人纤维蛋白家族是一类广泛在各组织中表达的细胞外基质（ECM）蛋白，并在ECM的形成及稳定中发挥重要作用。越来越多的研究发现，Fibulin蛋白家族在不同的肿瘤组织中可分别起到抑癌或促癌的作用，从而影响肿瘤的增殖、侵袭、转移，并与肿瘤的化疗耐药密切相关，有希望成为临床抑制甚至逆转肿瘤化疗耐药的靶点。文章就Fibulin蛋白家族在肿瘤发生、发展及化疗耐药中的作用、靶点及分子机制进行综述，旨在为肿瘤化疗耐药找寻新的研究方向。
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化学疗法是肿瘤的常见治疗方法，但由于肿瘤发展中二次突变或染色体突变的积累，最终可能导致具有高侵袭性和（或）耐药性的恶性肿瘤形成，这也是晚期癌症患者预后不良的主要原因[1]。因此，寻找与肿瘤侵袭性和耐药性相关的活性物质是当前肿瘤研究的主要方向。细胞外基质（ECM）蛋白是由不同细胞产生、合成和分泌的一类蛋白，其结构和功能具有多样性，既能组成细胞外框架结构，赋予组织弹性和韧性，为细胞的存活及活动提供直接微环境，又可以通过不同信号转导通路决定细胞形态，介导细胞的黏着、迁移、增殖和分化。Fibulin蛋白家族为一类在各组织中广泛表达的ECM蛋白，其家族有7个成员（Fibulin-1~7），是已知的在动物界存在最为普遍和个体胚胎发育中最早出现的ECM蛋白之一，其在调节细胞与细胞，细胞与ECM之间的相互联系中发挥作用[2]。越来越多的研究发现Fibulin蛋白家族可以通过不同作用机制影响肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移，具有复杂的促癌或抑癌作用，并同样在肿瘤化疗耐药中发挥重要作用[3,4]。
Fibulin蛋白家族是一组具有分泌功能的糖蛋白，其家族成员均由3个结构域构成，从氨基到羧基方向分别是可变性最大的结构域Ⅰ、由重复可变数目的表皮生长因子（EGF）样结构组成的结构域Ⅱ和固定的"类纤维蛋白"球形结构域Ⅲ[5]。其又可以根据结构域Ⅰ的不同分为2个亚组[6]。第1个亚组包括Fibulin-1（100×103）和Fibulin-2（200×103），两者在结构域Ⅰ内均有3个过敏毒素（AT）模块和钙离子结合的cbEGF额外结构域。Fibulin-1由Argraves等[5]于1989年首次发现，作为纤连蛋白受体的结合伴侣，是细胞黏附的关键调节因子。Fibulin-2的氨基末端区域内能鉴定出两个独特的结构域，其中一个结构域富含半胱氨酸残基（cys充足段），而另一个缺乏半胱氨酸残基（cys免费段）。第2个亚组包括Fibulin-3~7，其中Fibulin-3~5因为相对分子质量（50~60）×103被称为短链Fibulin蛋白，主要参与弹性纤维的形成。Fibulin-6因含有44个串联的免疫球蛋白而成为该家族中相对分子质量最大的成员（615×103）。Fibulin-7（50×103）的氨基末端则存在独特的"Sushi"结构域，也称为补体调控蛋白，在补体系统调节、血液凝固、细胞黏附、迁移和胚胎发生过程中涉及的蛋白质互作反应中普遍存在[7]。
Fibulin-1是Fibulin蛋白家族中最早发现的成员。编码它的基因包含20个外显子，位于人类染色体22p13。Fibulin-1蛋白是多模块蛋白，含有3个富含半胱氨酸的AT相关区段，9个EGF样重复序列，并具有能与钙结合的共有基序，以及可变的羧基末端结构域。其转录物可通过可变剪接产生4种独立的变体，分别为Fibulin-1A、Fibulin-1B、Fibulin-1C及Fibulin-1D，其中后两种为大多数的人组织和细胞株中表达的主要形式[8]。
