鄧偉 王學(xué)紅 蘆永福

作者單位：810016 青海西寧，青海大學(xué)（鄧偉）；青海大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科（王學(xué)紅、蘆永福）

胃癌（Gastric Carcinoma）是全球癌癥相關(guān)死亡主要原因之一，晚期患者超過一半最終死于腹腔復(fù)發(fā)，并且腹膜轉(zhuǎn)移患者的5年生存率僅為2%[1]。腹膜轉(zhuǎn)移的發(fā)展是一個(gè)多步驟過程，首先從原發(fā)性腫瘤中分離癌細(xì)胞，進(jìn)行到游離腫瘤細(xì)胞附著于腹膜間皮細(xì)胞，使間皮細(xì)胞回縮以暴露基底膜，附著于基底膜，細(xì)胞外基質(zhì)的降解，癌細(xì)胞的增殖，最后血管生成[2]，大致可以概括為粘附-降解-移動(dòng)-血管生成過程。現(xiàn)從這四個(gè)過程對胃癌腹膜轉(zhuǎn)移主要的相關(guān)基因作一綜述，以期為胃癌腹膜轉(zhuǎn)移機(jī)制提供思路。

1 粘附

1.1 TGFBI 轉(zhuǎn)化生長因子β誘導(dǎo)基因(transforming growth factor β induced gene, TGFBI)也稱 βig-h3，最初由Skonier等[3]利用TGF-β1誘導(dǎo)肺腺癌細(xì)胞克隆而來，位于染色體5q31上。研究表明[4,5]TGFBI表達(dá)在術(shù)中發(fā)現(xiàn)腹膜轉(zhuǎn)移病灶、腹腔灌洗液中游離癌細(xì)胞(+)及CEA mRNA(+)情況下有更高陽性率(P＜0.05)，因此在胃癌患者腹膜間皮細(xì)胞TGFBI表達(dá)可能是腹膜轉(zhuǎn)移的預(yù)測標(biāo)志物。胃癌腹膜轉(zhuǎn)移關(guān)鍵在于癌細(xì)胞附著到腹膜，TGFBI有助于成纖維細(xì)胞的粘附和擴(kuò)展,纖維細(xì)胞可通過細(xì)胞膜上的糖蛋白與癌細(xì)胞發(fā)生選擇性黏附，這在胃癌腹膜轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用[6,7]。

1.2 CDH1 CDH1是定位于染色體16q22.1的一種

腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因，其編碼的鈣依賴性細(xì)胞粘附分子鈣粘素-1（CDH1）也稱為上皮鈣粘蛋白（E-鈣粘蛋白），其在維持正常的細(xì)胞粘附和粘附連接中起重要作用，并在細(xì)胞骨架中起作用，這意味著其表達(dá)和功能的程度直接影響腫瘤細(xì)胞的分離和再附著。當(dāng)CDH1的活性正常時(shí)，腫瘤細(xì)胞不容易從原發(fā)腫瘤脫落，相反，CDH1失活導(dǎo)致降低的細(xì)胞粘附和異常極性[8]。Yu等[9]研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前腹腔沖洗液中的CDH1甲基化與腹膜轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)（P＜0.05），此外CDH1甲基化和CDH1非甲基化患者的5年生存率分別為35%和67%，這些證據(jù)表明CDH1甲基化胃癌患者預(yù)后不良。腹部游離腫瘤細(xì)胞的CDH1超甲基化導(dǎo)致抑制細(xì)胞間粘附的E-鈣粘蛋白表達(dá)下調(diào)，并且使得腫瘤細(xì)胞易于穿透基底膜而進(jìn)入相鄰的組織和血管，促進(jìn)了在腹部種植腫瘤細(xì)胞。

1.3 CD44和CD133 CD44基因位于染色體11p13上。趙東暉等[10]指出腹腔積液里的CD44表達(dá)水平與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。腫瘤干細(xì)胞能夠啟動(dòng)腫瘤發(fā)展、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，并且負(fù)責(zé)腫瘤自我更新，CD44、CD133作為胃癌干細(xì)胞標(biāo)志物，與胃癌轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。并且CD44與透明質(zhì)酸相互作用而發(fā)揮其粘附特性，促進(jìn)腹膜轉(zhuǎn)移，此外CD44+細(xì)胞中的MMP-2表達(dá)明顯增加，從而降解細(xì)胞外基質(zhì)導(dǎo)致腹膜轉(zhuǎn)移[11,12]。而下調(diào)CD133表達(dá)可以抑制Akt磷酸化，增加染色體蛋白水平上缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物，從而抑制癌細(xì)胞的遷移和侵襲[13]。

