溶血磷脂酸受體1 及信號通路在腫瘤疾病中的研究進展

譚曉麗，孫娜，歐陽國慶，阮喬*

（1.重慶化工職業(yè)學院 制藥工程學院，重慶 401228；2 青島濱海學院附屬醫(yī)院 藥學部，山東青島 266404）

溶血磷脂酸（Lysophosphatidic Acid，LPA）是一種磷脂信號分子，可調(diào)控細胞的多種基礎活動，如癌細胞的增值、侵襲、遷移、血管發(fā)生等[1]。LPA 可以與細胞膜上至少6 種G 蛋白偶聯(lián)受體（稱為LPA受體1-6）結合，激活各種信號轉導通路，在多種生理和病理過程中發(fā)揮重要作用。溶血磷脂酸受體1（Lysophosphatidic Acid Receptor 1，LPAR1）是第一個確定的高親和力LPA 受體，屬于G 蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）超家族[2]。LPAR1 可以偶聯(lián)Gαi/o、Gαq/11和Gα12/133 種不同G 蛋白亞單位，通過下游分子和多種信號傳導通路來傳遞信號，啟動一系列細胞反應，包括細胞增殖、遷移及細胞骨架變化，參與多種生物學功能，包括趨化性、增殖、細胞分化、血小板聚集和腫瘤進展[3]。LPAR1 與卵巢癌、胃癌、骨肉瘤、鼻咽癌等多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程關系密切。

1 LPAR1 的發(fā)現(xiàn)與基因表達

LPAR1 于1996 年首次在發(fā)育中的大腦中發(fā)現(xiàn)，是最早被發(fā)現(xiàn)的LPAR 亞型[4]。LPAR1 廣泛存在于人體各組織，在胚胎大腦皮層的心室區(qū)中富集，在腦、腎、肺、胎盤、小腸等組織中表達較高[5]。在小鼠中，LPAR1 基因編碼內(nèi)含子為LPAR1 ～LPAR3 所共有，有5 個外顯子，LPAR1 與LPAR2、LPAR3 中具有同一性的氨基酸序列占50%～60%。在哺乳動物中，LPAR1 基因編碼約41 kD 的蛋白質(zhì)，由364 個氨基酸組成，具有7 個跨膜結構域[6]。LPAR1 通過下游分子和多種信號傳導通路結合并激活3 種G 蛋白（Gαi/o、Gαq/11和Gα12/13）來傳遞信號，參與腫瘤細胞的增殖、遷移、侵襲、細胞骨架變化等過程。Gαi/o亞單位介導磷脂酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）的激活，通過下游mTOR 通路可以增加蛋白質(zhì)翻譯[7]。Gαq/11蛋白主要通過激活磷酸肌醇信號通路來調(diào)節(jié)Ca2+穩(wěn)態(tài)。Gα12/13通過激活Rho 途徑蛋白來調(diào)節(jié)細胞骨架重塑、細胞遷移和侵襲[8]。

2 LPAR1 的生理學作用

2.1 LPAR1/PI3K/AKT 與卵巢漿液性囊腺癌

卵巢漿液性囊腺癌（Ovarian Serous Cystadenocarcinoma，OSC）是卵巢癌中最常見的病理學亞型，約占所有卵巢癌的75%～80%[9]。隨著對OSC 發(fā)生發(fā)展分子機制探索的不斷深入，靶向治療已經(jīng)成為研究熱點。加深分子機制的認識，探索新的治療靶點對OSC 治療至關重要。

BAI 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，具有高侵襲和遷移能力的ITH 細胞模型中LPAR1 蛋白和mRNA 的水平顯著增加。ITH 是指在單個腫瘤內(nèi)，癌細胞顯示出各種異體特征，包括不同的生物學特征、基因表達水平和分化狀態(tài)，即腫瘤內(nèi)異質(zhì)性（Intratumoral Heterogeneity，ITH）。ITH 與腫瘤轉移、治療抗性和復發(fā)有關，導致許多人類惡性腫瘤的治療失敗。

CUI 等[11]重新鑒定了ITH 的細胞模型，探索和驗證了LPAR1 在ITH 發(fā)展中的作用。在LPAR1 沉默的ITH 細胞模型中，體外生物學功能（包括侵襲性、遷移性和增殖能力）和體內(nèi)腫瘤形成顯著降低。相比之下，無論體外體內(nèi)，在LPAR1 過表達的ITH 細胞模型中細胞功能均顯著增強。因此，LPAR1 在調(diào)節(jié)OSC 細胞系的獨立異質(zhì)亞群的存活力中起著至關重要的作用，且OSC 中ITH 的發(fā)展與LPAR1 表達顯著相關。

PI3K/Akt/mTOR 途徑的激活與人類OSC 中ITH 的發(fā)展有關，作為GPCR 超家族的成員，LPAR1 通過與Gαi/o蛋白結合來激活PI3K/Akt 通路。p-PI3K 和p-Akt水平在LPAR1 敲低細胞中顯著降低，在LPAR1 過表達細胞中顯著增加。因此，LPAR1 可能通過激活PI3K/Akt 信號通路參與人類OSC 中ITH 的發(fā)展，PI3K/Akt 途徑的激活參與癌變和卵巢癌發(fā)展[10-11]。因此，位于PI3K/Akt 通路上游的LPAR1 可能是治療卵巢癌的一個有效靶點，降低LPAR1 表達可以作為OSC 的潛在治療靶點。