Fibulin-1在调节肿瘤发展过程中具有双重性，既具有抑癌作用，也具有促癌作用，这主要是根据Fibulin-1羧基末端结构、肿瘤组织的部位与性质等决定。Fibulin-1C在肿瘤中多起到促癌作用，其在雌激素受体α阳性而不是雌激素受体β阳性的卵巢癌及乳腺癌肿瘤细胞中明显高表达[9]。Pupa等[10]研究发现多柔比星的处理增强了培养的人乳腺癌细胞株和无胸腺小鼠中生长的MDA-MB-361肿瘤中Fibulin-1的表达，从而增强了乳腺癌细胞对多柔比星的耐药性，表明Fibulin-1可以介导乳腺癌的化疗抵抗。许多研究表明Fibulin-1D具有肿瘤抑制作用：通过抑制由纤连蛋白介导的肿瘤细胞黏附，降低了肿瘤细胞的克隆能力[11]；可以稳定血管壁，抑制内皮细胞增殖，减少肿瘤血管生成，促进肿瘤细胞凋亡[12]，从而在胃癌、骨肉瘤等多种实体瘤中低表达[13,14]。研究显示，Fibulin-1的启动子区域通常在膀胱癌细胞株和组织中被甲基化，使其在表观遗传上被下调，在膀胱癌中可作为抑癌基因并起到抑制血管生成的作用[15]。
Fibulin-2蛋白表达产物通常有两种形式：短链Fibulin-2（Fibulin-2s）和长链Fibulin-2（Fibulin-2l）[16]。其与Fibulin-1在肿瘤发展方面有着相似作用。Li等[17]发现Fibulin-2在尿路上皮癌中高表达，并与晚期、高级别、神经血管浸润、淋巴结转移及不良预后显著相关。Hwang等[18]发现鼻咽癌中Fibulin-2表达缺失与晚期肿瘤和淋巴结转移阶段显著相关，并且5年总生存率差。功能上，Fibulin-2可通过降低磷酸化AKT活性来抑制鼻咽癌细胞迁移和侵袭的能力。相反，通过Fibulin-2介导的小干扰RNA（siRNA）消耗可以提高磷酸化AKT活性并显著增强鼻咽癌细胞迁移和侵袭的能力。另一项鼻咽癌相关研究结果显示，Fibulin-2s在正常组织中大量表达，但在鼻咽癌中显著下调，而Fibulin-2l在正常组织和肿瘤组织中都不可检测到或仅在低水平表达[19]。这表明Fibulin-2s的异常表达与鼻咽癌有关。并且通过裸鼠体内研究显示其表达与肿瘤的血管生成抑制有关。Fibulin-2s通过血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶2的下调而发挥其抗血管生成作用。通过Fibulin-2在肿瘤微环境中这种抗血管生成作用，将其靶向药物与其他化疗药物联合应用可以降低部分肿瘤的侵袭性。
Fibulin-3蛋白（55×103）由含有EGF的纤维蛋白样细胞外基质蛋白1（EFEMP1）基因编码，最先在衰老的成纤维细胞中被发现，主要作用是保持基底膜的稳定性与ECM的完整性，其表达水平的变化与多种类型的癌症进展及耐药性的产生有关[20,21,22,23,24]。关于Fibulin-3最成熟的研究应属通过检测其血浆或胸腔积液水平可以区分胸膜间皮瘤患者与健康人群，提示Fibulin-3可作为胸膜间皮瘤的生物标志物[20]。在子宫颈癌中过表达的Fibulin-3通过引发肿瘤细胞的上皮间质转化（EMT）和激活PI3K-Akt-mTOR信号转导途径来促进子宫颈癌细胞侵袭[21]。在胰腺癌中，Fibulin-3通过糖类抗原199（CA-199）修饰增强了结合EGF受体激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和蛋白激酶B（PKB-AKT）途径促进肿瘤增殖[22]。Kwak等[23]发现缺氧诱导因子2α（HIF2α）可通过介导缺氧增强乳腺癌干细胞自我更新能力，促进乳腺癌细胞生长和转移，并加速其耐药的发生，而Fibulin-3是乳腺肿瘤进展期间缺氧诱导的HIF2α的下游效应物。在三阴性乳腺癌中，Fibulin-3还可作为miRNA-9的靶标，增强正常成纤维细胞向癌症相关成纤维细胞转化，并提高三阴性乳腺癌细胞对顺铂的耐药性[24]。
