综述
胸腺素β10对肿瘤发生发展的影响及其机制
肿瘤研究与临床, 2019,31(9) : 640-643. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1006-9801.2019.09.016
摘要

胸腺素β10(Tβ10)作为β胸腺素家族的一员,主要参与细胞内肌动蛋白的隔离。研究表明Tβ10表达改变与乳腺癌、食管癌、肝癌、胆管癌、卵巢癌等恶性肿瘤关系密切。根据癌症类型的不同,Tβ10呈现出不同的表达状态,而且具体作用机制尚未明确。近年来Tβ10在化学疗法中及其在血清中对预测肿瘤患者化疗效果具有重要意义。

引用本文: 李建峰, 李耀平. 胸腺素β10对肿瘤发生发展的影响及其机制 [J] . 肿瘤研究与临床, 2019, 31(9) : 640-643. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1006-9801.2019.09.016.
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2018年全球癌症统计报告预计将有1 810万癌症新发病例和960万癌症死亡病例,报告指出全球癌症发病率和病死率正在不断增长[1]。因此对于癌症的防治也变得尤为重要,随着肿瘤研究的不断深入,肿瘤分子靶向治疗也取得了巨大进展,越来越多分子被证实参与在肿瘤生成、转移甚至防治等方面。如靶向人表皮生长因子受体2(HER-2)治疗乳腺癌、靶向表皮生长因子受体(EGFR)治疗非小细胞肺癌[2]以及环状RNA在胃癌发生、发展中的作用等[3],研究表明胸腺素β10(Tβ10)在肿瘤发生、发展及预后方面也发挥重要作用。

1 Tβ10分子结构

Tβ10基因定位在2号染色体上的2 p11.2处,包含3个外显子和2个内含子,分布在1个1.37 kb的DNA片段上面。其蛋白由43个氨基酸组成,含有2个α螺旋结构及中间的保守序列"17LKKTET22",该序列对于结合肌动蛋白至关重要。Tβ10作为组成β胸腺素家族的一个重要的成员,主要定位于细胞质中,在细胞骨架和生物发生中发挥作用[4]。到目前为止,不同物种中已发现至少有15种β胸腺素的存在[5]。第1个被分离出来的是Tβ1[6],然而关注最多的是作为生物活性分子的Tβ4,研究表明Tβ4表达改变与恶性肿瘤的发生、发展有关[7],而Tβ10与Tβ4组织分布及功能有较大差异。

2 Tβ10在不同肿瘤中的研究

研究发现[8]Tβ10过表达是人类肿瘤发生的常见现象,Tβ10在多种人类肿瘤中上调,其上调有助于肿瘤细胞的形成,通过不同的机制进行增殖、迁移和侵袭,并预测患者的生存率。然而Tβ10的表达在卵巢癌组织和细胞中下调,过表达可抑制肿瘤生长扩散[9]。这些发现表明根据肿瘤类型的不同,Tβ10既可以作为致癌基因又可以作为抑癌基因存在。因而对Tβ10在不同癌症中的表达和机制需进一步具体研究。目前研究发现Tβ10在乳腺癌、食管癌、肝癌等中高表达,而在胆管癌、卵巢癌等中低表达[10]

2.1 Tβ10在乳腺癌中的研究

研究发现Tβ10在乳腺癌细胞株和组织中上调,并发现Tβ10表达水平与其临床分期呈正相关,如肿瘤分期、淋巴结转移及远处转移等,生存分析显示Tβ10高表达的患者总生存(OS)期缩短[11,12]。Zhang等[12]对乳腺癌数据集的分析,揭示了化疗后Tβ10高表达组患者较之于低表达组表现出更长的无病生存期(DFS)。但在接受内分泌治疗或未接受全身治疗的患者中未见,表明Tβ10可能类似于Ki-67能够作为一种潜在化疗反应的指标。我们进一步发现肿瘤患者血清中Tβ10的表达与健康血清相比显著增加,并发现乳腺癌患者血清Tβ10的表达与乳腺癌的临床阶段呈正相关。因此,Tβ10可作为一种有价值的血清生物标志物用于乳腺癌的诊断和临床分期。

2.2 Tβ10在食管癌中的研究

研究发现Tβ10在食管癌中表达量增高,其过表达与食管癌的分化、浸润和转移能力呈正相关,并发现高表达Tβ10导致食管癌患者术后生存率下降,因此在食管癌的早期诊断中表现出一定的潜能[13,14]

2.3 Tβ10在肝癌中的研究

曹骥等[15]发现肝癌组织中Tβ10 mRNA含量明显低于正常肝组织及癌旁肝组织中的表达,进一步研究发现其表达与肿瘤个数、肿瘤直径及门静脉癌栓相关,且早期癌组织中Tβ10 mRNA的含量要高于中晚期。Wang等[16]发现肝癌组织中Tβ10 mRNA和蛋白水平明显高于非肿瘤组织,且Tβ10的高表达与晚期TNM显著相关。生存分析表明,Tβ10高表达与较短的OS和DFS相关。Song等[17]发现肝癌组织中Tβ10的表达水平明显高于正常肝组织。与相邻的正常肝组织样本相比,肝癌组织样本中的Tβ10 mRNA和蛋白水平也有所升高。研究者发现,Tβ10高表达与肝癌晚期、肿瘤体积大、远处转移、预后差有显著的相关性,是预测肝癌患者OS的独立因素。

