胃癌轉移相關基因的研究進展

俎莎，高平，荊麗麗，鄒佳芮，郝俊梅

(濱州醫學院煙臺附屬醫院，山東煙臺264100)

胃癌治療效果差、病死率高，其最主要的原因之一就是轉移。胃癌發病隱匿，容易發生早期轉移，多數患者在確診時已發生全身多處轉移，導致患者預后不良、生活質量下降。因此，尋找及研究胃癌轉移相關基因對于患者的臨床治療、改善預后、提高生存質量具有重要意義。近年來，許多專家學者對胃癌轉移相關基因進行了廣泛研究，并取得了豐碩成果，為胃癌患者的臨床治療提供了重要依據。本文就胃癌轉移相關基因的研究進展綜述如下。

1 血管內皮生長因子(VEGF)

VEGF是高度保守的同源二聚體糖蛋白，VEGF家族由VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E、VEGF-F和胎盤生長因子(PLGF)7個成員組成。VEGF是促進腫瘤血管和淋巴管生成的重要因素之一，在腫瘤生長和轉移中具有不可忽視的作用，是重要的抗癌治療靶點之一。

目前，在多種腫瘤如結腸癌、乳腺癌、肺癌和肝癌中均發現VEGF的異常表達。Bilgic等[1]發現，血清VEGF水平與腫瘤分級和腫瘤遠處轉移等密切相關。另有研究[2]表明，在胃癌組織中VEGF呈高表達狀態，并且VEGF的高表達對于胃癌的轉移和生長具有重要作用。有研究[3]發現，miRNA-9能夠通過調節上皮鈣黏蛋白(E-cadherin)表達，使其表達下調，從而促進VEGF的表達上調；而VEGF通過進一步增強Bcl-2的表達可以使腫瘤對化療產生抵抗，使化療效果減弱。Liu等[4]通過體外實驗和動物實驗發現，端粒酶逆轉錄酶(hTERT)可以誘導VEGF 表達；進一步研究發現，hTERT除與VEGF基因直接作用使VEGF表達上調之外，還可能與Sp1轉錄因子相互作用以增強Sp1轉錄活性，并由此激活VEGF轉錄，從而促進腫瘤轉移及新生血管生成。Hu等[5]研究發現，低氧誘導因子(HIF-1)活性增加可導致低氧環境，而在低氧環境下VEGF表達增強；胃癌細胞分泌的雙鏈蛋白聚糖(BGN)可以通過與其受體Toll樣受體2(TLR2)和TLR4結合，增強NF-κB和HIF-1α啟動子之間的相互作用，進而增強HIF-1的活性以誘導內皮細胞中VEGF表達；而VEGF可以通過TLR信號轉導途徑反作用于胃癌細胞，使胃癌的生長和發展受到影響。

VEGF在甲胎蛋白陽性胃癌(AFPGC)中也具有重要的作用。AFPGC是胃癌的一種特殊類型，生物學行為差，容易發生轉移，與AFP正常的胃癌相比預后較差、5年生存率較低。方瑜等[6]應用免疫組織化學技術檢測C-Met、VEGF、表皮生長因子受體(EGFR)、人類表皮生長因子受體2(Her-2)在AFPGC中的表達情況，發現VEGF在AFPGC組中的表達水平明顯高于AFP正常的胃癌組，而其他因子在兩組中的表達無差異。Koneri等[7]研究發現，VEGF蛋白高表達可能是導致AFPGC容易發生淋巴結轉移的主要原因之一。

基于以上研究結果，VEGF可作為胃癌發生、發展、轉移和治療的重要影響因子，檢測胃癌組織中VEGF的表達可以判斷胃癌患者的預后，并有助于臨床對胃癌患者靶向治療方案的選擇。

