ANP及其受體NPR-A與腫瘤關系的研究進展

劉 曼，李春輝

·綜 述·

ANP及其受體NPR-A與腫瘤關系的研究進展

劉 曼，李春輝

近年來心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)及ANP受體(natriuretic peptide receptor A, NPR-A)在腫瘤研究中廣受關注。ANP及其受體NPR-A的研究為腫瘤的治療提供新思路，NPR-A有望成為腫瘤治療的藥物作用靶點。該文將對ANP及NPR-A在腫瘤發生、發展中的作用作一綜述。

腫瘤；心房鈉尿肽；心房鈉尿肽受體-A；文獻綜述

1 ANP及NPR-A的分子結構

ANP是一種主要由心房肌細胞合成并貯存的活性多肽。在合成細胞中，ANP基因編碼含126個氨基酸的激素原，經蛋白酶水解形成4種心臟激素，而ANP包括激素原氮端99-126位的氨基酸分子，為28肽心臟激素[1]，且多肽鏈中7位和23位氨基酸為半胱氨酸，之間形成二硫鍵，構成含17個氨基酸的環形結構。NPR-A主要有兩種：鳥苷酸環化酶(GC)受體及清除受體(NPR-C)。GC受體包含NPR-A和NPR-B。NPR-A是ANP的主要受體。NPR-A含有1 030個氨基酸，其中包含441個氨基酸的多肽延伸于胞外，21個氨基酸形成的多肽橫跨細胞膜，568個氨基酸形成蛋白激酶區和鳥苷酸環化酶區位于胞質內，其中胞外多肽負責與ANP結合，而受體的鳥苷酸環化酶區能夠催化三磷酸鳥苷形成細胞內第二信使環磷鳥苷[2-3]。NPR-A主要存在于心血管系統、腎臟組織及胚胎組織中，與ANP的心血管和腎臟作用及成骨和解脂作用有關。

2 ANP及NPR-A的生物學功能

NPR-A是ANP的主要受體，鳥苷酸催化酶是NPR-A的一部分，ANP通過與NPR-A結合增加胞質內cGMP的含量，從而激活cGMP依賴蛋白激酶(PKG)，上調與轉錄和翻譯相關基因的表達水平，影響細胞的生長、增殖、凋亡和免疫等各種生理功能。

目前，關于ANP和NPR-A與腫瘤發生、發展的具體機制尚未明確，但有研究表明ANP的合成異常與腫瘤的發生有關，NPR-A相較于人體正常的血管內皮細胞，在肺癌、皮膚癌、卵巢癌、前列腺癌等細胞系中高表達，且NPR-A的缺失能夠使實驗動物避免罹患腫瘤。表明ANP和NPR-A在腫瘤的發生、發展中發揮重要的生物學功能。

3 ANP及NPR-A與腫瘤

3.1 ANP與腫瘤 Baeyens等[4]通過測定腎內腎外嗜鉻細胞瘤患者術前、術中和術后3個時期血漿中ANP濃度，首次發現血漿中ANP的濃度與腫瘤的發生有著密切聯系。Li等[5-6]通過免疫電鏡觀察，證實在大鼠正常胃黏膜組織中腸嗜鉻細胞神經內分泌顆粒能夠合成分泌ANP，并且認為ANP合成細胞的突變和胃神經內分泌瘤關系密切。說明ANP異常表達與腫瘤的發生、發展密切相關。

近年來，眾多體內外實驗表明ANP可以多途徑抑制腫瘤的發生、發展、侵襲和轉移，減輕常見化療藥物的副作用，協同治療腫瘤，從而使得ANP有望作為一種新的抗癌藥物。

3.1.1 體內試驗 Vesely等[7-8]以無胸腺小鼠作為實驗對象，研究多種類型腫瘤，證明ANP能夠抑制腫瘤生長的同時還能夠清除腫瘤組織。在實驗過程中，其分別接種人類的胰腺癌細胞、小細胞肺癌細胞、乳腺癌細胞，建立無胸腺小鼠人類胰腺癌、小細胞肺癌、乳腺癌模型，對造模成功的無胸腺小鼠連續皮下注射ANP 28天后，發現ANP對各小鼠腫瘤模型中腫瘤組織的清除率分別為80%、43%、33%；而在人類小細胞肺癌模型小鼠的研究中，ANP處理組未被激素清除的腫瘤組織，相較于對照組，生長速度降低約40%。說明ANP能夠清除腫瘤的同時，也能抑制腫瘤的生長。

