蛋白質組學在三陰性乳腺癌侵襲轉移機制中的研究進展

羅雪瑩 何勁松 陳偉財 李鋒 劉寶兒

[摘要] 三陰型乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）為惡性程度最高、臨床預后最差的乳腺癌亞型之一。其高侵襲轉移能力是導致TNBC復發(fā)轉移，改變患者臨床預后的關鍵。基于人類基因組計劃的完成，目前已認識到基因組水平并不能完全揭露TNBC腫瘤細胞各通路的作用機制。蛋白質組學作為新興的研究手段，可以進行高通量篩選差異性表達蛋白質，完成相關腫瘤細胞惡性行為的功能學研究，探索TNBC高侵襲轉移機制，為TNBC的臨床診療研究提供了技術支持。該文旨在概述蛋白質組學在TNBC侵襲轉移機制研究中的應用以及目前所取得的進展。

[關鍵詞] 三陰性乳腺癌;蛋白質組學;侵襲轉移機制;血管生成;細胞間粘附能力

[中圖分類號] R737.9? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-0742（2018）08（c）-0196-03

Advances in Proteomics in Invasion and Metastasis of Triple-negative Breast Cancer

LUO Xue-ying， HE Jin-song， CHEN Wei-cai， LI Feng， LIU Bo-er

Department of Breast Surgery， Shenzhen Hospital of Peking University， Shenzhen， Guangdong Province， 518000 China

[Abstract] Triple negative breast cancer （TNBC） is one of the most malignant breast cancer subtypes. Its high invasion and metastasis capacity is the key to the recurrence and metastasis of TNBC， which changes the clinical prognosis of patients. Based on the completion of the Human Genome Project， it has now been recognized that the genome level does not fully reveal the mechanism of action of TNBC tumor cell pathways. As an emerging research method， proteomics can perform high-throughput screening for differentially expressed proteins， complete the functional study of malignant behavior of related tumor cells， and explore the mechanism of high invasion and metastasis of TNBC， providing technical support for the clinical diagnosis and treatment of TNBC. This article aims to outline the application of proteomics in the study of the invasion and metastasis mechanism of TNBC and the current progress.

[Key words] Triple negative breast cancer; Proteomics; Invasion and metastasis mechanism; Angiogenesis; Intercellular adhesion

TNBC為乳腺癌的一種特殊類型，其雌激素受體、孕激素受體不表達，人表皮生長因子受體2無過度表達及基因擴增[1]。它多發(fā)生于絕經(jīng)前女性，約占乳腺癌患者的13%～25%，其細胞分化差，侵襲性強，好發(fā)年齡小，惡性程度高，缺乏高特異性的評估方法，極易復發(fā)轉移，臨床預后差。而腫瘤細胞的高侵襲轉移行為則是TNBC不良預后的關鍵性因素。蛋白質作為生物學功能的執(zhí)行者，調控細胞惡性行為方面發(fā)揮著重要作用。進行蛋白質組功能學研究可以更好地從宏觀的角度全面重點地分析TNBC高侵襲轉移的生物學機制。

1? 腫瘤內(nèi)部微血管網(wǎng)的形成

微血管網(wǎng)絡生成除了給腫瘤細胞提供氧氣和營養(yǎng)物質、促進細胞增殖分化以外，其與惡性腫瘤細胞的侵襲轉移密切相關。它可以破壞組織內(nèi)在微環(huán)境平衡，為宿主細胞遠處轉移擴散提供通道。在TNBC蛋白質組學的研究過程中，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）家族引起了廣泛的關注。該家族與惡性腫瘤組織中淋巴管及毛細血管的生長密度、侵襲性密切相關[2-3]。通過組學定量分析篩選，研究人員發(fā)現(xiàn)VEGF家族中的VEGF-A在TNBC細胞系中高表達，組織缺氧及炎癥條件下尤甚[4];VEGF-C在TNBC的間充質干細胞亞型（MSI型）高表達[5]，證實了該家族與TNBC的發(fā)生發(fā)展密切相關。運用差異性蛋白質功能組學分析發(fā)現(xiàn)有較多細胞因子參與調控VEGF家族介導的促血管形成通路，比如低氧誘導因子-1α（HIF-1α）、骨橋蛋白、非轉移性黑色素瘤糖蛋白B（GPNMB）、STAT3、肝素結合表皮生長因子樣生長因子（HBEGF）、HOX9、血管緊張素Ⅱ等，促進腫瘤細胞的侵襲轉移[6-10]。Mohammed R.A等人[11]進行的隊列研究也證實了血管形成在具有高侵襲性的TNBC侵襲轉移中的重要性。該研究一共納入397位乳腺癌患者，通過測定CD34和CDH31（評估淋巴管及微脈管密度的標志物）發(fā)現(xiàn)，相較于其他亞型的乳腺癌，基底細胞樣型及三陰型乳腺癌組織中微血管密度更高，侵襲轉移能力更強。

