神經(jīng)纖維蛋白-1功能及在乳腺癌發(fā)生發(fā)展和診治中的作用研究進展

李鶴，王潔，顧嬌嬌，王鑫璐

(中國醫(yī)科大學附屬盛京醫(yī)院，沈陽110000)

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，近年來其發(fā)病率有不斷增長的趨勢，對女性的健康產(chǎn)生了巨大的危害。雖然近些年來對乳腺癌已經(jīng)應(yīng)用了手術(shù)、放化療、內(nèi)分泌治療等多種治療方式相結(jié)合的綜合治療方案，但其臨床效果不盡如人意，耐藥及復發(fā)率高仍是臨床治療中的主要難題，因此急需尋找新的治療方法，以個性化的方式精確調(diào)整治療方案。近年來，對乳腺癌治療的廣泛研究推動了細胞毒性治療和生物驅(qū)動的靶向治療的發(fā)展，神經(jīng)纖維蛋白-1(NRP-1)作為一個多功能受體，在很多腫瘤的發(fā)生發(fā)展中都發(fā)揮著一定作用。現(xiàn)就NRP-1的功能及其在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展、診斷和治療中的作用研究進展綜述如下。

1 NRP-1的功能

A5神經(jīng)元特異性細胞表面抗原最初在爪蟾胚胎中被鑒定出來，隨后被重新命名為神經(jīng)纖維蛋白(NRP)。研究人員同時發(fā)現(xiàn)人類基因組中還存在另一種神經(jīng)纖維蛋白樣基因，因此，神經(jīng)纖維蛋白被改名為NRP-1。NRP-1是一種I型跨膜糖蛋白，在脊椎動物中高度保守，由胞外區(qū)、跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)三部分組成，其中胞外區(qū)又有三個不同的結(jié)構(gòu)域，分別稱為a1/a2、b1/b2和c結(jié)構(gòu)域。a1/a2結(jié)構(gòu)域參與3類信號素(Sema3A)的結(jié)合；b1/b2結(jié)構(gòu)域是NRP-1與其配體結(jié)合的位點，介導其與多糖硫酸肝素和血管內(nèi)皮生長因子165(VEGF165)的結(jié)合[1]；近膜的c結(jié)構(gòu)域的功能是介導NRP-1的二聚化，傳導NRP-1配體的信號。NRP-1的跨膜區(qū)及短的胞內(nèi)區(qū)歸入d結(jié)構(gòu)域，不是NRP-1發(fā)揮作用所必需的[2]。

1.1 NRP-1調(diào)節(jié)血管生成 VEGF是調(diào)節(jié)血管生成最主要的因子，NRP-1作為其共受體參與血管的生成。人類的VEGF單體存在5種不同的亞型：VEGF121、VEGF145、VEGF165、VEGF189、VEGF206，其中VEGF165是VEGF生物學活性的主要存在形式，在各種細胞表達中占優(yōu)勢。VEGF165在血管生成中起著重要作用，能夠誘導血管增生。研究[3]發(fā)現(xiàn)，NRP-1在內(nèi)皮細胞上的表達增強了血管內(nèi)皮生長因子受體2(VEGFR2)對VEGF165同種型響應(yīng)的生物學活性，提示NRP-1是VEGF165的共受體，并且形成了NRP-1參與體內(nèi)VEGF介導的血管生成的理論，是調(diào)節(jié)血管生成的關(guān)鍵因素。同時研究人員[1,3,4]還發(fā)現(xiàn)，NRP-1在卵黃囊和胚胎中的血管發(fā)生、血管生成、女性子宮周期性血管增殖以及血管的損傷修復中都扮演著重要角色，這說明NRP-1在生理和病理性血管生長中都發(fā)揮著重要作用。而Plein等[1]則通過小鼠試驗進一步證明了NRP-1介導的VEGF信號傳導對于圍產(chǎn)期和病理性新血管形成比胚胎血管發(fā)育更為重要。

