多发性骨髓瘤(MM)为生发后中心来源的、终末分化B细胞肿瘤，约占全部肿瘤的1%。近年来，随着免疫疗法在MM中的应用，MM的治疗取得了显著进展。但是，由于MM通常伴高度异质的细胞遗传学与分子生物学异常，几乎全部患者最终会复发或者对治疗产生耐药性，MM患者的预后仍然差。多功能蛋白聚糖(VCAN)为一种硫酸软骨素蛋白多糖，是细胞外基质(ECM)的主要成分，其结构域通过与多种分子相互作用，从而调节多种细胞的黏附、增殖、凋亡、迁移及血管生成。VCAN在MM的恶性转化与进展中，亦发挥关键作用，并且与MM的复发及患者预后不良相关。笔者拟就VCAN及其相关分子在MM中的研究进展进行综述，旨在进一步了解VCAN及其相关分子在MM发生、发展中的意义，为MM的诊断、免疫治疗及预后评估提供新思路。
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多发性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)为生发后中心来源的、终末分化B细胞肿瘤。MM的特点为克隆性浆细胞在骨髓内多灶性增殖，临床上可出现骨骼破坏、血清单克隆抗体病、免疫抑制及终末器官损伤等[1]。MM约占全部肿瘤的1%，大部分MM患者被确诊时的年龄为66～70岁，仅37%患者年龄低于65岁[2]。近年，免疫调节药物、蛋白酶体抑制剂、单克隆抗体及嵌合抗原受体T细胞(chimeric antigen receptor T cell，CAR-T)免疫疗法等，在MM中的应用取得了显著进展，但是由于MM高度异质的细胞遗传学及分子生物学异常，几乎全部MM患者最终复发或者对治疗产生耐药性，患者预后仍然很差[3]。因此，相关研究需要进一步了解MM微环境，特别是细胞外基质(extracellular matrix，ECM)与免疫系统的相互作用，寻找可以指导治疗方案选择及预后预测的免疫标志物，从而改善MM患者接受免疫治疗的疗效。
多能蛋白聚糖(versican，VCAN)是一种硫酸软骨素蛋白多糖，是ECM的主要成分，其结构域通过与多种分子相互作用，从而调节多种细胞的黏附、增殖、凋亡、迁移及血管生成，进而参与正常组织的形成[4]。骨髓微环境在MM细胞的生存、增殖、迁移及耐药中具有重要作用，并且影响该病患者临床表现及其预后[5]。骨髓微环境由多种ECM蛋白与细胞组成。VCAN为哺乳动物ECM中最为丰富的蛋白聚糖，在肿瘤的恶性转化、进展中发挥关键作用，并且与肿瘤复发及患者预后不良相关[6,7,8]。笔者拟就VCAN及其相关分子在MM中的研究进展进行综述，旨在进一步了解VCAN及其相关分子在MM发生、发展中的意义，为MM的诊断、免疫治疗及预后评估提供新思路。
VCAN由单个基因编码，其编码基因位于人类染色体5q12-4。人VCAN基因包含15个外显子，长度为90～100 kb[9]。在人肺成纤维细胞IMR-90培养液中初步鉴定出VCAN，其表观分子质量为900 kDa[10]。VCAN由N末端G1结构域、C末端G3结构域及核心蛋白组成。VCAN的G1结构域含有免疫球蛋白样基序及与透明质酸结合的2个蛋白多糖串联重复序列。G3结构域包含2个表皮生长因子样重复、补体调节蛋白样重复及C型凝集素结构域[11]。核心蛋白包含糖蛋白附着区，硫酸软骨素链从该蛋白的这一区域延伸[12]。
通过逆转录PCR、Northern杂交分析及cDNA序列测定结果表明，VCAN可以根据编码糖蛋白附着区的中间部分不同，主要分为V0、V1、V2及V3这4种VCAN亚型。其中，VCAN V0亚型为VCAN最大的异构体，同时包含gag-α与gag-β结构域，而VCAN V1与V2亚型分别缺乏gag-α与gag-β结构域。VCAN V3亚型为短异构体，不包含gag结构域，因此没有硫酸软骨素侧链[11]。VCAN各亚型在不同组织中表达水平存在差异，VCAN V0、V1及V3亚型在多种组织中均有发现，VCAN V2亚型主要局限于中枢神经系统[13]。最近研究结果表明，VCAN V1亚型在子宫内膜异位症患者腹膜中的表达水平较正常腹膜显著增高，采用子宫内膜异位症患者的原代子宫内膜基质细胞与正常腹膜细胞系进行体外共培养的实验结果表明，VCAN V1亚型增强了子宫内腹膜附着与基质细胞的侵袭能力[14]。上述研究结果提示，VCAN V1亚型是参与腹膜子宫内膜异位症发生的关键因素之一。研究结果表明，VCAN V2亚型在肿瘤血管生成中发挥作用，其机制为促进肿瘤细胞存活，促进肿瘤细胞与内皮细胞的相互作用，形成管状结构，上调纤维连接蛋白的表达水平，进而促进肿瘤血管生成。VCAN V2亚型与纤维连接蛋白可能是干预脑肿瘤发生，以及血管生成的潜在靶点[15]。在血管损伤与动脉粥样硬化动物模型中，逆转录病毒介导的VCAN V3亚型的表达，可抑制细胞增殖与迁移[16]。