Subramanian等[9]選取瑞士白化小鼠，用二甲基苯并蒽/巴豆油制作皮膚癌小鼠模型，對造模成功的皮膚癌小鼠，定期定量皮下注射ANP，藥物處理組皮膚癌發展較對照組明顯被抑制；藥物處理組小鼠皮膚癌組織中NF-κB、MMP-2/-9的表達水平降低，且浸潤性肥大細胞數目減少，血漿中LDH-4、CRP量及SOD、CAT的活性接近正常水平。結果顯示，ANP可以抑制炎癥的發生和MMPs的表達來抑制皮膚癌的侵襲和轉移。Nojiri等[10]在研究ANP對腫瘤侵襲和轉移的影響時，創建了LPS致炎腫瘤小鼠模型。研究發現，ANP通過NPR-A即鳥苷酸環化酶受體-A(GC-A)影響腫瘤細胞與炎癥細胞之間的黏附，即減少腫瘤血管內皮分泌E-選擇素，減少其炎癥反應，來抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移。

藥物的副作用和術后并發癥的出現往往會限制腫瘤的治療。順鉑作為腫瘤治療的一線藥物，由于腎臟損傷和粒細胞減少等藥物副作用的產生，在臨床應用時因不能適用合理的劑量甚至會導致停用。Nojiri等[11-12]的研究表明，ANP能夠清除化療藥物所帶來的副作用。其先創建了順鉑損傷小鼠模型，進而輸注一定劑量的ANP，保護小鼠免受順鉑引起的腎臟損傷和粒細胞減少癥。Nojiri等[13-14]探索了ANP對肺癌術后并發癥的預防。課題組在日本針對接受手術治療的肺癌患者進行大規模的臨床觀察性研究結果顯示：圍手術期持續輸注低劑量ANP可對并發慢性阻塞性肺氣腫(chronic obstructive polmonary diseases, COPD)的肺癌患者術后發生心肺并發癥起到預防作用；對術前提升腦尿鈉肽(brain natriuretic peptide, BNP)水平的肺癌切除患者術后發生房顫具有預防作用；對老年肺癌患者肺切除術后心血管并發癥的發生具有預防作用。

通過體內實驗可以證實ANP除具有清除腫瘤組織、抑制腫瘤生長的作用，還能夠抑制腫瘤轉移；能夠和其它化療藥物合用，有效避免其它化療藥物的副作用，協同治療腫瘤；還能夠有效減少術后并發癥的發生，為腫瘤的治療提供新思路。

3.1.2 體外實驗 ANP激素最大能夠清除97%的體外培養的腫瘤細胞，但是ANP對腫瘤細胞的具體作用機制尚未得到明確闡釋[15]。在針對不同細胞系的研究中，ANP對腫瘤細胞的作用機制被不斷探索。

在胃癌細胞系AGS中，Zhang等[16]的研究結果顯示：高濃度ANP抑制AGS細胞的增殖，低濃度ANP促進增殖。并對機制進行進一步的探索，低濃度ANP作用于AGS細胞，影響細胞cGMP的表達，高濃度則不影響cGMP的表達水平。文獻顯示，鉀離子通道在細胞增殖中起重要作用，不同濃度ANP對AGS細胞增殖的兩種效應皆通過293B-敏感性鉀離子通道(KCNQ1)起作用，影響著KCNQ1蛋白的表達水平。

在對人類結腸癌、胰腺癌、腎癌細胞的研究中，Skelton等[17-18]的研究結果表明，ANP能夠抑制Wnt/β-caterin信號通路的傳導及改善腫瘤微環境來抑制腫瘤細胞的增殖。研究中，ANP對人類結腸癌、胰腺癌、腎癌細胞系中AKT的抑制率分別為31%、52%、64%，對β-caterin抑制率分別為83%、88%、73%；對分泌型卷曲相關蛋白3(secreted frizzled related protein3, SFRP3)的抑制率分別為77%、84%、68%[8]。酸性微環境及Wnt/β-caterin信號通路的激活被認為是與癌癥發生至關重要的兩個因素。Serafino等[19]研究表明AKT作為NHE-1調節細胞間酸堿度與Wnt/β-caterin通路之間的橋梁分子，為pH與Wnt信號通路在癌癥細胞中的作用提供了連接點。Wnt/β-caterin信號通路的激活能夠抑制β-caterin的泛素化和降解，從而使得β-caterin進入核內，激活轉錄因子，誘導大量與細胞生長增殖相關的基因表達，促進細胞增殖，同時其靶基因的表達產物中有很多誘導上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)的轉錄因子，從而促進腫瘤的轉移。ANP能夠抑制AKT在結直腸癌細胞、人類胰腺癌、腎癌系中的表達，從而抑制腫瘤生長的同時，ANP抑制腫瘤細胞生長和轉移的作用部分取決于對β-caterin的有效抑制；SFRP拮抗Wnt與卷曲蛋白的結合，從而抑制Wnt信號通路的激活，抑制腫瘤的發生，但是有研究顯示，SFRP3可促進腫瘤的發生。上述結果說明ANP能夠通過抑制SFRP3表達來抑制腫瘤細胞的增殖，但是具體作用機制尚不明確。

