FBLN-5與腫瘤關系的研究進展

馮星星，吉 奇，李雙蓮，俞可欣，陸佳露，周 進，湯在祥

(蘇州大學醫學部，江蘇 蘇州 215123)

惡性腫瘤是引起人類死亡的主要原因之一，其發生發展受到一系列復雜因素的調控。FBLN-5是一種胞外基質糖蛋白，是人類纖維蛋白家族(FBLN家族)中近年來備受關注的成員之一，其與血管修復、創口愈合、細胞增殖黏附、腫瘤發生發展等密切相關。研究發現FBLN-5受到缺氧、TGF-β、HIF-1等因素的調控，在多種腫瘤中均異常表達，提示其在癌細胞增殖、侵襲、遷移等方面發揮著重要作用。本文將對FBLN-5的結構功能特點與其在腫瘤發生發展過程中的調控作用及機制進行綜述。

細胞生長受到細胞內外信號的調控，表觀遺傳學的改變等可以使細胞擺脫生長限制，進行自主增殖。失控的細胞可以導致人類諸多疾病，如腫瘤的形成及進展。Fibulin(FBLN)家族，即人類纖維蛋白家族，是結締組織中彈性纖維的重要組成部分，維持結締組織和基底膜的形成和穩定；同時也可調節細胞內外信號通路，影響細胞黏附、遷移或增殖等[1-2]。FBLN表達異常與惡性腫瘤進展密切相關，如FBLN-3可能是肺癌、卡波西肉瘤等腫瘤的抑制因子[3],低表達的FBLN-5與結腸癌的淋巴結轉移等不良預后特征顯著相關等[4]。許多研究均表明FBLN-5與惡性腫瘤的發生、發展密切相關，本文將對FBLN-5的結構功能特點和其在腫瘤發生發展過程中的調控作用及機制進行綜述。

1 FBLN-5的結構功能特點

FBLN-5亦稱為DANCE、EVEC，是FBLN家族的一員[5]，是一含448個氨基酸的糖蛋白，包含了6個cbEGF樣模序以及C端的Fibulin結構域，其cbEGF樣結構域以鈣依賴的方式與彈性蛋白原結合，幫助維持蛋白質穩定性，并介導蛋白質-蛋白質相互作用。Fibulin組件包含了特有的整合素結合RGD基序，能介導內皮細胞黏附，并與細胞表面的整合素αvβ3、αvβ5和α9β1結合。有研究表明FBLN-5在乳腺癌細胞中的抗腫瘤作用是依賴其RGD基序實現的[2,6]。此外，FBLN-5可通過C端Fibulin組件與載脂蛋白A和賴氨酸氧化酶樣1(LOXL1)相互作用。總之，FBLN-5的結構使其能與多種ECM和分泌蛋白相互作用[3]。

FBLN-5在發育過程中廣泛表達，成年后顯著減少，但其能在受損血管和其他病理條件下重新激活[5-7]。FBLN-5 在多種人類惡性腫瘤中都存在表達水平異常，且具有組織特異性，具體取決于細胞類型和細胞環境。FBLN-5主要由血管平滑肌細胞、成纖維細胞和內皮細胞產生，上皮來源的腫瘤細胞基本上不產生FBLN-5[1,7-9]。另外，FBLN-5能直接與原彈性蛋白結合，便于形成彈性纖維，對血管的發育和修復具有重要作用，還能促進創口愈合，并與細胞的增殖、運動和侵襲有關[8]。研究表明，FBLN-5缺乏或突變的小鼠具有碎片化和紊亂的彈性纖維，會導致皮膚松弛、血管異常、盆腔器官脫垂等表現[5,9-10]。人類黃斑變性也與FBLN-5的錯義突變相關[1]。

2 FBLN-5與腫瘤的關系

惡性腫瘤細胞通常具有基因突變、抵抗凋亡、無限復制、持續的血管生成、組織浸潤和轉移等特征。FBLN-5通過調控這些特征來影響腫瘤的發生發展，并因腫瘤微環境的不同，作為腫瘤促成劑或腫瘤抑制劑發揮作用。FBLN-5在多種腫瘤中表達經常減少，提示其可抑制癌細胞增殖和侵襲，如肝細胞癌、乳腺癌[11]、卵巢癌、結腸癌、前列腺癌、膀胱癌、肺癌、腎細胞癌[12]、子宮內膜癌[13]、黑色素瘤[2]、星形細胞瘤[14]等。然而在某些腫瘤組織中FBLN-5表達增加，如纖維肉瘤、乳房、胰腺、成纖維細胞[2]、鼻咽癌[15]、食管癌[16]，胃癌[17]等。