1.4 ITGβ1 整合素 β1（integrin β1，ITGβ1）基因主要位于染色體10p11.22，整合素屬于粘附因子家族，ITGβ1是整聯(lián)蛋白家族的重要β亞基，ITGβ1可以與不同的α亞基結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)中的重要受體。Xu等[14]用裸鼠腹腔轉(zhuǎn)移模型研究表明降低ITGβ1表達(dá)抑制人胃癌BGC-823細(xì)胞的腹膜轉(zhuǎn)移，同時(shí)Gang等[15]指出增強(qiáng)的ITGβ1表達(dá)與癌癥腹腔種植有關(guān)，ITGβ1介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞和細(xì)胞與ECM的粘附，為靜止細(xì)胞提供粘附，對細(xì)胞運(yùn)動(dòng)期間牽引等起到重要作用，并且還可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移，細(xì)胞存活過程的信號傳導(dǎo)途徑。ITGβ1在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起主要作用：其一通過介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)的粘附，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移；其二整合素信號異常促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長并刺激分化和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[16]。

1.5 CTGF 結(jié)締組織生長因子（CTGF）基因位于染色體6q23.1，研究表明CTGF是胃癌腹膜轉(zhuǎn)移的抗粘附蛋白，Chen等[2]研究表明轉(zhuǎn)染CTGF后的胃癌細(xì)胞粘附性基質(zhì)膠降低了60%，而在敲除CTGF后的胃癌細(xì)胞中增加了30%；此外CTGF的過度表達(dá)有效地抑制胃癌細(xì)胞與腹膜的粘附，從而阻止胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。CTGF主要是阻斷整合素α3β1與層粘連蛋白的相互作用來抑制胃癌細(xì)胞的腹膜播散，并且CTGF表達(dá)與鈣網(wǎng)蛋白水平呈負(fù)相關(guān)[2,17]。

2 降解

2.1 MMPs 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）基因家族主要位于 11q22，其中以 MMP-2、7、9 最為重要。Lyu 等[18]研究表明相比正常粘膜，在胃腫瘤中MMP-2和MMP-9的表達(dá)水平更高，尤其是在轉(zhuǎn)移性腫瘤。Noh等[19]指出MMP-2可能是進(jìn)展期胃癌腹膜播散性轉(zhuǎn)移患者腹水的預(yù)后標(biāo)志物。Wei等[20]指出用MMP抑制劑降低人胃癌細(xì)胞株的小鼠腹膜轉(zhuǎn)移，MMP-7陽性的胃癌患者總體生存率明顯較低，并且在日本人群中死于腹膜復(fù)發(fā)的頻率高于MMP-7陰性腫瘤患者。血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖的一個(gè)關(guān)鍵因素是MMPs對基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)組分的蛋白水解降解，此外MMP-9還可調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性。

2.2 HPSE 肝素酶（heparinase，HPSE）基因位于4q21.3，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）由硫酸乙酰肝素糖胺聚糖鏈共價(jià)連接的蛋白質(zhì)組成，而硫酸乙酰肝素是上皮下和基底膜下基膜中含量最豐富的物質(zhì)，HPSE是唯一降解HSPG的β-D-葡萄糖醛酸內(nèi)切酶，其破壞組織屏障（細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜組成），增加腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移潛能[21]。Sheng等[22]研究表明HPSE表達(dá)沉默后，胃癌BGC-823細(xì)胞的侵襲能力顯著降低。HPSE的增強(qiáng)表達(dá)導(dǎo)致MMP-9水平增加，而HPSE沉默導(dǎo)致MMP-9活性降低，因此HPSE表達(dá)失調(diào)與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移相關(guān)，此外HPSE還釋放存在于腫瘤微環(huán)境中的血管生成因子，并由此誘導(dǎo)血管生成，進(jìn)一步增加腹膜轉(zhuǎn)移。

3 移動(dòng)

