胞的侵袭能力。这不仅表明HPA与肿瘤的侵袭转移相关，还核和细胞质中检测到HPA蛋白表达。Sato等[13]也用RT-PCR为肿瘤抑制剂的开发及肿瘤的治疗开辟了一新途径。的方法对130例结直肠癌病人的HPAmRNA分析后发现其中33例HPA过表达，并指出HPA表达与浆膜下侵袭、静脉侵袭4HPA与肿瘤血管生成及肝转移显著相关，多因素分析显示HPAmRNA过表达是结直肠癌血性转移的一个重要的独立的危险因子，HPA表达量血管生成是肿瘤细胞侵袭和转移的前体条件，其病理生可能成为结直肠癌患者预后的一个生物指标。这些研究结果理过程主要包括:血管内皮下基底膜溶解然后导致内皮细胞均显示乙腺肝素酶能促进肿瘤的侵袭转移，其表达越高肿瘤活化、内皮细胞迁移和增殖、血管的形成。HPA可能直接作用俊袭转移的能力越强，但也有学者提出相悖的观点。Ikegueld于血管内皮细胞以出芽方式促进血管生成;而另一关键途径等[14〕用RT-PCR和免疫组化方法对57例食管磷状上皮癌是它依赖于HS结合性生长因子，其中一些因子贮存于细胞外(ESCC)切除标本研究后发现ESCC中HPAmRNA相对表达基质中，随HPA和其他水解酶降解胞外基质而释放出来。水平(HPA;GAPDH)要比无癌组织中的低;肿瘤细胞HPAHPA可以激活、释放这些生长因子，从而间接地促进血管的生mRN人表达随着ESCC的进展而减少，而这种现象与肿瘤的微成。Zetse:等〔2l〕在人胚肾293细胞、人乳腺MDA-MB-435肿血管密度无关;此外低HPA表达病人的5年生存率相对较低。瘤细胞、鼠C6神经胶质瘤细胞过表达HPA后观察到血管内这可能是HPA对不同类型肿瘤细胞的活性有不同的影响，此皮生长因子(VEGF)蛋白和mRNA水平增加了3-6倍，在携中差异有待进一步探讨。带特异siRNA载体的B16小鼠黑色素瘤细胞，HPA呈减量调3.2HPA过表达后肿瘤侵袭转移的研究研究人员将HPA节，并伴有VEGF表达减少。VEGF是促血管生成因子之一，基因转人肿瘤细胞，发现HPA过表达后肿瘤的侵袭转移能力明显增强。Vlodavsky等[’〕将HPAcDNA分别导人无转移潜力它可以刺激内皮细胞增值，诱发组织因子、胶原酶产生，从而的小鼠淋巴瘤细胞系Eb和低转移潜力的黑色素瘤细胞系，结共同诱导肿瘤新生血管的形成。此外在乳腺癌、食管癌、胃癌果转染细胞均获得高转移潜能，经裸鼠静脉接种后大体标本的研究中发现HPA与环氧合酶-2(COX-2)紧密相关，HPA促和显微镜检查均发现转染组有明显肝转移灶;而假转染组仅进COX-2mRNA表达的正调节〔2"'")oCOX-2是前列腺素合镜检才发现肝窦等处有癌细胞。在HPA基因瞬时转染低转成的关键酶，它可通过不同途径促进肿瘤血管的生成。 广西医母2007年5月第29卷第5期7135HPA活性测定手段heparanaseandbasicfibroblastgrowthfactorexpressioninhumane-sophagealcancer[J].WorldJGastrcenterol,2005，11(14):2188一2192.大量研究显示HPA与肿瘤的侵袭转移和预后相关，但是HPA的活性测定依然是一个难题。目前常用的活性测定方法[川ChenJQ,ZhanWH,HeYL,etal.Expressionofheparanasegene,CD44v6,MMP-7andnm23proteinandtheirrelationshipwiththein-是采用荧光素或同位素标记底物HSPG或肝素，然后检测底物vasionandmetastasisofgastri。carcinomas[J].WorldJGastroen-被降解的程度来判断HPA的活性。此类方法费时、精确度较terol,2004,10(6):776一782.低，难以广泛使用。Shafat等〔251用一种高度敏感的ELISA的〔12]TakaokaM,NaomotoY,OhkawaT,etal.Heparanaseexpressioncor-方法来定量检测HPA，这种方法可检测到浓度在200pp/mlrelateswithinvasionandpoorprognosisingastriccancers[J].Lab情况下的HPA，并且适用于组织提取物和尿中的定量检测。Invest,2003,83(5):613一622.Enomot。等〔261报告了一种新的测定方法，他们将一系列的底〔13]SatoT,YamaguchiA,GoiT,etal.Heparanaseexpressioninhuman物、酶和测定试剂直接加人到J平皿中就能迅速检测出HPAcolorectalcanceranditsrelationshiptotumorangiogenesis,hematog-enousmetastasis,andprognosis〔J〕.JSurgOncol,2004,87(4):的活性，并且此方法无放射性，较前所用简便快捷。但现在还174一181.没有一种完全适用于临床的活性检测方法，尚需进一步探讨。[14]Ikeguchi-M,FukudaK,YamaguchiK,etal伽antitativeAnalysisofHeparanaseGeneExpressioninEsophagealSquamousCellCarcino-6问题与展望ma[J].AnnSurgOncol.2003,10(3):297一304.〔巧]KelyT,SuvaU，HuangY,etal.ExpressionofHeparanase场Primary鉴于HPA与肿瘤的密切关系，已有许多学者将HPA作为BreastTumorsPromotesBoneResorptionintheAbsenceofDetectable肿瘤研究的新靶点。但HPA的调控机制还不甚清楚,HPA研BoneMetastases[J].CancerRes,2005,65(13):5778一5784.究多针对切除标本进行，对HPA在体内外过表达、封闭基因表[16]CohenI,PappoO,ElkinM,etal.Heparanasepromotesgrowth,an-达后的研究尚不深人、不全面，因此有必要更进一步探讨。随giogenesisandsurvivalofprimarybreasttumors[J].IntJCancer,着研究的深人,HPA在肿瘤的诊断、治疗、判断预后以及抗肿瘤2006,118(7):16的一1617.[17]EdovitskyE,ElkinM,ZchariaE,etal,HeparanaseGeneSilencing,药物筛选和开发等方面将给我们以新的思路、新的方法。TumorInvasiveness,Angiogenesis,andMetastasis[J].JNatlCancer参考文献IM,2004,96(16):1219一1230.