利鈉肽受體家族在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及臨床應用價值*

吳佳， 朱亞南， 楊航， 黃瑾， 姚志紅， 楊祚璋

[1.昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院（云南省腫瘤醫(yī)院） 骨與軟組織腫瘤研究中心， 云南 昆明650118； 2.昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院 康復醫(yī)學部， 云南 昆明 650101； 3. 昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院（云南省腫瘤醫(yī)院） 云南癌癥中心辦公室， 云南 昆明 650118]

利鈉肽受體（natriuretic peptide receptor, NPR）以其廣泛的生理功能而聞名，除了穩(wěn)定心血管系統(tǒng)外，其還與免疫、炎癥及癌癥有關[1-3]。目前為止，已發(fā)現(xiàn)了心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide, ANP）、腦利鈉肽（brain natriuretic peptide, BNP）、C 型利鈉肽（C-type natriuretic peptide, CNP）等8 種利鈉肽激素[4]。ANP 主要產生于心房，BNP 最初是在豬腦提取物中發(fā)現(xiàn)的，存在于人腦，但更多存在于心室。近期研究表明，血清BNP 與新生兒持續(xù)性肺動脈高壓及老年肺部感染的病情程度具有相關性[5-6]。CNP 是家族的第3 個成員，主要分布于中樞神經系統(tǒng)、垂體前葉、腎臟、血管內皮細胞[7]。這些肽有3 個膜受體，即利鈉肽受體A（natriuretic peptide receptor A, NPRA）、利鈉肽受體B（natriuretic peptide receptor B, NPRB）、利鈉肽受體C（natriuretic peptide receptor C, NPRC）。NPR 家族主要通過受體結合調控機體各種代謝和生理功能。NPRA 和NPRB 從其配體激素中獲取信息并激活下游信號通路。NPRC 主要是一種清除受體，主要參與這些激素的清除或降解。本文就NPR 家族及其受體結合在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用及潛在的臨床價值進行綜述。

1 NPR家族的結構和功能

1.1 NPRA

NPRA 也被稱為NPR1 或GC-A。人類NPRA 基因長度約16 kb，位于1q21～22 上，編碼1 061 個氨基酸肽，包括21 個外顯子和21 個內含子[8]。該基因首先被3 個不同的組在3 個不同的模型中克隆出來，如小鼠、大鼠和豬[9]。NPRA 基因啟動子中含有SP1、SP3、cGMP 反應元件結合蛋白（CREBP）和維生素D 受體（VDR），這些轉錄因子調控NPRA 的表達。NPRA 是一種135 kDa 的單跨膜肽同源二聚體，包含至少4 個不同的結構域，包括450 個氨基酸胞外配體結合結構域、21 個殘基疏水跨膜結構域和566或568 個氨基酸胞內結構域。后者進一步劃分為1 個250 個氨基酸的蛋白激酶同源結構域、1 個41 個氨基酸的兩性螺旋鉸鏈區(qū)和1 個250 個氨基酸的鳥苷酸環(huán)化酶c 端催化結構域，呈正二聚體結構[10]。NPRA 是鳥苷酸環(huán)化酶細胞表面受體家族的成員[11]，NPRA 被生理濃度的ANP 和BNP 所激活[12]。NPRA 的激活順序為ANP≥BNP＞CNP[13]。NPRA 在心臟、腎臟、肺、肝臟、脂肪細胞、各種器官及一些癌癥中都有表達[1，13]，其對心血管穩(wěn)定、炎癥及癌癥起關鍵調節(jié)作用[14-15]，參與了各種生理和病理反應。

1.2 NPRB

NPRB 也被稱為NPR2 或GC-B。人類NPRB 基因長度約為16.5 kb，位于9p21～12 上，包含22 個外顯子[16]。1989 年，SCHULZ 與他的團隊首次克隆了大鼠的NPRB 基因[17]。NPRB 的拓撲結構與NPRA 相似，其屬于鳥苷酸環(huán)化酶的細胞表面受體家族[13]，NPRB被CNP 特異性激活[12]，NPRB 激活的順序為CNP＞ANP≥BNP[13]。NPRB 在軟骨和骨形態(tài)發(fā)生中起關鍵作用，NPRB 基因純合子突變的缺失可導致短肢侏儒癥，也稱為肢端發(fā)育不良[18]。其在維持心率和竇房結功能方面也起到重要作用[19]。NPRB 在多種器官中表達，包括心臟、大腦、子宮、卵巢、腎、肺、肝臟及脂肪細胞，且在一些癌癥中也有表達[17，20-21]。NPRB 的廣泛表達表明其在許多生理、病理過程中發(fā)揮作用。