1.2 NRP-1調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生發(fā)展 血管生成在支撐實體腫瘤生長中起重要作用，而NRP-1基因的表達通過VEGF增強腫瘤血管新生最終導致腫瘤體積增大，同時腫瘤衍生的NRP-1還充當著血管生成的正調(diào)節(jié)劑。不僅如此，相關(guān)研究[5]表明，NRP-1作為VEGF的共受體高表達于腫瘤脈管系統(tǒng)和腫瘤細胞，如乳腺癌細胞系每個細胞上約有2×105個NRP-1,在同一腫瘤細胞上,NRP-1與VEGF165、VEGFR2形成二聚體復合物增強了VEGF的結(jié)合能力及功能，而且可以不依賴VEGF獨立介導促血管生成作用及抗凋亡作用，這提示NRP-1自身可能具有信號轉(zhuǎn)導功能。近期的研究[4; 6]還表明，NRP-1能通過與Sema3A、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)相互作用從而促進纖連蛋白聚集，改善腫瘤微環(huán)境，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究[7]發(fā)現(xiàn)，腫瘤來源的VEGF為癌癥干細胞(CSCs)創(chuàng)造血管周圍生態(tài)位，并通過NRP-1在自分泌環(huán)中直接影響CSCs，以調(diào)節(jié)皮膚腫瘤的起始和細胞干性。多效磷(PTN)是一種多效生長因子，具有血管生成特性，參與腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。Rania等[8]通過抗體沉默或阻斷NRP-1可抑制PTN誘導的人臍靜脈內(nèi)皮細胞遷移和腫瘤細胞侵襲，形成了NRP-1是一種新的PTN受體、NRP-1介導PTN誘導的細胞遷移和侵襲的論點，這為NRP-1促進腫瘤進展提供了新的證據(jù)。研究[9; 10]證實，腫瘤自分泌的VEGF促進前列腺癌、胰腺癌和成膠質(zhì)細胞瘤細胞的存活和侵襲，特別是在以NRP-1依賴方式的癌癥干細胞樣細胞中。總之，NRP-1在許多腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

1.3 NRP-1調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)育 NRP-1最早是作為神經(jīng)細胞導向調(diào)節(jié)因子的受體而被發(fā)現(xiàn)，NRP-1是Sema3A最重要的特異性受體之一。Sema3A是一類重要的軸突導向蛋白，引導中樞神經(jīng)系統(tǒng)中軸突的生長，使其選擇正確途徑以成功到達靶區(qū)，在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中對神經(jīng)元及膠質(zhì)細胞發(fā)揮重要導向作用[11]。NRP-1與Sema3A及叢蛋白形成復合物，共同調(diào)控神經(jīng)生長錐的方向，引導生長錐向著最終的目的地延伸，從而形成精密而復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[2]。除了廣泛的神經(jīng)導向作用之外，通過NRP-1的VEGF激活ERK和AKT信號通路為促性腺激素釋放激素(GnRH)細胞的子集提供重要的生理學存活信號，該細胞是脊椎動物正常性腺發(fā)育和生育所必需的一類神經(jīng)元[6,12]。

1.4 NRP-1調(diào)節(jié)免疫反應(yīng) NRP-1在胸腺細胞中表達，調(diào)節(jié)胸腺細胞的遷移。此外，最近的研究[11]報道，NRP-1還在原始T細胞與樹突狀細胞(DC)的接觸中起作用；并且在免疫系統(tǒng)DC、靜息與活化的T細胞上表達，激活DC及T細胞分泌Sema3A，啟動初始免疫反應(yīng),這提示NRP-1在免疫反應(yīng)的起始階段起作用。而在漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)中,NRP-1則調(diào)節(jié)pDC分泌α型干擾素，發(fā)揮抗病毒作用。NRP-1還可以介導調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)到腫瘤部位抑制機體的抗腫瘤免疫。高表達NRP-1的Tregs以VEGF依賴性方式介導這些細胞向腫瘤的浸潤，由此促成與癌癥相關(guān)的免疫抑制，發(fā)揮免疫抑制功能，抑制抗腫瘤免疫[13，14]。研究[15]在腫瘤病變和癌癥患者的外周血中發(fā)現(xiàn)了高水平的Tregs，并且這種增加已被證明與受乳腺癌、胃癌和卵巢癌影響的患者的不良預后相關(guān)。Delgoffe等[16]發(fā)現(xiàn)NRP-1/信號素4A(SEMA4A)軸在腫瘤浸潤Tregs細胞中起關(guān)鍵作用，而在周圍Tregs細胞中不起關(guān)鍵作用，僅維持其穩(wěn)定性，從而逃避抗腫瘤免疫反應(yīng)。還有研究[16]表明，腫瘤細胞通過分泌Sema3A進而抑制T細胞的增殖及功能，對其進行負性調(diào)節(jié)，進而達到免疫逃脫?？傊?，NRP-1通過多種機制在腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)測方面發(fā)揮作用。

