抗FTL自身抗體和PAR3在消化道腫瘤中的研究進展

摘要：鐵蛋白輕鏈（ferritin light chain，FTL）是鐵蛋白的一種亞基，主要參與機體細胞內鐵的儲藏與轉運。抗鐵蛋白輕鏈自身抗體（以下簡稱FTL抗體）在消化道癌患者體內含量和陽性率均高于正常組，表明FTL是一種腫瘤相關抗原，可作為消化道癌高危人群篩檢和早期診斷的標志物。PARs屬G蛋白偶聯受體，研究發現PARs的4種亞型PAR1，PAR2，PAR3和PAR4與消化道腫瘤的發生和發展密切相關。筆者對FTL抗體和PARs在消化道腫瘤中的病理生理作用進行綜述。

關鍵詞：鐵蛋白輕鏈；蛋白酶激活受體3；消化道腫瘤

【中圖分類號】R735 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-8602（2015）03-0089-02

消化系統惡性腫瘤是目前世界上常見的一類惡性腫瘤，近年來，消化系統惡性腫瘤的發病率和死亡率呈逐年上升的趨勢，并且部分腫瘤如胃癌、肝癌、胰腺癌等的預后較差，己成為嚴重威脅人類生命和健康的重大疾病之一。目前，大多數腫瘤仍是手術切除為主，放療、化療為輔的治療模式。雖然在腫瘤外科治療上我國醫學臨床工作者已經取得了舉世矚目的成績，但是某些腫瘤如肝癌、胰腺癌起病隱匿，早期多無明顯的或僅輕微的臨床癥狀，一般的診斷方法也很難發現或確診。臨床上一旦癥狀明顯，基本上已經屬于中晚期，那么患者往往因為診斷延誤而失去最佳治療時間，致使治療效果較差，致使預后較差，死亡率上升。因此，如何提高腫瘤的早期診斷率便顯得尤為重要。近年來，人類基因組計劃完成之后，蛋白質組學研究成為后基因時代生命科學的主要研究領域，其相關技術也迅速發展，如雙向電泳、質譜分析、蛋白質組信息學，從新的角度研究腫瘤，尋找腫瘤標一記蛋白，闡明其表達水平的變化與腫瘤發生、發展的關系。抗鐵蛋白輕鏈自身抗體（抗FTL自身抗體）和蛋白酶激活受體3（PAR3）對消化道腫瘤的早期診斷的意義越來越多的受到學者的關注。

1.抗鐵蛋白輕鏈自身抗體（FTL抗體）

1.1鐵蛋白

鐵蛋白是1884年Schmiedeber發現的水溶性鐵儲存蛋白，1937年被Laufberger命名為鐵蛋白。1965年Richter等從腫瘤細胞株中分離出鐵蛋白，并發現鐵蛋白存在于各種組織和體液中。鐵蛋白是體內鐵儲存的主要形式，參與多種生理、病理過程，血清鐵蛋白升高與腫瘤有關。鐵蛋白具有兩個亞基，輕型（L型）和重型（H型），不同比例的亞基聚合形成不同的鐵蛋白同工酶。由于游離鐵可誘發氧化反應、DNA損傷，繼而誘發腫瘤，當體內鐵增加時，鐵蛋白攝取鐵，并將二價鐵轉化為三價鐵貯存，故鐵蛋白可保護脂質、DNA和蛋白免受鐵毒性，因而鐵蛋白可作為腫瘤輔助診斷的指標，單純鐵蛋白升高對惡性腫瘤的診斷有一定的參考價值。目前大量臨床和流行病學研究發現，體內鐵蛋白儲存量增高可能與罹患肝癌、肺癌、結腸癌、食管癌、胃腸道腫瘤和胰腺癌、乳腺癌有關，特別是當肝癌AFP測定值較低的情況可用鐵蛋白測定值補充以提高診斷率。

1.2鐵蛋白輕鏈

鐵蛋白輕鏈（ferritin light chain，FTL）是鐵蛋白的一種亞基，主要參與機體細胞內鐵的儲藏與轉運。有研究表明，FTL在晚期胃癌及轉移淋巴結中的表達持續高于在正常粘膜的表達；FTL基因在肺癌組織中異常表達。

研究結果顯示，消化道癌患者體內FTL抗體含量和陽性率均高于正常組，表明FTL是一種腫瘤相關抗原，在常見消化道腫瘤患者體內異常表達，篩檢試驗的結果提示FTL抗體可作為消化道癌高危人群篩檢和早期診斷的標志物。【1】

