YKL-40在婦科腫瘤中的研究新進(jìn)展

王秀玲(綜述)，盧美松(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)科，哈爾濱 150001)

YKL-40在婦科腫瘤中的研究新進(jìn)展

王秀玲△(綜述)，盧美松※(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院婦產(chǎn)科，哈爾濱 150001)

YKL-40在多種惡性腫瘤細(xì)胞和炎性細(xì)胞中高度分泌及表達(dá)，其確切的生物學(xué)功能尚不十分清楚，但研究表明YKL-40在細(xì)胞中的增殖、分化、凋亡、轉(zhuǎn)移和侵襲、炎癥發(fā)生及腫瘤血管形成、組織重構(gòu)中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用。近年研究發(fā)現(xiàn)，YKL-40與婦科多種疾病如卵巢癌、宮頸癌、內(nèi)膜癌、子宮內(nèi)膜異位性疾病等關(guān)系密切。現(xiàn)著重闡述YKL-40的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、組織來源、生物學(xué)功能以及與婦科腫瘤相關(guān)性的研究。

人類軟骨蛋白39(YKL-40);卵巢癌;宮頸癌;子宮內(nèi)膜癌;子宮內(nèi)膜異位癥

YKL-40又名人類軟骨蛋白39(HCgp-39)，屬于哺乳動物殼質(zhì)酶樣蛋白成員，最初在牛乳清中被發(fā)現(xiàn)，隨后 Johansen等［1］于1992年研究發(fā)現(xiàn)，在軟骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞及骨肉瘤細(xì)胞(MG63)中大量分泌，依據(jù)其氨基末端分別為酪氨酸(Y)、賴氨酸(K)、亮氨酸(L)及相對分子質(zhì)量約為40 000而命名。1993年Hakala等［2］公布了甲殼質(zhì)酶40的完整氨基酸序列及cDNA序列。研究發(fā)現(xiàn)YKL-40在多種惡性腫瘤組織中有特異性表達(dá)，因此認(rèn)為YKL-40參與了腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)就YKL-40的分子結(jié)構(gòu)、組織來源、生物學(xué)功能及在婦科腫瘤中的表達(dá)和研究進(jìn)行綜述。

1 YKL-40的分子結(jié)構(gòu)、組織來源及分布

1.1 YIL-40的分子結(jié)構(gòu) YKL-40蛋白由一條多肽鏈組成，含有383個氨基酸，其相對分子質(zhì)量約為40×103，等電點(diǎn)為 7.6。依據(jù)其氨基酸，YKL-40屬于糖類水解酶18家族，但由于它與哺乳動物殼質(zhì)酶類似蛋白的氨基酸序列具有極高的同源性，而將其歸類于殼質(zhì)酶類似蛋白家族的一員。人YKL-40的三維晶體結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了18糖基水解酶家族的經(jīng)典折疊。這一結(jié)構(gòu)分為兩個球形區(qū)域：一個大的核心區(qū)域包括8個β/α型結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的磷酸丙糖異構(gòu)酶桶狀折疊，一個小的α/β結(jié)構(gòu)域包括5個反平行β折疊、1個α螺旋，插入在β7和α7之間的環(huán)里。這構(gòu)成了YKL-40活性位點(diǎn)的類似溝的特征。YKL-40的基因位于1號染色體的q31～q32上，有7948個堿基對，包含10個外顯子和跨越了8 kb的基因組DNA。據(jù)報道YKL-40基因有兩種亞型，一種是包含1-10外顯子，另一種是不含第8個外顯子［3］。

1.2 YKL-40 的組織分布在人體正常組織中，YKL-40表達(dá)的高低與細(xì)胞的活性呈正相關(guān)。在細(xì)胞水平，當(dāng)組織快速增殖、顯著分化和形態(tài)學(xué)發(fā)生變化時YKL-40有高表達(dá)。正常的骨髓、單核細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等也可表達(dá)KYL-40蛋白;用粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、巨噬細(xì)胞集落刺激因子和脂多糖刺激單核細(xì)胞，可使YKL-40的基因表達(dá)分別增加288倍、182倍和31倍［4］。YKL-40是一種自身控制分泌的蛋白，隨著年齡的增長分泌增多，研究表明年齡是影響血漿中YKL-40濃度的重要因素［5］，同 Johansen 等［6］研究 80 歲左右老人血清中YKL-40明顯高于年輕人的結(jié)論一致。

