膠原三螺旋重復蛋白1與轉化生長因子-β在惡性黑色素瘤增殖及侵襲中的作用研究進展

周怡璇 綜述，李 娟，李 靈△ 審校

(1.瀘州醫學院，四川 瀘州 646000；2.四川省醫學科學院· 四川省人民醫院皮膚病性病研究所，四川 成都 610031)

膠原三螺旋重復蛋白1與轉化生長因子-β在惡性黑色素瘤增殖及侵襲中的作用研究進展

周怡璇1綜述，李 娟2，李 靈2△審校

(1.瀘州醫學院，四川 瀘州 646000；2.四川省醫學科學院· 四川省人民醫院皮膚病性病研究所，四川 成都 610031)

近年來，膠原三螺旋重復蛋白1(Cthrc1)被證明有促進腫瘤細胞遷移和侵襲的作用，可抑制轉化生長因子-β(TGF-β1)誘導的Ⅰ型膠原的表達，而兩者在惡性黑色素瘤(malignant melanoma，MM)中的單獨或相互作用尚未明確。本文就Cthrc1在MM增殖及侵襲中的作用，及其與TGF-β的相互作用的研究進展進行綜述，為MM發病機制及治療提供一定思路。

膠原三螺旋重復蛋白1；轉化生長因子-β；惡性黑色素瘤

惡性黑色素瘤(malignant melanoma，MM)是一種高度惡性腫瘤，多發生于皮膚，主要源于表皮黑素細胞，占皮膚惡性腫瘤的第三位(6.8%～20%)。黑色素瘤只有在最早階段可通過手術治愈，在遠處轉移的患者中，患者1年、2年總體生存率分別為32%、18%[1]。

隨著分子生物學的發展，對MM發病機制的研究逐步深入，膠原三螺旋重復蛋白1(collagen triple helix repeat containing protein 1，Cthrc1)作為一種新型基因，其在腫瘤發展中的作用機制越來越受關注，而轉化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)擁有復雜的信號通路途徑，可作用于腫瘤細胞及其微環境[2]。本文就Cthrc1在MM增殖及侵襲中的作用，及其與TGF-β的相互作用的研究進展進行綜述。

1 Cthrc1的表達及其在MM中的作用

Cthrc1通常表達于上皮-間葉細胞的交界處，包括表皮和真皮、角膜上皮基底等[3]。研究顯示，Cthrc1在不同類型細胞中有不同的表達，或者說Cthrc1通過自己的信號通路發揮其特異性的調控作用。在骨組織的研究中，Cthrc1刺激成骨細胞增殖和分化，增加骨形成率[4]。Stohn等研究顯示，Cthrc1具有產生垂體前葉、下丘腦-神經垂體和骨的特異性循環激素功能，其激素功能包括調節脂質存儲和細胞糖原水平，影響細胞代謝和生理[5]。

此外，有研究顯示，Cthrc1與腫瘤的發生、發展以及預后有關。Tang等對多種腫瘤的研究表明，Cthrc1在胃腸道、肺部、乳腺、甲狀腺、卵巢、宮頸、肝臟和胰腺等腫瘤中表達異常[6]。在隨后的研究中，證明Cthrc1能促進腫瘤細胞的遷移和粘附，改變腫瘤微環境，進一步促進腫瘤的發展[7～10]。在我們前期研究中，證實了Cthrc1可作為隆突性皮膚纖維肉瘤與皮膚纖維瘤的鑒別指標[11]。

然而，Cthrc1在腫瘤的發生、發展中的具體機制還不清楚，可能與TGF-β/Smad、Wnt/ PCP等途徑有關[10]。在口腔鱗狀細胞癌的研究中，N-糖基化聯合典型Wnt信號轉導可誘導Cthrc1，促進細胞遷移和腫瘤發展[12]。最新研究顯示，Cthrc1可通過ERK途徑上調MMP9，從而增強結腸癌細胞的侵襲能力[13]。近年研究表明，Cthrc1高表達的大腸癌[10]、胃癌[14]患者的總生存率較低，經多變量分析，Cthrc1高表達可作為一個獨立的負性預后因子。

Tang等的研究表明，Cthrc1基因在轉移性黑色素瘤中高度表達，但在正常的色素痣中幾乎檢測不到；Cthrc1蛋白存在于原發性和轉移性黑素瘤細胞中，而在良性痣或無創性黑色素瘤細胞中無顯著表達。經非特異性 siRNA 轉染Cthrc1，黑色素瘤細胞的遷移減弱[6]。可見，Cthrc1參與惡性黑色素瘤的發生和發展。

