CD147與腫瘤生物學行為及預后關系的研究進展

金 勇，蔣志龍

(蚌埠醫學院附屬泰興市人民醫院，江蘇 泰興 225400)

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綜 述

CD147與腫瘤生物學行為及預后關系的研究進展

金 勇，蔣志龍

(蚌埠醫學院附屬泰興市人民醫院，江蘇 泰興 225400)

CD147；腫瘤生物學；預后

CD147又名細胞外基質金屬蛋白酶誘導因子(EMMPRIN)，能刺激鄰近成纖維細胞合成基質金屬蛋白酶(MMP)-1，還可以合成包括MMP-2、MMP-3以及MMP-9等一系列MMPs家族成員。不同來源的CD147命名方式也不盡相同，在人體內稱為basigin，也被稱為肝細胞抗原HAb18G；在鼠類和雞類分別被稱為OX47和neurothelin[1]。CD147在人體內分布廣泛，可正常表達多器官組織中，但在人類多種惡性腫瘤中表達增高。它能調節MMPs分泌活動、參與腫瘤血管生成以及能和血管內皮生長因子、整合素α3β1和α6β1以及乳酸轉運蛋白(MCT1、MCT4)等一些蛋白分子共同作用，參與腫瘤侵襲和轉移[2]。

1 CD147結構特點

C147基因位于染色體19P13.3位置，其編碼區域編碼269個氨基酸殘基, 由細胞外區域的185個氨基酸殘基、跨膜區域的24個氨基酸殘基、c端細胞內區域的39個氨基酸殘基及剩余21氨基酸殘基構成，其中21氨基酸殘基構成信號肽[2]。CD147包括2種主要亞型,分別是CD147 Ig1-Ig2及CD147 Ig0-Ig1-Ig2。前者亞型表達在任何組織細胞中，它的n端序列的細胞外區域包括2個C2-type免疫球蛋白及3個Asn糖基化天冬氨酸序列位點，其中C2-type作用參與MMPs產生，遇到外來信號刺激就被激活分泌到細胞外基質中；而Asn糖基化天冬氨酸序列位點，對此研究者用F糖苷酶處理CD147后可產生分子量28 000～60 000蛋白分子，提示了n端高度糖基化，其程度與MMPs表達成正相關。CD147 Ig1-Ig2亞型c端側翼區域內存在2個低氧誘導因子結合位點(HIF)[3]。后者特定表達于視網膜細胞內，參與視網膜母細胞瘤的形成[4]。在正常人當中，這2種亞型分別表達于正常組織及視網膜細胞中，由于某些因素使亞型改變即可成轉變為致病因素，其中Ig0為特殊結構蛋白區域，其二聚體沒有N端糖基化，和Ig1-Ig2一樣可單獨刺激細胞向機體分泌釋放白細胞介素6以及一些促炎性因子，發揮致病作用。然而，Ig0區域蛋白相比Ig1和Ig2不同的是它有自己特殊結合受體，但是目前具體受體未知。另外，磁共振(NMR)研究顯示CD147 Ig0-Ig1-Ig2、CD147 Ig1-Ig2和CD147 Ig0它們三者之間并沒有直接相互作用的關系，是否存在某種間接關系也不得而知[4]。CD147基因包含1 797個堿基對(1 797 bp)，其中上游-142～-112 bp片段區域內含有specificity protein 1(Sp1)、early growth response(EGR-2)以及AP1TFⅡ等結構，在CD147基因轉錄中起到了至關重要的作用[5]。

2 CD147與腫瘤

2.1 CD147與腫瘤的關系 CD147蛋白廣泛存在人體內，在各種致病因素的作用下，CD147結構性能改變進而促進腫瘤的發生。已知CD147在肝癌[6]、大腸癌[7]、胃癌[8]、黑色素瘤[9]等多種腫瘤中高度表達。腫瘤的浸潤轉移機制主要為細胞外基質(ECM)成分的降解，而MMPs恰好通過降解ECM，破壞了細胞外基質正常結構，促使腫瘤細胞向胞外的浸潤和轉移。Zhu等[6]通過實時定量逆轉錄聚合酶鏈反應(qRT-PCR)和免疫印跡方法研究CD147與肝細胞癌浸潤轉移關系時，發現HAb18G/CD147是肝細胞癌(HCC)轉移的一個重要因素，結果顯示分化越差的腫瘤HAb18G/CD147表達越高，腫瘤越容易侵襲。CD147在腫瘤組織、癌旁組織中表達高，而在正常組織中低表達，且表達與腫瘤的分期呈正相關，與腫瘤患者的年齡、性別、腫瘤部位均無顯著差異。體外實驗中研究人員用小分子干擾RNA(siRNA)轉染到惡性黑色素瘤細胞株A375[10]及大腸癌細胞株HT29[11]中去抑制CD147表達，結果均能下調CD147 mRNA的表達水平，抑制了MMPs分泌，阻止腫瘤的增殖、侵襲及轉移。這些表明CD147高表達是腫瘤發生發展過程中關鍵所在。

