膜联蛋白A1在肿瘤发生发展中的作用

欧阳晨捷 综述，程爱兰 审校

(南华大学医学院肿瘤研究所，湖南 衡阳421001)

恶性肿瘤的发生、发展、浸润及转移是一个非常复杂的过程，涉及多种因素的参与，其中一些生物因子发挥了关键的作用。膜联蛋白A1 的表达在不同肿瘤组织中是有差异的，其异常表达可能与肿瘤的形成、分化程度以及侵袭转移密切相关。因此，全面深入探索膜联蛋白A1 在不同类型肿瘤组织中的表达变化，进一步探讨其在肿瘤中的作用机制，对于肿瘤的早期诊断、治疗以及预后评估具有十分重要的临床意义。

1 膜联蛋白A1 概述

膜联蛋白是一类钙依赖性的磷脂结合蛋白超家族，目前主要分为5 组，脊椎动物为A 组，无脊椎动物为B 组，真菌和单细胞生物为C 组，植物为D 组，原生生物为E 组。A 组通常存在于人类组织器官，现已有13 个成员［1］。膜联蛋白A1 是膜联蛋白家族中第1 个被发现的成员，属于胞质蛋白，广泛存在于各种细胞内，占细胞蛋白质含量的0.5% ～2%，既能以可溶形式存在，也能稳定或可逆结合于细胞骨架蛋白，以前又称为脂皮质素1、调脂蛋白、磷脂酶A2 抑制蛋白，并可作为介导糖皮质激素抗炎作用的效应分子［2］。

研究［3－5］表明，膜联蛋白A1 是一个多功能蛋白，参与炎症、信号传递、细胞分化、细胞凋亡等多种细胞生命活动;其表达水平在多种癌前病变组织、肿瘤组织以及相应的正常组织中均有明显差异，而且在各种肿瘤组织中的表达情况是不一致的，甚至同一肿瘤不同类型中表达也不一样。但膜联蛋白A1 在不同组织中的不同表达水平均可导致肿瘤的发生这一矛盾现象目前没有理想的解释。本文旨在对膜联蛋白A1 在肿瘤发生、发展中可能的作用机制做一综述，初步探讨膜联蛋白A1 与恶性肿瘤的关系，或许随着研究的深入，有望使其成为一个新的肿瘤标志物。

2 膜联蛋白A1 的分子结构特点

膜联蛋白超家族在结构上主要包括两部分，即保守的中心结构域和独特的N－末端结构域。中心结构域最后延伸为C－末端结构，由4 个同源重复序列组成，均含有钙离子和磷脂结合位点，以钙依赖的方式与细胞膜磷脂可逆的结合;在这个家族中每个成员的区别是其独特的N－末端结构域，其序列及长度在不同的膜联蛋白中各不相同，这种变化决定了每个成员在机体中执行着不同的生物学功能。

膜联蛋白A1 基因定位于9q21.13 染色体，含有13 个外显子和12 个内含子，该蛋白是由346 个氨基酸残基组成的相对分子质量37 000 的蛋白质，具有典型的膜联蛋白家族的结构特点，即由保守的C－末端中心结构域和多功能的N－末端结构域构成［6］。其保守的C－末端中心结构域中，每个重复序列含有5 个α 螺旋，彼此之间紧密压缩，形成一个轻度弯曲的盘状结构，保守的钙离子和细胞膜结合位点就位于盘状结构的凸面，而凹面则背离细胞膜。在没有与钙离子结合的时候，膜联蛋白A1 是无活性的，其N－末端结构域被嵌入在这盘状结构里［7］。一旦膜联蛋白A1 结合钙离子后，其盘状结构的凸面与细胞膜结合，其凹面的N－末端结构域被释放而暴露出来，通过与不同的配体相互作用而参与多种生物学功能，表现为引起膜聚集和具有很多潜在的位点可以被再次加工，包括磷酸化、糖基化、乙酰化及脂化［8］。

总之，C－末端具有钙离子和膜结合位点，N－末端主要调节膜联蛋白A1 与配体的相互作用。膜联蛋白A1 这种独有的结构，使其能有多种形式参与细胞内的生物学活动。钙离子调节膜的结合，并且能够暴露N－ 末端结构域，而作为一个独立的构象转换开关［9］。

3 膜联蛋白A1 在恶性肿瘤中的表达情况

膜联蛋白A1 在许多正常组织和肿瘤组织中均有表达，且具有组织特异性。正常情况下，膜联蛋白A1在食管、呼吸道、泌尿生殖道上皮以及外周血白细胞等细胞中高表达，而在表皮、乳腺导管上皮、胰腺导管上皮、甲状腺滤泡上皮以及肝组织等细胞中不表达。然而，其在各种肿瘤组织和癌前病变组织中表达也存在差异，如在胃癌、食管鳞癌、前列腺癌、头颈部鳞状细胞癌、喉癌、口腔癌中表达下调或缺失，而在肺癌、食管腺癌、结直肠腺癌、胰腺癌、宫颈癌、肾透明细胞癌、垂体瘤中表达增高，在乳腺癌和膀胱癌中的表达尚存在争议。