然而，Cthrc1促進惡性黑色素瘤的發生、遷移和侵襲的確切機制還不清楚，可能有以下幾方面的因素：①Cthrc1可被TGF-β和骨形態發生蛋白-4(BMP4)誘導[15]，TGF-β、BMP4的表達都與腫瘤細胞的遷移有關[16，17]。另外，經對Cthrc1啟動因子的序列分析顯示，具有一個Smad結合點，通過該結合點，Cthrc1將會響應TGF-β、BMP4的調節作用[7]。因此，在黑色素瘤細胞中，激活 TGF-β/BMP4途徑，Cthrc1可促進腫瘤發展。②腫瘤微環境是腫瘤細胞生長、生存、侵襲和轉移的關鍵。細胞外基質(ECM)(如膠原蛋白、粘著蛋白等)和不同細胞類型(如成纖維細胞等)構成的結構網絡是MM侵襲和轉移的第一防線。研究表明，Cthrc1可抑制Ⅰ型膠原蛋白沉積[15]。LeClair等的研究表明，Cthrc1可作為TGF-β的抑制劑，抑制Ⅰ型膠原沉積，增加腫瘤細胞的遷移功能[18]。因此，Cthrc1的表達可以減少細胞外基質的成分，為腫瘤的生存、侵襲和轉移提供微環境。③此外，近年有研究顯示，Cthrc1蛋白質的表達增加將導致黑色素瘤細胞形態學和肌動蛋白的改變，增強腫瘤細胞粘附、增殖，減少其凋亡[19]，進而提高腫瘤細胞生存能力，為其生存、侵襲和轉移提供適宜的細胞外環境[6]。④Wnt/PCP 信號通路：Wnt/PCP信號轉導通路在惡性癌癥中的異常激活，導致腫瘤侵襲和轉移[20]。Cthrc1作為一種多功能蛋白，通過激活Wnt/PCP信號通路，促進細胞遷移和減少膠原蛋白基質沉積[21]。上皮-間充質轉化(EMT)是上皮細胞來源的惡性腫瘤細胞獲得遷移和侵襲能力的重要生物學過程，近年研究顯示，Cthrc1通過激活Wnt / PCP信號通路，促使EMT，誘導腫瘤發生、發展[22]。

2 TGF-β及其與Cthrc1在MM中的相互作用

TGF-β是一種具有多功能調節的多肽家族，這一家族除TGF-β外，還有骨形成蛋白(BMP)等，對多種細胞的生長、分化具有調控作用。在哺乳動物中有TGF-β1、TGF-β2及TGF-β3三種異構體，其中，TGF-β1比例最高，活性最強，是一種具有多種功能的細胞因子[23]。在腫瘤演進過程中，TGF-β的作用復雜：在腫瘤發生的早期階段，通過調節細胞周期停滯和凋亡機制，抑制腫瘤的發生；隨著腫瘤的發展，由于TGF-β信號轉導通路失活或細胞周期不良調節，腫瘤細胞抵抗TGF-β的生長抑制作用，這時TGF-β的作用則變為了促進腫瘤細胞的發展[2]。

胞質蛋白Smads作為TGF-β受體下游信號轉導因子，建立起細胞膜與細胞核之間的信號轉導通路，是一條經典的TGF-β信號轉導途徑。TGF-β/Smads途徑可通過調控原癌基因等相關性基因轉錄和表達，進一步調控腫瘤的發生、侵襲和轉移。除此之外，還有一些不依賴Smad的TGF-β非經典途徑，例如MAPK信號、Ras/Erk信號通路、JNK途徑等，為TGF-β超家族發揮多種不同的細胞及生理功能提供了條件。例如，在黑色素瘤細胞中，MEK/ERK途徑作為JNK途徑的上游激活劑，參與SMAD2/3鏈接器磷酸化，干擾TGF-β信號轉導，而促進黑色素瘤細胞的生長[24，25]。

Cthrc1可被TGF-β和BMP4誘導[15]，并能促進腫瘤細胞遷移。Gu等研究顯示，啟動子脫甲基化也可引起Cthrc1在胃癌細胞中表達上調。在離體胃癌細胞的研究中，對于TGF-β1的刺激，Cthrc1的mRNA和蛋白水平逐漸增加，同時TGF-β介導的Smad信號的激活也增加[14]。TGF-β/Smad途徑是TGF-β信號轉導的經典途徑，在黑色素瘤中，對Cthrc1啟動子區域進行序列分析顯示，其上有個Smad的結合位點，能響應TGF-β的蛋白調控[6]。此后實驗證明，Cthrc1通過抑制Smad2/3磷酸化而減少細胞外膠原沉積[18]。因此，可推測TGF-β、BMP4等途徑可誘導Cthrc1在腫瘤中的表達，而后Cthrc1通過抑制Smad2/3磷酸化，經TGF-β途徑減少細胞外基質中膠原蛋白的沉積，促進腫瘤細胞的侵襲和遷移。

我們的前期研究，在國內外首次闡明瘢痕疙瘩成纖維細胞中，TGF-β1誘導Cthrc1表達增加，Cthrc1可抑制TGF-β1誘導的Ⅰ型膠原的表達，提示Cthrc1 作為一種強效的抑制膠原基質沉積的調節劑[26]。

綜上所述，Cthrc1是一種新型基因，其在腫瘤發生與發展中的研究是目前的熱點，與TGF-β存在一定聯系。在MM中，Cthrc1、TGF-β可單獨或相互作用，促進MM的增殖、侵襲和遷移，但具體作用機制還不清楚。在前期瘢痕疙瘩研究的基礎上，我們將進一步研究兩者在MM中的關系，為皮膚MM發病機制及治療提供一定思路。

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The research progress of Cthrc1 and TGF-β promoting cell proliferation and invasion in malignant melanoma

ZHOU Yi-xuan，LI Juan，LI Ling

國家自然科學基金資助項目(編號：30305030531)；四川省衛生廳科研基金資助項目(編號：30305030343，30504010129)

R739.5

B

1672-6170(2015)01-0168-03

2014-10-27；

2014-11-18)

△通訊作者，碩士生導師