Fibulin-4最早是在研究其表型与结直肠癌的关系时被提及[25]。近年来有研究显示，其在多种妇科肿瘤中表达但是却起不同的作用[26,27,28]。如在卵巢癌和子宫颈癌中Fibulin-4表达上调，并且过表达与患者国际妇产科协会（FIGO）分期晚期、低分化、淋巴结转移和预后不良显著相关。但在子宫内膜癌中，Fibulin-4的表达下降，并且其表达缺失与子宫内膜癌分化差和预后不良相关。研究还发现Fibulin-4可以通过Wnt-β-catenin途径显著抑制子宫内膜癌细胞增殖、侵袭、迁移和EMT。Zhang等[29]发现Fibulin-4可以通过PI3K-Akt-mTOR途径诱导EMT，从而促进骨肉瘤的侵袭和转移，并且可能为潜在的治疗靶标。此外有研究表明，Fibulin-4突变小鼠的主动脉瘤与转化生长因子β2（TGF-β2）信号转导的上调有关，这为主动脉瘤发病机制中Fibulin-4和TGF-β通路之间的分子相互作用提供了新的见解[30]。
Fibulin-5在大部分恶性肿瘤，如卵巢癌、子宫内膜癌和肺癌等中都起到了抑制肿瘤发展的作用[31,32,33]，这可能是由于其含有独特的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽（Arg-Gly-Asp，RGD）序列[34]，而RGD序列正是ECM与肿瘤细胞作用的关键结构。其还能下调瞬时受体电位阳离子通道亚家族V成员1（TRPV1）并通过ROS-MAPK和Akt信号通路促进结直肠癌的细胞凋亡[35]。在乳腺癌中，Fibulin-5下调Ki-67的表达水平，从而抑制乳腺癌细胞的增殖和侵袭，减少其耐药性的产生[34]。在胰腺癌中，Fibulin-5由缺氧诱导表达，在TGF-β受体活性下通过PI3K-AKT途径促进血管生成及肿瘤生长，还充当ECM细胞之间分子变阻器的角色，阻断了胰腺癌微环境中活性氧的产生，进一步促进了胰腺癌的转移[36]。
目前关于Fibulin-6在肿瘤发生中作用机制的研究尚少。Fibulin-6高表达可促进纤维母细胞的迁移[37]。Fibulin-7的C-末端片段具有体内抗血管生成和抗感染活性[38]，并在胶质母细胞瘤中得到验证[39]，提示其可能成为潜在的血管生成相关疾病治疗靶点，也可能在抑制肿瘤新生血管方面产生作用。有研究进一步探究了其中的具体机制，Chakraborty等[40]在乳腺癌荷瘤小鼠中用Fibulin-7C会延迟肿瘤相关巨噬细胞的重编程，这可能是由于STAT3途径的负调控介导的。因此，在内皮细胞中使用Fibulin-7C或内源表达的Fibulin-7可能有助于改变免疫细胞的功能并调节癌症发病机制。
Fibulin蛋白家族表达的上调和下调可能与包括癌症在内的不同疾病病理特征相关。基于此，了解将Fibulin蛋白与抑癌或促癌联系起来的信号转导途径以及它们在细胞外环境中共作用因子的特征可以提供治疗癌症的新思路。通过研究Fibulin蛋白对肿瘤干细胞表型的增强、对肿瘤微环境的调节、对肿瘤新血管生成的促进或抑制等，有助于找到降低晚期肿瘤侵袭性与延长治疗敏感性的新方法。此外，Fibulin-1是金属蛋白酶ADAMTS-1的辅助因子，不能排除其他纤维蛋白也可以与不同的ADAMTS相互作用。金属蛋白酶-纤维蛋白相互作用的研究有助于明确合成新型治疗药物的基本原理。对特定Fibulin蛋白家族相关基因遗传缺陷小鼠模型中肿瘤易感性的研究，有助于揭示这些糖蛋白在肿瘤发生中的作用。通过在这些荷瘤小鼠中的研究，能够更深入地探寻Fibulin蛋白家族与肿瘤微环境、增殖、转移、侵袭以及治疗抵抗之间的关系，从而提供更好的预防及治疗癌症的方法。
所有作者均声明不存在利益冲突
