细胞外基质蛋白-1与肿瘤发生关系的研究进展*

董训忠 综述 李建生 审校

细胞外基质蛋白-1（extracellular matrix protein 1，ECM1）是1994年Mathieu E[1]等首次在鼠的成骨细胞系MN7中分离的一种分子量为85kDa的分泌性糖蛋白。近年来ECM1的研究取得了很大发展，本文就ECM1的基本结构、功能及与肿瘤的关系做一简要综述。

一、ECM1的基本结构和功能

人的ECM1基因于1997年被Smits[2]等分离出来，基因定位于1q21临近表皮分化复合体区，由10个外显子构成。ECM1基因的5，端上游包括TATA-Box，CCAAT-Box和逆反CCAAT-Box，在-l～110 位置包含 Ap1，Sp1 和 Ets转录因子家族的结合位点，Ap1，Sp1和Ets转录因子都与内皮细胞增殖、分化的管家基因关系密切[3]。ECM1蛋白包含一个19个氨基酸的信号肽，紧随的为4个功能域：一个不含半胱氨酸的N端区，两个串联重复序列和一个C端区，后面的3个区含有大量半胱氨酸残基，并且有典型的CC-（X7-10）C排列结构，这与血清白蛋白结构相似，形成双环结构。该结构在蛋白与蛋白之间的相互作用中起重要作用[4]。据此推测ECM1可能具有转运蛋白或结合生长、分化因子的潜能。

ECM1基因编码四种剪切体：ECM1a（编码540个氨基酸）广泛分布于角化细胞、真皮血管及肝、肾、肺、胰腺等，尤以胎盘和心脏中最多；ECM1b（编码415个氨基酸）缺乏7号外显子，限制性表达于扁桃体和皮肤[5]；ECM1c（编码559个氨基酸）限制性表达于皮肤的基底层；ECM1d（编码57个氨基酸）其功能目前仍不清楚[6]。据报道发现几种与ECM1相互作用的物质，如：基底膜蛋白多糖与ECM1相互作用可调解软骨内骨形成，促进血管生成和肿瘤发生[4]。ECM1和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）相互作用，抑制MMP-9的蛋白水解活性，这与类脂蛋白沉积症的发病机制相关[7]。腓骨蛋白-1D可减弱ECM1刺激细胞增殖、血管生成的能力，从而减弱纤维肉瘤细胞转移侵袭的能力[5]。研究证实ECM1利用不同的结构域与细胞外基质中，诸如：层粘连白332、胶原蛋白Ⅳ、纤连蛋白、透明质酸、肝素和软骨素A等多种物质结合，参与多种病理生理进程[6]。最近有研究发现ECM1的C末端与人软骨寡聚基质蛋白的EGF结构域相互作用调解软骨的形成[8]。

二、ECM1在不同肿瘤组织中的表达

（一）肝细胞癌 肝细胞癌在全球恶性肿瘤发病率中占第6位，恶性肿瘤死因中占第三位。手术切除是肝癌最有效的治疗方法，但由于肝癌根治性切除术后5年的复发转移率有61.5%，即使小肝癌也达43.5%，导致肝细胞癌患者术后5年生存率仍然很低。因此，如何预测肝癌侵袭转移的生物学行为，进而予以根治和预防肝癌复发成为目前临床研究的主要难题和热点。侯彦强等[9]用免疫组化方法检测20例正常肝脏组织及82例肝癌组织ECM1的表达差异，结果发现肝癌组织阳性率为85.4%（70/82），远高于正常肝组织阳性率的20.0%（4/20）。Chen 等[10]采用 RT-PCR、Western Blot方法检测3株具有相同遗传背景、不同转移潜能的肝癌细胞系和正常肝细胞系中ECM1的表达水平，发现在4株细胞中恶性程度最高的肝癌细胞系HCCLM3的ECM1表达水平明显高于恶性程度相对低的细胞系MHCC97-H和MHCC97-L，而正常肝细胞系L02未检到ECM1的表达；用相同的方法检测18例肝细胞癌患者癌组织、癌旁组织ECM1的表达，又用免疫组化法检测77例肝细胞癌患者癌组织及癌旁组织ECM1的表达，结果显示与正常肝组织及癌旁组织相比，癌组织中ECM1阳性表达率明显较高。同时发现ECM1的表达水平与肿瘤的大小、肿瘤结节数、TNM分级和血管侵犯等有关；Cox多因素分析表明ECM1的表达是肝细胞癌患者总生存率及无瘤生存率的一个独立预测因子，这提示ECM1的表达可能参与了肝癌的侵袭转移，并且可作为肝癌术后转移复发的预测指标之一。

（二）胃肠癌 Wang等[11]采用免疫组化法检测ECM1在26例胃癌组织中的表达情况，发现有23例ECM1阳性。周韶璋等[12]通过实时荧光定量PCR方法对胃癌的检测发现，ECM1的基因表达水平在癌旁组织黏膜组和未发生淋巴结转移的胃癌黏膜组间无明显差异。胃癌（有淋巴结转移）组明显高于癌旁组和未发生淋巴结转移的胃癌组，ECM1基因在发生转移的胃癌中表达升高，可能与胃癌转移相关。侯彦强[13]等用时实荧光定量RT-PCR方法对结直肠癌的研究发现，ECM1的基因表达在结直肠正常黏膜和腺瘤组织间无明显差异，结直肠癌（无淋巴结转移）组明显高于正常黏膜和腺瘤组织组，结直肠癌（有淋巴结转移）组明显高于其他三组，这提示ECM1基因在直结肠癌中表达升高，与结直肠癌淋巴转移相关。