2.4 Tβ10在胆管癌中的研究

目前研究表明Tβ10在原发性胆管癌组织中表达相对较高;而在转移性肿瘤中则显著降低。Tβ10过表达能够降低肿瘤细胞的迁移;而Tβ10低表达能够增强迁移和入侵。其机制有可能是通过Ras、ERK1/2的活化和Snail及基质金属蛋白酶(MMP)的上调来实现[18]

2.5 Tβ10在卵巢癌中的研究

关于卵巢癌的研究发现Tβ10在卵巢癌中呈低水平表达,并能够诱导肿瘤细胞特异性凋亡[9]。研究者发现卵巢癌中Tβ10高表达能够降低线粒体膜电位,增加活性氧的生成,促进肿瘤细胞凋亡。恢复Tβ10表达能否成为卵巢癌治疗新途径需要进一步研究。

2.6 Tβ10在脑胶质瘤中的研究

张莹等[19]发现脑胶质瘤恶性程度的增加,Tβ10表达水平逐渐升高。且根据脑胶质瘤中的不同分子亚型,其表达量也不同。随着脑胶质瘤预后越差,Tβ10蛋白表达水平更高。生存分析结果显示,Tβ10低表达组患者的OS时间明显长于Tβ10高表达组,提示其高表达在预测脑胶质瘤不良预后方面可能发挥重要作用。Tβ10表达水平是与脑胶质瘤患者OS有关的独立预测因子。

2.7 Tβ10在非小细胞肺癌中的研究

Gu等[20]发现Tβ10主要表达在肺癌细胞的细胞质内,其高表达与临床分期、远处转移、淋巴结转移、分化程度、不良反应和术后生存等相关。此外,研究者发现Tβ10过表达与血管内皮生长因子(VEGF)、VEGFc、微血管密度和淋巴管密度等呈相关性,Tβ10高表达、VEGF表达增高、微血管密度增高患者的生存率最低。因此Tβ10可能通过上调肺癌组织中的VEGF和VEGFc来诱导微血管和淋巴管的形成,从而促进远处淋巴结转移,参与非小细胞肺癌的进展。

2.8 Tβ10在甲状腺乳头状癌中的研究

Zhang等[21]研究发现Tβ10 mRNA在正常甲状腺组织、无淋巴结转移的甲状腺乳头状瘤和有淋巴结转移甲状腺乳头状瘤组织的中的表达差异有统计学意义,且Tβ10高表达在颈段有淋巴结转移的患者肿瘤组织中较无转移患者更为常见。因此,在甲状腺乳头状瘤中,Tβ10的高表达水平与淋巴结转移相关。

3 Tβ10的可能作用机制

Tβ10在不同肿瘤中的表达存在差异,且具体作用机制尚不明确。不仅是一种肌动蛋白隔离蛋白质,且可以阻断多种细胞信号通路,发挥其阻断血管生成和肿瘤生长的生物学功能。

3.1 Tβ10与Ras相关

最新研究表明,Tβ10通过抑制Ras系统进一步干扰肌动蛋白的聚合从而调控肌动蛋白的运动[9]。而细胞骨架调节蛋白,包括Rho、CDC42和肉毒杆菌毒素底物1(RAC1),这些蛋白属于Ras家族的成员并具有高度相似性,并与肿瘤转移相关。Rho蛋白被报道参与上皮细胞极性的控制。正常上皮细胞具有细胞极性并排列有序,细胞与细胞之间具有特殊的细胞连接[18]。此外,RAC1的下调导致细胞极性的损失和上皮细胞连接的丧失,进而导致细胞外基质(ECM)沉积障碍[22]。进一步研究表明CDC42和RAC在富含肌动蛋白的结构组装中发挥重要作用,如丝状伪足与板状伪足。两者在感知策略信号、驱动细胞运动的方向性中起作用,且在整合素相关的细胞连接中发挥作用[23]。研究表明,某些细胞骨架相关蛋白的功能下调或丧失可能对肿瘤细胞从ECM中分离并驱动肿瘤细胞的转移至关重要[24]。因此Tβ10促进肿瘤的转移可能是通过抑制Ras相关蛋白和肌动蛋白聚合,导致细胞连接的丧失,但具体机制还有待进一步研究。

3.2 Tβ10与细胞凋亡

Tβ10增加了含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3的含量,其作用类似于细胞松弛素D(Cyt D)能够有效地抑制肌动蛋白聚合。细胞骨架的破坏能够诱导细胞外活性氧的生成,从而增强FasL依赖性的细胞凋亡[25]。此外,肌动蛋白稳定性降低能够导致线粒体膜的去极化和活性氧的增加。综上,Tβ10对肌动蛋白聚合有抑制作用,从而打开线粒体膜孔或通道时间过长,导致线粒体膜电位的降低,活性氧向细胞质释放的增加,进而诱导肿瘤细胞凋亡,这可能是Tβ10在卵巢癌中的作用机制之一[9]

综上所述,Tβ10表达改变与乳腺癌、食管癌、肝癌、胆管癌、卵巢癌、脑胶质瘤、非小细胞肺癌及甲状腺乳头状癌等肿瘤的临床病理分期、肿瘤分化程度及预后等密切相关。依据肿瘤类型的不同,Tβ10通过不同的机制促进或抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移,从而影响肿瘤的生长与转移。Tβ10在不同肿瘤中的表达异常提示其有可能在肿瘤治疗中发挥作用[10],目前Tβ10与化疗反应的研究提示其能够作为预测特定肿瘤患者化疗效果的指标。Tβ10在血清中的研究表现出其在用于乳腺癌的诊断和临床分期能够作为一种有价值的血清生物标志物[26]。因此,随着研究的不断深入,相信Tβ10将在肿瘤的早期诊断及治疗中发挥重要作用。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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