基质细胞与巨噬细胞可以合成并分泌VCAN[17]。迄今为止，研究发现，大多数恶性肿瘤中均可以检测到VCAN表达水平升高，这些恶性肿瘤包括脑肿瘤、黑色素瘤、骨肉瘤、淋巴瘤、乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、肺癌、胰腺癌、子宫内膜癌、口腔癌及卵巢癌[12]。一方面，VCAN通过刺激炎性因子的释放促进炎症反应[4]；另一方面，研究结果表明，肿瘤细胞中VCAN可以通过激活Toll样受体(Toll-like receptor，TLR)2，使树突状细胞(dendritic cell，DC)发生功能障碍，从而导致免疫抑制或者免疫缺陷[18]。研究结果表明，VCAN蛋白水解产生的生物活性片段可以拮抗VCAN诱导的免疫耐受[19]。VCAN可以作为肝细胞标志物与潜在的治疗靶点[20]。VCAN通过调节血管平滑肌细胞线粒体功能，参与高血糖诱导的血管钙化与衰老[21]。VCAN与其他ECM分子之间的相互作用，促进免疫细胞从外周血循环向炎症部位迁移，并且通过与细胞表面受体(CD44与TLR2)的相互作用，影响细胞的黏附、迁移及激活[22]。
目前，相关研究报道，在MM中，VCAN主要由骨髓瘤相关巨噬细胞(myeloma-associated macrophage，MAM)产生[23]。对初诊MM患者骨髓液进行处理后，采用相关细胞因子特异性引物进行定量PCR检测，发现骨髓间充质干细胞产生了大部分白细胞介素(interleukin，IL)-6，而IL-1β、-10与肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α则主要由MAM产生，由此证实MAM为骨髓瘤微环境中炎性因子的主要产生者，并且VCAN及TLR2相互作用，可促进MAM产生相关炎性因子[24]。ADAMTS(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs)1为ECM中表达水平最高的VCAN降解蛋白酶，可以将VCAN分解为具有生物活性蛋白水解片段matrikines，包括versikine。versikine通过多种机制刺激免疫应答，进而发挥抗肿瘤作用，并且可以促进浸润肿瘤部位的抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APC)分化与成熟[23,25]。最近研究结果证实，MM患者接受自体造血干细胞移植(autologous hematopoietic stem cell transplantation，auto-HSCT)后，受累组织中VCAN蛋白水解强度与CD8＋ T细胞浸润呈显著正相关关系；并且中/高度VCAN蛋白水解是MM患者接受auto-HSCT后总体生存(overall survival，OS)期的独立危险因素(HR＝5.07，95%CI：1.04～24.76，P＝0.045)[26]。
研究结果证实，在气道平滑肌细胞中发现的经典Wnt/β-catenin/T细胞因子(T cell factor，TCF)信号通路为唯一已知的调节VCAN启动子活性的信号通路[27,28,29]。β-catenin/TCF复合物是激活VCAN转录所必需的，转录激活剂β-catenin为经典Wnt信号通路的关键介导因子，但是其本身并不与DNA结合，而是通过与TCF/淋巴增强因子(lymphoid-enhancing factor，LEF)相互作用而发挥作用。Baarsma等[30,31]进行的2项研究结果进一步证实，转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-1/β-catenin/TCF/LEF相关基因的表达与平滑肌细胞中VCAN表达水平增加相关(P<0.05)。