（三）乳腺癌 乳腺癌在女性原发性恶性肿瘤中最为常见。2001年Han等[14]体外实验发现ECM1在恶性度的较高的乳腺癌细胞系MDA-435和高潜能骨转移的乳腺癌细胞系LCC15中高表达，而正常的乳腺导管细胞、成纤维细胞、炎性细胞及恶性程度低的乳腺肿瘤细胞如MDA-468、MDA-435等无或很少表达ECM1。同时发现ECM1可促进血管内皮细胞的增殖和血管的生成。Wang等[11]报道，ECM1在许多上皮来源肿瘤中高表达，在淋巴结转移的乳腺癌组的表达率明显高于未发生淋巴结转移的乳腺癌组。为了进一步评估ECM1的表达对乳腺癌预后的影响，Lal等[15]对134例侵袭性乳腺癌患者行免疫组化法检测ECM1的表达情况，并用Cox回归生存分析，结果证实约有50%的侵袭性乳腺癌患者ECM1高表达，ECM1可作为患者预后的重要指标之一。

（四）甲状腺肿瘤 甲状腺癌是内分泌系统最常见恶性肿瘤之一，当前，大多数甲状腺结节患者采用穿刺活检来诊断甲状腺结节的良恶性，但有15%～20%甲状腺结节患者细针穿刺活检无法明确诊断细胞学特性，特别是在乳头状、滤泡状甲状腺癌与良性乳头状、滤泡状甲状腺腺瘤之间穿刺细胞学活检很难鉴别。而目前这部分患者的标准治疗是诊断性次全甲状腺切除术[16]。Pauws等[17]报道ECM1在乳头状和滤泡状甲状腺癌中超表达而良性甲状腺结节不表达；Kebebew等[18]报道ECM1联合TMPRSS4对鉴别恶性甲状腺肿瘤有更高的诊断价值，可提高细针穿刺活检的准确率，ECM1可作为甲状腺癌分化程度的指标。Lal等[16]也证实ECM1在正常的甲状腺组织和良性肿瘤中表达无差异，在乳头状癌和滤泡癌中显著表达。

（五）喉癌 喉癌是头颈部最常见的恶性肿瘤，韩朝等[19]人发现ECM1在喉良恶性肿瘤中均有表达，但喉癌表达水平明显高于良性肿瘤，发生淋巴结转移的喉癌ECM1表达强于无淋巴结转移的喉癌。ECM1的表达与喉癌的微血管密度成正相关，这些发现提示ECM1可能在喉癌的生长、转移和血管生成中扮演着重要的角色[3]。

（六）肺癌 肺癌中ECM1的表达和乳腺癌的表达有类似的现象，无转移的肺癌ECM1的表达率的低（约20%），而有淋巴结转移的肺癌ECM1的表达相对增高（55%）[11]。肺腺泡软组织肉瘤中ECM1的表达与正常非组织相比也明显升高[20]。

三、ECM1在肿瘤发展中的作用

（一）ECM1在肿瘤血管生成中的作用 MMP-9是基质金属蛋白酶家族中的一员，在肿瘤的侵袭与转移中扮演着重要的角色，参与肿瘤细胞周围基质的降解、血管的形成[21]。体外实验发现，ECM1和MMP-9能相互作用，并能降低MMP-9的活性[7]。在研究肝细胞肝癌患者血清ECM1、MMP-9和血管内皮生长因子（VEGF）水平变化时发现ECM1与MMP-9、VEGF呈正相关；ECM1可能通过MMP-9和VEGF相互作用而促进肝癌血管生成和侵袭转移[22]。实体肿瘤长到一定的体积必须靠新生血管以维持肿瘤的新陈代谢。在血管生成之前大多数肿瘤相对较小、局限并且生长缓慢，随着血管的生成，肿瘤变得恶性程度更高，以生长的加速、侵袭力的增强和转移为特征。抗血管治疗已成治疗实体肿瘤的为一种有前景的治疗，值得强调的是在所有肿瘤中没有单一的血管生成因子，在不同的肿瘤中可能通过不同的途径触发血管生成，当前抗血管治疗主要针对的是促进内皮生长的各种生长因子[23]，因此研发均衡组合血管生成抑制剂是必须的。ECM1可能在血管生成中扮演着重要的角色，最为直接的证据是纯化重组的ECM1刺激人静脉内皮细胞的增殖和鸡胚绒毛膜尿囊膜的血管生成。ECM1是否促进肿瘤血管的生成及能否在抗肿瘤血管治疗中成为一个靶点有待遇进一步研究。

（二）ECM1可作为肿瘤生长的标记 ECM1在多种肿瘤中高表达且与肿瘤的侵袭转移相关，如肝细胞肝癌、乳腺癌等，有转移的肿瘤ECM1表达阳性率及表达水平比相应的没有转移的肿瘤高。因为ECM1是一种分泌性糖蛋白，在肿瘤患者血清中可以检测到，且ECM1的血清浓度与一定类型的肿瘤存在，如肝细胞肝癌、乳腺癌等密切相关，因此ECM1可作为一种肿瘤生长标记分子，预测肿瘤的发生及术后的肿瘤的复发[10，15]。

四、展望

从基础实验到临床研究都表明：ECM1在多种恶性肿瘤的进展中扮演着一定的角色，从ECM1刺激内皮细胞增殖、血管生成及与不同分子间相互作用的角度分析，ECM1可能促进肿瘤的进展，但ECM1在肿瘤中的具体作用及其分子机制如何等尚有待于进一步研究，从而指导肿瘤的有效治疗。

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