2.2 CD147在腫瘤中的侵襲、轉移機制

2.2.1 CD147刺激產生MMPs和多種物質 腫瘤的侵襲和轉移是一個不連續的生物學過程，腫瘤細胞從原發部位穿過ECM浸潤周圍組織以及通過淋巴管、血管轉移到遠處。從上述概況已得知多種腫瘤都高表達CD147，通過自分泌、旁分泌等方式分泌MMPs、炎性細胞因子和介質，促進腫瘤侵襲和轉移。ECM結構主要由膠原、彈性蛋白、黏著蛋白及蛋白聚糖等組成，MMP-2和MMP-9屬于白明膠酶的一類，主要作用降解膠原，裂解ECM。CD147與MMPs的相互作用參與了機體內多種腫瘤的發生發展。在胃癌發生機制中，CD147能夠促使腫瘤細胞生長及侵襲，并且主要通過ERK1/2信號通路實現，使MMP-9、MMP-2的分泌活動增加。此時的MMPs肩負了細胞的粘著、遷移、上皮間質轉化等職責，并且能夠與多種細胞因子、細胞因子受體及趨化因子相互作用，在腫瘤發生時起重要角色，還能調節腫瘤細胞增生和血管形成[12]。研究顯示，CD147誘發產生MMP和VEGF等物質，它們之間相互作用可能通過某種機制產生了級聯放大效應，增加破骨細胞活性和乳腺癌骨轉移能力[13]。在對肝癌細胞中CD147表達水平測定時，當其顯著增高會刺激成纖維細胞分泌MMP-2及MMP-9，而用CD147抗體、siRNA或三氧化二砷試劑時MMPs的分泌會減少，腫瘤的侵襲和轉移能力隨之下降，說明CD147在肝癌的侵襲轉移中扮演重要角色，并且通過刺激成纖維細胞分泌MMPs增加它的入侵能力[14]。CD147在乳腺癌中通過刺激成纖維母細胞分泌MMP-2以及與P-糖蛋白、CD44和EGFR三者間相互作用調控腫瘤細胞侵襲。

2.2.2 CD147與其他蛋白相互作用、參與調控 CD147總是與其他蛋白如整合素α3β1和α6β1以及MCT1、MCT4等結合促使腫瘤的侵襲和轉移。MCT為單羧酸轉運蛋白，主要作用就是降低細胞內由于細胞代謝產生乳酸的含量，使得細胞有賴以生存的微環境，從而降低細胞毒性。而腫瘤的演進過程中細胞增殖代謝速度比正常細胞快許多，這將產生許多代謝產物如乳酸等物質，此時嚴重威脅細胞自身的生存，這都將有賴于MCT家族。研究表明MCT1、MCT4表達與CD147有關聯。已證實CD147在多發性骨髓瘤(MM)細胞和人類多發性骨髓瘤細胞系(HMCLs) 中高度表達，它們之間作用同時需要MCT1和MCT4參與。Walters等[15]用PCR方法分析證實MCT1和MCT4 mRNA在MM細胞和人類MM細胞系中過度表達，在這些表達MCT1和/或MCT4的細胞中同樣有CD147表達。免疫印跡顯示，用siRNA干擾細胞后，MCT1與CD147表達同時下降，反之亦然。說明在MM發生機制中有MCT1和CD147相互結合、共同作用使細胞擴增及乳酸分泌增加。對Annexin A2(ANXA2) 蛋白研究發現他能與CD147相互作用促進HCC的侵襲和轉移，在HCC腫瘤細胞中CD147表達主要通過微囊泡形式釋放運至胞外，而ANXA2是鈣離子依賴的磷脂結合蛋白，主要能夠與質膜相結合，參與這一運輸過程。

此外，研究發現miRNA-22能通過直接與CD147的3’非編碼區(3’UTR)結合，下調Sp1水平進而抑制CD147表達[16]。Sp1屬于轉錄因子，為鋅指結構蛋白家屬中的一員，包括Kruppel樣轉錄因子(KLF)家族。Kong等[17]對CD147啟動子區域的分析揭示了其存在幾個Sp1潛在的轉錄因子結合位點,通過qRT-PCR及免疫印跡方法證實CD147轉錄最關鍵的序列位于基因的-217～+37 bp之間的254 bp中，其中一個Sp1的結合位點對CD147的轉錄起到至關重要作用；在NCI-H460，95-D,NCI-H446以及NCI-H292肺癌細胞系中若Sp1表達水平增高則會導致CD147上調，反之亦然。說明Sp1可能參與CD147轉錄監管和調控。

