劉妍 徐勇

天津市泌尿外科研究所中心實驗室，天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院泌尿外科 300211

0 引 言

畸胎瘤衍生生長因子-1（cripto-1，CR-1）是表皮生長因子（epidermal growth factor,EGF）-CFC（CR-1/FRL-1/Crypic）家族的成員，它能在胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化中起到重要的調(diào)節(jié)作用。CR-1主要在胚胎發(fā)育早期階段表達并且其表達水平隨發(fā)育逐漸降低；然而在細(xì)胞轉(zhuǎn)化或者腫瘤發(fā)生時會出現(xiàn)過表達。研究結(jié)果證實，CR-1在前列腺癌、肺癌、乳腺癌和胰腺癌等多種腫瘤組織中呈高表達并且促進腫瘤發(fā)生發(fā)展的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）過程[1]。近年來，CR-1被認(rèn)為是新的腫瘤標(biāo)志物[2]，可為腫瘤患者的診斷、治療及預(yù)后評估提供新思路[3-4]。

1 CR-1與腫瘤的關(guān)系

1.1 CR-1的結(jié)構(gòu)與生物學(xué)特性

CR-1即畸胎瘤衍生生長因子-1（teratocarcinomaderived growth factor-1,TDGF-1）[5]，首次在人和小鼠畸胎瘤中被發(fā)現(xiàn)并通過其cDNA文庫分離出來。它存在于人染色體3p21.3，編碼由188個氨基酸組成的相對分子質(zhì)量為36×103的糖蛋白。CR-1蛋白是自分泌型腫瘤生長因子，cDNA為2.2 kb，由5個內(nèi)含子和6個外顯子組成，外顯子上含有保守的EGF樣結(jié)構(gòu)域。CR-1蛋白主要由3部分組成：氨基末端（-NH2）的信號肽、經(jīng)修飾的EGF結(jié)構(gòu)域、富含半胱氨酸的CFC結(jié)構(gòu)域及羧基（-COOH）疏水末端[6]，其中EGF和CFC是其兩個特征性結(jié)構(gòu)域。EGF樣結(jié)構(gòu)域與EGF蛋白功能區(qū)域相似，是轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）、Wnt/β-catenin 和 Notch 等受體的重要組成部分。CR-1蛋白同時也是糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol,GPI）連接的糖蛋白，通過羧基疏水末端結(jié)構(gòu)，CR-1蛋白以GPI錨定的方式連接在細(xì)胞膜表面，可接受多種信號刺激，通過EGF樣結(jié)構(gòu)域的改變促進腫瘤細(xì)胞EGF受體異常高表達，促進惡性腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移及腫瘤血管的形成，其與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[7-8]。

1.2 CR-1在腫瘤中的作用機制

1.2.1 CR-1在腫瘤發(fā)生中的作用

CR-1是癌基因,在正常組織中不表達或呈低表達，但在腫瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達，提示腫瘤發(fā)生時CR-1高表達。Strizzi等[6]在對乳腺癌和結(jié)腸癌的研究中發(fā)現(xiàn)，癌組織中CR-1的表達明顯高于正常組織，腫瘤發(fā)生高危人群中也被發(fā)現(xiàn)CR-1高表達[9-10]。Klauzinska等[11]研究結(jié)果也表明，CR-1既可以作為受體，也可作為一種自由配體，可介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的生長和侵襲并誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。最新研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CR-1在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中具有很高的潛在作用[12]。過表達的CR-1在重塑分化腫瘤細(xì)胞成為腫瘤干細(xì)胞的過程中發(fā)揮重要作用。研究結(jié)果均提示，CR-1和腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，也為CR-1促進腫瘤發(fā)生機理提供了有力證據(jù)。

1.2.2 CR-1在腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移中的作用

研究結(jié)果表明，構(gòu)建小干擾RNA（siRNA）能夠下調(diào)前列腺癌細(xì)胞中CR-1的表達[13]。采用Transwell方法觀察干擾CR-1的癌細(xì)胞遷移和侵襲能力的情況。其研究結(jié)果表明，CR-1的沉默可顯著抑制前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲，同時還抑制基質(zhì)金屬蛋白酶；E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達水平增加，影響EMT的發(fā)生，提示CR-1可作為前列腺癌有效的治療靶點。此外，有研究者在對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的研究中也得到了相同的結(jié)論[14]。許多研究結(jié)果也證實，CR-1可通過參與TGF-β信號通路、Wnt/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）信號通路和GSK-3β-E-cadherin等信號通路以增強腫瘤細(xì)胞的侵襲能力[15-16]。