2.PAR3

2.1蛋白酶激活受體PARs

2.1.1 PARs的結構

蛋白酶激活受體（PARs）是近年新發現的G蛋白偶聯受體，它們被激活后所發揮的生物學活性與消化道腫瘤的發生和發展密切相關。PARs 屬7次跨膜的單鏈G蛋白偶聯受體家族，包括PAR1，PAR2，PAR3和PAR4 4種亞型。PAR1，PAR3和PAR4是凝血酶受體，而PAR2是胰蛋白酶和類胰蛋白酶的受體。人源的4個PARs在結構上都是由N-末端、胞外第2個loop環區以及胞內C-末端所組成。PAR1和PAR2的基因位于染色體5q13，相隔100kb。PAR3的基因位于染色體19p12，而PAR4的基因位于染色體9p12。凝血酶可通過細胞膜上的受體PARs來發揮其細胞學效應，如破壞血管內皮細胞的屏障而增加血管的通透性；影響血管內皮細胞和腫瘤細胞的增殖、遷移與細胞外基質的黏附，并促進血栓調節素（TM），血管內皮生長因子（VEGF），血小板衍生因子（PDGF），成纖維細胞生長因子（bFGF）的分泌表達；引起 VEGF受體的表達上調等，其細胞學效應主要表現為促進腫瘤的轉移。【2】

2.1.2 PARs的功能

PAR1、PAR2在包括血小板、內皮細胞、血管平滑肌細胞、中性粒細胞、胃腸道上皮細胞、成纖維細胞、肥大細胞、神經元和星形膠質細胞等在內的多種細胞中均有表達，PAR1在血栓形成、炎癥反應、血管活性、免疫系統功能、血管增生性疾病等過程中有著重要的作用。PAR2的mRNA在小腸、結腸、肝臟、胰腺中高表達，在胃的表達低于其它組織【3】。

消化道平滑肌的收縮與舒張是實現消化系統功能的基礎。當PAR1被凝血酶激活后可直接導致消化道血管平滑肌的收縮和一氧化氮介導的血管內皮舒張作用，還可引起前列腺素依賴上皮的氣道平滑肌的收縮和舒張。目前認為PAR4在介導的食管平滑肌舒張機制和血小板、胃腸道、血管以及氣道平滑肌中凝血酶雙受體調節機制均與PAR1相似。PAR1介導的收縮作用依賴于鈉離子的滲透性的增加，而鈉離子滲透壓的增加通常和L型Ca2+通道造成的胞外Ca2+內流是相對應的。PAR4 介導的舒張作用依賴于鉀離子通道的激活，PAR4 介導的平滑肌組織舒張還有前列腺素和一氧化氮的參與，它們抵抗河豚毒素、阻斷β腎上腺能受體并抑制蛋白激酶A（PKA），因此認為在感染和出血性疾病中PAR4有減輕由凝血酶刺激和PAR1介導的平滑肌過度興奮的作用【2】。

2.1.3 PARs與腫瘤的關系

PAR1在侵襲性的黑色素瘤、結腸癌、前列腺癌以及侵襲性的乳腺癌中均過表達。免疫組化和原位雜交研究發現，PAR1不僅表達于惡性腫瘤細胞，在形成腫瘤微環境的相關細胞中亦有表達，如巨噬細胞、肥大細胞、反應性間質成纖維細胞等。反應性間質成纖維細胞能夠降解間質蛋白，利于腫瘤細胞粘附、運動及增殖。而在良性腫瘤、非轉移或正常上皮細胞周圍卻沒有發現間質成纖維細胞。這亦顯示了表達PAR1的成纖維細胞在形成腫瘤微環境中的作用。

PAR2能夠對多種腫瘤的發生和發展起作用，包括胃癌、結腸癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、子宮頸癌。在乳腺癌組織中，PAR1和PAR2分布于癌細胞、肥大細胞、巨噬細胞、內皮細胞以及轉移的腫瘤組織微環境中的脈管平滑肌細胞。

hPAR1反義基因表達的研究顯示，細胞系中PAR1表達水平降低，細胞增殖能力和侵襲力均減弱，不利于腫瘤的形成和生長。PAR1能夠促進腫瘤生長可能是因為它能夠促進血管生成。由于異常的脈管發育，大約50%的PAR1基因缺陷的小鼠在未成熟前死亡，而內皮細胞PAR1表達系統的及時修復能夠提高這些小鼠的生存率。

