整合素連接激酶在婦科腫瘤中的研究新進展

鄭雪琴，張軼清 (皖南醫(yī)學院，安徽 蕪湖 241002)

整合素連接激酶在婦科腫瘤中的研究新進展

鄭雪琴，張軼清 (皖南醫(yī)學院，安徽 蕪湖 241002)

整合素連接激酶;信號傳導;婦科腫瘤

ILK是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，它是GE等于1996年以整合素β1亞單位胞漿區(qū)為誘餌［1］，從酵母雙雜交篩選系統(tǒng)中得到的一個cDNA片段。該基因在哺乳動物的不同細胞和組織中廣泛表達，在進化上高度保守，ILK在線蟲、果蠅、小鼠和人中都有同源類似物。

1 ILK的結構和生物學特性

人的ILK基因是定位于11P15.5－P15.4上，編碼有452個氨基酸，相對分子量為59 000，全長1.8 kB的包括錨蛋白重復序列的cDNA片段，它含有三個結構域:C端(186－451位氨基酸)是激酶活化區(qū)域，是整合素結合位點，能夠磷酸化β1、β2、β3的胞漿結構域，而錨定于整合素，從而介導細胞與細胞外基質的連接，達到影響細胞的多種生命活動。還能磷酸化蛋白激酶B(PKB)和糖原合成酶激酶－3(GSK－3)，也能夠自我磷酸化。中間的(180～212位氨基酸)為磷酸肌醇結合結構域，也叫PH結構域，它和C端結構域有部分的重疊，為血小板－白細胞C激酶底物同源域，能夠結合蛋白激酶PI3K，使得ILK充分激活，參與調節(jié)激酶自身的活性。N端(33～164位氨基酸)為4個錨蛋白重復序列，該結構可能介導ILK與其他信號分子或細胞骨架等蛋白間相互作用，也可能和粘著斑蛋白(PIHCH)的LIM結構域結合，從而對ILK定位到粘著斑有調控作用。此外，ILK還有一些高度保守而且重要的序列，如:APE序列等，如果將ILK的第359位氨基酸的谷氨酸突變?yōu)橘嚢彼幔瑒tILK將失去活性。

2 ILK的信號傳導途徑

ILK是一個多功能蛋白，參與體內的多種信號傳導通路，包括整合素信號通路，生長因子信號通路，Wnt信號通路等，在調節(jié)細胞黏附、凋亡、遷移、細胞周期、基質積聚、胚胎發(fā)育及腫瘤形成等過程中起重要作用。在體外對ILK進行活性分析，它不但能自我磷酸化，而且也能磷酸化許多外源底物，如:整合素β1胞漿區(qū)域，髓鞘堿性蛋白，PKB/Akt，GSK－3，不依賴 Ras的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)，上皮細胞間質轉化(EMT)和β－連環(huán)蛋白(β－catenin)等。從而參與多種細胞行為。

2.1 ILK與整合素的信號通路:ILK能夠與整合素β1亞基的胞漿結構域相互作用，為整合素信號傳導通路中的重要信號分子，PINCH是一種接頭蛋白［2］，含有5個LIM區(qū)域和一個核定位信號，能與整合素一起參與細胞的黏附。整合素本身不含PINCH結合位點，而是通過ILK的N－末端的ANK序列和PINCH的N－末端LIMI結構域上的第二個鋅指結合而產生作用，再通過ILK的C端直接與整合素胞質域結構結合，形成PINCH－ILK－整合素復合物，從而參與整合素的信號通路。

2.2 ILK與生長因子的信號通路:ILK不僅作為一種分子支架，在細胞與細胞外基質中發(fā)揮重要的作用，而且還作為一個信號分子，參與了細胞信號的轉導，對細胞的生存、分化、增殖進行著調控。而這種機制可能是通過PI3K信號傳導途徑介導的，ILK的PH樣結構與PI3K的產物3，4，5－3磷酸肌醇結合而產生作用。最近研究證實Nck－2是一種接頭蛋白，它能將細胞黏附與生長因子信號通路連接起來［3］，Nck－2包含一個C－末端的SH2區(qū)域和三個N－末端SH3區(qū)域，它可以通過第三個SH3結構域與PINCH的第四個LIM結構域結合，使得Nck－2和ILK連接而產生作用。Nck－2的SH3結構域還可以和胰島素效應底物1(IRS－1)結合，而SH2結構域可以與配子激活的表皮生長因子受體(EGF)、血小板生長因子受體(PDGF)結合，形成Nck－2所介導的超分子復合物，為ILK參與生長因子的信號通路提供了一定的依據(jù)。