3.1 S100A4 S100A4基因位于1q21，編碼的S100A4是S100蛋白家族的成員，在細(xì)胞周期和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中具有重要作用。Yonemura等[23]指出在低分化胃腺癌中的S100A4表達(dá)與漿膜受累或腹膜播散密切相關(guān)。趙東暉等[24]指出S100A4對胃癌腹膜轉(zhuǎn)移的預(yù)測及早期診斷有益。Bai等[25]研究表明與對照組相比，胃癌腹膜轉(zhuǎn)移細(xì)胞系GC9811-P中S100A4表達(dá)明顯上調(diào)。在人類平滑肌細(xì)胞中，S100A4與肌動(dòng)蛋白和肌動(dòng)蛋白應(yīng)激纖維以Ca2+依賴性方式相互作用，導(dǎo)致細(xì)胞變形和形態(tài)的調(diào)節(jié)。在癌細(xì)胞中，S100A4通過調(diào)節(jié)非肌肉肌球蛋白重鏈的蛋白激酶C磷酸化來激活參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的非肌肉肌球蛋白，改變細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)從而增加癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性并進(jìn)一步導(dǎo)致胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。此外S100A4表達(dá)上調(diào)還可使CDH1表達(dá)下調(diào)，改變腫瘤細(xì)胞粘附性能，以及增加CD44的局部表達(dá)從而導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的降解及血管新生。

3.2 MYH9 非肌性肌球蛋白重鏈9基因（myosin,heavy chain9, non-muscle，MYH9）位于染色體22q12.3～13.1，是細(xì)胞骨架蛋白相關(guān)基因，主要編碼ⅡA型非肌細(xì)胞肌球蛋白（NMMHC2ⅡA），其功能包括細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、形狀的維持及胞質(zhì)的分裂作用。朱捷等[26]研究表明MYH9高表達(dá)與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移、患者低總生存期相關(guān)（P＜0.05），NMMHC2Ⅱ A 組裝成肌球蛋白纖絲最終形成應(yīng)力纖維與肌動(dòng)蛋白絲連接等蜂窩結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)；并且NMMHC2ⅡA依賴性收縮力使細(xì)胞體向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)解離附著在細(xì)胞后部尾巴，完成細(xì)胞收縮和向前運(yùn)動(dòng)；此外MYH9與調(diào)節(jié)輕鏈MLC20、肌動(dòng)蛋白β-actin等相互作用來影響細(xì)胞極性形成、收縮及粘附從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞腹膜浸潤轉(zhuǎn)移[27]。

4 血管生成

4.1 VEGF 血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）位 于 6p21.3，Aoyagi等[28]和Fushida等[29]研究表明VEGF表達(dá)水平與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，此外腹水VEGF表達(dá)上調(diào)與胃癌總體生存期縮短顯著相關(guān)（P=0.041）。VEGF在腹膜微環(huán)境中誘導(dǎo)血管生成來增強(qiáng)腫瘤生長，而且VEGF通過提高腫瘤血管的通透性，增加蛋白質(zhì)外滲和惡性腹水形成，此外VEGF還可誘導(dǎo)絲氨酸蛋白酶和金屬蛋白酶表達(dá)增加，并抑制內(nèi)皮細(xì)胞和成熟樹突狀細(xì)胞的凋亡，最終引起胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。

4.2 HIF-1α 低氧誘導(dǎo)因子-1α（Hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）基因位于染色體 14q21～24，屬于bHLH/PAS基因家族。Miyake等[30]研究表明與對照組相比，在HIF-1α未被敲除的小鼠中觀察到更頻繁地腹膜播散（93%）（P＜0.001），并且敲除HIF-1α后會減弱腫瘤內(nèi)的血管生成，研究者認(rèn)為HIF-1α可能是通過激活血管以及淋巴管，形成新的復(fù)雜的互連網(wǎng)絡(luò)，變成一個(gè)重要的腹膜轉(zhuǎn)移通道，但這種新機(jī)制尚待闡明；此外HIF-1α還增加胃腫瘤內(nèi)癌細(xì)胞的滲透性。Xu等[14]用裸鼠腹腔轉(zhuǎn)移模型研究表明降低HIF-1α表達(dá)抑制人胃癌BGC-823細(xì)胞的腹膜轉(zhuǎn)移，HIF-1α是一種特殊的轉(zhuǎn)錄因子，在低氧條件下起著積極的作用，癌細(xì)胞在低氧環(huán)境下HIF-1α增加，HIF-1α的高表達(dá)可促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），調(diào)節(jié)血管生成（通過VEGF）并增加細(xì)胞粘附（通過增加ITGβ1表達(dá)）以使細(xì)胞適應(yīng)缺氧微環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。然而Hiraki等[31]指出敲除小鼠的HIF-1α后可加速腹膜轉(zhuǎn)移，HIF-1α降低使MMP-1表達(dá)上調(diào)促成腹膜細(xì)胞外基質(zhì)的降解，從而引起癌細(xì)胞的侵入和腹膜轉(zhuǎn)移的形成。

