1、1聚集素与肿瘤的研究进展综述 审校聚集素(Clusterin,CLU)亦称异二聚体硫酸糖蛋白(sulfated glycoprotein-2，SGP-2),是一种前列腺雄激素抑制物。1983年由Blaschuk等首次从山羊睾丸网液(ram fete testis fluid)中分离出来,因其支持细胞聚集而得名,于1992年统一命名为聚集素（Clusterin） 。其后逐渐发现在聚集素广泛存在于人类与各种动物的许多器官与组织中,如睾丸、附睾、肾脏、肝脏、肺脏、子宫、卵巢、乳腺及前列腺等器官, 在睾丸、附睾、肝、肾等脏器表达水平较高。也几乎存在于包括血浆、乳汁、尿液、脑脊液和精液等所有体液中 1。
2、聚集素蛋白在进化中高度保守,在氨基酸水平上不同动物间具有很好的同源性。最近发现，聚集素在细胞凋亡、脂类的运输、细胞周期调、DNA损伤、细胞黏附、组织重塑中起重要作用 2。这些作用提示聚集素可能在各种恶性肿瘤的发生发展过程中起重要作用。目前对聚集素的认识源于一些肿瘤细胞对聚集素的研究。一、聚集素的结构功能及其基因定位人类的聚集素基因是单拷贝基因,定位于8p12-p21,由9个外显子组成,含有1651个碱基,编码449个氨基酸组成的多肽链。研究也证实了聚集素在体内可发挥具有相互矛盾的双重作用,这可能与CLU在细胞内通过选择性剪接形成糖基化和非糖基化两种蛋白质亚型有关,即分泌型的clusterin(
3、sCLU)和核型clusterin(nCLU) ,其中sCLU是生理条件下聚集素的主要存在形式。sCLU是一种细胞保护因子。sCLU是一种相对分子量为7680ku的糖基化蛋白 3,对大多数细胞来说是一种具有细胞保护作用的因子。sCLU的表达由全长聚集素mRNA的第一个AUG密码子开始翻译 ,表达相对分子量为60ku的sCLU蛋白前体。该蛋白可在前导肽引导下定位于内质网,经过加工,暴露出其位点,并在由内质网向高尔基体转运过程中进行糖基化 。当被转运至高尔基体时,该蛋白的和位点已经发生了剪切和糖基化,结果形成了一种和多肽链之间由五个二硫键相连的80ku分泌型糖蛋白。目前多数研究证实sCLU 具有细
4、胞保护作用,可以对抗细胞凋亡,并参与肿瘤进展和体内肿瘤细胞的治疗抵抗2反应。研究发现 4,sCLU通过和活化的Bax 相互作用参与肿瘤细胞的抗药性反应抑制细胞色素C的释放而保护细胞的。2、聚集素与肿瘤的形成可能机制1、对抗细胞凋亡作用(可能是最为主要的机制)肿瘤的形成及发展是一个多基因、多步骤、多阶段的复杂过程,细胞凋亡可阻遏肿瘤细胞迅速生长 ,在肿瘤的发生、发展中起着重要作用。现已证实人类恶性肿瘤中如皮肤癌、成神经细胞瘤、大肠癌、直肠癌、胰腺癌、食管鳞癌、原发性肝癌、前列腺癌、肾癌、膀胱癌卵巢癌、乳腺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌等泌尿生殖系统肿瘤和非小细胞肺癌、喉鳞状细胞癌，恶性淋巴瘤、血管瘤、
5、黑色素癌等恶性肿瘤聚集素的表达水平均与其抗细胞调亡机制有关 5。如，Clusterin在HCC中呈过表达,与临床耐药密切相关 ,有望成为肝癌靶向治疗的一个新靶点；Clusterin通过直接或间接调控Caspase-3的活性从而抑制肝癌细胞凋亡,促进 HCC的发生、发展及恶性增殖 6 。2、促进或诱导肿瘤细胞增殖聚集素在组织重塑和细胞凋亡过程中的重要性在恶性肿瘤组织和细胞生长、组织重塑模型中都得到证实 7。sCLU具有促进细胞聚合的作用,这对维持组织正常形态和疾病情况下的组织修复是必需的。病理状态下会出现细胞肿胀、皱缩和细胞、基质、分离等现象,应激条件下诱导sCLU 表达可以促进细胞间的相互作用
6、,有利于组织重建或修复。尤其是在肿瘤组织内,由刺激诱导的细胞增殖与sCLU 过表达有关,其可能机制包括sCLU 参与细胞膜重塑;调节细胞- 细胞黏附以及细胞- 基质黏附形成。3、聚集素亚型的异常表达在人类的很多肿瘤发生时可见聚集素表达改变,癌细胞中不同亚型的聚集素表达水平与肿瘤细胞的侵袭能力相关,肿瘤的发生发展与sCLU过表达和nCLU 缺失有关。聚集素的两种蛋白亚型在某些情况下可以发生转化,当肿瘤向更高恶性度和高转移3性发生演进的同时可出现nCLU 向sCLU 转化 8。虽然sCLU基因在恶性肿瘤发生发展中的确切分子机制仍然不清楚,但国外有研究显示sCLU 基因可通过抗细胞坏死和抗凋亡效应发