由此，我们大致可以得出这样一个结论:在高表达膜联蛋白A1 的组织中若发生恶变，其表现为膜联蛋白A1 不同程度的缺失;反之，正常不表达或表达极低的组织恶变后却出现了膜联蛋白A1 的高表达。这提示当不同组织发生恶变时与膜联蛋白A1 的表达差异有关，并且膜联蛋白A1 通过不同机制参与这一过程。但似乎膜联蛋白A1 在不同肿瘤组织表达高低的分布未见明显的规律性，而在鳞癌中表达降低，在腺癌中表达升高。

研究者们将膜联蛋白A1 在不同肿瘤中的差异表达大致归纳为以下3 个原因:1)组织器官的特异性以及肿瘤发生发展阶段的不同有关;2)膜联蛋白A1 通过多种分子机制与恶性肿瘤的发生、发展有关;3)研究环境的不同、细胞培养方法的不同、抗体使用的不同以及在肿瘤发生、发展中膜联蛋白A1 的表达是一个动态变化的过程有关。

4 膜联蛋白A1 在不同肿瘤中的重要生物学功能

膜联蛋白A1 与肿瘤的发生、发展和转移有关，然而，膜联蛋白A1 在肿瘤中的具体分子机制，目前仍不清楚。Yang 等［10］的研究显示:神经胶质瘤中过表达一种G 蛋白偶联受体－甲酰肽受体，当这个受体被激活时，能促进肿瘤的发生。膜联蛋白A1 在人类神经胶质瘤中高表达，在成功构建人类神经胶质瘤裸鼠成瘤模型中，敲低膜联蛋白A1 基因的表达，能明显减少神经胶质瘤细胞对裸鼠的致癌性，而G 蛋白偶联受体－甲酰肽受体/膜联蛋白A1 均下调明显抑制了肿瘤的生长。Bist 等［11］的研究显示:膜联蛋白A1 参与核转录因子(NF-κB)的激活，当膜联蛋白A1 表达受抑制时，会阻碍高转移性乳腺癌细胞在体内和体外的侵袭转移能力。同样，这一现象在另一项体外侵袭实验研究［12］中被观察到:在高转移的人类肺腺癌细胞株A549 中，利用RNA 干扰技术下调A549 细胞中膜联蛋白A1 的表达，能有效抑制肺腺癌细胞A549 在体外的侵袭能力，而先前的大量研究证实了肿瘤细胞转移和上皮间质转化之间的联系:膜联蛋白A1 上调阻碍了上皮间质转化，并最终影响了乳腺癌的转移;上调膜联蛋白A1 的表达，能阻碍成瘤小鼠和人类肿瘤细胞系的上皮间质转化，从而阻碍了小鼠和人类肿瘤细胞系的转移［13］，这些研究提示侵袭性乳腺癌的发生、发展与膜联蛋白A1 的差异表达有关。下调膜联蛋白A1在侵袭性乳腺癌细胞中的表达，能抑制自发性肺转移，而上调膜联蛋白A1 在侵袭性乳腺癌细胞中的表达，能增强肿瘤细胞的转移扩散［14］。在成瘤的小鼠体内敲低膜联蛋白A1 基因，能抑制肿瘤的发展，使这些实验动物有更长存活时间，因为这些动物体内存在大量地肿瘤坏死。血管发育和创伤修复情况被用来分析当膜联蛋白A1 基因敲除后在这些动物体内存在大量地肿瘤坏死这一现象，结果表明血管生成和重建在这些膜联蛋白A1 基因敲除组织中是相对滞后的。这一结果提示膜联蛋白A1 有调节血管内皮细胞新生、创伤愈合和肿瘤生长及转移的功能，因此可以作为一个新的靶标治疗肿瘤等疾病［15］。在对肝癌细胞与正常肝组织和慢性肝炎组织比较中，Masaki 等［16］发现，肝癌细胞从转录和翻译水平上均表现为膜联蛋白A1 的过表达，且其低分化区比高分化区膜联蛋白A1 的表达水平要高，在癌旁形态学正常的肝细胞中也存在膜联蛋白A1 的过表达，这提示在发生癌变这一过程中膜联蛋白A1 表达的异常要比已经有形态学异常早一些，因此膜联蛋白A1 的波动水平能帮助早期诊断肝癌。另外，在对前列腺癌细胞进行凋亡诱导处理后，D＇Acunto 等［5］发现，前列腺癌组织中膜联蛋白A1 的mRNA 表达是上调的，于是他们敲低膜联蛋白A1 的表达后，再次进行促凋亡处理后，而前列腺癌细胞凋亡减少，这提示膜联蛋白A1 表达上调促进了前列腺癌细胞的凋亡。Cheng 等［17］使用蛋白质组学技术筛选出的鼻咽癌标志物中，经进一步实验证实膜联蛋白A1的下调与鼻咽癌转移密切相关，并且可以作为一种独立的预后因子。