1.2.3 CR-1在腫瘤血管形成中的作用

大量研究表明，CR-1在促進腫瘤血管形成中起著重要作用。Francescangeli等[17]在對結(jié)腸癌異種移植裸鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn),高表達CR-1的裸鼠能動態(tài)調(diào)節(jié)腫瘤干細(xì)胞的增殖能力且促進腫瘤周圍血管的生成。也有研究結(jié)果表明，人乳腺癌細(xì)胞系中過表達的CR-1可促進細(xì)胞增殖、侵襲和血管樣結(jié)構(gòu)的形成；高表達CR-1的乳腺癌MCF-7細(xì)胞進行體外成瘤實驗時,被發(fā)現(xiàn)裸鼠體內(nèi)CD31細(xì)胞因子高表達,從而增強了癌細(xì)胞的血管生成能力[5]。由此可見，CR-1的表達與腫瘤血管形成密切相關(guān)。

1.2.4 CR-1在腫瘤預(yù)后評估中的作用

Wang等[18]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CR-1是肝癌患者總體生存時間（total lifetime,OS）和復(fù)發(fā)時間（time to recurrence，TTR）的獨立預(yù)后因素。高表達的CR-1也與肝癌患者TNM分期以及BCLC分期密切相關(guān)。CR-1過表達可導(dǎo)致肝癌細(xì)胞侵襲性增強以及預(yù)后不良。研究結(jié)果還證實，CR-1/AFP高表達可能是影響肝癌患者生存的潛在預(yù)后標(biāo)志物。Liu等[2]研究也證實，高表達CR-1的食管鱗狀細(xì)胞癌患者OS明顯降低,但高表達E-cadherin的患者OS顯著升高。因此，研究者認(rèn)為可通過兩項指標(biāo)的聯(lián)合檢測對食管鱗狀細(xì)胞癌患者預(yù)后進行整體評估?？傊珻R-1有可能是判斷腫瘤預(yù)后新的標(biāo)志物。

1.2.5 CR-1在腫瘤信號傳導(dǎo)通路中的作用

CR-1在腫瘤細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路中發(fā)揮重要作用。CR-1通過腫瘤細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路促進癌細(xì)胞增殖和侵襲轉(zhuǎn)移，結(jié)果促進了EMT發(fā)生。CR-1在EMT發(fā)生過程中主要通過蛋白降解和基因突變導(dǎo)致E-cadherin降低，參與腫瘤發(fā)生的許多生長因子均可誘導(dǎo)E-cadherin轉(zhuǎn)錄抑制劑的表達。在EMT進程中,CR-1與細(xì)胞內(nèi)各種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中細(xì)胞因子協(xié)同發(fā)揮重要作用，主要包括Wnt/β-catenin、TGF-β/Smad、Glypican/Src/Akt、Notch 信號通路等[19]。

（一）Nodal信號通路

有研究者在小鼠肉瘤病毒轉(zhuǎn)化實驗中證實肉瘤生長因子（sarcoma growth factor,SGF）的存在。由于它具有轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特性，又被稱為轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor,TGF）。TGF家族的一個重要亞群是TGF-β，它在調(diào)節(jié)早期胚胎發(fā)育和腫瘤EMT進程中起著重要作用[20]。CR-1作為TGF-β家族成員Nodal，GDFS1和3的受體促進Ⅰ型Alk4/Alk7絲氨酸-蘇氨酸激酶膜受體和激活素Ⅱ受體復(fù)合物，可促進磷酸化和Smad-2/Smad-3基因的表達，最終導(dǎo)致EMT的發(fā)生[15]。