1.3 NPRC

NPRC 也被稱為NPR3。人類NPRC 基因長度約為65 kb，位于5p14～p13 上，包含8 個外顯子和7 個內含子[22]。小鼠NPRC 基因位于15 號染色體上，由YANAKA 等首次在小鼠中克隆[23]。NPRC 的胞外結構域與NPRA 和NPRB 約30%相同，這與環(huán)化酶連接的受體不同，其僅僅含37 個胞內氨基酸，沒有鳥苷酸環(huán)化酶活性[24]。與NPRA 和NPRB 不同，NPRC 是一種由二硫鍵連接的同型二聚體[25]。NPRC 啟動子具有SP1、AP-2、YY-1、E2F 和CREB 轉錄因子的結合位點[23]。MAACK 等[26]提出該受體在生物學上是沉默的，并作為利鈉肽的特異性清除結合位點，這種受體被稱為清除受體。但近年來研究[27]發(fā)現(xiàn)，NPRC 對維持心血管系統(tǒng)穩(wěn)定有著關鍵作用。BNP和CNP 可以與NPRC 結合并進行清除和降解。NPRC 對利鈉肽激素的親和力順序為ANP＞CNP＞BNP[13]。NPRC 的表達受多種生理因素的影響。據(jù)報道，NPRC 在高血壓、糖尿病和肥胖患者中的表達非常高，缺乏體力活動會增加NPRC 的表達，而定期的體育鍛煉或活動會抑制NPRC 的表達[28]。NPRC也廣泛表達于心臟、肺、腎上腺、大腦皮質、小腦、肝臟、脂肪細胞及一些癌癥中[28]。

NPRA 和NPRB 屬于鳥苷酸環(huán)化酶受體，而NPRC 屬于清除受體，利鈉肽通過與3 種受體NPRA、NPRB 及NPRC 的胞外結構域結合而起作用，其作用機制也有所不同（見圖1）。

圖1 NPR家族結構示意圖

2 NPR家族在惡性腫瘤中的作用

NPRA 和NPRC 在惡性腫瘤中的作用已經有很多的報道，但關于NPRB 的報道較少。本文主要討論NPRA和NPRC在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用（見表1）。

表1 NPRA和NPRC在惡性腫瘤中的表達情況、機制通路及效應

2.1 NPRA

NPRA 在癌癥中的研究可以追溯到1993 年。OHSAKI 等[29]首次在人小細胞肺癌細胞系和HeLa 細胞中發(fā)現(xiàn)了功能性NPRA。VESELY 等[30]進一步研究了利鈉肽受體與癌細胞增殖的關系。研究表明，NPRA 在多種人類癌細胞中表達，其中包括乳腺癌細胞[30]、前列腺癌細胞等[1]。NPRA 由于其廣泛的生理功能，在許多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。KONG 等[31]首先研究了NPRA 在腫瘤發(fā)生中的直接作用。動物模型結果顯示，缺乏NPRA 可以保護C57BL/6 小鼠免受肺癌、皮膚癌和卵巢癌的影響。在疾病模型中，下調NPRA 可以抑制腫瘤的生長和轉移，提示NPRA 可能成為一種新的抗癌治療靶點；其研究還表明，NPRA 在腫瘤細胞（A549、B16 等）中過表達。NPRA 可以通過調節(jié)干細胞的募集和血管生成來導致腫瘤的進展[32]。在乳腺癌[33]、胃癌[34]、舌鱗狀細胞癌[35]和食管癌[36]中，NPRA 可通過不同的途徑（MMP2、MMP9、HIF-1α 等）來提高VEGF 水平，促進血管生成，從而促進腫瘤的侵襲和轉移。在前列腺癌[1]和胃癌[37]，NPRA 可通過抑制腫瘤細胞凋亡來促進腫瘤進展。有研究表明，在胃癌中[38]，抑制NPRA 的表達可以通過JNK 和p38 通路，促進胃癌細胞周期阻滯、細胞死亡和凋亡。

2.2 NPRC

NPRC 在癌癥中的研究近年來才被提及，但NPRC 作為一個新興的靶點，在癌癥發(fā)生、發(fā)展的機制研究中具有巨大的潛力。NPRC 作為一種清除受體，一般起著抑癌的作用。在結直腸癌[39]，腎透明細胞癌[40]和肝癌[41]，NPRC 可被上游長鏈非編碼RNA調控。過表達NPRC 可抑制細胞增殖，促進細胞凋亡，從而發(fā)揮抗癌作用。在骨肉瘤中[42]，NPRC 可通過阻斷PI3K/Akt 通路來抑制骨肉瘤細胞的生長。