2.3 ILK與Wnt信號通路:Wnt信號通路是一種高度保守，對胚胎發(fā)育和形態(tài)形成有控制作用的信號途徑，該途徑是由一系列癌基因和抑癌基因編碼的蛋白質成分，而各蛋白質之間相互聯(lián)系，相互制約，在細胞的增值、分化、粘連和運動中發(fā)揮著重要作用。其中LEF－1/β－catenin通路是個研究中研究最多，最為深入的一個分支，ILK通過與LEF－1結合形成復合物，而胞漿內的β－catenin主要與細胞膜上的E鈣黏素(E－cadherin)相結合，介導細胞黏附，促進β－catenin核轉運，使得β－catenin的降解減少，同時誘導LEF－1的表達和轉錄，兩者協(xié)同作用，最大限度的定位于細胞核，使得胞漿中的游離β－catenin減少，從而使得E－cadherin表達下降，間質細胞基因表達上調，而使細胞間的黏附能力喪失，細胞與細胞外基質的相互作用減弱，上皮細胞轉化，腫瘤發(fā)生。

3 ILK與腫瘤的形成侵襲和轉移

3.1 ILK與腫瘤的形成:ILK存在于人體的多種正常組織中，如:心、肝、骨骼肌、肺、腎、前列腺、胰腺等，而ILK的上調與人類的多種腫瘤有關。Chung等報道ILK在人類幾種腫瘤中表達顯著增高［4］，主要有尤文肉瘤，成神經(jīng)管細胞瘤和多種神經(jīng)間葉腫瘤，結果提示:ILK表達可能為神經(jīng)分化腫瘤的一種新型標志物，Itor等發(fā)現(xiàn)ILK在正常胃黏膜中表達下降［5］，在胃癌中高度表達，并與腫瘤的浸潤深度及淋巴結轉移程度呈正相關，故認為ILK可能成為胃癌侵襲性的新的生物學指標，Marotta等研究表明ILK在結腸癌中高表達，通過選擇性阻斷ILK的信號傳導［6］，將有可能成為一種更有效的治療結腸癌的方法。Garff等研究認為ILK的表達加速了人類前列腺癌細胞系的進程［7］，而且表明ILK與前列腺癌的分級有關，與患者的預后呈反比。Qi等研究得出ILK表達量與前列腺腫瘤的形成密切相關［8］，ILK表達激增可能作為某些前列腺癌復發(fā)的指標。Takanami則認為ILK與小細胞肺癌的生長，侵襲有關，ILK高表達，則患者預后不良［9］，Jenny等研究發(fā)現(xiàn)ILK在肝細胞癌組織中較正常中表達明顯增長吧［10］;Mark等則認為ILK在胰腺癌的細胞增殖和凋亡中有非常確切的作用［11］。

以上研究表明ILK在人類的多種正常組織中均有微弱的表達并發(fā)揮生理作用，而ILK的表達和活性的微小改變，可能與人類腫瘤的發(fā)生密切相關。細胞與細胞外基質的相互作用能夠調控著細胞的生長、分化、遷移等，對細胞的程序性死亡進行著一定的調節(jié)，一旦細胞與細胞外基質相互作用的平衡被打破，細胞的程序性死亡途徑必將會發(fā)生紊亂，從而導致細胞發(fā)生癌變。細胞癌變的顯著標志:就是細胞不依賴黏附生長，即在缺乏細胞錨定下，細胞的程序性死亡途徑被抑制，整合素和生長因子參與并介導了這些作用，而ILK作為偶聯(lián)這些受體的下游組分的效應物，參與了細胞基礎功能的調控，起到了關鍵的作用。

3.2 ILK與腫瘤的侵襲和轉移

3.2.1 ILK參與腫瘤細胞的黏附和遷移:各細胞之間是通過細胞的黏附分子彼此黏附不能分離，整合素和E－catenin蛋白都是重要的黏附分子，ILK不但能介導整合素的信號通路發(fā)揮作用，還可以引起細胞壁肌動蛋白絲的結構發(fā)生重組，提高細胞的可動性，達到提高細胞的遷移和侵襲能力，ILK還可以與PIHCH和小細胞蛋白(Parvin)形成ILK－PIHCH－Parvin(IPP)復合物［12］，從不同層面上調節(jié)肌動蛋白，促進腫瘤細胞的遷移和侵襲過程，ILK的過量表達可導致E－catenin的表達喪失，而E－catenin蛋白是黏附連接的重要組成元素，能降低腫瘤的細胞間的黏附力，有助于腫瘤的侵襲和轉移。