2 Her-2

Her-2基因位于染色體17q12～21.32上，編碼一種跨膜酪氨酸激酶受體。Her-2基因在正常情況下處于非激活狀態，受各種刺激因素作用后激活，具有促進新生血管生成、抑制腫瘤細胞凋亡、增加腫瘤細胞的侵襲能力的作用。商明峰等[8]應用免疫組織化學方法對胃癌原發灶及其轉移淋巴結中Her-2的表達情況進行檢測，發現胃癌原發灶與轉移淋巴結中Her-2的表達具有一致性，認為Her-2基因與胃癌淋巴結轉移、浸潤深度、組織學分級以及TNM分期密切相關。Bao等[9]研究發現，敲除Her-2基因可以減弱人工培養的胃癌細胞的侵襲活性，而且還可以抑制胃癌細胞在裸鼠中的生長；在進一步的研究中發現，Her-2與CD44相互作用通過抑制miR-139的表達，進一步上調CXC趨化因子受體4(CXCR4)的表達，而CXCR4具有介導血管生成的作用，從而促進胃癌的發生發展和轉移。Ko等[10]采用穩定轉染的方法調控FOXO1和Her-2在胃癌細胞系中的表達，發現FOXO1沉默增加了胃癌細胞在體外的集落形成和間充質轉化，并促進了裸鼠中腫瘤的生長和轉移，而Her-2沉默則引起相反的結果；而且，通過對臨床標本進行免疫組織化學分析發現，FOXO1與Her-2呈負相關。因此，他們認為，FOXO1缺失可以通過上調Her-2的表達以促進胃癌的生長和轉移，且Her-2的表達對胃癌細胞轉移的誘導更為重要。Liu等[10]研究發現，Her-2可能作為長鏈非編碼RNA HOTAIR(LncRNA HOTAIR)的靶基因，受HOTAIR調控影響胃癌的侵襲、轉移過程。他們應用Real-time PCR檢測癌組織和正常組織中的表達水平，認為HOTAIR可以作為胃癌預后不良的生物標志物，并可能賦予腫瘤細胞惡性表型；并且，通過免疫組織化學方法和雙變量相關分析驗證HOTAIR與Her-2的相互作用，發現HOTAIR可能作為競爭性內源RNA(ceRNA)調節Her-2在組織中的表達，進而影響胃癌的侵襲、轉移過程。Her-2在多種腫瘤的生長、發展、侵襲和轉移中均具有重要作用，目前臨床中已將其作為腫瘤診斷標記物和靶向治療的重要靶點之一。但是，對其在胃癌轉移過程中的具體作用機制尚不明確，有待于進一步研究。

3 β-連環蛋白(β-catenin)

β-catenin是一種單鏈多肽，可與E-catenin結合，共同參與細胞間的黏附作用。β-catenin主要位于細胞膜，是Wnt/β-catenin信號轉導通路的關鍵調節因子。研究發現，其作為多種因子的作用靶點在腫瘤組織中異常表達，對于腫瘤發生、發展具有重要作用。Mao等[12]研究結果表明，p53基因缺失小鼠干細胞(p53-/-mBMMSC)外分泌體可以通過Wnt/β-catenin信號轉導通路向靶細胞遞送UBR2以促進胃癌的生長和轉移，提示UBR2可能是通過調控Wnt/β-catenin信號轉導通路在胃癌發展中發揮作用的新型分子；但是，目前對UBR2和Wnt/β-catenin信號轉導通路在胃癌發生發展中的具體作用機制尚不清楚，有待于進一步研究。在另一項研究中發現，miRNA-324-3P可以通過抑制其靶基因Smad4激活Wnt/β-catenin信號轉導通路。miRNA-324-3P是一種非編碼RNA，對胃癌的發生發展具有促進作用，而Smad4對胃癌具有抑制作用。在研究中發現，miRNA-324-3P過表達具有抑制Smad4表達的作用，通過雙熒光素酶報告基因測定證實Smad4是miRNA-324-3P的直接靶點。經過進一步體外實驗證實，Smad4可以抑制被miRNA-324-3P激活的Wnt/β-catenin信號轉導通路。因此，這一研究結果表明，miR-324-3P通過下調Smad4激活Wnt/β-catenin信號通路，從而影響胃癌的侵襲、轉移過程[13]。Ye等[14]報道稱，β-catenin可以與二甲基精氨酸二甲基氨基水解酶1(DDAH1)相互作用促進胃癌轉移；他們將胃癌組織中DDAH1敲低，發現β-catenin的表達水平提高，故認為β-catenin可能是DDAH1的下游靶點；并且，通過體外研究發現，DDAH1敲低可以通過Wnt/GSK3β信號轉導途徑增強β-catenin的表達誘導上皮-間質轉換(EMT)，而EMT可以賦予腫瘤細胞轉移、侵襲的能力。在Zhao等[15]的研究中，他們發現β-catenin還可與組蛋白去甲基化酶 (JMJD2B)共同作用促進EMT。在實驗中他們敲低胃癌組織中的JMJD2B，發現β-catenin的核積聚減少，而且其下游靶點波形蛋白(vimentin)的轉錄水平也呈下降趨勢；通過進一步驗證，他們認為，JMJD2B參與TGFβ/Wnt信號轉導通路介導的TCF/β-catenin轉錄，TCF/β-catenin可以與vimentin啟動子結合促進其表達，而vimentin則是影響EMT的主要因子之一。因此，我們認為β-catenin作為Wnt信號轉導通路的重要調節因子，除自身對于腫瘤細胞同質性黏附和ECM降解具有重要作用外，還是多個胃癌轉移調控因子的重要靶點。目前，已將β-catenin作為臨床腫瘤診斷的重要分子標記物之一。