最近研究發(fā)現(xiàn)的生長因子顆粒素蛋白前體也在TNBC中高表達。它是從小鼠畸胎瘤模型腫提取出來的88KD的糖蛋白，可以刺激上皮細胞增殖。在胚胎發(fā)育過程，生長因子顆粒素蛋白前體可以促進血管生成，促進細胞增殖活化。在TNBC細胞中生長因子顆粒素蛋白前體、VEGF、CD105都是高表達的，尤其是在淋巴結陰性的患者腫瘤細胞中。由此可以推斷生長因子顆粒素蛋白前體等在淋巴結陰性的TNBC的高侵襲行為中起著關鍵作用[12]。

基于前期研究成果，目前抗血管生成藥物已開始臨床應用，并取得一定的療效，其中包括新一代單克隆抗體（貝伐珠單抗、舒尼替尼、帕唑帕尼、埃羅替尼、西妥昔單抗、帕尼單抗等）[13]。但目前在TNBC侵襲轉移中，血管形成的具體機制尚未完全明朗。運用蛋白質組學篩選出相關的差異性表達蛋白，分析其功能及對應機制，可以為TNBC的診療提供新的研究方向。

2? 腫瘤細胞間粘附能力的降低

上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是指上皮細胞經(jīng)過特定的程序轉化為具有間充質表型的細胞，侵襲遷移能力增強的生物學過程。它在降低TNBC癌細胞間粘附能力中發(fā)揮關鍵作用。上皮細胞和間充質細胞間存在顯著差異：上皮細胞呈現(xiàn)明顯的極性，細胞與細胞間緊密連接從而阻止細胞增殖遷移，而間充質細胞的形態(tài)呈紡錘狀，結構松散，細胞間缺乏緊密連接，易遷移[14]。運用蛋白質組對比分析兩種存在遷移差異的難治性惡性腫瘤細胞，一種具有上皮細胞特性，一種具有間充質細胞特性，發(fā)現(xiàn)其差異性蛋白質-上皮細胞蛋白缺失因子EPLIN （epithelial protein lost in meoplasm）的下調。EPLIN表達的下降使上皮細胞鈣粘蛋白E-cadherin的表達受抑制，激活β連環(huán)蛋白信號通路，促使EMT的發(fā)生，增加腫瘤細胞的侵襲能力[15]。EMT在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移、血管形成等多個方面起著關鍵作用。

3? 運用差異蛋白質功能組學分析發(fā)現(xiàn)參與調控TNBC侵襲轉移的新方向

相關學者等以小鼠為模型，運用差異性蛋白質組學分析技術，對比分析來源于TNBC的具備（4T1）和不具備（67NR）轉移能力的兩種細胞系。該課題組發(fā)現(xiàn)對于67NR，4T1表達的差異性蛋白上調的有26種，下調的有31種，均為腫瘤侵襲轉移的潛在作用位點。同時他們還指出67NR細胞株中的嗜中性顆粒蛋白 （neutrophilic granule protein，NGP）高表達，約是4T1的2倍以上[16]。進一步研究表明嗜中性顆粒蛋白可顯著抑制血管或淋巴管的生成，促進癌細胞的凋亡，在癌細胞侵襲轉移機制中起負性作用。

TNBC異質性高、侵襲能力強、復發(fā)風險高，同時缺乏特定的治療靶點，目前仍是臨床診療上的難點。應用蛋白質組學探索篩選差異性表達蛋白質，明確腫瘤發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移的機制，分析潛在的腫瘤治療靶點以及特異性的評估指標，可為改善TNBC的不良預后提供堅實的理論基礎，是未來轉化醫(yī)學研究的必然發(fā)展趨勢。同時蛋白質組學的進一步發(fā)展，針對性研究蛋白質組磷酸化等蛋白質修飾方式對TNBC高侵襲性、高復發(fā)率的影響，探索可能的作用機理，可以為腫瘤學與磷酸化蛋白質組學相結合提供新的研究策略。因此，在以后，醫(yī)生應該積極的對蛋白質組學進行學習，更好的探討腫瘤學的發(fā)病原理，能夠采用比較好的方法對患者疾病進行解決，幫助患者身體變得越來越健康。

[參考文獻]

[1]? 李智勇，白雪.三陰性乳腺癌分子分型的研究進展[J].新醫(yī)學，2018，49（2）：77-81.

