維生素D抑制胃癌發生發展的作用機制研究進展

馬小莉，包志賢，袁浩，葉玉偉，劉敏，鄭亞，王玉平，姬瑞

1 蘭州大學第一臨床醫學院，蘭州 730000；2 蘭州大學第一醫院消化科；3 蘭州大學第一醫院甘肅省胃腸病重點實驗室

胃癌（Gastric cancer，GC）是全球第五大腫瘤性疾病，病死率位居惡性腫瘤第四位，雖然發病率及死亡率逐年下降，患者的5 年生存率逐漸升高，但GC發病傾向于年輕化，且男性多于女性［1］。一般而言，GC的發病主要與遺傳因素、環境因素及幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，H pylori）感染相關［2］。維生素D（Vitamin D，VD）是人體正常生理活動所必需的一種激素，參與調節鈣磷代謝，具有調節免疫、細胞增殖、凋亡以及腫瘤微環境等多種生物學功能［3］。研究［4］發現，維生素D（Vitamin D，VD）可能是GC 發病的影響因素，VD 缺乏可能促進GC 的發生發展［4］，對癥補充足量VD 可改善GC 患者預后［5］。VD 可通過多種途徑參與GC 細胞的增殖、凋亡、侵襲及遷移等惡性生物學行為［6-8］，抑制GC的發生發展。現將維生素D缺乏在GC 發生發展中的作用及其抑制GC 發生發展的作用機制最新研究進展綜述如下。

1 VD缺乏在GC發生發展中的作用

早皮膚接受光照輻射量較低的地區結腸癌患者的病死率較高［9］。隨緯度升高GC 患者的病死率呈明顯上升趨勢［10］。環境紫外線輻照程度與消化系統腫瘤、膀胱癌及乳腺癌的發病率呈負相關［11］。環境紫外線輻照量（UVB dose，D-UVB）與GC發病率呈反比［12］。VD是一種類固醇激素，主要經皮膚在光照條件下合成。因此，VD 可能在GC 發病中發揮重要作用。

1.1 血清VD 水平降低可促進GC 的發生發展 人體內VD 主要通過食物和光照獲得，光照途徑是獲得VD 的主要來源。VD 主要有維生素D2（麥角鈣化醇）和D3（膽鈣化醇）兩種形式。當血清VD＜50 nmol/L 時即可診斷為VD 缺乏，50～70 nmol/L 時為VD 不足，＞75 nmol/L 為VD 充足。一項巢式病例對照研究［13］共納入231 例于中位隨訪時間4.5 年時發生癌癥的患者，將腦卒中一級預防試驗（CSPPT）患者作為對照組，分析血清VD 水平與癌癥發生的關系，結果發現血漿低25（OH）D 濃度（＜15.1 ng/mL）與 總 癌癥風險的 增 加有關（OR：2.08；95%CI：1.20～3.59）。VYAS 等［14］的回顧性配對病例對照研究結果顯示，83.7%的胃腺癌患者表現出VD 缺乏與不足，對照組中37%的健康體檢者血清VD 水平正常（OR：8.8；95%CI：5～22；P＜0.000 1），這提示血清VD 水平降低可能增加胃腺癌的發生風險。KEVIN 等［15］在研究血清VD 水平與胃黏膜不完全性腸化生之間的關系時發現，腸化生患者VD 不足或者缺乏程度高于健康人群，VD 可能與GC 的癌前病變存在潛在關系。但日本的一項前瞻性病例對照研究［16］發現，雖然血漿25（OH）D 濃度與總癌癥風險呈負相關，但在GC 亞組中未發現明顯相關。一項來自美國的隊列研究［17］發現，較高的血清25（OH）D 濃度與較低的總癌癥病死率明顯相關（HR=0.77%；95%CI：0.67～0.85；P=0.000 1），但在GC患者中這種關聯無統計學意義。顯然，血清VD 水平是否與GC的發病風險及患者預后相關，目前研究結論并不完全統一，需要進一步的大樣本隨機對照試驗進行驗證。