（二）非Nodal信號通路

除Nodal信號通路外，CR-1還可作為磷脂酰肌醇聚糖（Glypican-1）的配體激活MAPK/PI3K/AKT信號通路，從而促進腫瘤細(xì)胞的增殖及轉(zhuǎn)移。Francescangeli等[17]在動態(tài)研究結(jié)腸癌時證實，CR-1與Glypican-1結(jié)合后，通過對Glypican/Src/Akt信號通路的調(diào)節(jié)，促進腫瘤細(xì)胞EMT發(fā)生。這些證據(jù)提示，在腫瘤細(xì)胞中通過Glypican/Src/Akt信號通路干擾CR-1的表達，能夠抑制腫瘤細(xì)胞生長并且抑制晚期致癌的作用。CR-1將可能成為一種新型的、動態(tài)調(diào)控結(jié)腸癌細(xì)胞功能的靶蛋白。同時，Das等[21]研究HeLa細(xì)胞時也發(fā)現(xiàn)，Glypican-1蛋白表達降低時，CR-1并不能促進Hela細(xì)胞增殖。此外，他們還發(fā)現(xiàn)重組CR-1可增加HeLa細(xì)胞中的PTEN的表達，通過MAPK/PI3K/AKT信號通路的調(diào)節(jié)，最終抑制Hela細(xì)胞生長。

（三）Wnt/β-catenin及Notch信號通路

Wnt/β-catenin 信號 通路由 Wnt、frizzled、Dsh、APC復(fù)合體（APC，GSK3β 和Axin蛋白）、β-catenin、Tcf/Lef組成[22]。CR-1除了能促進磷酸化的Smad-2活化Wnt/β-catenin信號通路外，還可結(jié)合Wnt受體脂蛋白受體相關(guān)蛋白（LRP）5和6,促進其與Wnt3a的結(jié)合；Wnt3a能夠增強β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性，提高β-catenin/Tcf的轉(zhuǎn)錄活性，從而激活下游基因過表達,誘導(dǎo)乳腺癌、胃癌、肝癌[15，23-24]等腫瘤EMT的發(fā)生。Xu等[8]發(fā)現(xiàn)通過Wnt/β-catenin信號通路，肺癌患者血清CR-1水平異常增高。前列腺癌中CR-1和EMT之間的相關(guān)性也被發(fā)現(xiàn)[25]。Wu等[13]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),過表達的CR-1在前列腺癌患者體內(nèi)通過Wnt/β-catenin信號通路，可導(dǎo)致E-cadherin低表達。CR-1和E-cadherin有望成為新的有價值的診斷和監(jiān)測前列腺癌患者的標(biāo)志物。Lo等[16]也研究證實在肝癌細(xì)胞中，高表達的CR-1將促進E-cadherin顯著降低，最終誘導(dǎo)EMT的發(fā)生。綜上所述，高表達的CR-1可通過Wnt/β-catenin信號通路上調(diào)GSK-3β促進EMT的發(fā)生，而抑制E-cadherin的表達。這些研究均證實CR-1蛋白與Wnt/β-catenin信號通路密切相關(guān)。此外，Rangel等[26]通過對乳腺癌的研究結(jié)果提示,CR-1還可通過Wnt/β-catenin信號通路對Notch受體進行調(diào)節(jié)，增強Notch1前體的分裂過程，導(dǎo)致Notch信號通路被激活，最終促進Nodal過表達，同樣也可導(dǎo)致EMT的發(fā)生。

1.3 CR-1與腫瘤的關(guān)系

1.3.1 CR-1與肺癌

Park等[10]應(yīng)用組織芯片技術(shù)檢測肺癌患者CR-1的表達情況。通過對265名肺癌患者的檢測，有250名患者CR-1過表達。過表達CR-1的肺癌患者與低表達患者相比預(yù)后不良。因此，CR-1既可作為臨床肺癌患者早期篩選高?；颊咻o助化療的臨床標(biāo)志物，又可作為肺癌患者預(yù)后評估的標(biāo)志物。Xu等[9]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清CR-1水平高于對照組和良性肺病患者，根據(jù)血清CR-1水平診斷為肺癌的敏感性是56.8%。約37.5%的癌胚抗原陰性肺癌患者CR-1的陽性率為95%。I/II期肺癌患者聯(lián)合使用CR-1和癌胚抗原這兩種標(biāo)記物進行檢測，與單獨進行癌胚抗原檢測相比，可增加21%的敏感性和95%的特異性。單因素分析顯示，CR-1陽性肺癌患者與陰性患者相比，其OS和無進展生存期（progression free survival,PFS）顯著縮短。多因素分析研究顯示，CR-1是PFS和OS的獨立預(yù)后因子。Kaplan-Meier生存曲線進一步證實陰性CR-1患者具有較長的PFS和OS。因此可證實血清中CR-1水平檢測是一種有效的診斷和預(yù)后評估肺癌的標(biāo)記物。