7、挥一种细胞保护作用。恶性肿瘤的调亡指数 9往往与肿瘤生长、侵袭、转移及预后密切相关，肿瘤细胞凋亡水平下降，可加速肿瘤细胞的增长，从而增强基侵袭性生物学行为。抵抗凋亡是其得以发生、发展和对抗癌性药物产生耐药性的重要因素之一。三、聚集素在肿瘤中应用1、作为恶性肿瘤的诊断标记物 sCLU可能成为多种恶性肿瘤的早期检测生物学标记物,特别是结肠癌。sCLU抗原是鼠和人类肠道肿瘤的一种敏感而稳定的组织学标记物,可以作为大肠癌早期标志物 10，有研究表明聚集素可能作为间变性大细胞淋巴瘤(ALCL)新的分子标志物，而且在 ALCL中的相对特异性高表达对ALCL的诊断、特别是对ALK阴性的 ALCL与PTCL和
8、CHL的鉴别诊断将具有重要意义 11 。2、作为恶性肿瘤的分化程度与分期的依据近年来研究中聚集素表达水平与肿瘤分化程度及病理分级有关,且聚集素高表达的总体生存率低；并且有研究发现聚集素在前列腺癌和乳腺癌中的表达异常程度与肿瘤分期有关。推测聚集素可能是决定肿瘤侵袭性行为的重要因素之一,有望成为肿瘤诊断的标识物及判断预后的独立因素。如，陈炜 12等在肾癌中聚集素表达研究中显示聚集素表达与肿瘤浸润有显著相关性。71%的T3肾癌clusterin蛋白呈过度表达,而84%的T1或 T2肿瘤clusterin蛋白为正常表达。另外, 伴有淋巴结转移的肾癌,也倾向于出现clusterin蛋白的过度表达,其阳性
9、率明显高于无淋巴结转移的肿瘤。结果提示,clusterin蛋白的过度表达可能与肾癌分期及淋巴结转移有关 ,可作为临床判断肾癌恶性程度的指标之一 。3、作为治疗肿瘤的靶基因2002年利用针对聚集素的反义寡核苷酸(Anti-sense Oligoeoxyeotide ,ASO) 4或聚集素抗体处理前列腺癌、膀胱癌和人肾细胞癌模型后,发现肿瘤细胞无论是在体内还是体外都增加了对抗肿瘤药物的敏性 14。如Trougakos 13等在应用RNA干扰技术(siRNA) 转染肿瘤细胞的实验中发现,sCLU基因mRNA的沉默可以明显诱导细胞凋亡，达到抑制肿瘤细胞生长的目的。如，July等应用149例肺癌组织制作
10、成组织芯片进行聚集素免疫染色体外实验在人非小细胞肺癌细胞系A549细胞中观察CLU-ASO和短链干扰RNA(siRNA)对聚集素的表达和对紫杉醇的敏感性影响;体内实验应用A549细胞的免疫缺陷小鼠考察CLU-ASO对化疗敏感性的影响。研究中发现80%以上的人NSCLC对聚集素起免疫反应,聚集素在人类NSCLC中普遍表达,CLU-ASO和siRNA降低A549中的mRNA表达,呈现一种剂量依赖的、序列特异的特征,且显著增强A549对紫杉醇的体外药物敏感性。体内应用ASO时,ASO与紫杉醇或吉西他滨呈现协同作用,可以显著抑制A549 细胞的生长,说明聚集素有望将来可以作为进展期肺癌治疗的新方法15
11、 。4、作为肿瘤预后的指标 肿瘤患者体内分泌型聚集素高表达见于大多数分化差且与肿瘤预后高度相关。如Redondo等 16报道在人类乳腺癌中, sCLU 可做为肿瘤生成和进展的预后指标。此外，Miyake等 17在mRNA研究提示，聚集素基因在蛋白水平表达同样可以作为评估肿瘤的恶性程度和预后的分子指标。四、展望聚集素也是众多涉及癌症进展和药物耐药性的抗凋亡基因之一。越来越多的观点认为聚集素的抗凋亡作用在肿瘤的发生、发展及抗癌药物是敏感性高度相关，从而使得应用聚集素或反义基因治疗肿瘤成为可能、临床应用聚集素抗体阻断肿瘤细胞聚集素表达将有助于恶性肿瘤的治疗与复发。将来的研究应进一步明确在恶性肿瘤中作
12、为诊断和预后指标的不同聚集素亚型的特定作用,以及癌症治疗的可能性靶标 。参 考 文 献51 Trougakos IP, Gonos ES. Clusterinapolipoprotein J in human ageing and cancerJ. Int J Biochem Cell Biol,2002,34(11):1430-1448.2 Pucci S,Bonanno E, Pichiorri F,et al. Modulation of different clusterin isoforms in human colon tumorigenesis. Oncogene,2004,23
13、: 22983 Jones SE, Jomary C. Clusterin. Int J Biochem Cell Biol. 2002 May;34(5):427-431. 4 Zhang H, K J K,Edwards CA,et al. Clusterin inhibits apoptosis by im interacting with activated Bax. Nat Cell Biol,2005,7:9095 Trougakso IP,So A,Jansen B,et al.Silencing expression of the clusterin/apolipoprotei
