粘蛋白与胃癌的关系研究进展

《中国癌症杂志》2002年第12卷第3期

CHINA ONCOLO GY 　2002　Vol. 12　No. 3

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粘蛋白与胃癌的关系研究进展

张红凯综述, 易永芬审校

(重庆医科大学病理教研室, 重庆400016)

　　[摘要]　粘蛋白是一组高相对分子质量(M r ) 高度糖基化的糖蛋白。正常时以膜结合型或分泌型的形式分布

于粘膜表面, 对粘膜起润滑、保护作用。粘蛋白的质和(或) 量发生改变与胃癌的发生发展有关。

[关键词]　胃肿瘤; 　粘蛋白中图分类号:R73512　　文献标识码:A　　文章编号:100723639(2002) 0320277204

Advances in the relationship of mucins to gastric cancer 　ZHA N G Hong 2kai Y I (Depart 2

ment of Pathology , Chongqi ng U niversity of Medical , , [Abstract]　Mucins are high molecular weight glycoproteins epithelial cells as

membrane bound or secreted products which play mucosa. Their quantitative and /or qualitative changes have a to [K ey w ords]　gastric 　　面, [1]、器官和细胞特异性。粘蛋白在细胞中的表达水平、表达方式的改变与许多疾病有关, 其中包括组织细胞的癌变。下面就粘蛋白与胃癌的关系的的研究现状做一介绍。

一　粘蛋白的种类、结构特点及功能　粘蛋白是由各自相应名称的粘蛋白基因(MUC gene ) 编码产生, 迄今已发现有13种[2,3]。它们是一组高度O 2糖基化和高M r 的糖蛋白, 其中, 碳水化合物成分占总M r 的50%～90%。蛋白核心富含苏氨酸、丝氨酸和脯氨酸残基, 前二者多为潜在的O 2糖基化位点。各种粘蛋白之间的结构差异很大, 从322个氨基酸残基到13288个氨基酸残基不等。但是, 它们

之间仍有许多序列结构相似甚至几乎完全相同。各型粘蛋白之间最为显著的共同特点是它们均有数目不等的串联重复序列(TR ) 。根据粘蛋白存在形式的不同, 将其主要分为膜结合型和分泌型两大类。

(一) 　膜结合型粘蛋白

属于此型粘蛋白[2～4]现有MUC1、MUC3、MUC12及MUC13, 编码它们的相应基因分别位于染色体1q21224(MUC1) ,7q22(MUC3,MUC12) 和3q13. 3(MUC13) 位点上。

该型粘蛋白的共同结构形式是:从氨基末端依次为粘蛋白样结构(串联重复序列) ,EGF (表皮生长因子) 样区域,N 2糖基化区域, 第二个EGF 样区域, 疏水的跨膜段, 及胞浆内部的羧基末端。它们的结构简图如下:

　　EGF 样结构区域富含半胱氨酸残基, 并与EGFR (表皮生长因子受体) 配体之间有很高的同源性。EGF 与EGFR 结合后, 可与Grb 22的SH2区结合成复合物, 其后, Grb 22的SH3区可再与Sos 结合, 形成Grb2/Sos 复合物, 进而激活Ras 途径, 参与

基金项目:

重庆市卫生局科研基金项目[No :渝卫科教(2000) 48]。第一作者简介:张红凯, 女, 硕士研究生, 研究方向:胃癌浸润与转移

机制。

对细胞生长分化的信号调节[5]。对MUC1/DF3[6]抗原(注:MUC1也被称为DF3抗原) 的研究也发现,DF3可以与Grb2/Sos 形成复合物, 进而激活Ras 途径, 故推测MUC1也参与调节上皮组织的生长分化。

此外在研究中还注意到MUC12与MUC11及MUC3、MUC4之间的结构有很高的同源性(75%) , 并且MUC12、MUC11、MUC3三者的编码基因均位于同一位点, 因而推测它们可能由同一原始基因进

278张红凯, 等1粘蛋白与胃癌的关系研究进展

化而来, 同属于一个基因家族, 有着相似的功能。

(二) 　分泌型粘蛋白

属于该型的粘蛋白[7]有MUC2, MUC5AC , MUC5B ,MUC6, MUC7, MUC8, MUC9, 编码它们的相应MUC 基因分别位于染色体11p15. 5(MUC2, MUC5AC , MUC5B , MUC6) , 4q13221(MUC7) ,12q24. 3(MUC8) ,1p13(MUC9) 位点上。