Wnt信号通路为一种高度保守的、多向的细胞间信号通路，高度保守的Wnt信号通路在调节细胞增殖、分化、迁移与干细胞自我更新等过程中发挥关键作用[32]。在MM中，经典Wnt/β-catenin信号通路通过调节MM细胞的分化、增殖、凋亡及迁移参与MM的发生、发展[33]。MM细胞通过分泌包括dickkopf(Dkk)1在内的Wnt拮抗剂，破坏成骨细胞与造成骨吸收的破骨细胞的比值平衡[34]。VCAN的转录是由β-catenin介导的[28]。其具体机制为，Wnt信号通路激活，导致β-catenin进入细胞核，形成转录因子复合物，进而激活包含VCAN在内的多种靶基因[29]。通过对VCAN在MM中相关机制的阐述，进一步明确VCAN在MM发生、发展中通过Wnt信号通路发挥作用。目前Wnt信号通路在MM中的研究重点集中在骨病中，VCAN是否在MM相关骨破坏中发挥重要作用，值得进一步探讨。
透明质酸是由葡萄糖醛酸与N-乙酰氨基葡萄糖胺组成的线性聚合物，由3种不同且相关的透明质酸合成酶(hyaluronan synthases，HAS)1，HAS2及HAS3合成。HAS具有多个跨膜结构域，定位于细胞质膜的内表面。VCAN为大分子硫酸软骨素蛋白多糖，其核心蛋白中的特定结构域能够与透明质酸相互作用，参与多种细胞的分化、增殖、迁移及存活[17]。动脉粥样硬化病变中平滑肌细胞周围透明质酸与VCAN聚集，二者共同在动脉粥样硬化病变中发挥作用[35]；在肿瘤周围的基质细胞或者肿瘤细胞本身均可产生影响肿瘤细胞增殖、转移的VCAN及透明质酸[36]。研究结果证实，硼替佐米治疗MM的疗效受其清除速率快、选择性差、导致骨髓抑制与周围神经病变等治疗相关不良反应的限制，而透明质酸壳与核心-二硫交联生物可降解胶束复合物(hyaluronic acid-shelled and core-disulfide-crosslinked biodegradable micelles，HA-CCM)能够在体内高负荷且有针对性地向MM细胞靶向输送亲脂性的硼替佐米，其与游离硼替佐米相比，可以提高疗效，HA-CCM为治疗MM开辟了新的途径[37]。透明质酸与VCAN联合应用为治疗与干预MM的潜在靶点，其疗效尚需进一步深入研究。
ADAMTS蛋白酶可以切割VCAN，从而产生调节BATF3-DC分化的生物活性蛋白水解片段matrikines，包括versikine[23]。versikine为VCAN的N末端长度为441个氨基酸残基的蛋白水解片段。一项针对恶性结、直肠肿瘤患者VCAN表达水平研究结果表明，CD8＋ T细胞浸润程度在VCAN蛋白水解程度高的结、直肠肿瘤患者中亦较高，而VCAN总含量则较低[19]。该研究结果表明，VCAN蛋白水解可以促进T细胞浸润，从而证实VCAN蛋白水解产物并不是单纯的VCAN水解片段，而是产生了具有新生物学活性的片段。一项对35例MM患者接受auto-HSCT后第90～100天进行骨髓活组织检查的研究结果显示，VCAN蛋白水解强度与CD8＋ T细胞浸润呈显著正相关关系(P<0.001)；单因素logistic回归分析结果显示，较高的VCAN蛋白水解强度与CD8＋ T细胞计数增高有关(P＝0.027)；调整年龄、性别的多因素logistic回归分析结果显示，伴低强度VCAN蛋白水解强度的MM患者比伴中/高强度VCAN蛋白水解者的2年OS率更高(OR＝7.77，95%CI：1.06～56.71，P＝0.043)[26]。这提示，VCAN蛋白水解强度与MM患者auto-HSCT后的预后相关。versikine为VCAN蛋白水解片段，可以通过骨髓来源的巨噬细胞诱导炎性因子的产生，上调干扰素调节因子(interferon-regulatory factor，IRF)8在MM细胞上的表达水平，诱导MM细胞凋亡。完整的VCAN通过TLR2结合APC发挥免疫耐受作用，但是其蛋白水解产物versikine可能通过IRF8介导对于MM细胞的免疫监视，二者发挥不同作用，从而为MM的治疗提供了新思路[25]。