3 NPR家族在惡性腫瘤診療中的臨床價值

3.1 NPR家族在惡性腫瘤診斷中的價值

NPR 家族在許多惡性腫瘤組織中表達，與腫瘤的診斷、分期及預后密切相關。在食管鱗狀細胞癌和胃癌中，NPRA 的表達與淋巴結轉移和（TNM）分期相關[36，38]，對預測腫瘤發(fā)展有重要作用；NPRA 與舌鱗狀細胞癌中VEGF 的表達及腫瘤細胞的侵襲和轉移有關[35]，這可能是一個預后因素；NPRA 的表達也與前列腺癌的臨床分期呈正相關[1]。NPRB 基因在前列腺癌中的表達與腫瘤體積和惡性程度有關，NPRB 可成為鑒別良、惡性組織的一種手段[43]。在前列腺癌模型中，NPRC 可成為前列腺癌早期診斷的靶點[44]。

3.2 NPRA在惡性腫瘤治療中的價值

NPRA 已被報道為癌癥促進靶點。許多實驗表明，下調NPRA 的表達可以通過不同的途徑誘導腫瘤細胞凋亡，抑制細胞增殖和侵襲[33，35-36]。其還可以通過下調VEGF、CXC 和CXCR4 抑制血管生成，從而抑制腫瘤細胞的遷移[32]。

Isatin 是一種天然的雜環(huán)苷衍生物，可下調NPRA 的表達，抑制氣道炎癥[45]。Isatin 對癌癥的治療很有前景，異構素普遍存在于人體中，其不僅是鳥苷酸環(huán)化酶的抑制劑，也是許多其他酶和受體的抑制劑，例如組蛋白去乙?；?、碳酸酐酶[46]。異素雜交劑在許多惡性腫瘤中發(fā)揮抗癌作用，但其鳥苷酸環(huán)化酶抑制劑途徑的抗癌機制尚未闡明[47]。此外，Isatin hybrids 具有良好的抗癌活性，例如，Semoxind 和舒尼替尼可用于治療許多癌癥[47-48]。

分子印跡聚合物納米顆粒（MIPNPS）對ANP 具有親和力和選擇性，可降低癌癥中ANP 的水平，抑制ANP/NPRA 信號通路[49]。編碼NP73-102 的質粒[前心房利鈉肽的NH（2）末端肽]的異位表達下調了NPRA 的表達，抑制了A549 細胞的肺轉移和BALB/c小鼠的腫瘤發(fā)生，過表達NP73-102 可顯著誘導黑色素瘤細胞（B16）的凋亡[31]。血管緊張素Ⅱ可抑制NPR1 基因的轉錄，下調心臟中NPRA 的表達[50]。親環(huán)素A 是免疫抑制劑環(huán)孢素A 的受體，可與NPRA結合，催化Pro 822、902 或958 的順反異構化，從而使NPRA 失活，已成為癌癥治療的靶點[51]。微生物多糖HS-142-1 是一種利鈉肽拮抗劑，可抑制NPRA 和NPRB 的激活和結合，但對NPRC 無影響[52]。

3.3 NPRC在惡性腫瘤治療中的價值

在神經母細胞瘤細胞系中，NPRC 類似物發(fā)揮抗增殖作用，而NPRA 和NPRB 促進神經母細胞瘤的增殖[53]。一般來說，NPRA 和NPRB 具有促癌作用，而NPRC 具有抑癌作用。NPRC 作為一種清除受體，可與ANP、BNP 和CNP 結合，并進行清除和降解。NPRC 是否可以抑制NPRA 信號通路還未有研究證明，如果存在大量的NPRC，其是否可以抑制利鈉肽激素與NPRA 和NPRB 的結合，NPRC 作為這些信號通路的起點，其作為抑癌靶點的作用機制還需要更多的研究去證明。

4 結論與展望

本文就NPR 家族在許多惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用進行綜述。許多動物模實驗已經證明，NPRA 家族在許多惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。然而，由于缺乏合適的NPRA 抗體，NPRA 在人體組織中表達的研究有限。目前，NPR家族主要有3 個應用領域。①NPRA 在多種癌癥中的促癌作用，可使其抑制作用的研究尤為重要。②NPR 家族在腫瘤中的表達與腫瘤的體積、分期、轉移和分化密切相關，可作為診斷和預后的參考指標。③NPRC 作為一種清除受體，通常發(fā)揮抗癌作用，其可以與NPRA 競爭配體，抑制其信號通路。NPR 家族作為一種抗癌靶點，尚未應用于臨床，目前仍處于研究階段。然而，由于NPR 家族在人體中的廣泛作用，對其深入研究尤為重要，不僅為癌癥的診斷和治療提供新的思路，而且在利鈉肽激素的研究中也是重大突破。