曹經(jīng)江 審校,李明靜 綜述

(三峽大學(xué)仁和醫(yī)院皮膚科，湖北宜昌 443001)

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·綜 述·

胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7在相關(guān)皮膚病中的研究新進(jìn)展

曹經(jīng)江 審校,李明靜△綜述

(三峽大學(xué)仁和醫(yī)院皮膚科，湖北宜昌 443001)

胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7；黑色素瘤；銀屑??；纖維瘤；發(fā)病機(jī)制

胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白7(IGFBP7)是20世紀(jì)90年代研究發(fā)現(xiàn)的一種胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白，它是胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白超家族16種結(jié)合蛋白中的1種，除了能與胰島素樣生長因子結(jié)合發(fā)揮作用外，因其對胰島素有較高的親和性，故在人體內(nèi)還具有調(diào)節(jié)胰島素的分布及新陳代謝等作用，同時(shí)，它還能與胰島素受體結(jié)合，它是一種功能性的胰島素結(jié)合蛋白[1-2]。近年來發(fā)現(xiàn)，IGFBP7能作為一種分泌蛋白，通過自分泌或者旁分泌的方式誘導(dǎo)細(xì)胞的衰老和凋亡[3]。之前的研究也發(fā)現(xiàn)IGFBP7下調(diào)顯著提高了HaCaT細(xì)胞的增殖能力，其與細(xì)胞的凋亡水平明顯降低有關(guān)，而重組IGFBP7可以逆轉(zhuǎn)上述效應(yīng)，再次驗(yàn)證了上述結(jié)論[4]。本文就IGFBP7在皮膚病領(lǐng)域的研究新進(jìn)展作一簡要綜述。

1 惡性黑色素瘤(MM)

MM是一種高度惡性腫瘤，其在相關(guān)皮膚癌的病死率中占75%[5]。由于MM抵抗化療和放療的特點(diǎn)，其晚期患者的5年存活率僅有10%～20%[6]。因此，發(fā)現(xiàn)新的MM的有效治療方案成為臨床上的迫切需求。

研究發(fā)現(xiàn)，在人類腫瘤中，尤其是在MM中可見50%～70%BRAF的突變，而在良性的黑色素痣中卻很少能發(fā)現(xiàn)BRAF的突變[7-8]。Wajapeyee等[3]對全基因組進(jìn)行了RNA干擾篩選，選出所需要的BRAF活化的17個(gè)基因(BRAFV600E)，意外發(fā)現(xiàn)IGFBP7在BRAFV600E介導(dǎo)的衰老和凋亡中具有核心地位，其通過自分泌或者旁分泌途徑抑制BRAF-MEK-ERK信號，從而誘導(dǎo)細(xì)胞的衰老和凋亡。故在BRAFV600E陽性的MM中BRAF-MEK-ERK通路過度激活，且IGFBP7表達(dá)缺失，無法抑制BRAF-MEK-ERK通路信號，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控發(fā)展為惡性腫瘤[9]。

Chen等[10]構(gòu)建pEGFC1-IGFBP7質(zhì)粒轉(zhuǎn)染至B16-F10細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)體外質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的細(xì)胞內(nèi)IGFBP7-mRNA的表達(dá)水平以劑量依賴的方式增長了1～6倍，同時(shí)pE-IGFBP7轉(zhuǎn)染細(xì)胞被明顯抑制增殖，且這種抑制增殖的表現(xiàn)在轉(zhuǎn)染后的48h達(dá)到頂峰，而對照組與非轉(zhuǎn)染組在增殖方面的表現(xiàn)并無明顯不同，由此可以表明pE-IGFBP7轉(zhuǎn)染組所擁有的抑制增殖的能力是通過增加IGFBP7的合成與分泌所得到的。這似乎也能推導(dǎo)出長期誘導(dǎo)IGFBP7的表達(dá)能建立一個(gè)理想的體外治療MM的方案。為了驗(yàn)證體內(nèi)治療是否同樣有效，Chen等[10]等對B16-F10黑色素瘤同種移植物進(jìn)行瘤內(nèi)注射pE-IGFBP7質(zhì)粒，從注射后第5天開始到小鼠死亡的當(dāng)天，對照組的腫瘤體積是最開始體積的8.0倍，而注射組僅僅是原始體積的2.8倍，通過免疫印跡法測定IGFBP7的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，注射組要顯著高于對照組。由此可見，IGFBP7在體內(nèi)和體外均能抑制B16-F10MM細(xì)胞生長并可有效促該細(xì)胞凋亡。