1.2 補充VD 可降低GC 患者的病死率 補充VD有助于延長結腸癌［18］、食管癌［19］、非小細胞肺癌［20］等腫瘤患者的生存期。張等［21］研究發現，補充VD 能夠使癌癥患者的病死率降低16%。日本的一項AMATERASU 隨機臨床試驗［22］將417 例消化道腫瘤術后患者（GC 42%）分為試驗組和對照組，通過給試驗組補充VD（2 000 IU/d），對照組給予安慰劑治療，結果顯示兩組患者5年生存率及腫瘤復發率間無顯著差異性。但是，進一步分析卻發現，補充VD 對消化道低分化腺癌亞組患者無復發生存率、總體生存率均有明顯益處［5］。以上研究結果均說明，補充VD可能延長GC患者的生存期、抑制腫瘤復發。

2 VD在抑制GC發生、發展中的作用機制

VD 可抑制H pylori 感染發揮胃黏膜保護作用。VD 可通過阻滯細胞周期、抑制GC 細胞增殖、誘導GC細胞凋亡，抑制GC細胞的增殖遷移和侵襲，抑制GC 的發生發展。VD 主要通過維生素D 受體（Vitamin D receptor，VDR）發揮生物學作用，VDR 作為一種親核蛋白，是類固醇激素核受體超家族中的一員，參與細胞凋亡、細胞增殖、自噬、免疫調節等各個環節［23］。

2.1 VD 通過抗H pylori 感染，發揮胃黏膜保護作用 H pylori感染是GC發生的危險因素。血清中足量的VD 水平，可以提高H pylori 的根除率［24］。HU等［25］研究發現，H pylori感染可阻礙溶酶體的酸化和成熟，對H pylori 感染的人正常胃上皮細胞系HFE145 加入1，25（OH）2D 共 培養，結果 發現1，25（OH）2D可通過作用于蛋白質二硫鍵異構酶A3（PDIA3）受體，啟動PDIA3-STAT3 復合體核移位，上調溶酶體通道蛋白MCOLN3 表達，促進細胞Ca2+釋放，恢復溶酶體酸性環境、促進溶酶體的成熟，1，25（OH）2D 可通過PDIA3-STAT3-MCOLN3-Ca2+軸激活自噬溶酶體對H pylori的清除功能。

另外，1，25（OH）2D 可以通過VD/VDR 途徑直接作用于抗菌肽Cathelicidin（Cathelicidin antimicrobial peptides，CAMP）的啟動子區域，誘導CAMP 表達，抑制小鼠胃黏膜H pylori 感染及定植［26］。另外，維生素D3 分解產物（1R，3aR，7aR）-1-［（1R）-1，5-二甲基己］八氫-7a-甲基-4h--茚-4-酮（Vitamin D3 decomposition product，VDP）能夠選擇性的殺滅H pylori，同時維生素D3 分解產物中含有茚的烷基擁有與H pylori膜脂成分di-14：0 PtdEtn相互作用的關鍵構象，可促使H pylori裂解［27］。

血清中充足的VD 水平可以提高H pylori 的根除率，抑制其在胃黏膜的長期定植及慢性感染，從而保護胃黏膜，減少H pylori 相關GC 的發生發展。這也進一步提示VD 在GC 防治中的潛在作用，但具體機制仍需要大量研究。

2.2 VD 通過阻滯細胞周期、抑制細胞增殖抑制GC的發生發展 VD/VDR 信號途徑可能是VD 參與抑制GC細胞增殖的重要通路。VD能夠直接通過調控細胞周期蛋白依賴性激酶2（CDK2）和P53基因下游的細胞周期素依賴性激酶抑制基因p21 的表達，使細胞生長阻滯于G1期［28］。研究［29］發現，1，25（OH）2D預處理的GCSGC7901 細胞腫瘤壞死因子TNF-α 表達降低，細胞周期停滯于G0/G1期，GC細胞的增殖被抑制。1，25（OH）2D 也可以通過直接作用于VDR，調控Wnt/β-catenin 信號通路，抑制跨膜粘附糖蛋白CD44 的表達，抑制GCMKN45 和KATO Ⅲ細胞的生長［7］。microRNA/miRNA 在GC 的發生發展中具有重要意義，microRNA 被指出參與了VD 調節的細胞活動［30］。miR-99b-3p 被證明可以抑制腫瘤的發展，而1，25（OH）2D 可促進GC 細胞miR-99b-3p 的表達，抑制同源盒基因HOXD3 表達，使細胞周期停滯于S期，抑制GC 細胞的增殖［31］。另有文獻［32］指出，1，25（OH）2D 能夠促進GC 細胞miR-145 的表達，抑制細胞CDK6、轉錄調節因子E2F3的表達，使細胞周期停止在S/G2期。VD 通過調控microRNA 的表達影響GC 細胞的生物學功能，說明其調控網絡的復雜性和廣泛性。