2.2 LPAR1/miR-501-5p 與胃癌

胃癌是全球最常見的癌癥之一，其發(fā)病率和死亡率很高，由于缺乏特定的臨床表現(xiàn)，難以在早期診斷，大部分胃癌患者在確診時已處于中晚期，這使患者的死亡率大大增加[12]。為胃癌患者尋找更具特異性的診斷生物標志物和更有效的靶向治療是非常必要的。

MicroRNA-501-5p（miR-501-5p）是一種促進腫瘤的miRNA，對胃癌發(fā)展起著至關重要的作用。許多在胃癌中失調(diào)的miRNA 可以作為腫瘤抑制因子或啟動因子發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)細胞遷移、增殖和侵襲等。許多異常表達的miRNA 與胃癌患者的預后相關[13-14]。因此，miRNA 有可能成為診斷、預后的有效生物標志物和胃癌治療的新型治療靶點。

MA 等[15]研究了miR-501-5p 及LPAR1 在胃癌組織和細胞系中的表達及功能。miR-501-5p 在胃癌組織和細胞系中顯著上調(diào)，miR-501-5p 的下調(diào)能夠抑制胃癌細胞的增殖和遷移。通過沉默胃癌細胞系中miR-501-5p 的表達可以提高胃癌細胞的凋亡率，抑制胃癌細胞的增殖和遷移。miR-501-5p 可以直接靶向LPAR1 并沉默其在胃癌細胞系中的表達。與對應的相鄰正常組織相比，LPAR1 在胃癌組織中明顯下調(diào)，LPAR1 的表達水平與miR-501-5p 表達成反比。敲低LPAR1 可以促進胃癌細胞增殖和遷移，這種促進作用可以通過下調(diào)miR-501-5p 的表達來挽救。因此，miR-501-5p 可以通過靶向下調(diào)LPAR1 的表達來促進胃癌細胞的增殖和遷移，miR-501-5p/LPAR1可能成為胃癌的潛在治療靶點，有助于人類胃癌的治療。

2.3 LPAR1/Akt/mTOR 信號通路與骨肉瘤

骨肉瘤是一種常見的骨組織惡性腫瘤，起源于間葉組織，其結締組織能直接誘導產(chǎn)生腫瘤骨或骨樣組織，常發(fā)生于管狀骨，多發(fā)病于青少年，發(fā)病率和轉移率高，且預后不良[16-17]。因此，對骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的具體機制進行深入研究至關重要。

呂俊杰等[18]研究了LPAR1 在骨肉瘤中的表達情況及其對人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 增殖、遷移和侵襲能力的影響和作用機制。通過分析骨肉瘤3 個數(shù)據(jù)集中的差異基因，發(fā)現(xiàn)LPAR1 在骨肉瘤中低表達。與空載體組相比，LPAR1 組人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 的遷移和侵襲能力均出現(xiàn)明顯下降，表明過表達LPAR1 對人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 的增殖、侵襲活性具有抑制作用，提示LPAR1 在骨肉瘤細胞中具有抗腫瘤細胞增殖的特性。

在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及侵襲轉移過程中，特定的信號傳遞通路發(fā)揮著重要作用。在骨肉瘤中，Akt/mTOR 信號通路參與調(diào)控腫瘤細胞的增殖、遷移、粘附、腫瘤血管生成等過程[19]。通過觀察人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 中Akt/mTOR 信號通路相關蛋白表達情況發(fā)現(xiàn)，與空載體組相比，LPAR1 組人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 中pmTOR/mTOR、pAkt/Akt 表達明顯下降，結果表明過表達LPAR1 可以通過去磷酸化抑制Akt/mTOR 信號通路，這可能是導致細胞增殖、遷移及侵襲能力下降的一個重要機制。綜上所述，LPAR1 在骨肉瘤中低表達、過表達LPAR1 能夠抑制人骨肉瘤細胞MG63、U2OS 的增殖、遷移和侵襲能力，促進凋亡。LPAR1 在骨肉瘤細胞中具有抗腫瘤細胞增殖的特性，其機制可能是通過抑制Akt/mTOR 信號通路來實現(xiàn)的。

TAKAGI 等[20]確定了骨肉瘤細胞通常表現(xiàn)出高血小板活化誘導特性，細胞的侵襲性由活化血小板釋放的LPA 促進。LPAR1 在骨肉瘤細胞系和內(nèi)部骨肉瘤患者來源的異種移植腫瘤中顯著上調(diào)。LPA 治療誘導骨肉瘤的形態(tài)變化和侵襲性增加。骨肉瘤細胞中LPAR1 基因的敲除（KO）廢除了血小板介導的骨肉瘤侵襲和早期肺轉移灶的形成。口服可用的LPAR1 拮抗劑給藥，骨肉瘤的肺轉移被顯著抑制。因此，LPA-LPAR1 可能是開發(fā)治療策略的良好目標，從抗癌劑的治療開始通過預防轉移改善晚期骨肉瘤的預后。