在该型粘蛋白中, 除特征性的数目不等的串联

重复序列之外, 它们之间共同的结构特点是:其结构与人前vWF 因子有很高的一致性[9], 即均包含有各由30个半胱氨酸残基组成的位于氨基末端D 区和羧基端的2402325位氨基酸残基之间由29～33个半胱氨酸组成的ck 区。这种结构特点与该型粘蛋白单体之间通过二硫键连接形成二聚体和成熟的多聚体密切相关, 而多具体的形成又与它们的功能密切相关。该型粘蛋白的结构简图如下

:

　　人vWF 因子可以与基质胶原结合, 参与组织细胞炎症时炎性细胞的游出与迁移。故此推测, 在病理状态下(细胞癌变时) , 该型粘蛋白可能通过与基质胶原成分的结合, 参与肿瘤细胞迁移与扩散。

正常时, 质凝胶, 的损伤, 二　、多阶段的过程。在各种因素的影响下, 胃可能要经历浅表性胃炎, 萎缩性胃炎, 肠上皮化生, 不典型增生, 最终发展成胃癌。(一) 　粘蛋白在正常胃粘膜的表达

在正常胃粘膜中有MUC1、MUC4、MUC5AC 和MUC6的表达, 没有MUC2和MUC3的表达, 表达的方式呈顶端表达或核周、核上表达[8]。

MUC1于胃体部细胞中呈顶端表达, 在胃底部

肠化生的标本中,MUC1,MUC6几乎不; 在Ⅱ、表达于所有

, 在大部分Ⅱ、Ⅲ型标本中有表达, 但阳性细胞比例较低。根据粘蛋白表达的这种特点, Reis 等[10]认为胃型粘蛋白(MUC1, MUC5AC , MUC6) 的下降同时伴有肠型粘蛋白(MUC2) 的表达, 可将其判断为I 型肠上皮化生; 若胃型粘蛋白(MUC1, MUC5AC ,MUC6) 的表达同时伴有肠型粘蛋白(MUC2) 的表达, 可将其判断为Ⅱ型或Ⅲ型肠上皮

化生。而这一发现也向传统的肠化生进程提出了质疑:肠化生并不是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型的方向进展, 而是由Ⅱ、Ⅰ型或Ⅱ、Ⅲ型进展, 或者Ⅰ型与Ⅱ、Ⅲ型是通过不同的途径而发生。

(三) 　在胃癌细胞中表达

与正常胃组织标本比较起来, 在胃癌细胞[8,11]

中,MUC5和MUC6的表达有显著的下降,MUC6分布方式也有改变; 而MUC2,MUC3,MUC4表达显著增高, 表达也更为弥散, 染色的强度也明显增强;MUC1表达的比例尽管没有明显的变化, 但在癌细胞中它的染色强度更强, 除了顶端表达以外, 在

胞质也有弥漫染色。但它们的分布与组织学类型和临床病理联系、淋巴结转移、局部浸润等均无明显关系。而Baldus 等[12]对根据WTO 和Lauren 、p TNM 的分类对128例胃癌患者标本进行MUC1和MUC2的研究却发现, 二者的表达与组织学类型和p TNM 分期有关:MUC1在管状癌的表达比在印戒

壁细胞中呈胞浆表达; MUC5AC 表达于90%以上的胃体部和胃窦部的小凹细胞; MUC6在胃体、胃窦腺体的粘膜颈细胞有很强的表达, 呈核周染色或核上染色。不同粘蛋白分布方式的不可能与它们特定的功能有关。

(二) 　粘蛋白在肠型化生标本中的表达

肠化生是指正常胃粘膜被组织学上与肠粘膜类似的组织所取代。应用组织病理学和组织化学方法可将其分为:①完全型化生, 又称其为I 型化生; ②不完全型, 包括Ⅱ、Ⅲ型化生。许多的研究显示, Ⅲ型化生与胃的恶性转化密切相关, 而对Ⅰ、Ⅱ型与胃癌的关系仍存在争议。

Reis 等[10]对肠型化生的组织的研究发现, MUC2、MUC3mRNA 开始有表达, 且MUC2几乎

细胞癌、硬癌或未分化癌中的表达多, 在肠型胃癌中表达比在弥漫性胃癌中强, 在I 期患者的表达与预后呈负相关;MUC2在所有的粘液癌和未分化癌中的表达几乎消失, 在肠型胃癌中表达与预后呈正相关。