2.1FBLN-5與氧化應激：氧化應激是指機體在遇到應激刺激時(如缺氧)，產生活性氧(ROS)等高水平高活性物質，使體內氧化-抗氧化系統失衡，最終導致人體組織損傷的過程。研究表明ROS對腫瘤有雙重效應，其水平升高會引起脂類、蛋白質和核酸等的氧化，促進腫瘤進展[18]。而腫瘤微環境中ROS生成的增加，能減少新生血管生成，抑制腫瘤進展[7]。FBLN-5作為纖維蛋白家族的成員之一，與ROS的產生密切相關。β1整合素是纖維連接蛋白(FN)的主要受體，FBLN-5可通過阻斷β1整合素結合纖連蛋白的機制調節成纖維細胞和內皮細胞中ROS的產生[10]。

在FBLN-5調控ROS水平過程中，5-脂氧合酶(5-LOX)[19]、醌氧化還原酶1(Nqo1)扮演著重要的角色，前者也與腫瘤轉移和發展密切相關。ROS的誘導需要5-LOX，其通過纖連蛋白-整合素的結合促進ROS產生。Nqo1是一種抗氧化酶，能將醌還原為對苯二酚，氧化還原循環降低了醌含量，從而減少了ROS的產生。FBLN-5與整聯蛋白相互作用的缺失會誘導Nqo1水平增高，導致ROS水平下降；且ROS水平與該誘導作用強度呈正相關[20]。

FBLN-5在腫瘤中的表達也受到缺氧、轉化生長因子-β(TGF-β)、缺氧誘導因子1(HIF-1)等因子的嚴格調控。缺氧可上調內皮細胞中的FBLN-5，進而保護這些細胞免受缺氧誘導的細胞凋亡[7]。HIF-1是細胞缺氧反應的關鍵介質，能作為轉錄因子調節腫瘤細胞適應缺氧狀態、誘導血管發生、促進細胞增殖和演進。缺氧條件下，HIF-1α水平升高，HIF-1轉錄反應增強，致使FBLN-5水平升高。因此，FBLN-5是一個新的HIF-1靶基因，參與內皮細胞對低氧應激的適應性反應[21]。TGF-β是一種在許多癌癥中表達的細胞因子，在缺氧條件下，腫瘤相關成纖維細胞中TGF-β受體活性增加，激活TGF-βPI3K/Akt信號轉導通路，最終驅動FBLN-5的表達[7]。

2.2FBLN-5與血管生成：腫瘤的生長和轉移依賴于新生血管形成，故其在進展過程中經常分泌血管內皮生長因子(VEGF)等血管生成劑。FBLN-5與血管生成關系復雜，主動脈夾層中NADPH氧化酶1(NOX1)能夠負向調節FBLN-5，導致成熟彈性蛋白在主動脈壁的異常聚集致使疾病進展[22]；組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑治療腹主動脈瘤時，通過增強SOX9對其啟動子的募集來調節FBLN-5表達，拮抗損傷血管異常重構[23-24]。另外前列腺癌中還存在FBLN-5與MMP-16[25]等血管生成相關基因共表達的現象，進一步證明FBLN-5與腫瘤血管生成相關。

FBLN-5特有的RGD基序，能與整合素結合而顯著抑制內皮細胞的新生血管形成，而且這種作用可通過RGD基序突變為RGE序列而顯著增強[6,24]。FBLN-5能通過拮抗堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)，降低間質金屬蛋白酶(MMP)2、間質金屬蛋白酶3的表達，提高金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)1、金屬蛋白酶組織抑制劑3的表達，抑制血管基底膜的降解，阻止血管生成[26]。FBLN-5可降低內皮細胞對VEGF的敏感性，增強血小板反應蛋白(TSP)-1的表達[27]；也可通過抑制VEGF對MAPKs信號系統刺激作用，減弱內皮細胞活性[26]，最終抑制血管生成。Chan等人發現FBLN-5可能通過肝素-硫酸蛋白聚糖和整合素與內皮細胞表面緊密結合的方式，調節內皮細胞中Ang-1/Tie-2受體信號而抗血管生成[5]。

uPA是尿激酶型纖溶酶原激活物，能通過纖溶酶和細胞外金屬蛋白酶等多種途徑促進血管生成，刺激細胞遷移。Kapustin等人觀察到uPA與FBLN-5共同作用可產生纖溶酶，使FBLN-5與整合素結合喪失，進而減弱FBLN-5抑制血管生成的活性、增強uPA促血管生成的活性[28]。另外FBLN-5可參與內皮細胞對缺氧的適應性反應，減少缺氧條件下內皮細胞的凋亡，促進新生血管形成[21]。