那么IGFBP7為什么會在MM中表達(dá)缺失呢？近年來有研究發(fā)現(xiàn)，啟動子區(qū)胞嘧啶和鳥嘌呤(CpG)島高甲基化導(dǎo)致抑制基因轉(zhuǎn)錄沉默，通常來說CpG島是未甲基化的，但相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)人類黑素瘤細(xì)胞中IGFBP7基因啟動子區(qū)CpG島存在異常甲基化，并且IGFBP7基因啟動子區(qū)CpG島甲基化狀態(tài)和基因表達(dá)具有一定的相關(guān)性，當(dāng)用去甲基化藥物5-aza-dC處理陰性表達(dá)IGFBP7的人黑素瘤A375和M14細(xì)胞發(fā)現(xiàn)IGFBP7的mRNA和蛋白表達(dá)恢復(fù)，說明啟動子區(qū)DNA異常甲基化是黑素瘤細(xì)胞中IGFBP7表達(dá)改變的主要調(diào)控機(jī)制[11-12]。

陳嶸祎等[13]檢測了IGFBP7在鼠正常組織的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)IGFBP7在正常組織均有表達(dá)，且重要臟器的表達(dá)較高，而MM中表達(dá)缺失，繼而推測利用質(zhì)粒在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)IGFBP7高表達(dá)進(jìn)而誘導(dǎo)MM凋亡的基因治療方法對體內(nèi)重要臟器的影響較小。由此可見，IGFBP7作為誘導(dǎo)MM細(xì)胞衰老和凋亡的重要調(diào)控蛋白極有可能作為將來MM的基因治療新靶點(diǎn)。

2 銀屑病

銀屑病是一種慢性皮膚病，它影響了全球人口的1%～3%[14]。近年來來認(rèn)為，炎癥細(xì)胞浸潤是新發(fā)銀屑病斑塊的初始事件，連同原本就存在的銀屑病皮損表明銀屑病是一種自身免疫性疾病[15]。

先前Hochberg等[16]研究表明銀屑病患者IGFBP7表達(dá)下降，Nousbeck等[2]為了證實(shí)該結(jié)果，他們研究了銀屑病組和對照組的病理切片，發(fā)現(xiàn)在正常表皮組織中，IGFBP7表達(dá)強(qiáng)烈，而在銀屑病表皮中完全不表達(dá)或者表達(dá)微弱，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)IGFBP7在銀屑病患者中都存在表皮細(xì)胞調(diào)控異常，這些結(jié)論似乎都預(yù)示著IGFBP7參與了銀屑病的發(fā)病。表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的異常增殖和分化作為該病的特征表現(xiàn)，IGFBP7在其中又充當(dāng)了什么樣的角色呢[2]？Nousbeck等[2]誘導(dǎo)分化HaCaT細(xì)胞在1.4mmol/L的Ca2+介質(zhì)的存在下，表達(dá)特定的IGFBP7shRNA或者對照組的shRNA，他們發(fā)現(xiàn)IGFBP7的下調(diào)抑制了誘導(dǎo)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞分化的3個(gè)標(biāo)志KRT10、內(nèi)披蛋白和兜甲蛋白，同時(shí)還對全組基因進(jìn)行表達(dá)分析，研究HaCaT細(xì)胞培養(yǎng)在低細(xì)胞外鈣離子濃度和高細(xì)胞外鈣離子濃度中，對于IGFBP7的下調(diào)所表現(xiàn)出的基因差異表達(dá)，這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均表明，IGFBP7能調(diào)控鈣誘導(dǎo)的KCs分化相關(guān)的基因表達(dá)。