2 NRP-1在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用

在1998年，Soker等從人乳腺癌細胞系中純化了NRP-1，并揭示了NRP-1在乳腺癌轉(zhuǎn)移過程中的重要作用。而近年來，研究人員也從不同角度對NRP-1與乳腺癌的相關(guān)性進行了分析。陶德友等[17]發(fā)現(xiàn)乳腺浸潤性導管癌組織中NRP-1的陽性表達率遠高于纖維腺瘤和正常乳腺組織。Stephenson等[18]通過對人乳腺正常組織、非腫瘤組織和腫瘤組織樣本中NRP-1狀態(tài)綜合分析顯示，與正常組織對比，鄰近腫瘤的腫瘤組織和非腫瘤組織中的NRP-1 mRNA表達顯著增高，同時還發(fā)現(xiàn)NRP-1在與腫瘤相鄰的非腫瘤性導管中過量產(chǎn)生，但是在從導管增生向?qū)Ч茉话┗驅(qū)Ч馨┻^渡期間減少，同時肌上皮細胞消失，這表明NRP-1的差異表達可能與分散肌上皮細胞的細胞應(yīng)答有關(guān)。Han等[19]選擇高表達NRP-1的乳腺癌細胞系MCF-7和SK-BR-3，基于攜帶干擾序列的慢病毒載體成功構(gòu)建了干擾人NRP-1基因的慢病毒載體，通過抑制NRP-1 mRNA和蛋白表達進一步抑制了乳腺癌細胞的增殖并促進了乳腺癌細胞的凋亡。人們還發(fā)現(xiàn)在NRP-1陽性而VEGFR-2陰性的乳腺癌細胞系中，通過靶向NRP-1上的VEGF165結(jié)合位點的抗NRP-1肽，拮抗VEGF對乳腺癌細胞的自分泌抗細胞凋亡作用，進而促進腫瘤細胞凋亡，并且發(fā)現(xiàn)NRP-1的表達水平與細胞存活直接相關(guān)。Luo等[20]發(fā)現(xiàn)，NRP-1對乳腺癌發(fā)生與轉(zhuǎn)移的正調(diào)節(jié)與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過程有關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)VEGF-A/NRP-1軸可通過促進EMT促進乳腺癌進展。值得注意的是，EMT可以使腫瘤細胞具有干性特征，并且相對于低干性的乳腺癌細胞系MCF-7，NRP-1在高干性的乳腺癌細胞系MDA-MB-231中表達水平更高，認為NRP-1通過上調(diào)EMT過程間接上調(diào)了乳腺癌細胞的干性。Fertig等[21]在乳腺癌細胞系MDA-MB-231中發(fā)現(xiàn)NRP-1也是一種潛在的分子，可以靶向有利地改變腫瘤微環(huán)境和先天免疫系統(tǒng)，以產(chǎn)生有效的抗腫瘤免疫應(yīng)答。Vintonenko等[22]通過體外細胞試驗發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)激條件下VEGF189通過NRP-1誘導乳腺癌細胞凋亡，這進一步揭示了NRP-1在乳腺癌中作用的復雜性。