2.3FBLN-5與EMT：癌細胞的表型改變是腫瘤發生轉移和耐藥性增強的關鍵，其本質在于腫瘤進展過程中上皮細胞-間充質轉化(EMT)的激活。EMT是一種生物細胞的重新編程過程，發生轉化后的癌細胞能獲得更強的遷移、侵襲、抗凋亡和降解細胞外基質的能力[29-30]。TGF-β屬于TGF-β超家族，可以調節細胞生長和分化，誘導腫瘤EMT的發生[31]。FBLN-5在人類和小鼠組織中以調節發育的形式存在，尤其在動脈、心內膜墊組織、神經嵴和間充質組織等EMT活躍部位表達廣泛,因此FBLN-5可能通過調節EMT的過程來影響胚胎發育和腫瘤進展[2]。研究發現EMT處理過的乳腺上皮細胞中TGF-β能誘導EMT發生和FBLN-5表達；同時FBLN-5表現出增強TGF-β對EMT的誘導作用和激活EMT的活性[32]。在宮頸癌中下調的FBLN-5能抑制Nogo-B誘導的EMT，抑制癌細胞遷移和入侵[33]。

MMP是一類鋅依賴的內肽酶家族，能夠降解細胞外基質，也能夠誘導EMT啟動[31]。Twist2是EMT相關轉錄因子，其過表達能誘導小鼠骨肉瘤FBLN-5的上調、MMP-9的下調，最終調節EMT[34]。FBLN-5通過整合素結合RGD基序機制下調MMP-7來抑制肝癌細胞的遷移和侵襲[24,35]；通過抑制HMGB1/TLR4通路，調控 MMP-2、MMP-7、MMP-9的表達，進而抑制肺癌細胞的侵襲和遷移[36]。FBLN-5過表達的卵巢癌細胞中MMP-3、MMP-13下調、MMP-9上調；癌細胞的侵襲和遷移受到抑制，且FBLN-5敲除后其遷移和侵襲能力會顯著增強，提示FBLN-5可能通過MMP依賴的方式影響EMT[1]。

FBLN-5、EMT和MMP三者通過相互作用對癌細胞的轉移產生抑制作用。但是FBLN-5也有促進腫瘤轉移的作用，如FBLN-5能通過激活FLJ10540/AKT途徑促進鼻咽癌細胞轉移[15]；敲除FBLN-5后的胃癌細胞的增殖和侵襲會受到抑制[8]。所以，FBLN-5與腫瘤EMT和腫瘤轉移之間的關系仍需進一步的探索。

2.4FBLN-5與細胞周期：在進化過程中，細胞形成了一套以蛋白質的相互作用為基礎(如cyclin、CDK、細胞周期檢驗點等)，以信號傳遞引起一系列級聯反應為主要過程的細胞周期調控機制。研究發現FBLN-5可對該調控過程產生影響，導致腫瘤的發生進展。FBLN-5過度表達可抑制卵巢癌細胞的增殖，研究發現FBLN-5過表達的卵巢癌細胞中，G2/M 期細胞百分比較對照組有明顯的增加，進而發現FBLN-5有可能通過調節細胞周期相關蛋白表達水平(如cyclin-B1、CDC2、CDC25C)來將細胞分裂阻滯于G2/M期[1]。張曉娟等人發現FBLN-5可能通過抑制HMGB1的表達及其下游的TLR4/NF-κB通路,調控cyclin D1，抑制肺癌細胞增殖[36]。FBLN-5過表達在脫氧核糖核酸合成減少的水貂肺上皮細胞中也具有抗增殖作用，但是否是通過調控細胞周期實現的，有待研究[6]。

3 總結和展望

細胞外基質蛋白FBLN-5是一種糖蛋白，是細胞和細胞外基質之間的橋梁分子，作為一種多功能分子，其在腫瘤發生發展過程中發揮的作用是巨大且多樣的。它可以參與癌細胞的增殖、運動和侵襲；可以與氧化應激、血管生成、EMT等之間形成復雜的調節網絡。未來需要利用動物模型明確FBLN-5的上下游調節機制，需要深入探索其在不同腫瘤各個發展階段的作用；但更重要的是從臨床角度出發，努力探索FBLN-5對腫瘤的調控作用及相關機制。相信隨著研究技術和手段的發展，醫務人員對FBLN-5的了解將會更多、更清晰，FBLN-5很可能會成為臨床腫瘤診斷和預測預后的標志物或腫瘤治療的新靶點，為醫務人員攻克癌癥提供更多新的思路。