2.4 LPAR1/ZFAS1/miR-892b 與鼻咽癌

鼻咽癌是一種常見的頭頸上皮惡性腫瘤，早期發(fā)病癥狀不明顯，發(fā)病隱匿，發(fā)病位置狹窄，發(fā)病時已處于中晚期。由于對輻射和手術限制的高敏感性，放射治療一直是早期鼻咽癌最有效的治療方法，晚期鼻咽癌患者雖然采用了其他輔助療法如化療，但是晚期毒性、顳葉神經(jīng)病變等嚴重影響患者的功能狀態(tài)和生活質(zhì)量[21]。因此，了解鼻咽癌的分子機制可為診斷和治療提供新的方向，早發(fā)現(xiàn)、早治療，對于鼻咽癌患者的治療和預后至關重要。

最近的研究表明，非蛋白質(zhì)編碼RNA（ncRNAs）占基因組編碼轉錄物的比例超過98%。ncRNAs，特別是lncRNAs（大于200個核苷酸）和microRNAs（miRNAs，19 ～22 個核苷酸）的表達減少與包括癌癥在內(nèi)的各種疾病的進展有關[22-23]。lncRNA 可以通過轉錄、轉錄后或表觀遺傳水平上的失調(diào)基因表達來介導多種癌癥中腫瘤發(fā)生和轉移的進展。據(jù)報道，lncRNA 的異常表達也參與了鼻咽癌的起始和進展[24]。LI 等[25]的研究證明了lncRNA 的失調(diào)顯著介導了鼻咽癌的進展。ZFAS1 是一種新鑒定的lncRNA，在幾種人類癌癥中上調(diào)，如胃癌、肝細胞癌等[26]。PENG 等[27]探討了ZFAS1 的鼻咽癌特異性表達以及ZFAS1 介導的鼻咽癌生長、攻擊性和腫瘤發(fā)生的機制。

lnc RNA 中的ZFAS1 通過海綿miR-892b 上調(diào)LPAR1 表達促進鼻咽癌的腫瘤發(fā)生和轉移。通過比較多個lncRNA 的表達，發(fā)現(xiàn)ZFAS1 在鼻咽癌組織中失調(diào)，在裸鼠中，當ZFAS1 沉默時，由HONE1 細胞形成的腫瘤異種移植物的生長被顯著抑制。ZFAS1 可能作為鼻咽癌發(fā)生的啟動子，通過WNT/β-連環(huán)蛋白途徑激活。鼻咽癌組織和細胞中l(wèi)ncRNA ZFAS1 的表達顯著升高，對鼻咽癌的腫瘤發(fā)生和轉移具有重要意義。lncRNA ZFAS1 的下調(diào)表達足以抑制體外鼻咽癌細胞的增殖、遷移、侵襲和體內(nèi)腫瘤發(fā)生。

XU 等[28]報道了鼻咽癌患者血漿中mir-892b 表達降低，并且在放療或化療治療后miR-892b 表達上調(diào)。因此，miR-892b 可能作為鼻咽癌的關鍵腫瘤抑制因子，其在鼻咽癌進展中的作用值得相關人員進一步研究。鼻咽癌中miR-892b 的下游效應物為LPAR1，鼻咽癌細胞中LPAR1 的表達受到miR-892b的負調(diào)節(jié)。ZFAS1 直接靶向miR-892b，miR-892b負調(diào)節(jié)下游LPAR1 的表達。miR-892b 的下調(diào)以及ZFAS1 和LPAR1 的上調(diào)可以在很大程度上增強鼻咽癌細胞的增殖、遷移和侵襲，而miR-892b 的過表達以及ZFAS1 和LPAR1 的下調(diào)降低了這些能力。總之，lncRNA ZFAS1 可能作為鼻咽癌腫瘤發(fā)生和轉移的啟動子，通過以miR-892b 依賴的方式上調(diào)LPAR1 的表達。通過調(diào)節(jié)ZFAS1 和miR-892b 的表達進而調(diào)節(jié)LPAR1 的表達，對于鼻咽癌的治療具有巨大的潛在價值，有望成為治療鼻咽癌的靶點。

3 展望

LPAR1 及信號通路在腫瘤疾病的發(fā)生和發(fā)展中具有重要意義，如促進癌細胞的增殖、侵襲、遷移等。隨著研究者們對LPAR1 及其信號通路的認識不斷深入，對它在多種疾病中的作用進行了系統(tǒng)研究，并設計了不同結構類型的LPAR1 拮抗劑和激動劑。LPAR1 及信號通路在各種疾病中的表達機制仍在進一步探索中，隨著研究的繼續(xù)深入，其在其他疾病中的功能和作用機制會被逐步闡明，其作為潛在靶點將會被應用于各種疾病的臨床診斷、治療、新藥研發(fā)等，可進一步為包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病的臨床治療提供新思路新方案。