NRP-1與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性在很多學者的研究中已經(jīng)得到了證實，然而其促進乳腺癌發(fā)展的具體機制及相關(guān)信號通路卻還未得到闡明，為了進一步解釋上述現(xiàn)象，研究人員試圖通過體外細胞試驗了解上述過程中可能存在的具體機制及相關(guān)信號通路。有學者認為，在惡性乳腺癌細胞中激活誘導的信號傳導通路的作用是非常重要的。以前的研究表明，NF-κB和β-連環(huán)蛋白通路與調(diào)節(jié)乳腺癌細胞的遷移和侵襲有關(guān)，并受糖原合成酶激酶-3(GSK-3β)表達的調(diào)節(jié)。Luo等[23]的實驗數(shù)據(jù)進一步表明，VEGF/NRP-1軸對乳腺癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移的正調(diào)節(jié)可能與NF-κB和β-連環(huán)蛋白信號傳導有關(guān)，但其機制需要進一步闡明。Zhang等[23]通過體外細胞試驗證明，VEGF/NRP-1軸通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑賦予乳腺癌細胞CSCs表型，而不是依賴于VEGF受體。miR-376a作為乳腺癌腫瘤抑制因子，其表達與乳腺癌患者的總體存活率(OS)呈正相關(guān)，而在乳腺癌細胞中則顯著下降。miR-376a過表達可以抑制細胞增殖、遷移和侵襲，促進細胞凋亡。Zhang等[24]通過試驗表明，miR-376a可以直接靶向NRP-1并使下游Wnt/β-連環(huán)蛋白失活，證明miR-376a通過靶向乳腺癌中的NRP-1而充當腫瘤抑制劑。此外，人們還發(fā)現(xiàn)許多轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子作用于NRP-1的下游，例如轉(zhuǎn)錄抑制因子Snal1，它對于細胞分化和存活至關(guān)重要，可逆轉(zhuǎn)TGF-β在早期乳腺癌中誘導的腫瘤抑制作用[25]。糖蛋白神經(jīng)介素B(GPNMB)是許多癌癥的惡性表型，Maric等[26]發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細胞中GPNMB通過NRP-1誘導乳腺癌腫瘤細胞的生長，但對腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移卻不是必須的。還有研究[27]發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細胞中NRP-1過表達可引起載脂蛋白D(ApoD)表達的下調(diào)，而ApoD表達下調(diào)被證明與高級別進行性浸潤性乳腺癌有關(guān)。Bachelder等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，VEGF可以支持表達NRP-1的乳腺癌細胞的存活，同時還發(fā)現(xiàn)表達NRP-1的乳腺癌細胞系MDA-MB-453可以免于缺氧誘導的細胞凋亡，并闡明了NRP-1在乳腺癌轉(zhuǎn)移細胞系MDA-MB-231和MDA-MB-435中表達，但在非轉(zhuǎn)移細胞系MDA-MB-453中不表達，這表明NRP-1可能是乳腺癌轉(zhuǎn)移的重要決定因素。

以上研究結(jié)果為NRP-1促進乳腺癌的發(fā)生發(fā)展提供了有力的直接證據(jù)，表明NRP-1可能是人乳腺中的一種多功能蛋白，在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中有復雜且多樣的作用，與乳腺癌的生物學行為密切相關(guān)。NRP-1可能參與誘導腫瘤和血管生成的局部侵襲，并與乳腺癌的進展有直接關(guān)系。這種腫瘤細胞來源的NRP-1在功能上是有活性的，并且可以在存在或不存在VEGF時充當腫瘤血管生成的正調(diào)節(jié)劑和腫瘤細胞凋亡的負調(diào)節(jié)劑[18]，提示NRP-1的過量產(chǎn)生以及差異分布可能與乳腺癌的臨床分期、侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)，這表明NRP-1也可能是一種癌基因，與乳腺癌預后密切相關(guān)，是乳腺癌患者重要的獨立預后因素[29]。

3 NRP-1在乳腺癌診斷中的作用

分子成像是乳腺癌的早期檢測、分期以及評估治療反應(yīng)的有前景的方法。郭凱峰等[29]通過動物試驗發(fā)現(xiàn)，乳腺癌靶向肽CLKADKAKC(CK3)為NRP-1靶向肽，具有乳腺癌單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)(SPECT)和近紅外熒光成像的潛力，并且CK3不會積聚到肺和心臟中。這種新型NRP-1靶向肽代表了乳腺癌診斷、分期和評估治療反應(yīng)的新途徑。此外，Naik等[25]發(fā)現(xiàn)NRP-1是血液中的一種相關(guān)分子，可以對具有不良預后的乳腺癌進行區(qū)分。