近幾年研究發(fā)現(xiàn)，來源于骨、腦、乳腺、甲狀腺肺、胰腺、腎、結(jié)直腸、卵巢、前列腺和子宮的惡性腫瘤細(xì)胞均可產(chǎn)生、分泌和表達(dá)YKL-40蛋白，微陣列基因分析也提示編碼YKL-40的基因在起源于這些細(xì)胞的不同上皮組織和間質(zhì)新生物或細(xì)胞株中過度表達(dá)［7］。許多研究也證明了YKL40能夠在原發(fā)性或轉(zhuǎn)移性乳腺癌、結(jié)直腸癌、惡性膠質(zhì)瘤、腎癌、肺癌、黑素瘤、卵巢癌、胰腺癌等細(xì)胞中表達(dá)［8］。

YKL-40還可以表達(dá)于其他一些疾病，尤其是一些以炎癥或組織重建為特征的疾病，如肝病(肝硬化、肝纖維化、脂肪肝)，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，嚴(yán)重骨關(guān)節(jié)炎，細(xì)菌感染，炎癥性腸病等［3］。近幾年研究報道，在2型糖尿病、冠心病、急性心肌梗死患者血清中［9］，哮喘患者血清及肺組織中，艾滋病性腦炎［10］的腦脊液中YKL-40均明顯升高。

2 YKL-40的生物學(xué)功能

目前YKL-40的確切生物學(xué)功能仍不是很清楚，但YKL-40在人體組織中廣泛參與細(xì)胞的增殖、分化、生長，抗凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移，血管發(fā)生，炎性反應(yīng)以及腫瘤周圍細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)等多種生命細(xì)胞活動。

2.1 YKL-40與細(xì)胞增殖、分化、抗凋亡 許多研究表明YKL-40具有生長因子作用和抗凋亡作用。Johansen等［4］對人胚胎和胎兒時期的肌肉和骨骼組織的研究發(fā)現(xiàn)，YKL-40在軟骨、骨、骨連接及肌肉組織中快速增殖，顯著分化，在組織形態(tài)改變中呈高表達(dá)，這表明YKL-40在肌肉和骨骼系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展中，與細(xì)胞增殖、分化、組織中形態(tài)的發(fā)生密切相關(guān)。另外，也有學(xué)者認(rèn)為YKL-40可能是一種抗凋亡蛋白，可通過腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素6和核因子κB激活途徑導(dǎo)致細(xì)胞增殖，其作用機(jī)制可能是通過磷酸肌醇3激酶和蛋白激酶B磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生存［11］。然而，Nielsen 等［12］研究發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞介素6對調(diào)控血漿中YKL-40濃度起重要作用，腫瘤壞死因子α無調(diào)控作用。

2.2 YKL-40與血管生成 YKL-40通過促進(jìn)血管分支的形成來調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)學(xué)，在血管發(fā)生中可能是通過刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和組織再生起作用。Shao等［13］報道，乳腺癌中YKL-40表達(dá)與血管密度相關(guān)，并且大鼠在種植了乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231及結(jié)腸癌細(xì)胞株HCT-116后，YKL-40異位表達(dá)組較對照組腫瘤體積大，擁有廣泛的血管生成表現(xiàn)，使用小干擾RNA基因阻斷YKL-40的基因表達(dá)能夠抑制腫瘤血管生成。

2.3 YKL-40與炎性反應(yīng) YKL-40在許多種炎癥性疾病如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、嚴(yán)重骨關(guān)節(jié)炎、細(xì)菌感染、炎癥性腸病等中高表達(dá)［3］。Nordenbaek 等［14］在對社區(qū)獲得性肺炎的研究中發(fā)現(xiàn)，肺炎患者或菌血癥患者血清中YKL-40濃度比健康人的高8～10倍，且與特殊的中性粒細(xì)胞有密切關(guān)系，表明血清YKL-40水平反映了特殊中性粒細(xì)胞對病源微生物的吞噬作用。因此，YKL-40廣泛地參與了人體組織的炎性反應(yīng)。