3.2.2 ILK參與細胞外基質的降解:細胞外基質(ECM)的降解在腫瘤細胞的浸潤和轉移中起重要的作用，腫瘤細胞主要通過降解ECM，而使自己穿透ECM，入侵血管到達宿主器官，而ECM的降解主要是通過蛋白水解酶實現(xiàn)，基質金屬蛋白酶(MMPS)具有降解各種ECM的能力，MMPS原可以被絲氨酸蛋白酶，UPS等激活，進一步將纖溶酶原轉換為蛋白水解酶，降解基質成分，Trousseau等發(fā)現(xiàn)，ILK高表達能夠通過GSK－3β的抑制和AP－I轉錄因子途徑使MMP－9上調，磷酸化轉錄因子aNAC，ILK也可以通過磷酸化PKB而誘導MMP－2、尿激酶型纖溶酶原激活劑(UPA)、骨橋蛋白(OPN)的表達，而促進ECM的降解，從而促進細胞的浸潤和轉移［13］。

3.2.3 ILK參與腫瘤血管的形成:血管生成在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起非常重要的作用，它既為腫瘤細胞的生長提供養(yǎng)分，也為腫瘤細胞浸潤和轉移提供通道，血管內皮生長因子(VEGF)既是腫瘤血管形成密切相關的因子，能促進血管內皮細胞的存活、增殖和遷移。也是一種血管滲透因子。ILK通過磷酸化激活 PKB，進一步磷酸化哺乳動物雷帕霉素蛋白(mTOR)，通過缺氧誘導因子(HIF－a)，使得VEGF的表達上調，促進腫瘤血管形成［14］，而有利于腫瘤細胞遷移，同時在VEGF的正反饋調節(jié)下，進一步激活ILK，共同調節(jié)下游效應分子，達到促進腫瘤血管形成的目的。

4 ILK與婦科腫瘤

4.1 ILK與卵巢癌:卵巢癌的發(fā)病率僅次于宮頸癌和子宮內膜癌，居于婦科腫瘤的第三位，但其死亡率卻列居各類婦科腫瘤的首位，晚期卵巢癌的5年生存率僅為25% ～30%，且近年來發(fā)病率有上升趨勢，主要是由于卵巢癌的胚胎發(fā)育、組織解剖及內分泌功能都極其復雜，導致卵巢癌無論在診斷上還是在治療上都是一大難題，已有研究證實ILK與卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關。Ahmed等研究報道ILK在卵巢癌中出現(xiàn)高表達［15］，是良性腫瘤患者的6～9倍，還說明ILK參與了卵巢腫瘤由良性到惡性的進行性發(fā)展，且與腫瘤的分級相關，特別與侵襲性關系密切。并通過卡鉑治療卵巢癌患者，觀察療效，發(fā)現(xiàn)血清ILK的含量明顯下降，甚至達到健康者的正常水平，提示在卵巢癌的治療中具有潛意義。于翠珍等研究隨正常卵巢組、良性腫瘤、交界性腫瘤及卵巢癌的進展［16］，ILK的陽性率逐步上升，還提出ILK的強表達是卵巢癌的中晚期事件，并進一步證明ILK與腫瘤的侵襲和轉移能力直接相關，朱明艷等研究提出卵巢癌不論分化程度如何［17］，其表達均高于良性和交界性卵巢腫瘤，并與腫瘤的分期，分級，淋巴結轉移及有無腹水有顯著的相關性，而與患者的年齡、組織學類型無關。并提出ILK在不同卵巢癌中的表達不同，其中在子宮內膜樣癌中的表達最高。可見ILK的表達和活性的上調與卵巢癌的關系密切，可見，ILK在卵巢腫瘤的生物學方面起重要作用，ILK參與了卵巢癌的發(fā)生、發(fā)展，特別與侵襲性關系密切，有望ILK在卵巢癌的診斷與治療作為一種新的標志物及重要的干預靶點，但還有待進一步研究。

