骨桥蛋白与胃癌关系的研究进展

【关键词】  骨桥蛋白；胃癌；机制

    1979年，Senger等［1］在恶性转化的上皮细胞株中首次发现了骨桥蛋白，时称转化相关性磷酸蛋白。1985年，Franzen等［2］从骨组织中分离出一种磷蛋白，经证实，其特性与Senger等发现的磷蛋白相似，并正式命名为骨桥蛋白（osteopontin，OPN）。研究显示，OPN广泛分布于肾脏、甲状腺、胃肠、乳腺、睾丸、骨、软骨、子宫、胎盘、平滑肌、皮肤、白细胞、激活的T细胞和巨噬细胞中，参与着机体的多种生命现象。近年来的研究指出，OPN在肿瘤的发生、中起着重要的作用，并可能成为肿瘤诊断、预后判断的一个新的生物学标志物［3］。本文仅就OPN与胃癌的关系作一综述。

    1  OPN的结构与功能

    OPN是一种具有多种生物学活性的分泌型磷酸化糖蛋白，由近300个氨基酸残基组成，相对分子量约为325 000。OPN分子富含天门冬氨酸和丝氨酸残基，其组份包括30个单糖和10个唾液酸基团［4］。OPN的一级结构中含有特异性的RGD序列（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸，Arg?Gly?Asp），二级结构中含有8个α螺旋和6个β折叠。包括RGD结构域在内的OPN分子N端片段经磷酸化后，可与ανβ3、ανβ5等整合素受体结合；C端片段可与粘附分子CD44结合 ［5］。

    人类OPN的编码基因定位于染色体4q13，由7个外显子和6个内含子组成。外显子存在有3个单核苷酸多态性区域（SNPS），其中2个分别位于6号和7号外显子，另1个位于7号外显子非翻译区域。OPN基因启动子包括1个TATA盒（-28 -22）、1个颠倒的CCAAT盒（-55 -50）及1个GC盒（-100 -93）。AP1结合部位是高度保守的增强子元件，由fos和jun癌基因家族调控；AP2是一种转录因子，能介导PKC和PKA参与的信号系统；RAE为ras激活元件［6］。

    OPN的主要生理功能为：（1）通过细胞粘附序列RGD和非依赖RGD序列与细胞表面上的多种整合素受体结合，而参与细胞的粘附、迁移和增殖。（2）通过对巨噬细胞的趋化，诱导产生IL?12，而参与炎症反应和免疫应答。（3）通过诱导血管内皮细胞迁移，上调血管内皮生长因子（VEGF）受体效应，促进内皮细胞芽生，而诱发新生血管形成［7］。（4）通过活化核因子?κB（NF?κB）途径，而抑制细胞凋亡。（5）通过破坏晶体网阵，而抑制草酸钙晶体的增长；通过自身富含天门冬氨酸的区域与组织中的羟基磷灰石结合，而参与骨组织的矿化。（6）通过与受体ανβ3整合素的相互作用，以依赖Ca2+的方式，而参与细胞信号转导。

    2   组织OPN与胃癌

    研究显示，OPN蛋白在胃癌组织中呈现高表达，在胃癌的发生、发展中具有重要的作用。Coppola等［8］应用免疫组化方法对11例胃癌组织的OPN表达状况进行了检测，结果发现，OPN蛋白的表达率为100%。Maeng等［9］的动物实验显示，在N?甲基?N'?硝基?N?亚硝基胍（MNNG）诱导的小鼠胃癌动物模型中，早期即有OPN的表达，且OPN阳性小鼠尔后均可发展为胃癌。Higashiyama等［10］采用Western blotting技术对所培养的4株胃癌细胞进行OPN蛋白表达的检测，结果发现，其表达水平均与阳性对照（HeLa细胞）相同。在郝波等［11］的研究中，80.4%（37/46）的胃癌标本呈OPN阳性表达，而12例正常胃黏膜组织均未见OPN阳性表达。进一步的分析提示，OPN的阴性表达与阳性表达在胃癌的组织学分型、局部或远处的淋巴结转移存在有明显的差异，与年龄、肿瘤大小、肿瘤部位和组织学分级无关；OPN的表达可能与胃癌的发生、发展及预后有关。张东涛等［12］推测，OPN可通过激活NF?κB信号转导通路，使NF?κB活化进入细胞核内，与基质金属蛋白酶（MMP?9）基因的启动子或增强子上的κ位点结合，从而增强MMP?9的基因转录活性，使其表达上调，最终导致胃癌细胞的侵袭转移。Dai等［13］通过对306例胃癌组织OPN表达状况的研究指出，OPN高表达与胃癌的深度浸润、淋巴结转移、远隔转移及高TNM分期相关；OPN阳性表达的胃癌患者，其预后和5年存活率均明显不及阴性表达者；OPN可作为一项新的独立判定胃癌复发和预后的指标。

    此外，在胃癌组织中联合检测OPN与c?met的表达，OPN与OCT2的表达，OPN与中期因子（MK）的表达，OPN与CD44的表达，OPN与尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）的表达，OPN与MMP?9的表达，OPN与诱导型一氧化氮合成酶（iNOS）的表达，及OPN与环氧化酶?2（COX?2）、VEGF的表达［14］等研究，均支持和证实了OPN在胃癌发生，尤其是发展中的重要作用。