4 NRP-1在乳腺癌治療中的作用

近年來對乳腺癌的治療綜合手術(shù)、放化療及靶向治療等方法，但是預期結(jié)果并不理想。貝伐珠單抗是針對VEGF人源化單克隆抗體，是靶向VEGF的典型代表藥物。但有研究[30]表明，貝伐珠單抗并沒有使乳腺癌患者的總生存率顯著提升，且長期使用會出現(xiàn)高血壓、出血、器官損傷甚至心臟衰竭等一系列嚴重的不良反應(yīng)。此外，當用激素治療其他乳腺癌亞型腫瘤時，治療耐藥性也很常見。近年來，對乳腺癌管理的廣泛研究已經(jīng)推動了細胞毒性治療和生物驅(qū)動的靶向治療的發(fā)展，這有助于提高乳腺癌患者的生存率，但是盡管乳腺癌管理有所改善，但在診斷和治療預后不良的乳腺癌類型、克服腫瘤異質(zhì)性方面仍存在挑戰(zhàn)。因此，我們急需尋找新的治療方法，以增加乳腺癌腫瘤的額外的分子因子靶點[21,30]。因此，驗證合適的生物標志物、以個性化的方式精確調(diào)整治療方案的選擇是目前在乳腺癌治療中一個高度優(yōu)先考慮的問題。

NRP-1作為一個多功能受體，與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移及免疫均有一定的相關(guān)性，在乳腺癌治療中可作為抗癌藥物的新靶點，特別是其作為VEGF的共受體在腫瘤組織血管生成中的作用，可以在抗腫瘤血管生成中提供一個很好的靶點[31]。此外，在乳腺癌治療中的耐藥現(xiàn)象是一個非常棘手的問題。最近的研究[32,33]表明，CSCs是導致耐藥性的主要因素，CSCs還可以修復損傷的乳腺癌細胞。在乳腺癌中，VEGF-A/NRP-1軸通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白途徑賦予腫瘤細胞CSCs表型。這種新的信號傳導可為臨床實驗中使用VEGF-A/NRP-1抑制劑如EG00229提供理論依據(jù)。參考NRP-1在GPNMB介導的原發(fā)性乳腺癌中的作用,針對GPNMB的臨床實驗中的治療劑可以與針對NRP-1或GPNMB的核心結(jié)構(gòu)域RGD結(jié)合整聯(lián)蛋白的藥劑偶聯(lián)，以更好地控制表達高水平GPNMB的乳腺癌[26]。此外，參考miR-376a在NRP-1調(diào)節(jié)乳腺癌進展中的作用，可以將miR-376a的激活作為一種潛在的新型治療策略來特異性抑制乳腺癌進展[24]。

此外，NRP-1在激素不敏感的三陰性乳腺癌(TNBC)的治療中有著更為廣闊的發(fā)展前景。TNBC是一種預后不良的乳腺癌亞型，由于缺乏有效的分子靶點，有效管理這一亞型的治療方案有限，而GPNMB則是其潛在的高表達靶點，靶向GPNMB細胞外結(jié)構(gòu)域的藥物正在乳腺癌患者的臨床實驗中進行評估，而NRP-1作為其在乳腺癌的中間作用分子，NRP-1在乳腺癌特別是TNBC的靶向治療中的有著不可預估的研究前景。并且研究人員發(fā)現(xiàn)，NRP-1有助于增加TNBC的化療敏感性[19,27]。

綜上所述，NRP-1作為一種跨膜糖蛋白，在血管生成、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、神經(jīng)發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)等過程中發(fā)揮著重要作用，并且在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中也扮演著重要的角色。隨著對NRP-1與乳腺癌相關(guān)性研究的不斷深入，NRP-1在乳腺癌的診斷與治療中的作用也進一步被發(fā)掘，這為乳腺癌的診治提供了新的思路。