骨橋蛋白與肝癌的研究綜述

萬幼峰（綜述） 陳玉強（審校）

廈門174醫院腫瘤中心（361003）

我國是肝癌的高發國家，肝癌的病死率占惡性腫瘤的第2位。盡管肝癌的基礎和臨床研究取得了很大進展，但是其機制尚未完全明了。目前，肝癌的預后仍很差，侵襲和轉移是影響其預后的兩大因素，即使完全切除的肝癌，其復發率也高達60%～70%[1]。肝癌的轉移和復發是多基因參與、多階段發展的過程，有些很小的肝癌已具有明顯的轉移潛能，個體差異很大。因此，早期預測和防止肝癌轉移復發是肝癌治療的中心工作。已發現許多分子在肝癌轉移復發中發揮作用，其中p16異常[2]、p53突變[3]、EGFR[4]、VEGF[5]、ICAM-1[6]等與肝癌轉移復發正相關，但是其敏感性和特異性不盡如人意。

近年來，許多研究表明，骨橋蛋白（Osteopontin，OPN）是一種與多種腫瘤細胞生長、增殖、浸潤、轉移和預后密切相關的生物因子[7]，是一種新的腫瘤標志物，也可能成為一種新的抗癌治療靶點。本文就OPN與肝癌的研究進展作一綜述。

1 OPN的結構

1979年，Senger等[8]在惡性轉化的上皮細胞株中首次發現OPN，時稱轉化相關磷酸蛋白。1985年，Franzen等[9]從骨組織中分離出一種磷蛋白，經證實其特性與Senger等發現的磷酸蛋白相同，并正式命名為骨橋蛋白。

人類OPN 基因位于染色體4q13，是一個獨立編碼基因，由7個外顯子和6個內含子組成。OPN是一種具有多種生物學活性的分泌性鈣結合酸化糖蛋白，屬于小整合素結合配體N端聯結糖蛋白家族，由近300個氨基酸組成，相對分子量44×103，富含天冬氨酸和絲氨酸殘基。OPN的一級結構中含有特異性的RGD序列（Arg-Gly-Asp序列），它是一種黏附基序，在與其主要受體如整合素等的結合中起重要作用，從而增強細胞與細胞、細胞與基質的黏附，介導細胞的移行。

OPN廣泛存在人體多種組織，如骨、軟骨、胃、乳腺、腎臟、前列腺、結/直腸等，正常體液中也有微量的OPN。腫瘤發生、發展及轉移過程中OPN表達上調。Yeatman等[10]通過篩選12000個基因，確定OPN為臨床首選的腫瘤標志物。

2 OPN的生理功能

來源于不同細胞的OPN可能有不同的結構特點，不同程度糖基化的OPN功能差異較大，這些因素決定了OPN在生物體內具有多種生理功能。OPN的生理功能主要有：①介導細胞黏附[11]：OPN通過細胞黏附序列RGD和非依賴RGD序列與細胞表面的多種整合素受體（аνβ3、аνβ5、CD44ν6）結合，通過某些機制與ECM結合參與細胞的黏附、遷移和增殖；②調節礦化組織的形成與重建；③免疫應答：OPN曾被稱為早期T淋巴細胞活性蛋白1，在細胞免疫應答過程中，OPN是重要的也是最早期起作用的細胞因子，可加強Th1并抑制Th2的表達；同時OPN還可以通過巨噬細胞的趨化，誘導產生IL-12，而產生炎性反應和免疫反應；④通過與整合素的相互作用，以來Ca2+的方式參與細胞信號轉導；⑤通過誘導血管內皮細胞的遷移，上調血管內皮生長因子（VEGF）受體效應，促進內皮芽生，而誘發新生血管形成[12]；⑥抑制細胞凋亡：OPN通過與細胞表面的аνβ3結合，活化NF-κB，從而抑制細胞凋亡。