1.3.2 CR-1與胃癌

Zhang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胃癌患者組織中CR-1表達陽性率明顯高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者。CR-1表達水平也與胃癌的組織學(xué)分型以及勞倫分型相關(guān)。高表達CR-1有可能在胃癌發(fā)生和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。Zhong等[28]研究顯示，胃癌患者組織中CR-1陽性或E-cadherin陰性與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、肝轉(zhuǎn)移及TNM晚期相關(guān)。CR-1陰性或E-cadherin陽性的胃癌患者，5年生存率高于CR-1陽性或E-cadherin陰性患者。研究者應(yīng)用CR-1和E-cadherin同時對胃癌患者進行預(yù)后評估時發(fā)現(xiàn)，CR-1陽性和E-cadherin陰性胃癌患者的預(yù)后與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、肝轉(zhuǎn)移及TNM晚期均密切相關(guān),同時患者的存活率也最低。多變量分析顯示,CR-1陽性和E-cadherin陰性是胃癌獨立的預(yù)后因素。因此CR-1聯(lián)合E-cadherin檢測對胃癌患者轉(zhuǎn)移風(fēng)險預(yù)測及預(yù)后評估具有重要價值。

1.3.3 CR-1與乳腺癌

Castro等[29]利用動物模型研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)后不良的乳腺癌亞型三陰性乳腺癌（triple negative breast Cancer,TNBC）中，CR-1作為腫瘤胚胎干細(xì)胞標(biāo)記物，存在于腫瘤組織的紡錘體區(qū)域并且在其啟動子區(qū)域表現(xiàn)出活性，但在敲除CR-1基因后，能抑制乳腺癌腫瘤的生長和肺轉(zhuǎn)移的發(fā)生。因此，CR-1將可作為一個靶點為TNBC患者提供基因替代治療的策略。也有研究結(jié)果表明，乳腺癌MCF-7細(xì)胞中加入過表達的CR-1質(zhì)粒，與加入空質(zhì)粒的癌細(xì)胞相比，MCF-7細(xì)胞增殖、侵襲和遷移能力顯著增加[30]。研究者還發(fā)現(xiàn)過表達CR-1的MCF-7細(xì)胞通過激活A(yù)kt和Smad-2信號傳導(dǎo)通路，可促進乳腺癌細(xì)胞形成更加具有侵襲性的表型。

1.3.4 CR-1與前列腺癌

Liu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌組織中CR-1的表達水平比前列腺增生組織高，其還可促進腫瘤細(xì)胞EMT的發(fā)生，結(jié)果導(dǎo)致β-catenin水平升高以及E-cadherin水平降低。前列腺癌患者組織中過表達的CR-1與血清中前列腺特異抗原（prostate specific antigen,PSA）水平、Gleason評分、臨床分期與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。研究者進一步實驗證實，攜帶CR-1干擾質(zhì)粒的前列腺癌PC-3細(xì)胞侵襲及遷移能力均顯著降低。因此，CR-1可作為一個新的腫瘤標(biāo)志物，有助于前列腺癌患者臨床個體化治療的開展。

1.3.5 CR-1與其他腫瘤

研究人員在正常組織與食管癌，膀胱癌，肝癌、肺癌[2,4,9,18]等腫瘤組織中發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中CR-1的表達水平明顯高于正常組織,證明CR-1在許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。

