熱激蛋白gp96在腫瘤中的研究進展

繆志敏,駱曉峰，李正祎，張宸豪*

(吉林醫藥學院：1.2014級藥學本科班,2.基礎醫學院,3.檢驗學院，吉林 吉林 132013)

熱激蛋白(heat shock protein，HSP)是一組高度保守且含量豐富的蛋白質[1]。當機體遭受如缺血、缺氧、高溫、感染、重金屬等有害因素刺激時，HSP均可被誘導合成，參與細胞損傷的修復和變性蛋白的恢復等多項生理活動來對抗應激狀態[2]。在這種應激狀態下，HSP還能參與蛋白質的正確折疊、伸展和組裝[3]，在維持細胞蛋白自身穩定性的同時，還能保護細胞內蛋白質的正常結構。HSP主要的性質為自衛性、協同性、雙重性和伴隨性[4-5]。其中伴隨性功能主要體現在HSP參與了許多信號的轉導和細胞周期進程中重要介質翻譯后的折疊、穩定、激活和成熟[6]，被定義為調節靶蛋白轉運的分子伴侶。HSP具有腫瘤免疫原性是在1986年小鼠腫瘤移植試驗中偶然發現的[7]，繼而有學者猜測HSP本身就具有免疫原性。但從正常細胞中提取的HSP不具有抗腫瘤作用,而從腫瘤細胞中提取的HSP具有抗腫瘤作用。且從正常細胞和腫瘤細胞中提取的HSP經cDNA克隆與測序發現并無差別，即兩者在基因組上沒有任何差別但在功能上卻出現了差異，進而推翻了原先的假設。隨著HSP能夠結合多肽或變性蛋白發揮其分子伴侶作用被證實之后，研究者發現HSP結合來源于腫瘤細胞的多肽具有抗腫瘤免疫作用，而HSP本身不具備抗腫瘤作用，通過參與抗原呈遞才起作用[8]。

1 HSPgp96與腫瘤

HSPgp96因其分子量為96 kDa而得名，又稱葡萄糖調節蛋白94(GRP49)，是HSP90家族的重要成員之一，在真核細胞的內質網中作為伴侶蛋白而廣泛存在[9]。gp96能夠與腫瘤細胞獨有的抗原短肽相結合，通過樹突狀細胞將腫瘤抗原信息呈遞給細胞毒性T細胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)，激發腫瘤特異性免疫反應。最近在實體瘤(黑色素瘤和結腸癌等)的研究表明，腫瘤來源的HSPgp96具有免疫原性，能夠刺激腫瘤特異性CTL生成[10]。值得注意的是，HSPgp96是紫外線照射誘導的大鼠纖維肉瘤黑色素瘤、結腸癌、肺癌的有效治療方法[11]。此外，HSPgp96疫苗在黑色素瘤和腎細胞癌治療中的Ⅲ期臨床試驗也正在進行中[12]。腫瘤的發生發展涉及多種因素和多個步驟,且治療手段單一、治療藥物毒副作用大，gp96的發現無疑為腫瘤治療帶來了新的線索和方法。因此，對HSPpg96在腫瘤中的深入研究具有重大的意義和價值。

大量文獻不僅證明了HSPgp96與抗腫瘤免疫密切相關，還詳細地闡釋了其免疫學特性。此外，它作為分子伴侶，在抗原呈遞細胞結合抗原之前與腫瘤抗原形成復合物[13]，然后將HSPgp96抗原復合物通過CD91表面分子結合到樹突狀細胞中[14-15]，進而信息被呈遞至CD8+T細胞引發特異性免疫應答。大量動物實驗證明，從腫瘤中提純得到的HSPgp96能夠有效地啟動腫瘤特異性CTL應答和保護性免疫。

HSPgp96是抗腫瘤免疫的關鍵性分子。實驗證明，HSPgp96在一些腫瘤細胞中存在著過表達的現象。這可能由于機體的自我調節，從而上調HSPgp96在腫瘤中的表達以應對腫瘤細胞的異常增殖[16]。所以，HSPgp96具有誘發腫瘤免疫反應的能力，可作為抗腫瘤活性的激活劑[17]。HSPgp96還可抑制腫瘤細胞的生長，增強抗腫瘤作用[18]。雖然HSPgp96的抗腫瘤機制仍然不清楚，但其抗腫瘤效應仍可促使它成為一種癌癥疫苗[19]，為腫瘤的治療和預后提供全新的方法和思路。除此之外，HSPgp96在其他領域也存在一定的效應。Chen[20]等就通過高劑量HSPgp96誘導調節性T細胞來預防1型糖尿病；Ding[21]等就傾向于佐劑的研究，他們通過HSPgp96來增強T細胞的免疫應答;Ochayon[22]等則通過將人α1-抗胰蛋白酶與HSPgp96結合來保護內源性HSPgp96介導的體內損傷。

2 HSPgp96與肝癌

與Snai1、TGF-β等一些腫瘤轉移的誘導因子不同，HSP在癌細胞中表現出兩重性。一方面，HSP能夠促成癌細胞的發展和轉移；另一方面，它又能夠介導抗腫瘤免疫來抑制癌細胞形成、增殖和轉移。HSPgp96是HSP家族的重要成員，也表現著兩重性。肝細胞癌是最常見的惡性腫瘤，發病率高，治愈率低。最近的一項研究通過將Albumin-Cre小鼠肝臟中HSPgp96和PTEN基因有條件地刪除，進而發現肝臟腫瘤的發生率有所上升[23]。Rachidi認為這種現象是由肝細胞表面整合素的喪失和細胞黏附以及肝祖細胞的擴張造成的，上述實驗中腫瘤的HSPgp96狀態未被檢查，這使得HSPgp96起到促癌作用或者抑癌作用未可知。這樣得出的結論必然是不準確的。基于上述實驗情況，Rachidi[24]等進行實驗發現：來源于內質網的HSPgp96在維持肝臟穩態的同時還促進了肝細胞的癌變。另外，Tanaka[25]等通過Northern印跡法發現與正常肝細胞相比，肝癌細胞中的HSPgp96 mRNA明顯升高。在肝癌細胞的刺激下，HSPgp96的表達增加，通過HSPgp96的抗凋亡作用促進肝癌細胞的轉移是造成肝癌惡化的重要原因[26]。但是，也有學者通過提取肝癌細胞中的HSPgp96肽復合物發現其對肝癌細胞具有一定程度的殺傷力。

目前，HSPgp96的腫瘤抑制作用與廣泛報道的HSPgp96在人類癌癥中的過度表達和相對遲緩的臨床進展是不相容的。HSPgp96在肝癌中的機制仍然不被所知，但是它在肝細胞癌變過程中的表達水平是不一樣的。這提示我們可以將HSPgp96作為一種信號傳遞分子，可能在探索肝細胞癌變機制和檢測肝癌的早期診斷上發揮重要作用。

腫瘤免疫治療是在手術治療、放療和化療之后新興的一種輔助治療方法。根據HSPpg96在癌細胞中的表達明顯高于正常細胞,提示HSPpg96在癌癥患者機體的免疫應答反應中起重要作用，也可作為癌癥的一種檢測信號。