3 OPN與肝癌

Coppola等[13]發現OPN在人類的許多腫瘤中高表達，包括肝癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、食管癌、神經膠質瘤、前列腺癌、結直腸癌、卵巢癌、頭頸部鱗癌等。隨后許多基礎與臨床研究證明，OPN與許多腫瘤的發生、進展、轉移、復發密切相關。近幾年，OPN與肝癌的發生、發展以及轉移復發的關系是國內外的研究熱點。在原發性肝癌細胞中大量合成并分泌OPN，血清中OPN也顯著升高，它通過RGD序列與整合素、CD44、VEGF、EGFR、肝細胞生長因子（HGF）、基質金屬蛋白酶（MMP）等相互作用促進細胞的趨化、黏附和遷移。

3.1 OPN與肝癌的發生

Tuck等[14]運用基因轉染技術在鼠PAP2細胞表達反義OPN mRNA，來檢測反義OPN mRNA的表達對該細胞的致癌能力和轉移能力的影響，從而發現那些能表達反義OPN mRNA的癌細胞株接種到雞胚和裸鼠身上，與不表達反義OPN mRNA的癌細胞株相比較，它們致癌能力減弱或消失，即使產生腫瘤，其生長速度大為減慢，用Northern-blot分析發現這些癌細胞也沒有表達反義OPN mRNA。轉染試驗結果表明OPN的高表達可使良性腫瘤向惡性轉化，證明OPN在刺激腫瘤發生、生長過程中起重要作用。

3.2 OPN與肝癌的復發與轉移

Ye等[15]通過對伴隨轉移的人原發性肝癌的基因表達特征研究發現，OPN是轉移性肝癌中過表達的一個主要基因，同時在高轉移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中，OPN特異性抗體能有效阻斷肝癌細胞的侵襲性，能明顯抑制肝癌細胞在裸鼠體內的肺轉移的發生，因此推測肝癌中OPN的表達賦予細胞轉移表型。陳榮新等[16,17]將OPN轉染SMMC-7721細胞株獲得穩定高表達OPN的細胞株，體外觀察細胞運動、侵襲能力明顯增強，經基因芯片檢測發現，SMMC-7721細胞株高表達OPN后有88個腫瘤轉移相關基因表達上調，6個腫瘤轉移相關基因表達下調，同時用ELISA方法檢測細胞培養上清液，發現SMMC-7721細胞株高表達OPN后MMP-2、u-PA水平明顯升高，而MMP-9變化不大，與基因芯片結果相符，表明OPN可能是通過上調MMP-2、u-PA等基因表達促進肝癌轉移。近幾年，許多臨床試驗也證實OPN與肝癌轉移、復發顯著相關。Gotoh等[18]用定量PCR檢測30例肝癌臨床標本，肝癌組織OPN表達明顯高于正常組織，而且OPN表達陽性的細胞多見于癌結節周邊，臨近細胞外基質，但OPN的高表達與腫瘤血管浸潤或肝內轉移無關。Pan等[19]分析了240例肝癌標本OPN mRNA表達情況，證明OPN mRNA高表達與AFP升高、p53突變、大腫瘤、分期晚、分級高、早期復發或轉移以及10年生存率低有關，在早期肝癌，OPN mRNA高表達可以預測早期復發。

OPN與肝癌復發、轉移相關的可能的一些機制：①OPN通過RGD序列與腫瘤細胞表面的整合素受體аνβ3等相互作用，誘導多種激酶（如PI3、NIK、PLC、PKC、MAPK）的磷酸化與活化，這些活化的激酶進一步激活相關轉錄因子（如NF-κB、AP-1）進而誘發合成、分泌基質降解相關的蛋白酶如u-PA、MMPs，從而溶解細胞外基質屏障，最終導致細胞運動性增強，腫瘤發生浸潤轉移。②OPN與血管通透因子（VPF）和血管內皮生長因子（VEGF）發揮協同作用，大大提高腫瘤細胞的遷移能力。③OPN通過誘導腫瘤細胞新生血管形成而促進腫瘤生長、轉移，新生血管不僅為腫瘤快速生長提供營養，而且還是腫瘤經血液轉移的重要條件。④OPN通過抑制激活的巨噬細胞產生NO，使轉移的腫瘤細胞易于成活。⑤OPN通過分泌途徑發揮作用。腫瘤細胞分泌的OPN 能與自身細胞表面的整合素受體結合，促進自身生長和遷移。⑥OPN介導腫瘤細胞免疫逃逸作用。

