鄭國(guó)強(qiáng) 馬錦琪

江蘇省無(wú)錫市人民醫(yī)院婦產(chǎn)科 214000

Maspin作為絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族的一員最早是通過(guò)篩選乳腺癌抑癌基因時(shí)被發(fā)現(xiàn)的，Maspin在正常的乳腺上皮中高表達(dá)但在乳腺癌中的表達(dá)明顯降低。雖然在后續(xù)的研究中發(fā)現(xiàn)Maspin與經(jīng)典的抑癌基因相比有較大差距[1]，但Maspin在腫瘤的生長(zhǎng)、分化、轉(zhuǎn)移、凋亡及血管生成的方面都有重要的調(diào)控作用[2-3]。同時(shí)也有研究表明Maspin與子癇前期的發(fā)生有關(guān)，Maspin可以調(diào)控絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲與遷移功能。本文對(duì)與Maspin有關(guān)分子機(jī)制研究進(jìn)行總結(jié)，探討Maspin在不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)下表現(xiàn)出的作用特點(diǎn)。

1 Maspin的基因機(jī)構(gòu)及分子特點(diǎn)

人的Maspin基因位于18號(hào)染色體長(zhǎng)臂的21.3到23區(qū)間內(nèi)，跨越由7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子組成28kb基因片段，可翻譯成375個(gè)氨基酸組成的42kD的蛋白。Maspin蛋白的三維空間結(jié)構(gòu)包含3個(gè)β折疊和9個(gè)α螺旋結(jié)構(gòu)，和其他的絲氨酸蛋白酶抑制劑一樣Maspin蛋白也有一個(gè)反應(yīng)中心環(huán)(RCL)[4]。作為絲氨酸蛋白酶抑制劑超家族的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，RCL是暴露在Maspin蛋白上部的可變結(jié)構(gòu)，在抑制蛋白酶功能上發(fā)揮誘餌作用，同時(shí)也決定著被抑制蛋白酶的特異性。RCL結(jié)構(gòu)與一些直接參與細(xì)胞生長(zhǎng)、浸潤(rùn)的因子或相關(guān)的酶結(jié)合時(shí)，則發(fā)揮腫瘤抑制作用；當(dāng)RCL被水解時(shí)，則關(guān)閉Maspin功能，使細(xì)胞生長(zhǎng)、浸潤(rùn)的因子或相關(guān)的酶發(fā)揮其作用，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)及遷移。然而Maspin蛋白擁有一個(gè)相對(duì)較短的且疏水的RCL，這種結(jié)構(gòu)限制了Maspin對(duì)蛋白酶的抑制作用。

2 Maspin的表達(dá)調(diào)控

2.1 Maspin的轉(zhuǎn)錄調(diào)控 Maspin基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游的一千個(gè)堿基對(duì)的調(diào)控區(qū)域足夠誘導(dǎo)Maspin基因的轉(zhuǎn)錄，這一區(qū)域包含了ETS和AP1轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)和組電白反應(yīng)元件。姜忠敏等研究發(fā)現(xiàn)，Maspin在胃腸道間質(zhì)瘤中的表達(dá)較對(duì)照組顯著降低，且隨著侵襲危險(xiǎn)性的增加Maspin表達(dá)顯著降低，且Maspin表達(dá)與p53呈顯著負(fù)相關(guān)[5]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，p53與Maspin基因啟動(dòng)子結(jié)合可以誘導(dǎo)Maspin基因的表達(dá)，后來(lái)的組織學(xué)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)Maspin基因可能是p53下游的靶基因。許多其他與調(diào)控Maspin表達(dá)的蛋白及信號(hào)通路都是依賴p53，TGFβ被發(fā)現(xiàn)需要p53的激活來(lái)增加Maspin基因的表達(dá)[6]。還有一些其他因子調(diào)劑Maspin基因的表達(dá)不依賴于p53，人乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞中的抗氧化劑錳超氧化物歧化酶可以增加Maspin mRNA的穩(wěn)定性，這種效果不受p53的影響。