1.4 CR-1在腫瘤診斷、治療和預(yù)后評估中的價值

1.4.1 CR-1在腫瘤診斷及預(yù)后評估中的價值

Xu等[9]通過對健康人和非小細(xì)胞肺癌患者血清CR-1的檢測發(fā)現(xiàn)，非小細(xì)胞肺癌患者血清CR-1水平顯著提高，并且與患者TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)。研究者以1.67 ng/mL的血漿濃度作為診斷閾值，對非小細(xì)胞肺癌有較好的診斷價值，提示血清CR-1檢測將可用于非小細(xì)胞肺癌的早期檢測手段。Kaplan-Meier分析結(jié)果顯示，與高血清CR-1患者相比，低血清CR-1患者OS和PFS更好。單因素和多因素Cox回歸分析表明，血清CR-1水平是影響非小細(xì)胞肺癌患者預(yù)后的獨立危險因素。同樣，Li等[31]研究證實，高表達CR-1的肝癌患者經(jīng)導(dǎo)管動脈化療栓塞術(shù)（transarterial chemoembolization,TACE）治療后可獲得較理想的總生存時間。因此，CR-1有可能是預(yù)測肝癌患者接受TACE治療的潛在預(yù)后因素，結(jié)合CR-1和腫瘤的特征有助于腫瘤患者預(yù)后進行評估。研究人員還發(fā)現(xiàn)高表達CR-1的食管癌、肺癌、膀胱癌及肝癌患者預(yù)后較低表達CR-1 的患者差[2，4，9，18]。因此證明高表達的 CR-1 參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，將會成為許多腫瘤有效的預(yù)后標(biāo)志物。

1.4.2 CR-1在腫瘤治療過程中的價值

根據(jù)CR-1的分子結(jié)構(gòu)可制備針對不同區(qū)域的兩種單克隆抗體（單抗）用于腫瘤患者的治療。一種是抗CFC區(qū)域的單抗，可阻斷Nodal和CR-1蛋白的結(jié)合；另一種是抗EGF區(qū)域的單抗，可阻斷Nodal和ALK4之間的作用，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生成。這些單抗都是作用于腫瘤組織的特異區(qū)域，不會與正常組織發(fā)生反應(yīng)，更不會損傷正常組織及細(xì)胞[32]。

大量研究表明，利用RNA干擾技術(shù)也可抑制CR-1基因的表達。攜帶干擾質(zhì)粒CR-1的腫瘤細(xì)胞增殖能力也能顯著降低。Liu等[2]轉(zhuǎn)染攜帶干擾質(zhì)粒CR-1的食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染組CR-1、干細(xì)胞以及EMT相關(guān)的基因表達水平明顯降低，腫瘤細(xì)胞的自我更新、成瘤以及轉(zhuǎn)移侵襲能力也同時下降。食管鱗狀細(xì)胞癌患者組織中CR-1的表達水平與腫瘤臨床TNM分期、侵襲性以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。因此，CR-1能夠成為一個腫瘤患者獨立的預(yù)后因素以及潛在治療的新靶點。Normanno等[33]研究也發(fā)現(xiàn)，抗CR-1的反義寡核苷酸治療能顯著抑制結(jié)腸癌、卵巢癌、肺癌和乳腺癌細(xì)胞的生長?？罐D(zhuǎn)化生長因子（TGF-alpha）和抗雙調(diào)節(jié)素（AR）反義寡核苷酸的實驗也得到類似的結(jié)論。用CR-1反義寡核苷酸治療腫瘤細(xì)胞，可顯著降低CR-1 mRNA和蛋白的表達水平。這些數(shù)據(jù)均表明CR-1有望成為不同類型腫瘤干預(yù)性治療的新靶點。

Zhang等[34]還發(fā)現(xiàn)，高表達CR-1的腫瘤患者對阿糖胞苷、順氯氨鉑，紫杉酚等化療藥物的敏感性顯著降低。研究結(jié)果表明，高表達的CR-1可促進NF-κB-TAK-1信號通路的調(diào)節(jié)，最終激活Survivin基因，從而增加腫瘤細(xì)胞凋亡的耐受性。

2 結(jié)語

綜上所述，CR-1是一個潛在的靶基因，與腫瘤的關(guān)系密切，其機制可能與 Nodal、Wnt/β-catenin 以及Notch信號通路有關(guān)，在腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移、腫瘤血管生成以及EMT過程中發(fā)揮重要作用；但是腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個多因素、多步驟的復(fù)雜過程。CR-1參與腫瘤發(fā)生發(fā)展進程的分子機制目前尚不十分清楚。因此，隨著對CR-1和腫瘤關(guān)系研究的不斷深入，CR-1將有利于腫瘤個體化治療和預(yù)后風(fēng)險的評估。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突