Nousbeck等[17]采用分層的三維表皮細(xì)胞培養(yǎng)模型，該模型的角質(zhì)形成細(xì)胞被特定的IGFBP7小干擾RNAs或者對照組的小干擾RNAs所轉(zhuǎn)染，然后在膠原蛋白和成纖維細(xì)胞的氣液表面上生長2周，讓被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞去產(chǎn)生皮膚類似物，發(fā)現(xiàn)特定的IGFBP7小干擾RNA抑制IGFBP7的表達(dá)，導(dǎo)致該組產(chǎn)生的皮膚類似物低于對照組的60%，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)IGFBP7的下調(diào)與皮膚類似物模型的分層異常、明顯的角化過度和棘層增厚有關(guān)，而以上卻是銀屑病的特點(diǎn)。Nousbeck等[17]還發(fā)現(xiàn)每周在表皮注射5次重組IGFBP7的小鼠體內(nèi)CD3和CD56表達(dá)相對較弱，而每周在表皮注射5次磷酸鹽緩沖液的小鼠體內(nèi)CD3和CD56表達(dá)強(qiáng)烈，這兩個(gè)免疫分子分別標(biāo)記T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞。所以，IGFBP7中在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中不僅僅只參與了表皮分層的異常，還參與了免疫機(jī)制的異常。

3 皮膚纖維瘤和隆突性皮膚纖維肉瘤

皮膚纖維瘤(dermatofibroma,DF)是一種常見的生長緩慢的良性皮膚腫瘤，有較硬的丘疹和結(jié)節(jié)，若有罕見的糜爛和潰瘍會造成診斷的困難[18]。隆突性皮膚纖維肉瘤(dermatofibrosarcomaprotuberans,DFSP)是一種惡性纖維組織細(xì)胞瘤，其診斷較為困難，因?yàn)樗哂泻突准?xì)胞癌、表皮樣癌、肉瘤的相似性[18-19]。免疫組織化學(xué)染色是經(jīng)常被用來對DF和DFSP進(jìn)行鑒別診斷的，但是常規(guī)標(biāo)記物的表達(dá)往往存在重疊[20]。CD34和a因子作為最常用的免疫染色標(biāo)記來鑒別DF和DFSP，但是它們可能表現(xiàn)出表達(dá)和誘導(dǎo)的異常，從而導(dǎo)致誤診，雖然近些年有些數(shù)據(jù)表示P75和S100A6可能成為鑒別二者有用的免疫組織化學(xué)標(biāo)記，但是結(jié)果并不太令人滿意，仍舊沿用著傳統(tǒng)的CD34和a因子[21]。

Li等[22]為了研究IGFBP7在DF和DFSP中的免疫染色，并確定IGFBP7是否優(yōu)于在傳統(tǒng)上鑒別DF和DFSP所使用的抗體，他們使用抗體IGFBP7、CD34、a因子、CD10和ST-3對28例DFSP和30例DF進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IGFBP7在DF中表現(xiàn)陽性，而在DFSP中呈陰性，結(jié)合CD34，F(xiàn)a和ST-3的免疫染色，能使DF和DFSP的鑒別診斷結(jié)果更加可靠。而腫瘤中IGFBP7的下調(diào)機(jī)制可能包括轉(zhuǎn)錄阻遏物或者遺傳基因的改變，如甲基化沉默[3]，但在DFSP中，IGFBP7下調(diào)的機(jī)制仍是個(gè)謎，還需要大樣本實(shí)驗(yàn)，以及進(jìn)一步的研究來澄清IGFBP7在DFSP中不表達(dá)的原因[22]。但在二者的鑒別診斷中為醫(yī)學(xué)研究人員提供了新思路。

4 非黑色素瘤皮膚癌

非黑色素瘤皮膚癌包括基底細(xì)胞癌(BCC)和鱗狀細(xì)胞癌(SCC)，二者雖然都是浸潤生長，但它們很少發(fā)生轉(zhuǎn)移。

提高早期頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的診斷，能有效提高臨床療效，所以生物標(biāo)記物的識別非常重要。近些年發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，尿激酶和IGFBP7在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌患者的血漿中明顯升高，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)與癌癥患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[23]。有假設(shè)認(rèn)為，發(fā)生在IGFBP7基因的啟動子調(diào)節(jié)區(qū)的遺傳變異可能影響該基因的表達(dá)，從而修改癌癥的易感性，于是有人為了評估IGFBP7的啟動子基因多態(tài)性和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)攜帶IGFBP7-418A基因型的個(gè)體患有頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的風(fēng)險(xiǎn)降低，但由于樣本量的限制，具體的分子機(jī)制還需要進(jìn)一步的相關(guān)研究[24]。

