1、肝细胞生长因子拮抗剂 NK4 抑制肿瘤的机制作者：胡明泰，哈小琴，高鹏 作者单位：1 兰州军区兰州总医院医学实验中心,甘肃 兰州 730030，2 甘肃省人民医院腹腔镜中心, 甘肃 兰州 730000 【关键词】 肝细胞生长因子；拮抗剂；NK4 基因；基因治疗0 引言肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor, HGF）是由间质细胞产生的细胞因子，作用于肿瘤细胞表面的跨膜受体 c Met 蛋白，引起肿瘤细胞的浸润、转移，而且 HGF 对新生血管的生成起促进作用. 1997 年 Date 等1用胰弹性蛋白酶对重组人 HGF 进行消化裂解，发现了一种新的全面拮抗 HGF 生物
2、活性功能的拮抗剂 NK4. 研究证实 NK4 体外可以抑制 HGF 介导的多种肿瘤细胞的生长和转移，抑制裸鼠体内肿瘤的生长，侵袭和转移2. 本文对 HGF 结构， HGF/c Met 系统特点及其 HGF 拮抗剂 NK4 的抗肿瘤效应及其机制做一综述.1HGF 结构1984 年 Nakamura 等在切除部分肝脏的动物血清中分离出 HGF，当时发现 HGF 是具有强大的刺激肝细胞 DNA 合成和生长作用的肝细胞营养因子3. HGF 相对分子质量是103 ku. 前体由 728 个氨基酸构成的无活性单链多肽 . 成熟 HGF 是由 69 ku 重链（ 链）和 34 ku 轻链（ 链）通过二硫键连
3、接形成的异二聚体， 链为一短的可形成发夹结构的N 末端区，靠近 C 末端连接 4 个纤溶酶样 Kringle 区域，依次称为 K1，K2 ，K3，K4区. 其中 K1，K2 区发挥重要作用，K3 ，K4 区发挥辅助作用. K1 区和 链的发夹结构为HGF 与受体 c Met 结合的关键部位 . 链不能单独使受体发生磷酸化，只有与 链同时存在才能使受体磷酸化. 但是 链又不能与受体结合，只能是在 链有受体占据时才能发挥作用，这说明 链在受体二聚化和自身磷酸化起着重要作用.HGF 是由间质细胞衍生的多功能细胞因子，通过自分泌或旁分泌的形式作用于数种上皮源性细胞（如肝细胞，肾小管上皮细胞） ，诱导细
4、胞有丝分裂、刺激细胞迁移并且对抗细胞因子诱导的凋亡. 通过包括癌细胞在内的多种细胞，细胞膜上特异性受体 c Met 发挥生物学作用. 具有强促分裂、组织形成、诱导上皮细胞迁移. 侵袭及诱导血管生成等作用，这些都有利于肿瘤组织的发生与发展4 ；并且能破坏细胞之间的连接，使细胞间的黏附性减弱，刺激多种类型癌细胞迁移和侵袭，在癌肿转移的发生和生长中具有重要的作用.2HGF/c Met 系统特点受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase, RTK）调控哺乳动物的发育、细胞功能、组织内环境稳态的许多关键过程. c Met 是 RTK 其中包括 Ron 亚族中一个原型成员，c Met
5、与 RTK 其他家族分子结构明显不同. 人的原癌基因 c met（c metprotoncogene）位于第7 号染色体长臂（7q31） ，约 110 kb，包含 21 个外显子. c met 基因是一种具有酪氨酸活性的生长因子受体，编码 170 ku 的单链前体物，进而切割排列成 50 ku 的 链和 145 ku 的 链，两个亚基以二硫键连接形成 190 ku 的异二聚体5. c met 基因编码的产物是一种跨膜糖蛋白，具有经典的信号肽序列、细胞外位点结构、跨膜位点结构以及酪氨酸激酶位点结构. 胞外区是配体识别部位，可以识别并结合 HGF；酪氨酸激酶位点是多种信号分子相互作用的结合部位.