2.4 YKL-40 與細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲 Roslind 等［15］用免疫電子纖維技術(shù)發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中YKL-40表達(dá)的多少與中間纖維和橋絲有關(guān)，提示YKL-40在上皮細(xì)胞的功能可能與細(xì)胞活力和細(xì)胞間黏附力有關(guān)，該特性與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)。有研究認(rèn)為YKL-40在腫瘤組織中活化后，通過自身活性，降解基底膜成分，同時調(diào)節(jié)肌動蛋白細(xì)胞骨架，促進(jìn)細(xì)胞遷移，最終導(dǎo)致腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.5 YKL-40與組織重構(gòu) 目前研究認(rèn)為，YKL-40在組織重構(gòu)過程中，可起到阻止細(xì)胞外基質(zhì)分解代謝和控制組織重構(gòu)的作用［11］。Jensen等［16］對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，組織中YKL-40高表達(dá)、血清中YKL-40高濃度與組織重構(gòu)強(qiáng)度相關(guān)。Lau等［17］研究發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移時YKL-40基因表達(dá)上調(diào)，表明YKL-40與腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)相關(guān)。

3 YKL-40與婦科腫瘤

隨著對YKL-40生物學(xué)特性研究的深入，其與腫瘤的關(guān)系備受國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。研究表明腫瘤患者血漿中 YKL-40水平越高，早期死亡的風(fēng)險越大［18］。近幾年，對YKL-40在婦科疾病中的表達(dá)和作用的研究日益廣泛，且研究顯示YKL-40蛋白與婦科腫瘤的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。

3.1 YKL-40與卵巢癌 YKL-40與卵巢癌的研究近年來已經(jīng)比較多見，65%的Ⅰ和Ⅱ期的卵巢癌患者，74%～91%的Ⅲ和Ⅳ期卵巢癌患者以及55%的首發(fā)卵巢癌患者血清 YKL-40水平增高［19］。Zou等［20］研究顯示，卵巢癌患者血清中YKL-40水平與正常卵巢組織和卵巢良性腫瘤組織相比顯著升高，且與分期明顯相關(guān)，血清中YKL-40水平越高則其期別越晚。表明YKL-40表達(dá)水平同卵巢癌的惡性程度呈正相關(guān);與患者的生存期呈負(fù)相關(guān)。且YKL-40對于診斷卵巢癌的靈敏度和特異度分別為92.9%、94.4%，如果聯(lián)合監(jiān)測CA125診斷卵巢癌的靈敏度則增加到98.2%，而特異度降至 81.3%。Gronlund 等［21］研究發(fā)現(xiàn)，血清YKL-40水平升高增加了卵巢癌二線化療藥物耐藥性的風(fēng)險，從生物學(xué)角度說明YKL-40表達(dá)增高可能與卵巢癌細(xì)胞的增殖和抗凋亡有關(guān)。它極有可能成為卵巢癌的一個治療靶點(diǎn)。

3.2 YKL-40 與子宮內(nèi)膜癌 Peng等［22］采用免疫組化技術(shù)對68例子宮內(nèi)膜癌患者研究時發(fā)現(xiàn)，YKL-40蛋白表達(dá)水平在子宮內(nèi)膜癌組織中顯著高于正常和增生子宮內(nèi)膜，且YKL-40的表達(dá)水平與組織學(xué)分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和淋巴血管侵襲有關(guān)，提示YKL-40可作為子宮內(nèi)膜癌患者病情監(jiān)測及預(yù)后的有用指標(biāo)。Diefenbach等［23］研究結(jié)果顯示，術(shù)前76%的內(nèi)膜癌患者血清YKL-40水平升高，在5年追蹤隨訪中發(fā)現(xiàn)，術(shù)前血清中YKL-40升高的患者病情無進(jìn)展期比值為43%，明顯低于YKL-40較低者(80%)。相應(yīng)地，前者總體生存期(48%)也明顯低于后者(79%)，這一研究表明血清YKL-40濃度對內(nèi)膜癌患者的診斷和預(yù)后評估有重要的價值。