4 其他胃癌轉移相關基因

隨著科技的發展，基因芯片技術日趨成熟，已被廣泛應用于胃癌轉移相關基因的篩查中。不同于以往的研究方式，基因芯片技術可以同時篩選多個基因，并從整體水平對這些基因的作用機制進行研究，使胃癌轉移分子機制的研究取得了巨大進展。目前，已有大量基因被發現，并證實這些基因與胃癌的轉移密切相關。Ojetti等[16]運用基因芯片技術對29例胃癌切除標本中胃癌組織和正常胃黏膜組織進行分析對比，發現有12個基因在有淋巴結轉移患者和無淋巴結轉移患者中的表達具有差異，而且確定了其中的7個基因與胃癌的淋巴結轉移存在相關性。在這7個基因中，Egr-1基因為上調基因，Claudin-18基因、AKR1C2基因、Cathepsin E基因、CA Ⅱ基因、TFF-1基因和progastricsin基因屬于下調基因。黃素英等[17]運用全基因組芯片技術，同時檢測伴有轉移的胃癌患者、不伴轉移的胃癌患者及正常人的外周血腫瘤轉移相關基因情況，并用生物信息學技術進行分析，共檢測出157個差異顯著性基因，其中有65個基因表達下調、92個基因表達上調。Bai等[18]利用基因芯片技術對胃癌母系GC9811與腹膜高轉移細胞系GC9811-P基因表達差異進行分析，通過兩次重復實驗，完成了GC9811和GC9811-P細胞系11 901個基因的整體分析，篩選出248個差異顯著性基因，其中218個基因為上調基因、30個基因為下調基因。

綜上所述，胃癌轉移對人類健康造成的巨大威脅已受到重視，隨著對胃癌轉移機制的深入研究，越來越多的胃癌轉移相關基因被發現并應用于臨床，為臨床胃癌患者的靶向治療提供了分子靶點，對胃癌患者治療方案的選擇及改善患者的預后起到了重要的作用。但是，胃癌轉移是一個由多基因、多因素及體內外環境共同作用的復雜過程。因此，闡明胃癌轉移的分子機制仍然是一個巨大的挑戰。隨著研究方法的進步，許多新技術被應用于科研工作中，如人全基因組表達芯片技術和生物信息學技術的應用，越來越多的專家學者將胃癌轉移相關基因的研究從單個基因對胃癌轉移的作用機制轉向基因組整體水平對胃癌轉移作用機制的研究。基于新的研究手段，我們相信，關于胃癌轉移相關分子機制的研究將會取得更大的進展。

[1] Bilgic CI, Tez M. Serum VEGF levels in gastric cancer patients: correlation with clinicopathological parameters[J]. Turk J Med Sci, 2015,45(1):112.