2.3 VD 通過誘導GC 細胞凋亡抑制GC 的發生發展 1，25（OH）2D可促進SGC7901、HGC27細胞的凋亡，在培養液中加入結合纖維蛋白可明顯增強1，25（OH）2D 的促凋亡作用，可能原因為1，25（OH）2D 和纖維蛋白降解產物D-二聚體具有緩釋協同作用［8］。因而，大劑量1，25（OH）2D 聯合纖維蛋白局部給藥可能是GC 患者腫瘤切除術后有效的輔助治療方法。使用1，25（OH）2D 誘導的未分化胃腺癌細胞HGC27 早期、晚期細胞凋亡率均明顯升高，其可能作用機制為，VD 與VDR 特異性結合后上調腫瘤抑制基因PTEN 表達，促進HGC27 細胞的凋亡［33］。但另有研究［34］發現，1，25（OH）2D 處理的GCNCI-N87細胞系細胞VDR 表達降低、酸性鞘磷脂酶（acid sphingomyelinase，aSMase）和PTEN 表達升高，細胞凋亡基因Caspase8、CDKN2B、MAP3K5 和細胞色素C 均呈過表達，提示GCNCI-N87 細胞中高表達的酸性鞘磷脂酶可能抑制VDR 表達，VD 可通過激活PTEN及其他途徑參與調控細胞凋亡。

BAO 等［35］研究發現1，25（OH）2D 通過VDR 途徑促進GC細胞凋亡相關蛋白PARP、Caspase3裂解，上調促凋亡蛋白Bax、降低細胞外調節蛋白激酶（ERK1/2）和蛋白激酶B（AKT）磷酸化水平，促進GCBGC823 細胞凋亡，這種效應在聯合順鉑后得到加強，同時細胞周期調節因子p21 和p27 水平被上調，說明1，25（OH）2D 可能通過線粒體途徑參與了細胞凋亡過程［36］。EB1089 是VD 的一種類似物，目前已臨床用于肺癌、胃癌及結直腸癌等多種癌癥的治療中。EB1089 可通過上調促凋亡蛋白Bax 和下調抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL 蛋白表達，誘導線粒體損傷，促進SGC7901細胞凋亡［37］。

2.4 VD 通過抑制GC 細胞的遷移及侵襲參與GC細胞的發生發展 腫瘤的轉移方式包括淋巴結轉移、血行轉移、種植轉移及直接浸潤臨近組織器官。VD 可通過抑制EMT 途徑參與GC 的侵襲遷移。GC組織中1，25（OH）2D與TGF-β1、Smad2的表達呈負相關［38］。BAEK 等［6］研 究發現1，25（OH）2D 可以降低hedgehog 信號通路關鍵蛋白Patched1、Gli1 在GC細胞的表達水平。VD 可能通過調控TGF-β、hedgehog 通路抑制EMT 過程，抵抗GC 的遷移及侵襲，但具體分子機制需要進一步探究。

綜上所述，VD 不足、VDR 水平升高可能與GC的發病有關；補充VD 可能延長GC 患者的生存期、抑制腫瘤復發。VD通過多種通路誘導GC細胞的分化和凋亡，抑制GC 細胞增殖，阻滯GC 細胞周期，發揮抗腫瘤作用。VD 可通過調控VD/VDR 信號途徑、促進miR-99b-3p 及miR-145 表達等途徑，使GC的細胞周期停滯、抑制GC的細胞增殖；VD可通過結合纖維蛋白緩釋協同作用、激活PTEN 通路、線粒體途徑、調節凋亡蛋白表達等方式，誘導GC 細胞凋亡；VD 可抑制上皮間質化抑制GC 細胞的遷移及侵襲。臨床操作中是否預防性使用VD 來降低GC 的發病風險，或者在GC 患者的治療中常規使用VD 以達到改善患者預后結局的目的，以及藥物的合理使用劑量等問題，仍然需要進行大量的臨床研究來進一步明確。