5 其他

5.1 Cx43v 間隙連接蛋白43(connexin 43, Cx43)基因位于染色體6q21，其從正常胃黏膜到胃癌前病變或胃癌中表達(dá)連續(xù)下調(diào)[32]，而Tang等[33]研究指出與鄰近正常胃組織相比，原發(fā)性胃癌組織中Cx43表達(dá)顯著降低（P＜0.05），然而腹腔內(nèi)剝脫的胃癌細(xì)胞和轉(zhuǎn)移性腹膜組織中的Cx43表達(dá)顯著增加。這些結(jié)果表明Cx43很可能在腹膜轉(zhuǎn)移中起重要作用，Cx43可以與參與粘附過程的細(xì)胞粘附相關(guān)蛋白如E-鈣粘蛋白相互作用。此外Cx43介導(dǎo)的異源間隙連接通訊在癌細(xì)胞滲出中扮演重要角色，癌細(xì)胞可以通過細(xì)胞間隙連接向內(nèi)皮發(fā)送信號，如肌醇三磷酸，以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣水平，細(xì)胞內(nèi)鈣濃度的升高使肌球蛋白輕鏈瞬時(shí)磷酸化以增加內(nèi)皮通透性。

5.2 PRL-3 肝再生磷酸酶-3（phosphatase of regenerating liver-3，PRL-3）屬于蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶家族基因之一，定位于染色體8q24.3[34]，Xiong等[35]研究表明PRL-3通過下調(diào)PTEN并誘導(dǎo)磷酸酶和張力蛋白同源物磷酸化失活，然后激活PI3K/Akt信號傳導(dǎo)途徑，上調(diào)MMP-2/MMP-9表達(dá)，進(jìn)一步通過其磷酸酶活性促進(jìn)胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。

5.3 DJ-1 DJ-1基因位于人類染色體1p36.12～36.33，Zhu等[1]用蛋白質(zhì)印跡法分析指出與無腹膜轉(zhuǎn)移胃癌或正常胃粘膜組織中相比，有腹膜轉(zhuǎn)移的胃癌組織中DJ-1的表達(dá)顯著上調(diào)（P＜0.01），此外敲除DJ-1后顯著抑制SGC7901胃癌細(xì)胞的侵襲和遷移、體外和體內(nèi)腹膜轉(zhuǎn)移潛能，因此DJ-1表達(dá)上調(diào)與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。DJ-1可通過激活A(yù)kt途徑并隨后上調(diào)MMP-2和MMP-9表達(dá)從而引起胃癌腹膜轉(zhuǎn)移。但DJ-1激活A(yù)kt途徑的方式仍不清楚，有研究指出，DJ-1可通過負(fù)調(diào)節(jié)腫瘤抑制基因磷酸酶和張力蛋白同源物的功能來誘導(dǎo)Akt途徑[36]。

5.4 AEG -1 星形細(xì)胞上調(diào)基因1（astrocyte elevated gene-1，AEG-1，又稱 LYRIC、MTDH）位于 8q22染色 體 上 ，AEG-1 可 激 活 PI3K/Akt、MAPK/ERK，NF-κB和Wnt等信號傳導(dǎo)途徑，以促進(jìn)細(xì)胞增殖、EMT、遷移、侵入和血管生成等。Wu等[37]研究在裸鼠胃漿膜中接種AEG-1沉默的胃癌細(xì)胞后明顯減少胃癌淋巴結(jié)及腹膜轉(zhuǎn)移。eIF4E激活是翻譯起始階段的限速步驟，有助多種類型癌癥的轉(zhuǎn)移并且促進(jìn)胃癌細(xì)胞生長，AEG-1通過上調(diào)eIF4E介導(dǎo)的MMP-9和Twist的表達(dá)來促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致胃癌腹膜轉(zhuǎn)移[38]。

6 結(jié)語

參與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移的四個(gè)過程的相關(guān)基因，并不只是單一的影響某一過程，每個(gè)過程都是由復(fù)雜的多基因相互影響的。此外相關(guān)基因可以成為胃癌腹膜轉(zhuǎn)移的預(yù)測標(biāo)志物及新的治療靶點(diǎn)。隨著研究不斷深入，胃癌腹膜轉(zhuǎn)移還存在其他過程的相關(guān)基因，如始動(dòng)過程基因、細(xì)胞代謝凋亡基因等，仍值得我們深入探討。此外大多數(shù)提出的理論仍然是推測性的，很少有充分的證據(jù)，因此需要更多大樣本、多中心去系統(tǒng)性研究胃癌腹膜轉(zhuǎn)移機(jī)制，找到更充分的循證醫(yī)學(xué)依據(jù)。