3.3 YKL-40 與宮頸癌 Mitsuhashi等［24］對宮頸癌的研究發(fā)現(xiàn)，在子宮頸腺癌中，血清YKL-40水平比血清鱗狀細(xì)胞癌抗原、CA125、CA199在鑒別子宮頸腺癌與正常對照組中更具有優(yōu)越性。如果以血清YKL-40值92.2 μg/L 為分界點(diǎn)，宮頸腺癌Ⅰ期患者中血清YKL-40的敏感度為68%，比 CA125、CA199和SSC三種標(biāo)志物的敏感度都高(11%～21%)，而免疫組織化學(xué)提示子宮頸腺癌相關(guān)的巨噬細(xì)胞對YKL-40具有免疫反應(yīng)性，但腫瘤細(xì)胞本身卻沒有表達(dá)，高水平的YKL-40提示預(yù)后不良;而在診斷子宮頸鱗癌中，血清YKL-40與鱗狀細(xì)胞癌抗原的靈敏度相當(dāng)，高于CA125和CA199的靈敏度。多變量分析顯示子宮頸腺癌術(shù)前YKL-40水平是一個獨(dú)立的預(yù)后因素，升高者提示預(yù)后不良。因此，子宮頸腺癌血清中YKL-40水平可能作為一個預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)。Johansen等［25］對116例子宮頸癌患者血清中YKL-40濃度檢測，發(fā)現(xiàn)YKL-40血清濃度在子宮頸癌患者中最高，明顯高于健康婦女組和宮頸上皮內(nèi)瘤變組，且隨著臨床期別的增高，YKL-40表達(dá)水平越高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。提示YKL-40可能是新的生物標(biāo)志物，也可能是宮頸癌的診斷、臨床分級及預(yù)后的新指標(biāo)。

3.4 YKL-40與子宮內(nèi)膜異位性疾病 子宮內(nèi)膜異位癥和腺肌病雖是良性疾病，但卻具有惡性腫瘤增殖、浸潤、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)的生物學(xué)行為，所以研究者近幾年開始關(guān)注YKL-40與子宮內(nèi)膜異位性疾病的研究。尹緒愛等［26］在研究YKL-40在子宮腺肌病在位及異位內(nèi)膜中的表達(dá)及臨床意義中發(fā)現(xiàn)，YKL-40在子宮腺肌病在位內(nèi)膜、異位內(nèi)膜均有較高的陽性表達(dá)(78.95%和 81.58%)，與對照組(31.25%)相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。最近Kim等［24］用免疫組化研究YKL-40在腹膜型子宮內(nèi)膜異位癥組織中表達(dá)時發(fā)現(xiàn)，YKL-40在腹膜型內(nèi)異癥中異位組織中的陽性表達(dá)為63%，以美國生殖醫(yī)學(xué)學(xué)會修訂的內(nèi)異癥分類(ASRM RCE)評分為參照，陽性表達(dá)有意義。由此可見，YKL-40可能在子宮內(nèi)膜異位性疾病的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，可能是新的生物標(biāo)志物，有助于闡明子宮內(nèi)膜異位性疾病新的發(fā)病機(jī)制。

4 展望

目前，對于YKL-40在腫瘤細(xì)胞中的增殖、分化、生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，血管發(fā)生，炎性反應(yīng)以及腫瘤周圍細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)方面所起的作用尚不十分清楚，血清YKL-40作為腫瘤或其他疾病的生物標(biāo)志物的應(yīng)用尚未得到共識。相信隨著對分子生物學(xué)研究的不斷深入，YKL-40在婦科腫瘤中的生物學(xué)功能會得到進(jìn)一步證實(shí)，它可能成為未來抗腫瘤治療的新靶點(diǎn)，在腫瘤的早期診斷、治療評價及預(yù)后監(jiān)測等方面發(fā)揮重要作用，為腫瘤防治提供新的思路和手段。

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Recent Research Progress of YKL-40 in Gynecologic Neoplasms

WANG Xiu-ling，LU Mei-song.(Department of Obstetrics and Gynecology，the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University，Harbin150001，China)

YKL-40 is expressed and secreted by several types of cancer cells and inflammatory cells，and the exact biological function of YKL-40 is unknown，while studies indicate that it may play an important role in cancer cell proliferation，differentiation，protection against apoptosis，stimulation of angiogenesis and regulation of extracellular tissue remodeling.In recent years，studies have showed that YKL-40 is closely related to various gynecologic diseases such as ovarian cancer，cervical cancer，endometrial carcinoma and endometriosis.Here is to make a review on the structure characteristics，tissue source，biological functions of YKL-40 and the related research with gynecologic neoplasms.

Human cartilage glycoprotein-39(YKL-40);Ovarian cancer;Cervical cancer;Endometrial carcinoma;Endometriosis

R711.71

A

1006-2084(2012)13-2025-03

2011-11-25

2012-02-23 編輯：樓立理