6、c Met 是唯一已知的 HGF 的高亲和力受体 .c met 是一种原癌基因， 许多肿瘤表面表达 c Met 蛋白，c Met 的过度表达是肿瘤恶性增高的一个标志. HGF 激活 c Met 受体发生自体磷酸化，其酪氨酸激酶活性增强，导致底物蛋白的酪氨酸磷酸化，参与肿瘤的增殖、分化和侵袭转移过程（图 1）. 正常细胞有能力通过减少 c Met 的表达控制其对 HGF 的反应. 而在人肿瘤细胞中，c Met 则呈持续过度的表达，并呈现高水平的自体磷酸化. 2004 年美国临床肿瘤学会年会报道，在急性白血病患者血清中 HGF 浓度与肿瘤完全缓解率密切相关，高的 HGF 水平使患者生存期缩短. H
7、origuchi 等6在转基因肝癌模型鼠的治疗中，发现 HGF 通过其受体 c Met 自分泌活动调节肿瘤的发生与血管形成，并且与肿瘤的侵袭性呈正相关. 还有许多报道 HGF 和/或 c Met 表达参与了乳腺癌、结肠癌、甲状腺癌、卵巢癌、肾癌、肝癌、膀胱癌等的发展和发生. 国内有学者发现卵巢恶性肿瘤细胞中的 c Met 蛋白表达与增生细胞核抗原密切相关，提示可能由于细胞 c Met 蛋白异常高表达，导致对 HGF 敏感性增强，从而促使细胞过度增生、分化乃至恶化7. Masuya 等8研究发现 c Met 与非小细胞肺癌分期密切相关，T2T4 期 c Met 表达明显高于 T1 期，说明 HG
8、F，c Met 在非小细胞肺癌侵袭、转移过程中起重要作用.图 1HGF 与 C-Met 作用机制图3NK4 的抗肿瘤效应及其机制前面所述 HGF 对肿瘤的增殖、扩散都有促进作用. 如果用 HGF 拮抗剂将 HGF 的肿瘤增殖、扩散作用都阻断，无疑将起到抗肿瘤效果. 因为 NK1NK3（即 HGF 分子 链只有N 末端发夹结构域和 Kringle1 Kringle3 而无 链）均可与 HGF 受体结合而具有 HGF 生物活性，因此有人制备了本身并没有 HGF 生物活性的 NK4. NK4 蛋白是由 HGF 经胰蛋白酶消化后所得的产物，它去掉了 HGF 链 C 端的 16 个氨基酸，包括 HGF
9、中 链的一个发夹结构和 4 个 Kringle 结构，共 447 个氨基酸，相对分子质量约是 50 ku. NK4 与 HGF 相比，NK4 与 c Met 结合的能力明显减弱 . 125I HGF 与肝细胞浆膜上的 HGF 受体的解离常数为 645 pmol/L, 125I HGF/NK4 的解离常数为 486 pmol/L, 即 125I HGF/NK4 与肝细胞浆膜上 HGF 受体的亲和力仅为 25I HGF 的 1/8. 尽管亲和力弱，但是 60 nmol/L 的125I HGF /NK4 可竞争性完全抑制 60 pmol/L 125I HGF 与其受体结合. NK4 与 c Met结
10、合，可以竞争性地完全抑制 HGF 和 c Met 的相互作用，影响 HGFc Met 系统的信号转导，从而抑制 HGF 所诱导细胞的增殖、运动和形态生成，但其本身不能诱导 c Met的酪氨酸磷酸化，如抑制初代培养大鼠肝细胞的 DNA 合成活性、抑制 MDCK 肾上皮细胞的迁移和形态形成作用.NK4 抑制 HGF 的作用具有特异性，因为在同等条件下 NK4 不能抑制表皮生长因子促进初代培养大鼠肝细胞的 DNA 合成活性. 有人将人胆囊癌 GB d1 细胞移植入裸鼠的皮下组织，癌细胞向肌肉组织扩散. 当 NK4 持续静脉给药后，癌细胞的扩散作用明显减弱. 此外，体内实验还表明，NK4 可促进人胆囊
11、癌 GB d1 细胞产生凋亡，并且抑制肿瘤生长. NK4 蛋白或 NK4 表达基因的注入，在各种不同类型肿瘤实验模型均能显示了其抑制肿瘤侵袭、生长、转移、新生血管等作用9-10. NK4 单独存在时对人脐带静脉内皮细胞的管腔形成无任何作用，但是当在培养液中加入 50 ng/mL 的 HGF 时，NK4 以浓度依存性的方式明显抑制了该细胞的管腔的形成. 在同样条件下，NK4 对 IL 8 和血管内皮生长因子诱发的管腔形成无抑制作用，这说明 NK4 抑制人脐带静脉内皮细胞的管腔形成是针对 HGF而特异进行的. Christensen 等11的研究表明 NK4 通过竞争性抑制 HGF 与 c met
12、 基因编码的受体的结合，能够抑制前列腺癌的生长和转移. Kuba 等9的研究进一步证实，NK4 在体外可抑制由碱性成纤维细胞生长因子、血管内皮细胞生长因子和 HGF 所诱导人微血管内皮细胞的增殖和迁移，从而认为 NK4 可通过抑制肿瘤血管的生成来控制肿瘤的进展. Saga 等10报道，在小鼠的卵巢癌模型中，NK4 的表达可以使癌细胞移行速度减慢，从而降低它侵袭的可能性，抑制癌细胞向腹膜的传播扩散，从而小鼠的寿命延长. Hiscox等12在表达 HGF/SF 的乳腺癌细胞中研究表明，通过人工基底膜的 NK4 抑制了诱导的肿瘤的侵袭,其运动及播散也受到很大程度抑制. Davies 等13研究证实
13、NK4 还能通过抑制新生血管来减少前列腺肿瘤的生长.4 结论HGF/c Met 系统在正常组织细胞的生长发育过程中具有重要的调节作用，但是肿瘤的发生发展与 HGF/c Met 的过度表达又有着密不可分的联系. NK4 不仅能显著抑制肿瘤的生长、增殖和转移，并且还是血管抑制剂. NK4 阻断 HGF c Met 途径和肿瘤血管形成的双重作用可成为抗肿瘤治疗的策略.晋升网简介晋升网（ ）致力于成为医务工作者晋升职称心灵导师；是目前国内收录医学期刊、医学杂志最多最权威的医学学术平台；提供免费医学期刊在线阅读；网罗和甄选海量优秀医学论文检索，独立研发医学在线资源分享库和医学在线模拟考试库；整合刊类、标