4.2 ILK與宮頸癌:宮頸癌是世界上發(fā)病率最高的婦科腫瘤，居婦科惡性腫瘤的首位，近年來發(fā)病率有年輕化趨勢，嚴重危害女性的身心健康。目前關于ILK在宮頸癌中報道不多，李勝水等研究提出ILK在正常宮頸組織、宮頸上皮內瘤變及宮頸癌的進展中［18］，其表達逐漸上升，并提出ILK的表達與宮頸癌的生物學行為及其惡性程度有關，隨宮頸癌的組織分級的升高而增高，并與患者的臨床分期，淋巴結轉移程度有關，提出ILK參與宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展，還有助于評估宮頸癌患者的預后。童英等研究證明隨著宮頸上皮由正常向非典型增生和浸潤癌轉變的過程中［19］，ILK逐漸增強，進入增殖期的細胞逐漸增多。宮頸癌組織中ILK的陽性率明顯高于CINII～CINIII級，CINI級陽性率明顯高于正常宮頸組織，但CINⅠ與CINⅡ～CINⅢ級之間，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，ILK的表達較好的反應了宮頸上皮不同增殖階段細胞增殖活性的變化，但在臨床病理特征方面，顯示ILK的表達與患者年齡、分期、分化程度及有無淋巴結轉移無相關性。

4.3 ILK與子宮內膜癌:子宮內膜癌是最常見的子宮體癌，為女性生殖道三大常見的惡性腫瘤之一，為生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的20%～30%，近年來發(fā)病率逐年上升。李春玲等研究結果顯示［20］:ILK在正常子宮內膜組織中弱表達，而在子宮內膜癌中表達顯著增強，并隨病理分期、組織分級、肌層浸潤深度及淋巴結轉移程度的增高，ILK蛋白的表達逐步增高，并提出ILK的表達與子宮內膜癌的侵襲性，生長速度和預后密切相關，表明ILK可能參與了調節(jié)子宮內膜病變有良性到惡性的進行性階段的進展。

4.4 ILK與外陰腫瘤:外陰的多種病變與人乳頭瘤病毒(HPV)感染有關，高危型HPV感染則是外陰惡性腫瘤的重要原因之一，而HPV感染與ILK蛋白的過表達是否存在一定的關系，李勝水等研究表明［21］，ILK在外陰惡性腫瘤中的陽性表達率明顯高于VIN組，并提出ILK陽性表達與外陰惡性腫瘤的分期、分級、腫瘤的大小、淋巴結轉移及預后無關，提示ILK的陽性表達可能只對細胞轉化和惡性表型的維持有重要作用，并對ILK表達陽性的癌前病變進行積極干預，可以遏制細胞的持續(xù)轉化，提示ILK與外陰惡性腫瘤的發(fā)生，發(fā)展存在一定關系，并進一步提出:ILK的表達與腫瘤的分化程度有關，ILK高表達的外陰鱗癌患者，預示著其高度惡性，高侵襲性，高轉移性及預后不良。

4.5 ILK與妊娠滋養(yǎng)細胞疾病:妊娠滋養(yǎng)細胞疾病(GTD)是特發(fā)于生育期婦女的一種腫瘤，嚴重威脅著生育期女性的健康，李勝水等研究證實［22］，ILK在早期妊娠絨毛中的表達可能與早期胎盤滋養(yǎng)細胞中有許多類似惡性組織的特性有關，但這種生理性癌基因的表達是否不同于滋養(yǎng)細胞惡變?yōu)榍忠u性葡萄胎及絨癌時所見的癌基因表達，有待進一步探討，并指出ILK的表達差異與妊娠滋養(yǎng)細胞腫瘤的臨床分期無關，但與患者的預后有關，為葡萄胎的早期診斷，治療及合理用藥提供有力的依據(jù)。

5 展望

ILK是一個胞內信號傳導基因，通過一些相關因子的聯(lián)系，使其與腫瘤的發(fā)生，發(fā)展密切相關，也提出了ILK在婦科腫瘤發(fā)生，發(fā)展中起著非常重要的作用，但國內外對ILK在婦科腫瘤方面的研究相對較少，特別是ILK在婦科腫瘤的發(fā)病機制方面的研究還有待進一步的探索，有望ILK在婦科腫瘤中作為一種新型的標志物，在腫瘤的排查、診斷、治療及判斷預后發(fā)揮重要的作用。

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鄭雪琴為皖南醫(yī)學院在讀研究生

2012－04－16 編校:潘宏竹］