2.2 Maspin的表觀遺傳學(xué)調(diào)控 Domann等人發(fā)現(xiàn)正常人乳腺上皮細(xì)胞中Maspin基因啟動(dòng)子沒(méi)有甲基化的發(fā)生，而乳腺癌細(xì)胞啟動(dòng)子的甲基化狀態(tài)抑制了Maspin基因的表達(dá)。脫甲基化藥物5-氮雜- 2’-脫氧胞苷可以劑量依賴性的增加乳腺癌細(xì)胞Maspin基因的表達(dá)[7]。Futscher等人證明組蛋白乙?；虲pG島的甲基化都與維持染色質(zhì)不同機(jī)構(gòu)有關(guān)，在啟動(dòng)子無(wú)甲基化Maspin表達(dá)陽(yáng)性的人乳腺細(xì)胞和表皮角化細(xì)胞Maspin啟動(dòng)子中富含乙?；腍3、H4組蛋白。Maspin能顯著抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，使膠質(zhì)瘤細(xì)胞停滯在S期，表明Maspin在膠質(zhì)瘤中可能具有抑癌基因特性。在膠質(zhì)瘤中，Maspin的表達(dá)抑制與其啟動(dòng)子CpG島甲基化相關(guān)；5-Aza-DC能恢復(fù)Maspin在膠質(zhì)瘤細(xì)胞系中的轉(zhuǎn)錄[8]。這些表觀遺傳學(xué)的改變通過(guò)抑制抑癌基因的作用參入腫瘤的發(fā)生，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明曲古抑菌素A(一種組蛋白脫乙?；种苿?可以誘導(dǎo)Maspin基因的表達(dá)，這也為癌癥的治療提供了有效的理論支持。

2.3 Maspin的磷酸化調(diào)控 在早期對(duì)正常乳腺上皮細(xì)胞及乳腺癌細(xì)胞的研究中不管是內(nèi)源性的Maspin蛋白還是人工誘導(dǎo)的Maspin蛋白都發(fā)現(xiàn)了酪氨酸的磷酸化。盡管誘導(dǎo)Maspin蛋白磷酸化的激酶還沒(méi)有確定，但TKD38表皮生長(zhǎng)因子受體激酶結(jié)構(gòu)域可以在細(xì)胞外誘導(dǎo)重組Maspin蛋白的酪氨酸磷酸化。Tamazato等人在人乳腺上皮細(xì)胞株中發(fā)現(xiàn)三種Maspin蛋白的磷酸化形式，并且證明抑制Maspin蛋白的酪氨酸磷酸化可以增加Maspin蛋白的表達(dá)進(jìn)一步導(dǎo)致Maspin蛋白在細(xì)胞質(zhì)的聚集[9]。關(guān)于Maspin蛋白磷酸化位點(diǎn)及磷酸化在Maspin蛋白哪些方面發(fā)揮著作用仍需要進(jìn)一步的研究。

2.4 其他分子對(duì)Maspin表達(dá)的調(diào)控 Khalkhali等人發(fā)現(xiàn)在乳腺癌細(xì)胞株中NO可以誘導(dǎo)Maspin基因的表達(dá)，進(jìn)一步引起乳腺癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及侵襲能力的降低及凋亡指數(shù)的升高。Lim等人進(jìn)一步證明在成神經(jīng)瘤細(xì)胞株中NO誘導(dǎo)的凋亡及Maspin的表達(dá)均需要p53的轉(zhuǎn)錄活性[10]。由于乙酰水楊酸可以促進(jìn)NO的生成，這也為非甾體抗炎藥治療乳腺癌提供可能途徑[11]。Jiang等人證明γ檸檬酸(一種必需脂肪酸)可以上調(diào)Maspin的表達(dá)，同時(shí)可以抑制結(jié)腸癌、乳腺癌及黑色素瘤細(xì)胞株的運(yùn)動(dòng)能力。最近關(guān)于不飽和脂肪酸在人體重大疾病發(fā)生方面的發(fā)生越來(lái)越多，這也可能為我們研究Maspin作用機(jī)制提供幫助。

