1、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、发展中起着重要的作用，并可能成为肿瘤诊断、预后判断的一个新的生物学
2、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，ArgGlyAsp ），二级结构中含有 8 个 螺旋和 6 个 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3、5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
3、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
4、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 IL12，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B （NFB）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 3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
5、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
6、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 NFB信号转导通路，使 NFB活化进入细胞核内，与基质金属蛋白酶（MMP9 ）基因的启 动子或增强子上的位点结合，从而增强 MMP9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
7、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 cmet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 MMP9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 （COX2）、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
8、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 RTPCR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
9、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 1027 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
10、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 ELIS
11、A 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
12、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
13、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、发展中的作用机制目前，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 3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
14、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
15、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。【参考文献】1Senger DR, Wirth DF, Hynes RO. Transformed mammalian cells secrete specific proteins and phosphoprotein
16、s J. Cell, 1979, 16: 885-893.2Franzen A, Heinegrad D. Isolation and characterization of two sialoproteins present only in bone calcified matrix J. Biochem J, 1985, 232: 715-724.3Rittling SR, Chambers AF. Role of osteopontin in tumor progression J. Br J Cancer, 2004, 90: 1877-1881.4Weber GF. The meta
17、stasis gene osteopontin : a candidate target for cancer therapy J. Biochim Biophys Acta, 2001, 1552: 61-85.5Wai PY, Kuo PC. The role of osteopontin in tumor metastasis J. J Surg Res, 2004, 121: 228-241.6Mi Z, Guo H, Wai PY, et al. Differential osteopontin expression in phenotypically distinct subclo
18、nes of murine breast cancer cells mediates metastatic behavior J. J Biol Chem, 2004, 279: 46659-46667.7Hirama M, Takahashi F, Takahashi K, et al. Osteopontin overproduced by tumor cells acts as a potent angiogenic factor contributing to tumor growth J. Cancer Lett, 2003, 198: 107-117.8Coppola D, Sza
19、bo M, Boulware D, et al. Correlation of osteopontin protein expression and pathological stage across a wide variety of tumor histologies J. Clin Cancer Res, 2004, 10: 184-190.9Maeng HY, Choi DK, Takeuchi M, et al. Appearance of osteopontinexpressing fibroblastic cells in early rat stomach carcinogen
20、esis and stomach tumors induced with NmethylNnitroNnitrosoguanidine J. Jpn J Cancer Res, 2002, 93: 960-967.10Higashiyama M, Ito T, Tanaka E, et al. Prognostic significance of osteopontin expression in human gastric carcinoma J. Ann Surg Oncol, 2007, 14: 3419-3427.11郝波, 张国新, 张炜明，等. 骨桥蛋白在人胃癌中的表达及其临床意义
21、 J. 中华消化内镜杂志, 2005, 22: 111-112.12张东涛, 袁静, 杨力，等. 骨桥蛋白在胃癌中的表达及与胃癌侵袭转移的关系 J. 中华肿瘤杂志, 2005, 27: 167-169.13Dai N, Bao Q, Lu A, et al. Protein expression of osteopontin in tumor is an independent prognostic indicator in gastric cancer J. Oncology, 2007, 72: 89-96.14Tang H, Wang J, Bai F, et al. Positive
22、correlation of osteopontin, cyclooxygenase2 and vascular endothelial growth factor in gastric cancer J. Cancer Invest, 2008, 26: 60-67.15Ue T, Yokozaki H, Kitadai Y, et al. Coexpression of osteopontin and CD44V9 in gastric cancer J. Int J Cancer, 1998, 79: 127-132.16孙现军, 左文述, 马恒，等 . 骨桥蛋白 mRNA 在胃癌中的表
23、达及其临床意义 J. 中华肿瘤杂志, 2005, 27: 292-294.17Oates AJ, Barraclough R, Rudland PS. The role of osteopontin in tumorigenesis and metastasis J. Invasion Metastasis, 1997, 17: 1-15.18Yeatman TJ, Chambers AF. Osteopontin and colon cancer progression J. Clin Exp Metastasis, 2003, 20: 85-90.19张忠, 宫月华, 袁媛. 胃癌发生发展
24、中血清骨桥蛋白水平变化及其临床意义 J. 中华检验医学杂志, 2006, 29: 46-48.20Wu CY, Wu MS, Chiang EP, et al. Elevated plasma osteopontin associated with gastric cancer development, invasion and survival J. Gut, 2007, 56: 782-789.21Furger KA, Allan AL, Wilson SM, et al. Beta(3) integrin expression increases breast carcinoma cell responsiveness to the malignancyenhancing effects of osteopontin J. Mol Cancer Res, 2003, 1: 810-819.