為了研究皮膚癌中IGFBP7的mRNA的編輯和表達(dá)相對正常皮膚是否發(fā)生了改變，Hochberg等[25]對22例BCC、15例SCC和18例正常表皮進(jìn)行了IGFBP7的表達(dá)以及mRNA編輯水平的檢測，發(fā)現(xiàn)跟正常表皮相比，IGFBP7mRNA在BCC和SCC中過度表達(dá)，此外，IGFBP7的轉(zhuǎn)錄物在正常表皮高度編輯，但在BCC和SCC中顯著減少。RNA編輯是一個(gè)在真核細(xì)胞中可以擴(kuò)大和多樣化轉(zhuǎn)錄物組和蛋白質(zhì)組的轉(zhuǎn)錄后機(jī)制[25]。mRNA中的腺苷(A)至肌酐(I)的選擇脫氨基作用可以改變所編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列，對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定、定位和功能往往有著關(guān)鍵性的影響[26]。IGFBP7的RNA編輯事件發(fā)生在非編碼區(qū)，兩個(gè)編輯位點(diǎn)被確定在IGFBP7的轉(zhuǎn)錄物上，分別在氨基酸78(第1個(gè)編輯點(diǎn))和95(第2個(gè)編輯點(diǎn))發(fā)生R→G和K→R的替換，A～I(xiàn)編輯是通過一類RNA腺苷脫氨酶(ADARs)而發(fā)生作用，在ADARs中最常見的即為ADARs1和ADARs2，這兩種最常見的ADARs在BCC和SCC中與在正常組織中的表達(dá)沒有顯著的不同，表明正常水平的ADARs不能編輯在BCC和SCC中過量的IGFBP7mRNA，而IGFBP7中不足的A～I(xiàn)的編輯可能會被腫瘤用來躲避細(xì)胞增殖的控制，不足的編輯會導(dǎo)致IGFBP7蛋白的不穩(wěn)定以及產(chǎn)量下降，并通過反饋回路誘導(dǎo)自身mRNA的過度轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生惡性循環(huán)[25]。在體內(nèi)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，A～I(xiàn)編輯能使IGFBP7蛋白質(zhì)穩(wěn)定，而在BCC中，由于缺乏A～I(xiàn)編輯，IGFBP7蛋白質(zhì)易發(fā)生降解；而體外試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，K95R變體的裂解率相比于沒有編輯的IGFBP7要明顯低得多?？梢宰C實(shí)，IGFBP7是一種重要的抑癌基因，其A至I編輯可能會成為非黑色素瘤皮膚癌治療的新途徑[25-26]。

總之，IGFBP7作為一種IGFBP-rp，在相關(guān)皮膚病發(fā)病機(jī)制的研究將會越來越多，不管是作為治療新思路或者是鑒別診斷新的生物標(biāo)記，都具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。筆者之前的研究發(fā)現(xiàn)，IGFBP7沉默的細(xì)胞中轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1) 和磷酸化MAPK水平上調(diào)，而IGFBP7過表達(dá)細(xì)胞中TGF-β1 和磷酸化MAPK水平下調(diào)[4]。這一結(jié)果提示IGFBP7在HaCaT細(xì)胞中對TGF-β1的調(diào)控可能通過MAPK通路，這為增殖性皮膚，比如銀屑病、扁平苔蘚等的治療提供了新思路。至于其在相關(guān)皮膚病中還能有哪些作用、參與哪些發(fā)病機(jī)制，都需要進(jìn)一步的研究探討。

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曹經(jīng)江(1966-)，博士，副主任醫(yī)師，主要從事免疫性皮膚病的治療?！?/p>

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