〔18)ChenKS,ZhangL,TangL,etal.Express;二ofheparanasemRNAin[1]VlodavskyI,FriedmannY,ElkinM,etal.Mammalianheparanase;.‘一~oligonucleotide-tranafectedhumanesophageal二EC97genecloning,expressionandfunctionintumorprogressionandme-cell日〔J].WoddJGastroenterol卿1万,11(31);4916-4917.tastasis[J].NatMed,1999,5(7);793一802.[19]OgishimaT,ShiinaH,BresultJE,etal.PromoterCpGhypomethyla-[2]HulettMD,FreemanC,HamdorfBJ,et‘.CloningofmammaliantionandtranscriptionfactorEGR1hyperactivateheparanaseexpres-heparanase,animportantenzymeintumorinvasionandmetastasissioninbladdercancer[J].Oncogene,2005,24(45):6765一6772.[J].NatMed,1999,5(7)803一809.[20]YangYJ,ZhangYL,LiX,etal.ContributionofeIF4Einhibitiontothe[31DongJ,KukulaAK,ToyoshimaM,etal.Genomicorganizationandexpressionandactivityofheparanaseinhumancolonadenocarcinomschromosomelocalizationofthenewlyidentifiedhumanheparanasecellline;LS-174T[J].WorldJGastroceterol,2003,9(8);1707一1712.gene[J1.Gene,2000,253(2):171一178.[211ZetserA,BashenkoY,EdovitskyE,etal.HeparanaseInducesVascu-[4]McKenzieE,TysonK,StampsA,etal.cloningandexpressionprofi-larEndothelialGrowthFactorExpression;Correlationwith户8Phos-lingofHap2,。novelmammalian吻~，fami行member[I].户orylationLevelsandSreActivation「J].CancerRes,2006,66BiochemBiophysResCommun,2000,276(3);1170一1177.(3):1455一1463.[5]LuWC,LiuYN,KangBB,etal.Traps-activationofheparanasepro.[22]ImadaT,MatauokaJ,NobuhisaT,etal.COX-2inductionbyhepara-moter场ETStranscriptionfactors〔J〕.Oncogene,2003，22(6):naseintheprogressionofbreastcancer[J].IntJMolMed,2006,17919一923.(2):221一228.[61deMestreAM,RaoS,HombyJR,etal.Earlygrowthresponsegene1[23]OkawaT,NaomotoY,NobuhisaT,etal.Heparanaseisinvolvedin(EGRI)regulatesheparanasegenetranscriptionintumorcells[J].angiogenesisinesophagealcancerthroughinductionofcyclooxygen-JBiolChem,2005,280(42):35136一35147.ase-2[J].ClinCancerRes,2005,11(22):7995一8005.[7]OgishimaT,ShiinaH,BreaultJE,etal.PromoterCpGhypomethyla-[24]OhtawaY,NaonatoY,ShfmkawaY,etal-Thecloserelations饰betweentionandtranscriptionfactorEGR1hyperactioateheparanaseexpres-heparanaseandcyclooxygenase-2expressionsinsignet-ringcellcarcino-sioninbladdercancer[J].Oncogene,2005,24(45):6765一6772..ofthestomach[J].HumPathol澎06,37(9);1145一1152.[81OgishimaT,ShiinaH,BreaultJE,etal.Inc二二dheparanaseexpres-[25]ShafatI,ZchariaE,NismanB,etal.AnELISAmethodforthedetec-sioniscausedbypromoterhypomethylationandup-regulationof“。andquantificationofhumanheparanase[J].BiochemBiophystranscriptionalfactorearlygrowthresponse-1inhumanprostatecane-ResCommun,2006,341(4);958一%3.er[J].ClinCancerRes,2005,11(3):1028一1036.[26]EnomotoK,OkamotoH,NumataY,etal.Asimpleandrapidassay[91ShteperPJ,ZchariaE,AshhabY,etal.Roleofpromotermethylationforheparanaseactivityusinghomogeneoustime-resolved加，inregulationofthemammalianheparanasegene【J].Oncogene,[J].JPharmBiomedAnal,2006,41(3):912一917.2003,22(49):7737一7749.(收稿日期:2007-04-01修回日期:2007-04-22)[101HanB,LiuJ,MaMJ,etal.Clinicopathologicalsignificanceof