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15、1997, 420 (1): 1-6.2 Parr C, Jiang WG. Hepatocyte growth factor activators, inhibitors, and antagonists and their implication in cancer intervention J. Histol Histopathol, 2001, 16(1):251-268.3 姜凯，黄志强. 肝细胞生长因子和血管细胞生长因子生物学特性研究进展J. 肿瘤防止杂志, 2003, 10(1)108-112.4 Zeng Q, Chen S, You Z, et al. Hepatocyte
16、growth factor inhibits anoikis in head and neck squamous cell cancinoma cells by activation of ERK and Akt signaling independent of NK kappa B J. J Biol Chem, 2002, 277(28):25203-25208.5 赖人旭.肝细胞生长因子拮抗剂 NK4 在肿瘤中的研究进展J. 国外医学肿瘤学分册， 2002，29（2）：101-104.6 Horiguchi N, Takayama H, Toyoda M, et al. Hepatocy
17、te growth factor promotes hepatocarcinogenesis through c Met autocrine activation and enhanced angiogenesis in transgenic mice treated with diethylnitrosamine J. Oncogene, 2002, 21(12): 1791-1799.7 董彤，辛晓燕，马向东 . 肝细胞生长因子及其受体 c met 在卵巢癌中的表达J. 肿瘤研究与临床，2006，18（8）：541-543.8 Masuya D, Huang C, Liu D, et al
18、. The tumor stromal interaction between intratumoral c Met and stromal hepatocyte growth factor associated with tumor growth and prognosis in non small cell lung cancer patients J. Br J Cancer, 2004, 90(8):1555-1562.9 Kuba K, Matsumoto K, Date K, et al. HGF/NK4, a four Kringle antagonist of hepatocy
19、te growth factor, is an angiogenesis inhibitor that suppresses tumor growth and metastasis in miceJ. Cancer Res, 2000, 60(23)：6737-6743.10 Saga Y, Mizukami H, Suzuki M, et al. Expression of HGF/NK4 in ovarian cancer cells suppresses intraperitoneal dissemination and extends host survivalJ . Gene The
20、r, 2001, 8(19): 1450-1455.11 Christensen JG, Burrow J, Salgia R. C met as a target for human cancer and characterization of inhibitors for therapeutic interventionJ. Cancer Lett, 2005, 225(1):1-26.12 Hiscox S，Parr C, Nakamura T, et al. Inhibition of HGF/SF induced breast cancer cell motility and inv
21、asion by the HGF/SF variant, NK4J. Breast Cancer Res Treat, 2000, 59(3): 245-254.13 Davies G, Watkins G, Mason MD, et al. Targeting the HGF/SF receptor c met using a hammerhead ribozyme transgene reduces in vitro invasion and migration in prostate cancer cellsJ. Prostate, 2004, 60(4):317-324.申明：本论文版权归原刊发杂志社所有，我们转载的目的是用于学术交流与讨论，仅供参考不构成任何学术建议。