    3  OPN mRNA与胃癌

    近年来，随着OPN与胃癌关系研究的不断深入，胃癌组织中OPN mRNA的检测得到了较好的开展。Ue等［15］研究了40例原发胃癌组织、5例淋巴结转移灶和相应的正常胃黏膜组织中OPN mRNA的表达状况。结果显示，与正常胃黏膜相比，72.5%的胃癌组织和60%的淋巴结转移灶呈OPN mRNA高表达，且OPN mRNA的表达水平随胃癌的临床病理分期进展而升高；结果提示，OPN mRNA高表达与胃癌的进展相关。孙现军等［16］应用半定量RT?PCR法检测OPN mRNA在胃癌组织中的表达和相对含量。结果66例胃癌组织中，50例标本可扩增出330bp的条带，OPN mRNA的阳性表达率为75.8%（50/66）；而20例正常胃黏膜组织OPN mRNA的表达全部为阴性。OPN mRNA的相对含量与胃癌的侵袭深度、瘤体直径、淋巴结转移程度及有无远处转移有关，而与胃癌的分化程度无关。上述66例患者随访10～27个月（平均16个月）后，OPN mRNA表达阳性组中复发15例，表达阴性组中仅复发1例；OPN mRNA表达阳性组中死亡10例，表达阴性组无1例死亡。这表明，胃癌组织中OPN mRNA的表达增高；OPN mRNA的高表达反映了胃癌病情的进展，且与患者的预后有关；OPN在胃癌的远处转移过程中可能起着重要的作用。目前认为，OPN促进远处转移的可能机理为：分泌OPN的胃癌细胞自原发灶脱落后，经静脉回流到达肝脏、肺、骨胳、脑等器官，通过其RGD序列与这些器官细胞表面的整合素受体结合，并刺激其他细胞粘附因子和信号传导途径，导致胃癌细胞在肝脏等远处器官中粘附集聚，在机体内环境和局部微环境适宜的情况下，形成转移灶［17］。

    4   血清OPN与胃癌

    Yeatman等［18］应用基因表达图谱技术筛选新的肿瘤标志物或肿瘤进展标志物。通过对总共大约12 000个基因的筛选，OPN被确定为临床上首选的标志物。因此，检测血清中OPN的水平，将无创、便捷的血清OPN作为标志物，已成为胃癌诊断研究的一个新靶点。作者通过ELISA方法对267例血清标本，包括胃癌94例（进展期胃癌70例和早期胃癌24例）、不典型增生47例、肠上皮化生42例、慢性浅表性胃炎46例和正常对照38例，进行OPN水平的检测。结果发现，胃癌组血清OPN水平显著高于其它各组；进展期胃癌血清OPN水平显著高于早期胃癌，早期胃癌显著高于不典型增生组、肠上皮化生组和慢性浅表性胃炎组；血清OPN诊断胃癌的ROC曲线下面积为0.824；以40.72ng/ml和50.06ng/ml分别作为血清OPN诊断胃癌和进展期胃癌的截断值，介于二值间者判为早期胃癌，则相应的诊断的一致百分率、灵敏度和特异度，在胃癌为77.53%、68.09%和82.66%；在进展期胃癌为83.15%、64.29%和89.85%；在早期胃癌为86.14%、33.33%和91.39%。提示，血清OPN是胃癌诊断的一种较为理想的标志物，其在胃癌前病变的监测及早期胃癌和进展期胃癌的鉴别诊断中亦具有较高的临床应用价值［19］。Wu等［20］检测了132例胃癌患者和93例健康对照者的血清OPN水平。结果显示，胃癌患者的血清OPN中位值明显高于健康对照者；血清OPN水平升高（＞67.3ng/ml）与胃癌的分期、浆膜侵犯、淋巴结转移、淋巴管侵犯、血管侵犯和肝转移相关；血清OPN水平的升高是胃癌不良预后的一个独立危险因素。这表明血清OPN在胃癌诊断和预后判定中具有潜在的应用价值。

    5   OPN在胃癌发生、中的作用机制

    目前，有关OPN在胃癌发生、发展中的作用机制主要有以下几个方面：（1）OPN中含有RGD序列，该序列可与胃癌细胞表面的整合素ανβ3相互作用，激活一系列细胞内信号，引起多种蛋白溶解酶的合成、分泌，从而溶解细胞外基质屏障，使胃癌发生浸润和转移［21］。（2）血管通透性因子（VPF）/VEGF能与OPN发挥协同作用。VPF/VEGF可迅速增加微血管的通透性，导致包括凝血因子在内的血浆蛋白浓度增高，易于激活外源性凝血途径，产生凝血酶，促进OPN的酶切。酶切的OPN可提高肿瘤细胞的迁移速度，促进细胞活性物质和生长因子的产生。（3）通过与胃癌细胞表面的CD44结合而发挥作用。（4）通过自分泌途径发挥作用。胃癌细胞分泌的OPN能促进自身的生长和转移，并与自身细胞表面的整合素结合，导致细胞移动性增强、蛋白溶解酶分泌增加。（5）通过抑制NO的产生，使转移的肿瘤细胞易于存活。巨噬细胞产生的氧爆发能杀灭循环血液中的肿瘤细胞，而氧爆发的发生依赖于NOS的活性。OPN能抑制血管组织和巨噬细胞的NOS活性，使NO产生减少，氧爆发不能发生。

     6  结语

    虽然OPN与胃癌的关系尤其是OPN与胃癌转移和预后的关系已得到了一定程度的研究，并获得了诸多令人满意的成果，但这其中尚存在着许多亟待的问题。例如，OPN与胃癌转移和预后的关系尚缺乏定量研究；OPN在胃癌发生、发展中的促进作用未得到完全阐明；血清OPN作为胃癌诊断和进展判定的标志物，其截断值尚有差异；血清OPN检测在临床工作中的推广价值有多大？相信，随着研究的日益深入、技术的不断进步，OPN与胃癌的关系将会得到进一步的阐明。

【】
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