整合素为全部细胞类型均表达的主要细胞表面受体，基本功能是促进细胞黏附。整合素由α与β跨膜亚基组成，每个α与β跨膜亚基组合均具有其自身的结合特异性与信号特异性。整合素β1与不同的ECM分子结合，通过与ECM相互作用介导多种重要的细胞功能[36]。整合素β1与表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)结合后，影响EGFR诱导的细胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase，ERK)活化，二者协同调节多种细胞功能，如细胞增殖、分化、凋亡及迁移等。在人MM细胞中，整合素a4β1是介导肿瘤与纤维连接蛋白与血管细胞黏附分子结合的主要黏附受体之一[37]。整合素β1是介导MM细胞与骨髓间充质干细胞相互黏附的重要信号分子，其对于药物诱导的细胞凋亡具有保护作用，并且诱导促进MM生长与生存的细胞因子IL-6的分泌[38]。整合素β1与VCAN G3突变体相互作用，诱导整合素β1表达水平增高，激活MM细胞侵袭转移所需的细胞迁移与增殖相关重要调节因子黏着斑激酶(focal adhesion kinase，FAK)[8]。VCAN及整合素β1的结合，可能在MM细胞黏附中发挥作用，这值得进一步探究，从而为MM的治疗提供新策略。
FAK为1种局部黏连的细胞质酪氨酸激酶与支架蛋白，位于整合素与受体酪氨酸激酶信号通路的汇合点，通过ECM向细胞骨架传递信号。FAK蛋白酪氨酸激酶是通过与整合素、生长因子受体、G蛋白偶联受体及相关细胞因子受体的相互作用而激活的，在多种细胞黏附、迁移、增殖及存活中具有重要调节作用[39]。整合素β1与VCAN相互作用，可激活MM细胞侵袭所需的细胞迁移与增殖相关的重要调节因子FAK[8]。研究结果显示，FAK在MM中过表达，并且Ⅲ期MM患者FAK mRNA表达水平显著高于Ⅱ期MM患者，髓外浸润MM患者的FAK mRNA表达水平显著高于无髓外浸润者(P<0.01)，这提示，FAK表达水平与MM疾病进展及患者预后相关[40]。此外，采用FAK抑制剂抑制FAK活性，可以减弱MM细胞增殖与侵袭能力[41]。整合素β1与VCAN相互作用，可激活与细胞迁移与增殖相关的重要调节因子FAK[8]。VCAN作为FAK上游调节分子发挥重要作用，其具体调节机制需要进一步探讨。上述研究结果证实，FAK可作为MM治疗的潜在靶点，FAK抑制剂在MM中的疗效有待进一步研究、证实。
Midkine为1种肝素结合生长因子，能够促进神经元突起生长、神经元迁移、中性粒细胞与巨噬细胞迁移。VCAN可以与midkine结合，促进血管平滑肌细胞迁移，并且参与新生血管内膜形成。VCAN亦能够抑制midkine功能。VCAN是促进还是抑制midkine功能，可能取决于midkine与VCAN与受体结合的相对强度[42]。一项关于midkine在MM患者骨髓中表达水平的临床研究结果表明，midkine高表达，参与MM的发生、发展，midkine表达水平对预测MM治疗疗效与判断该病预后可能有着重要的作用，为MM的病情判断提供新的分子生物学指标；该研究亦发现，midkine及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)可能共同参与MM骨髓新生血管形成[43]。在MM患者中，VCAN与midkine是否存在相关性、相互作用及其机制，仍然需要进一步研究。
由于MM通常伴高度异质的细胞遗传学与分子生物学异常，几乎全部MM患者最终复发或者对治疗产生耐药性，MM患者的预后仍然很差。目前，关于MM治疗的研究热点正转向于肿瘤微环境信号通路的定向调控，这种定向调控通常不涉及MM细胞的遗传组成。骨髓微环境在MM细胞的生存、增殖、迁移及耐药中，均具有重要作用，并且影响疾病的临床表现及预后。VCAN作为骨髓微环境中ECM蛋白多糖的主要成分，在MM中可能起到重要作用，目前关于MM中VCAN的相关研究报道并不多见，有进一步探究意义。目前，MM患者免疫疗法治疗反应不一的原因之一是缺乏可以预测的生物标志物[44]。因此，寻找可以预测MM治疗疗效的生物标志物，对于改善MM疗效及判断MM患者预后具有重要意义。笔者通过阐述VCAN及其相关分子的结构、分型及其在MM发生、发展中的研究进展，表明VCAN及其相关分子可以作为MM潜在治疗靶点，有望通过下调VCAN表达水平，将其分解为短片段，抑制其功能等方面的相关研究为MM的诊断、免疫治疗及预后评估提供新思路。
所有作者均声明不存在利益冲突