分布于所有受检标本, 而同时MUC1、MUC5AC 和MUC6mRNA 的表达消失或者明显下降。在I 型

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对不同糖基化方式粘蛋白的在胃癌中表达也进行许多研究。Reis 等[13]对180例胃癌标本的研究发现:MUC1完全糖基化产物的表达与胃癌细胞的淋巴结浸润与转移及TMN 分期有关; 而不完全糖基化的产物的表达与胃癌细胞的组织学分型、膨胀性生长、胃壁浸润及淋巴道转移有关, 但二者与患者的预后均无显著关系。Utsunomiya 等[14]对136例胃癌患者标本研究发现MUC1阳性患者比MUC1阴性患者预后差, 并与MUC1不同的糖基化方式无关, 与组织学分类无关; MUC2阳性患者的预后较MUC2阴性患者好, 因而认为将它们联合应用可作

MUC1多肽疫苗对乳腺癌患者的治疗就已进入了I

期临床实验[20]。而近几年又出现了粘蛋白的糖链疫苗、核酸疫苗、抗粘蛋白的抗体疫苗[21]等, 显示了以粘蛋白作为免疫原的生物治疗肿瘤的巨大前景。

四　结束语

从以上可以看出, 对粘蛋白的研究已取得了一定的成果, 但仍存在不足, 各种粘蛋白在体内的作用机制还不是很清楚, 而粘蛋白在体内引起的免疫耐受现象仍是免疫治疗中的难题, 但相信随着研究的深入, 对它们的了解会越来越多, 从而也能使它们更好地被用于临床。

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为评价胃癌预后的指标。关于这些结论的差异, 可能与各研究者所用的单抗不同有关, 或者本身就是胃癌异质性的表现。

(四) 　粘蛋白在胃癌发生发展过程中作用研究显示:中[9,15]MUC2的表达明显增强型粘蛋白明显降低, ; 而且在这些病变标本中x 和Sialyl 2Le a 抗原的表达也显著增强。Fukuda 认为Sialyl 2le 及Sialyl 2Tn 抗原可作为E 2selectin 和P 2selectin 的配体, 它们结合之后, 可促进与整合素的结合, 在粘蛋白作为抗粘附分子妨碍肿瘤细胞间粘附的促使瘤细胞从原发肿瘤部位脱落的同时, 诱使肿瘤细胞与细胞外基质成分结合, 促进肿瘤的转移。Suwa 等[17]对转染了MUC1cDNA 的M KN74细胞系进行去糖基化处理后, 发现它们对细胞外基质的浸润能力降低, 运动能力下降。这支持粘蛋白相关的碳水化合物抗原在肿瘤进展中的作用。而另一方面, 碳水化合物抗原的表达有赖于MUC 基因的表达。用反义核酸技术[18]抑制MUC2基因的表达之后, 其外周及核心碳水化合物抗原(Sialyl 2le x 及Sialyl 2Tn ) 均消失。这可能提示粘蛋白基因的改变仍是疾病发生、进展的关键所在。另外, 对转基因小鼠(MUC1转基因小鼠) 的研究[19]发现小鼠产生了对MUC1的免疫耐受。这可能是因为表达MUC1的肿瘤细胞同时表

β、β可诱使T 细胞表面受体种类FasL , TGF 达TGF

发生改变, 使免疫细胞识别抗原的能力下降; FasL 与T 细胞表面的Fas 受体结合, 诱使T 细胞发生凋亡, 从而使肿瘤细胞能成功逃避机体的免疫功能, 在体内增殖。

三　粘蛋白研究与肿瘤的治疗

早在1996年, 用105个氨基酸残基合成的

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x

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移[10]。。

本组病例治疗后对颈部的控制率为63. 6%(21/33) , 相对较低, 其中N 0和N (+) 组各出现6例治疗后复发。我们对临床N 0病例颈部的治疗通常是严密观察, 只有部分病例进行了选择性淋巴结清扫术。从本组病例的结果看来有必要适当扩大选择性经淋巴结清扫术的指征。另外, 对于N (+) 的病例进行经淋巴结清扫术应该更为广泛。本组病例中有11例N (+) 病例进行了肩胛舌骨肌上经淋巴结清扫术,2例进行了根治性清扫术。从结果来看区域性颈清扫术对于N (+) 的病例应该慎重选择, 而且治疗后必要时需补充术后辅助放疗。

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