[2] Zheng H, Takahashi H, Murai Y, et al. Expressions of MMP-2, MMP-9 and VEGF are closely linked to growth, invasion, metastasis and angiogenesis of gastric carcinoma[J]. Anticancer Res, 2006,26(5A):3579-3583.

[3] Ma L, Young J, Prabhala H, et al. miR-9, a MYC/MYCN-activated microRNA, regulates E-cadherin and cancer metastasis[J]. Nat Cell Biol, 2010,12(3):247.

[4] Liu N, Ding D, Hao W, et al. hTERT promotes tumor angiogenesis by activating VEGF via interactions with the Sp1 transcription factor[J]. Nucleic Acids Res, 2016,44(18):8693.

[5] Hu L, Zang MD, Wang HX, et al. Biglycan stimulates VEGF expression in endothelial cells by activating the TLR signaling pathway[J]. Mol Oncol, 2016,10(9):1473-1484.

[6] 方瑜,王琳,李桂梅,等.c-Met、VEGF、EGFR和HER-2在AFP陽性胃癌中的表達研究[J].中國癌癥雜志,2016,26(8):662-669.

[7] Koneri K, Hirono Y, Fujimoto D, et al. Five-year survival of alpha-fetoprotein producing gastric cancer with synchronous liver metastasis: a case report[J]. J Gastric Cancer, 2013,13(1):58-64.

[8] 商明峰,鄭宏群,吳迪,等.胃癌原發灶及淋巴結Her2基因表達的差異性研究[J].現代生物醫學進展,2016,16(5):838-842.

[9] Bao W, Fu HJ, Xie QS, et al. HER2 interacts with CD44 to up-regulate CXCR4 via epigenetic silencing of microRNA-139 in gastric cancer cells[J]. Gastroenterology, 2011,141(6):2076-2087.

[10] Ko YS, Cho SJ, Park J, et al. Loss of FOXO1 promotes gastric tumour growth and metastasis through upregulation of human epidermal growth factor receptor 2/neu expression[J]. Br J Cancer, 2015,113(8):1186-1196.

[11] Liu X, Sun M, Nie F, et al. Lnc RNA HOTAIR functions as a competing endogenous RNA to regulate HER2 expression by sponging miR-331-3p in gastric cancer[J]. Mol Cancer, 2014,13(1):92.

[12] Mao J, Liang Z, Zhang B, et al. UBR2 enriched in p53 deficient mouse bone marrow mesenchymal stem cell-exosome promoted gastric cancer progression via Wnt/β-catenin pathway[J]. Stem cells, 2017,35(11):2267-2279.

[13] Sun GL, Li Z, Wang WZ, et al. miR-324-3p promotes gastric cancer development by activating Smad4-mediated Wnt/beta-catenin signaling pathway[J]. J Gastroenterol, 2017.[Epub ahead of print]

[14] Ye J, Xu J, Li Y, et al. DDAH1 mediates gastric cancer cell invasion and metastasis via Wnt/β-catenin signaling pathway[J]. Mol Oncology, 2017,11(9):1208-1224.

[15] Zhao L, Li W, Zang W, et al. JMJD2B promotes epithelial-mesenchymal transition by cooperating with β-catenin and enhances gastric cancer metastasis[J]. Clin Cancer Res, 2013,19(23):6419-6429.

[16] Ojetti V, Persiani R, Cananzi FCM, et al. cDNA-Microarray analysis as a new tool to predict lymph node metastasis in gastric cancer[J]. World J Surg, 2014,38(8):2058-2064.

[17] 黃素英,陳華,田俊,等.基因芯片篩查外周血中胃癌轉移相關基因[J].中國實用醫藥,2011,6(30):1-2.

[18] Bai FH, Wang NJ, Wang J, et al. Screening and identification of peritoneal metastasis-related genes of gastric adenocarcinoma using a cDNA microarray[J]. Genet Mol Res, 2012,11(2):1682-1689.