在多發性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)的研究過程中，袁利亞等[20]發現ANP能夠阻滯MM細胞增殖周期G1期從而干擾細胞DNA的合成，抑制MM細胞增殖。RAS-MEK1/2-ERK1/2信號通路能夠誘導腫瘤生長相關基因的轉錄來影響腫瘤細胞的增殖。Ding等[21]的研究表明，通過有效增加ANP的量來抑制RAS-MEK1/2-ERK1/2信號通路治療MM。說明ANP能夠通過阻滯細胞增殖周期和抑制RAS-MEK1/2-ERK1/2信號通路抑制與腫瘤生長相關基因的轉錄，從而發揮明顯的抗腫瘤作用。

凋亡是細胞發生的程序性死亡，促進腫瘤細胞的凋亡抑制腫瘤的發展，在治療腫瘤的過程中占據重要地位。JAK/STATs信號傳導通路中，STAT3可通過影響細胞周期來影響細胞增殖，抑制細胞凋亡，與腫瘤的發展密切相關。Lane等[22]研究表明ANP能夠抑制STAT3的表達，且在人類小細胞肺癌、人類胰腺癌細胞系中抑制率分別為65%、77%。JNK信號通路可被細胞因子、生長因子等多種因素激活，參與細胞增殖與分化及細胞凋亡，JNK信號通路異常可造成腫瘤的發生。Lane等[23]在人類小細胞肺癌、胰腺癌細胞的研究中，發現ANP對JNK2的抑制率為28%。說明ANP能夠抑制JAK/STATs信號通路中STAT3的激活影響細胞周期及抑制JNK信號通路中JNK2的表達水平抑制腫瘤細胞增殖與分化，促進細胞的凋亡來抑制腫瘤生長。

VEGF和VEGF-2為血管內皮生長因子，在腫瘤細胞系中高表達，影響腫瘤新生血管的形成，在腫瘤的生長和轉移過程中發揮重要作用。在對人類胰腺癌、小細胞肺癌、前列腺癌細胞系的研究中，Nguyen等[24]發現ANP對VEGF-2和VEGF的抑制率分別為83%、67%、71%以及40%、23%、24%，所以ANP可能會通過抑制新生血管的形成來抑制腫瘤的生長和轉移。

通過對多種腫瘤細胞的研究表明，ANP能夠通過影響與腫瘤生長增殖相關分子，如KCNQ1、AKT、β-caterin、SFRP3、STAT3、JNK2、VEGF、VEGF2的表達，或者影響腫瘤細胞增殖周期，促進腫瘤細胞凋亡，調節多種信號通路的傳導來清除腫瘤細胞，影響腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移。

3.2 NPR-A與腫瘤 Ohsaki等[25]首次發現NPR-A表達于非小細胞肺癌和Hela細胞系。后來研究發現NPR-A表達于多種腫瘤，并且NPR-A信號通路在眾多實驗中被驗證與腫瘤的發生存在影響。

3.2.1 體內試驗 通過C57BL/6小鼠腫瘤模型的建立，發現NPR-A基因敲除鼠(NPRA-/-鼠)具有肺癌、皮膚癌和卵巢癌的低發生率和低增長率。NP73-102為ANP激素原的氨基末端肽，構建編碼NP73-102的質粒異位表達，特異性下調NPR-A蛋白的表達，可以抑制肺癌細胞A549在裸鼠中的肺部轉移。合成針對NPR-A納米顆粒級miRNA，可清除小鼠的黑色素瘤組織。實驗表明通過一些方法的應用，如敲除以編碼NPR-A的基因等，使得NPR-A少量表達甚至不表達，能夠有效清除腫瘤組織，說明NPR-A可能與腫瘤的發生、發展存在相關性，而成為治療腫瘤的新靶點。關于NPR-A缺失或者表達量下調后，腫瘤低發生率機制的研究，存在不同的研究結果。