在子宮內膜癌去分化和子宮肌層侵襲的過程中，PAR2的表達上調，因此PAR2可能通過促進血管生成來促進子宮內膜癌的發生和發展。還有研究表明PAR2可能通過促進血管生成來促進卵巢癌的發生和發展，并認為應當將PAR2的表達水平作為卵巢癌一個新的預后指標。但有研究表明，PAR2對腫瘤的形成和生長起抑制作用。在用化學誘導的方法刺激小鼠8周后，小鼠的表皮開始出現腫瘤。13周后，PAR2缺陷的小鼠平均每只生成的腫瘤個數是14個，野生型的小鼠平均每只生成的腫瘤個數是8個。這就表明PAR2可能在一些特定的組織中對腫瘤起到一定的抑制作用。

2.2 PAR3

PAR3又稱為細胞極性（polarity）蛋白分子，廣泛分布于機體的多種組織和細胞中，對機體細胞功能調節具有重要作用，尤其是對上皮細胞連接的形成、維持以及重建均起著重要作用。基因敲除PAR3分子，可使細胞連接分子表達下降，細胞連接松散，導致細胞分化的改變，或腫瘤轉移的發生【4】。

盡管PAR3在腫瘤研究方面報道較少，已有研究顯示上皮細胞向腫瘤細胞方向轉化早期，即細胞發生間變時，首先表現為細胞連接的破壞。文獻報道，PAR3與PAR6和aPKC是以一種蛋白復合體的形式存在，與細胞連接的形成和維持有很重要的關系【23】。研究發現某些原因使PAR3表達下調時，會使復合體PAR3和aPKC分子從細胞膜向胞質轉位，其結果使上皮細胞極性消失，連接松散，細胞出現間變特征。TGF-b可下調E-cadherin表達，但這一作用可被過表達PAR3逆轉，因此可以認為，PAR3不僅對細胞側面連接的蛋白分子的表達具有重要的調控。而且也可能是上游因子作用的靶點，上游因子通過PAR3調控下游的細胞連接分子的表達，進而對上皮細胞的連接結構進行調控。

上皮細胞分布在組織器官的內外表面，要將這些上皮細胞有機的分布在組織三維結構的表面，需要包括極性、黏附、生長等多種生理功能共同協作完成。在此過程中，跨膜蛋白PAR3是上皮組織最重要的極性的構建者和維持者，當PAR3功能發生變化，則上皮細胞極性減少或消失，上皮細胞從上皮組織中逃逸出來，進入細胞間質，從而改變組織微環境。腫瘤的病理學研究發現，在腫瘤進程中，組織極性和細胞極性都將消失【5】。

3.展望

消化道腫瘤的發生發展是一個多因素影響、多基因參與、多階段緩慢復雜的發展過程，在分子水平上多表現為腫瘤相關基因結構和/或功能的異常，如基因突變、蛋白質多膚表達上調或下降、癌基因的激活和抑癌基因的失活等。抗FTL在消化道腫瘤組織中的高表達，對消化道腫瘤的發生、發展起到了促進作用；而PAR3對上皮細胞連接的形成、維持以及重建均起著重要作用，對消化道腫瘤起到了一定的抑制作用。因此，監測抗FTL和PAR3的表達水平為結直腸腫瘤的早期診斷提供了重要的理論依據。

參考文獻

[1] 王曉蕊，張春霞，任鵬飛等.消化道腫瘤患者抗FTL自身抗體檢測及診斷意義.中國公共衛生，2013，29（5）：666-668.

[2] 李思熳，高振華等.PAR 家族在消化道腫瘤中的作用.中國普通外科雜志， 2013， 22（2）：218-222.

[3] Bohm SK， Kong W， Bromme D， et al. M olecular cloning， expression and potential functions of the human proteinase-activated receptor-2 [J].Biochem J，1996， 314（3）： 1009-1016.

[4] Mizuno K， Suzuki A， Hirose T， Kitamura K， Kutsuzawa K， Futaki M， Amano Y， Ohno S. Self-association of PAR-3-mediated by the conserved N-terminal domain contributes to the development of epithelial tight junctions.J Biol Chem 2003；278：31240-31250

[5] 劉俊， 劉勝洪等.Par-3及Connexin在結直腸腫瘤中的表達變化.世界華人消化雜志，200917（8）： 785-789.