[2]? Tolaney SM，Boucher Y，Duda DG，et al.Role of vascular density and normalization in response to neoadjuvant bevacizumab and chemotherapy in breast cancer patients [J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2015，112（46）： 14325-14330.

[3]? 劉朝輝，高曉虹.血管內(nèi)皮生長因子及其受體的研究進展 [J].中國藥物與臨床，2017，17（8）： 1162-1164.

[4]? Choi SK，Kim HS，Jin T，et al.Overexpression of the miR-141/200c cluster promotes the migratory and invasive ability of triple-negative breast cancer cells through the activation of the FAK and PI3K/AKT signaling pathways by secreting VEGF-A [J].BMC cancer，2016，16（5）：70.

[5]? 徐倩倩，王常珺，孫強.三陰性乳腺癌分子分型與個體化靶向治療現(xiàn)狀[J].中華腫瘤防治雜志，2017，24（11）： 788-794.

[6]? 郭琳，梁單，韓穎霞，等.血管緊張素Ⅱ受體及其受體1與腫瘤新生血管生成關系的研究進展[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學，2016， 24（23）： 3855-3859.

[7]? 曹治云，張志燈，陳旭征，等.低氧條件下低氧誘導因子1α/miR-210調節(jié)回路對腫瘤能量代謝及血管生成的調控[J].中華細胞與干細胞雜志：電子版，2016，6（3）：195-198.

[8]? 馮光勇， 黃偉.血清肝素結合生長因子對分化型甲狀腺腫瘤診斷及臨床預后的評估價值 [J].臨床血液學雜志：輸血與檢驗，2017（4）： 600-604.

[9]? 歐陽慧鈺，周樂天，李軍.非轉移性黑色素瘤糖蛋白B在不同類型腫瘤中的作用[J].廣西醫(yī)科大學學報，2017，34（6）： 936-938.

[10]? 王傲立，宋關斌，羅慶.骨橋蛋白對腫瘤細胞惡性行為影響的研究進展[J].華西醫(yī)學，2017（12）： 1963-1966.

[11]? Mohammed RA，Ellis IO，Mahmmod AM，et al.Lymphatic and blood vessels in basal and triple-negative breast cancers： characteristics and prognostic significance [J].Modern pathology ： an official journal of the United States and Canadian Academy of Pathology，Inc，2011，24（6）：774-785.

[12]? Kushwaha R，Mishra J，Tripathi S，et al.Arsenic Attenuates Heparin-Binding EGF-Like Growth Factor/EGFR Signaling That Promotes Matrix Metalloprotease 9-Dependent Astrocyte Damage in the Developing Rat Brain [J].Toxicological sciences ： an official journal of the Society of Toxicology，2018，162（2）： 406-428.

[13]? Ortiz-Martinez F，Sanmartin E，Pomares-navarro E，et al.Osteopontin Regulates VEGFA and ICAM-1 mRNA Expression in Breast Carcinoma [J].American journal of clinical pathology，2015，143（6）： 812-822.

[14]? 周丹，許鵬程，張敏，等.色素上皮衍生因子通過調控上皮間質轉化抑制乳腺癌細胞侵襲和轉移[J].南方醫(yī)科大學學報，2018（1）：1-7.

[15]? Kasai N，Kadeer A，Kajita M，et al.The paxillin-plectin-EPLIN complex promotes apical elimination of RasV12-transformed cells by modulating HDAC6-regulated tubulin acetylation [J].Scientific reports，2018，8（1）： 2097.

[16]? Desmarais JA，CAO M，Bateman A，et al.Spatiotemporal expression pattern of progranulin in embryo implantation and placenta formation suggests a role in cell proliferation，remodeling，and angiogenesis[J].Reproduction （Camb ridge，England），2008，136（2）： 247-257.