3 Maspin與尿激酶型纖溶酶原激活劑(uPA)

McGowen等人首先發(fā)現(xiàn)了在細(xì)胞外的溶液中Maspin蛋白不抑制包括組織型纖溶酶原激活劑和尿激酶型纖溶酶原激活劑(uPA)絲氨酸蛋白酶的活性，但在前列腺癌細(xì)胞株DU145表面重組Maspin蛋白表現(xiàn)出對(duì)uPA的強(qiáng)烈抑制作用，這種抑制效應(yīng)與DU145細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力的降低密切相關(guān)。后來(lái)的研究進(jìn)一步證明內(nèi)源性的Maspin蛋白亦可以表現(xiàn)同樣的抑制作用，Maspin蛋白與細(xì)胞表面的結(jié)合依賴于其與uPA及uPA受體復(fù)合物的相互作用，從而促發(fā)一個(gè)快速的低密度脂蛋白相關(guān)蛋白依賴的對(duì)uPA及uPA受體的內(nèi)化過(guò)程。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)了Maspin蛋白表現(xiàn)出對(duì)uPA前體的獨(dú)特親和力，從而抑制纖溶酶介導(dǎo)的uPA前體的水解過(guò)程[12]。uPA前體與其受體結(jié)合后促發(fā)蛋白水解反應(yīng)，uPA前體水解成活化的uPA?；罨膗PA水解纖溶酶原為纖溶酶，纖溶酶通過(guò)活化基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)成員直接降解細(xì)胞外基質(zhì)的非纖維蛋白。Maspin對(duì)uPA及uPA受體的內(nèi)化調(diào)節(jié)顯示其在細(xì)胞外基質(zhì)黏粘方面調(diào)控能力，也為其抑癌作用提供完整的信號(hào)通路。

4 其他與Maspin結(jié)合的蛋白

Bailey等人利用酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)干擾素調(diào)節(jié)因子6是一種Maspin結(jié)合蛋白，干擾素調(diào)節(jié)因子6作為干擾素調(diào)節(jié)因子家族中的一員，被熟知的是在病理刺激下可以調(diào)節(jié)干擾素及干擾素誘導(dǎo)基因的表達(dá)。他們還發(fā)現(xiàn)干擾素調(diào)節(jié)因子6與乳腺癌的侵襲程度呈反比，導(dǎo)入干擾素調(diào)節(jié)因子6可以誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞向間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)化的改變，同時(shí)Maspin也在這一過(guò)程中發(fā)揮同樣的調(diào)節(jié)作用，這可能有助于我們更好的理解Maspin的分子機(jī)制[13]。

Yin等人也利用相似的試驗(yàn)方法發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白90、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、熱休克蛋白70和Maspin相互作用最多。Maspin轉(zhuǎn)染后或者重組Maspin蛋白干預(yù)的乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞株都會(huì)表現(xiàn)較高的谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性和活性氧產(chǎn)物的降低，這種效應(yīng)在Maspin基因敲出或者谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶受抑制情況下都會(huì)降低，這些都表明Maspin與谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶的相互作用在降低細(xì)胞的氧化應(yīng)激方面可能發(fā)揮作用[14]。熱休克蛋白作為一種分子伴侶，在許多腫瘤中都是過(guò)表達(dá)狀態(tài)，它們參入多種蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程。熱休克蛋白90就參入了包括c-Src、AKT、FAK、EGFR、MEK、cRaf、HIF-1a等致癌及促生存蛋白的加工折疊過(guò)程[15]。這些與Maspin直接作用的蛋白的不斷發(fā)現(xiàn)對(duì)我們進(jìn)一步理解Maspin的各種功能背后的分子機(jī)制有著巨大幫助。

自1994年發(fā)現(xiàn)Maspin以來(lái)，我們對(duì)Maspin的分子機(jī)制基本的研究有了很大的提高。有關(guān)Maspin的結(jié)構(gòu)、生物活性和轉(zhuǎn)錄翻譯的研究為我們將重組Maspin作為一種可行的癌癥治療提供了新的見(jiàn)解。未來(lái)重要的任務(wù)是擴(kuò)大對(duì)Maspin蛋白相互作用的理解，探索其在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用。在以后的研究中無(wú)論是單獨(dú)使用還是與其他已知的抗癌藥物結(jié)合使用，Maspin都可以發(fā)揮巨大作用。