14、n J gene in human cancer cells using small interfering RNA induces spontaneous apoptosis,reduced growth ability, and cell sensitization to genotoxic and oxidative stress. Cancer Res ,2004 64:18346熊茂明,钱福永,李贺,等.原发性肝癌中 Clusterin异常表达与多药耐药关系的研究.Journal of Hepatobiliary Surgery,2007,15(1): 7 Seiberg M and
15、 Marthinuss J. Clusterin expression within skin correlates with hair growth. Dev Dyn,1995,202:2948 Pucci S,Bonanno E,Pichiorri F,et al.Modulation of different clusterin isoforms in human colon tumorigenesis. Oncogene,2004,23 :2 2989 Redondo M, Villar E, Torres-Munoz J, et al.Overexp ression of clust
16、erin in human breast carcinoma. Am J Pathol,2000,157:393-399.10 Chen X,Halberg RB,Ehrhardt WM, et al. Clusterin as a biomarker in murine and human intestinal neoplasia. Proc. Natl Acad Sci. USA , 62003 ,100 :9 53011 黄文涛,陆永明,周晓燕等.间变性大细胞淋巴瘤中ALK与 clusterin的表达及其临床病理意义.中国癌症杂志,2007,17(6): 12 陈炜,石华,谢丹等.Clu
17、sterin蛋白在肾癌组织中的表达及临床意义.中华泌尿外科杂志,2006,27(2): 13 Trougakso IP,So A,Jansen B,et al.Silencing expression of the clusterin/apolipoprotein J gene in human cancer cells using small interfering RNA induces spontaneous apoptosis,reduced growth ability, andcell sensitization to genotoxic and oxidative stress.
18、 Cancer Res,2004 64:1 83414 Gleave ME, Zellweger T, Chi K,et al.Targeting anti-apoptotic genes upregulated by androgen withdrawal using antisense oligonuleotides to enhance androgen- and chemo-sensitivity in prostate cancer J. Invest New Drugs, 2002,20(2):145-158.15 July LV, Beraldi E, So A,et al.Gl
19、eave ME. Nucleotide-based therapies targeting clusterin chemosensitize human lung adenocarcinoma cells both in vitro and in vivoJ. Mol Cancer Ther, 2004,3(3):223-332.16Redondo M,Villar E,Torres-Munoz J,et al. Overexpression of clus-terin in human breast carcinoma. Am. Pathol,2002,157:39317Miyake H,Gleave M,Kamidono S,el al,Overexpression of clusterin in transitional cell Carcinoma of the bladder is related to disease progression and recurrence J.Urology,2002.59(1):150-154.