5 膜联蛋白A1 参与调控肿瘤发生、发展的主要信号转导途径

5.1 膜联蛋白A1 参与肿瘤细胞增殖的信号通路MAPK/ERK 通路是广泛存在的、调控细胞生长与分化的重要信号通路。当膜联蛋白A1 高表达的细胞被激活后，在MAPK/ERK 信号通路上游影响生长因子蛋白复合物的形成和激活，造成肌动蛋白解聚，并抑制cyclin D1 的表达，进而导致肿瘤细胞增殖减少［18］。膜联蛋白A1 的受体G 蛋白偶联受体－甲酰肽受体2 是促有丝分裂的。当膜联蛋白A1/G 蛋白偶联受体－甲酰肽受体2 激活时，也可能通过激活PI3K/Akt/p70S6K途径，使cyclin D1 的表达增加，进而导致肿瘤细胞增殖［19］。Inokuchi 等［20］研究发现，采用RNA 干扰技术敲低前列腺上皮细胞膜联蛋白A1 表达后，IL-6 的表达是上调的;当恢复膜联蛋白A1 的表达后，IL-6 显示出表达下调，而IL-6 能促进前列腺癌的发生、发展和转移。另外，膜联蛋白A1 是上皮生长因子刺激的酪氨酸激酶的底物，参与细胞的增殖，因此能有效抑制上皮生长因子调节的增殖。

5.2 膜联蛋白A1 参与肿瘤细胞凋亡的信号通路在对白血病细胞经白藜芦醇体外诱导凋亡处理后，Li等［21］研究发现，抗凋亡基因Bcl-2 表达下调，膜联蛋白A1 和DNA 损伤诱导基因45α 表达上调，caspase-3 活性增加，提示白藜芦醇通过膜联蛋白A1/caspase-3 途径诱导了白血病细胞的凋亡。而在未分化滤泡状甲状腺癌中，膜联蛋白A1 的表达上调能促进其肿瘤细胞凋亡。这一过程是通过肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体信号通路调控的，其激活核转录因子AP-1，增强膜联蛋白A1 启动子的活性，从而促进膜联蛋白A1 基因转录，升高膜联蛋白A1 表达水平，进而增加癌细胞内Bcl-2/Bcl-xL 相关死亡促进因子的去磷酸化［22］，最终促进肿瘤细胞凋亡。在对前列腺癌的研究中，膜联蛋白A1 可通过激活MAPKs 信号通路2 个主要组成成分:P38 和JNK 信号转导通路，进而使细胞由增殖转向凋亡［23］。

5.3 膜联蛋白A1 参与肿瘤细胞转移的信号通路为了证实膜联蛋白A1 与黑色素瘤的转移有关，Rondepierre 等［24］在高低转移潜能的黑色素瘤细胞系B16B16 和B16F10 中筛选出差异蛋白膜联蛋白A1，并通过siRNA 证实了膜联蛋白A1 参与了该肿瘤的侵袭转移，推测是膜联蛋白A1 通过激活甲酰肽受体家族来调节肿瘤的侵袭转移能力。Cicek 等［25］发现乳腺转移抑制因子－1 转染的MDA-MB-435 细胞中膜联蛋白A1 表达下调，说明膜联蛋白A1 可能参与了其诱导的乳腺癌转移抑制过程。在转移性乳腺癌的研究中，膜联蛋白A1 的表达是与NF-κB 的激活有关的。正常情况下，NF-κB 在细胞质内与NF-κB 抑制蛋白结合成无活性的复合物;当膜联蛋白A1 表达增加后，NF-κB抑制蛋白发生磷酸化，从而与NF-κB 分离，使得NFκB 得以活化［26］;活化后的NF-κB 能使其重要的下游靶点CXCR4 激活并特异性结合于CXCL12，导致乳腺癌细胞的侵袭转移［11］。下调膜联蛋白A1 的表达，能诱导不依赖TGFβ 的上皮间质转化和不转移细胞的转移，这是因为膜联蛋白A1 下调激活了致癌的Ras 蛋白，引起下游级联反应。相反地，上调膜联蛋白A1 的表达，能有效阻碍上皮间质转化和人类乳腺癌细胞和成瘤小鼠癌细胞的转移。因此，膜联蛋白A1 潜在调节上皮间质转化样表型开关［13］。

6 结语

对膜联蛋白A1 的进一步深入研究，将有助于阐明肿瘤侵袭和转移的机制，也有助于决定膜联蛋白A1是否在肿瘤的侵袭、转移和预后中作为一个分子标志物。这也为改善恶性肿瘤的早期诊断和治疗提供了一个新的研究思路。

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