3.3 OPN與肝癌的診斷與篩查

目前臨床對肝癌的篩查與診斷主要依靠AFP，但是仍有25%～30%的肝癌患者AFP陰性，這些患者需要完善肝穿刺細胞學或組織學檢查以確診。但是肝穿刺為有創檢查，且加重了患者經濟負擔，部分患者可能抗拒，另外在一些基層醫院開展受限制，這些可能會導致部分患者病情的延誤。研究發現，肝癌細胞產生大量OPN，部分釋放入血，致血漿OPN水平升高，且OPN在血漿中相對穩定，OPN的升高與AFP并不完全一致，甚至有研究表明OPN檢測較AFP更為靈敏，至少OPN與AFP的聯合檢測能提高臨床肝癌的診斷與篩查能力。劉兵團等[20]研究表明，肝癌患者血清OPN顯著高于正常對照（P＜0.01），并根據血清OPN表達曲線分析結果將76.2μg/L作為診斷肝癌的臨床指標，其診斷肝癌的靈敏度、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別為90.2%、90.6%、93.8%、85.3%。鑒于以上研究樣本量的問題，以及僅僅是單中心研究，相似的研究還不多，OPN診斷篩查肝癌的實驗室標準還需要進一步確定，但是，作為一項診斷篩查指標，OPN的價值是確鑿無疑的。

3.4 OPN與肝癌的靶向治療

肝癌的靶向治療方興未艾，近年來，立卡汀在肝癌的治療中獲得了長足的進步。OPN與肝癌發生密切相關，是其復發、轉移的關鍵分子，隨著科研的進一步深入，針對OPN的治療有可能在肝癌治療領域取得重大突破。如運用基因工程技術針對OPN轉錄、翻譯及翻譯后水平的調控，從而調節OPN的表達，有可能改變肝癌的惡性表型，有可能降低肝癌轉移、復發的能力；隨著對OPN參與的肝癌復發、轉移的信號轉導通路的進一步研究，對其中的關鍵分子、關鍵環節進行調控，可能控制肝癌的轉移、復發；陸健、曾文等[21,22]研究均表明OPN在肝癌組織中表達顯著高于肝硬化及正常肝組織（P＜0.05），且OPN的表達和HBV感染顯著相關（P＜0.05），HBV感染被公認在肝癌的起因、發生發展中發揮重要作用，尤其在我國更是如此，目前針對OPN與HBV關系的研究不多，規模也較小，研究也不夠深入，下一步隨著OPN與HBV關系的逐步闡明，是否可以通過抑制HBV的復制從而可以抑制OPN的表達，進而降低肝癌復發轉移風險；目前，單克隆抗體如Rituximab、Cetuximab、Bevatuximab等，在腫瘤治療中占有重要地位，體外試驗表明OPN特異性抗體能降低肝癌細胞穿透基質的能力，另外的研究表明OPN特異性抗體能抑制高轉移性人肝癌裸鼠模型HCC-LM3中肝癌細胞在裸鼠體內的肺轉移的發生，目前OPN與肝癌復發轉移的機制仍有待進一步闡明，且OPN有種屬特異性，OPN抗體在肝癌的臨床治療仍有相當長的一段路要走。

4 小 結

總之，OPN與肝癌的發生發展密切相關，是肝癌轉移復發的分子標簽，隨著分子生物學的縱深發展，臨床上肝癌轉移復發預警體系將得到進一步完善，同時OPN在肝癌的臨床診斷篩查中也有著重要價值。另外，隨著研究進一步深入，針對OPN的靶向藥物的發現及應用必將使肝癌的診治水平提高到一個新的高度。

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