2.2.3 體外實驗干擾對CD147調控的影響 許多研究者們在體外實驗中通過某種特設條件來調控CD147的表達，并進一步觀察它們之間的關系，均獲得顯著的成果。在胃癌腫瘤細胞研究中，用U0126抑制ERK1/2信號通路后發現CD147表達下調，從而使腫瘤細胞的擴增和侵襲能力均下降，同時MMP-2及MMP-9的活性降低[18]。Zhang等[19]體外實驗研究表明在肝癌細胞與成纖維細胞的共同培養系中用si-ANXA2干擾細胞，結果能夠有效抑制肝癌細胞侵襲轉移能力，同時抑制MMPs分泌。肝細胞癌轉移先決條件是要獲得失巢凋亡抵抗能力，Ke等[20]研究表明，CD147可以增加細胞失巢凋亡的抵抗能力，進而促進了肝細胞癌的轉移能力。用siRNA干擾CD147表達能激活PI3K/Akt信號通路,誘導細胞失巢凋亡，抑制肝細胞腫瘤的浸潤轉移。Wang等[8]用RNAi抑制胃癌細胞株SGC7091中CD147表達，細胞的增殖侵襲能力下降，在使用抗腫瘤藥物如順鉑時，腫瘤細胞對順鉑敏感性增加，說明干擾CD147表達降低腫瘤細胞活性。研究用NF-κB配體的細胞因子受體激活劑(RANKL)處理人類乳腺癌細胞株MDA-MB-231過后，CD147、MMP及血管內皮生長因子(VEGF)表達增高，腫瘤細胞侵襲能力增強，表明乳腺癌溶骨病變可能是通過RANKL通路激活誘導CD147水平升高所致。上述體外實驗均表明通過抑制CD147在腫瘤細胞中的表達進而抑制MMPs的表達，最終遏制腫瘤細胞浸潤和轉移[21]，但是CD147在不同腫瘤相互作用時會有不同信號轉導途徑。

2.2.4 CD147與其他因素共同作用 最近幾年的研究進一步發現，惡性腫瘤在綜合下因素(外界因素包括環境、飲食、感染、基因突變，內在因素包括細胞的低氧微環境等)影響，其CD147表達水平隨之改變，通過一種和/或多種信號傳導通路促使腫瘤增殖、侵襲轉移。Zhu等[6]研究表明，CD147/HAb18G與肝癌的侵襲轉移有關，它與慢性乙肝病毒等因素相互作用參與肝癌發展過程。Sauter等[22]研究表明，在肺癌患者中若危險因素如吸煙量增加，可使膠原酶活性增高細胞黏附能力下降，小分子致癌物質容易侵入細胞內，mRNA穩定遭受破壞，末端的3’側翼序列突變概率增加，使其結構改變導致病變發生。在黑色素瘤發展過程中若細胞處在低氧微環境下，CD147通過與鈣離子信號調節親環素配體相互作用，參與MMP-2的分泌活動調節[9]。諸多研究表明CD147可通過與多種因素共同作用來調節腫瘤的發生發展、侵襲轉移。

2.3 CD147與腫瘤治療及預后 CD147在腫瘤治療中作為潛在的治療靶點，與腫瘤預后有關。CD147可作為多數腫瘤早期階段分子標記物，可作為腫瘤復發和預后的一個指標。有學者檢測子宮內膜癌患者CD147表達水平，發現CD147低表達的患者預后相對較好，而出現腫瘤復發的患者CD147表達水平較高[23]。研究證明CD147與肝癌侵襲程度、淋巴結轉移等密切相關，也是肝癌預后評估主要指標[24]。Niu等[25]研究顯示，肝細胞癌的預后和多重耐藥性與CD147表達密切相關，CD147抗體可能有望成為治療肝細胞癌治療有效藥物，通過降低MMP-2表達抑制腫瘤生長及轉移。臨床中已經用CD147單克隆抗體治療肝細胞癌。CD147還能激活肝星狀細胞，它可作為肝纖維化抗體治療的靶點。此外，CD147可作為藥物作用靶點治療頭頸部鱗狀細胞癌(HNSCC)。EDC22是一種細胞外藥物，它是CD147單克隆抗體的共軛體，Sweeny等[26]在體內外試驗研究中，發現EDC22作為抑制劑能有效抑制HNSCC的細胞增殖。

3 展 望

CD147是高度糖基化的跨膜蛋白質，參與腫瘤血管的形成、腫瘤侵襲轉移、治療及預后等。CD147分泌MMPs、促炎性因子、生長因子以及其他介質，通過降解ECM以及降低細胞黏附力，促使腫瘤細胞侵襲轉移。CD147在腫瘤診斷及治療中可作為腫瘤早期標記物及腫瘤藥物作用靶點，并且它的表達與患者預后成負相關，但是由于沒有大量的臨床試驗數據支撐，其療效及不良反應待定。因此，明確CD147與腫瘤的發生機制及治療關系顯得尤為重要, 能進一步為腫瘤治療提供新方向。

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蔣志龍，E-mail:txjzl@163.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2016.18.042

R730.3

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2015-11-20