NF-κB信號通路與細胞的生存、增殖、炎癥反應和免疫調節有關，NF-κB信號通路的激活能夠促進腫瘤發展，相較于野生型小鼠，在NPRA-/-小鼠肺組織總蛋白的檢測中，NF-κB總量并無明顯差異，但是pNF-κB水平顯著降低；pRb參與控制細胞的生長、凋亡、分化和再生。pRb失活被認為在腫瘤發生中起重要作用，肺免疫組化分析結果顯示，相較于野生型小鼠C57BL/6，NPRA-/-表現為磷酸化的pRb高表達；另外，通過提取肺組織蛋白，Western blot分析顯示NPRA-/-小鼠VEGF的表達水平明顯低于野生型小鼠，且差異有統計學意義。NPRA-/-小鼠可通過抑制NF-κB信號通路的激活，促進抑癌基因的表達來抑制腫瘤增殖，還可以通過抑制VEGF表達來抑制腫瘤血管的生成從而抑制腫瘤的侵襲、轉移[26]。

3.2.2 體外實驗 Lin等[27]的研究認為在胃組織中存在NPR-A。Zhang等[28]在研究胃癌細胞系AGS時發現，NPR-A缺失的細胞中，電壓門控鉀離子通道蛋白KCNQ1的表達水平降低，抑制腫瘤細胞的增殖。鉀離子通道在調節腫瘤細胞增殖中發揮重要作用，而NPR-A的缺失抑制AGS細胞的增殖，說明編碼NPR-A的基因在胃癌的發生中扮演抑癌基因的角色。近期，Li等[29]的研究表明，NPR-A抑制劑能夠通過活性氧介導的G2/M細胞周期阻滯有效抑制胃癌的發展，并促進胃癌細胞的死亡。

Mallela等[30]針對干細胞的研究表明，NPR-A參與信號傳導能夠調節干細胞的募集和血管形成，從而導致腫瘤的發生、發展。同時，Zhao等[31]的實驗結果驗證，NPR-A在食管鱗狀細胞癌中高表達，且NPR-A可能會通過影響基質金屬酶MMP-2和MMP-9的表達來促進食管鱗狀細胞癌細胞株Eca119的侵襲和轉移。

在對NPR-A的體外研究過程中，可以發現，抑制NPR-A的表達，可以通過調節電壓門控鉀離子通道和活性氧介導的G2/M細胞周期阻滯，來影響腫瘤細胞的生長和促進細胞的死亡；NPR-A在腫瘤細胞中高表達，且能夠多途徑如調節干細胞的募集和血管的生成，調節基質金屬酶的表達水平，促進腫瘤細胞的侵襲和轉移。這些研究表明，NPR-A能夠作為新的靶點，在腫瘤的治療中發揮重要作用。

4 結語

ANP及NPR-A與腫瘤的發生、發展密切相關。兩者皆可以通過多因子多途徑影響腫瘤的發展和預后，作為新的小分子靶向藥物及作用靶點，ANP及NPR-A的作用機制尚不明確，但上述研究結果將為進一步研究ANP及NPR-A與腫瘤的關系提供新思路。

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河北省醫學科學研究重點課題及河北省政府資助臨床優秀人才基金(ZL20140103)

承德醫學院附屬醫院病理科，承德 067000

劉 曼，女，碩士研究生，醫師。E-mail: sdliuman@163.com 李春輝，男，博士，主任醫師，教授，碩士生導師，通訊作者。Tel: (0314)2279446，E-mail: chli612@126.com

時間：2017-8-20 15:27 網絡出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1073.R.20170820.1527.015.html

R 730

A

1001-7399(2017)08-0900-04

10.13315/j.cnki.cjcep.2017.08.015

腫瘤治療主要分為手術治療、放療、化療及其相關治療，其預后與多種因素有關，包括手術刺激及對化療藥物的耐受等，隨著精準醫學的發展，藥物作用靶點的研究就顯得越來越重要。心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide, ANP)及ANP受體(natriuretic peptide receptor A, NPR-A)作為潛在的藥物作用靶點，近年來引起國內外學者的重視。本文現對ANP及NPR-A在腫瘤發生機制及潛在藥物作用靶點方面作一綜述。

接受日期：2017-03-26