小窝蛋白在乳腺癌中的意义

1Caveolin-1与乳腺癌的多药耐药及其转归云南省第一人民医院肿瘤内科缪堃摘要：小窝蛋白（Caveolin）或微囊蛋白是小窝发挥生物学作用的重要组成蛋白，其中Caveolin-1在大多数肿瘤形成中可能发挥抑癌基因样作用，而在极少数肿瘤中能促进癌细胞增殖和转移。有研究表明，Caveolin-1与乳房上皮细胞增生有关，而且与细胞的恶性转化、恶性增殖、侵袭、转移、信号转导及多药耐药性有关，本文主要阐述Caveolin-1与乳腺癌多药耐药性及其转归的关系。Abstact：Caveolinistheimportantproteinfor关键词：Caveolin-1小窝蛋白微囊蛋白乳腺癌一、概述：生物膜内的脂质双分子在各部分的分布不均匀，有些区域富含胆固醇和鞘脂，这些区域被命名为脂筏。小窝（Caveolae）是脂筏中最重要的一种类型，由胆固醇、鞘脂及蛋白质组成，它是一种细颈瓶状细胞膜内陷结构或管状囊泡通道，直径约50-100nm，单独或成簇存在于多种细胞表面，并可脱落形成分离的囊泡，在成纤维细胞、上皮细胞、脂肪细胞、平滑肌细胞、肺泡细胞及骨骼肌细胞中尤为丰富，参与各种信号分子及信号通路的整合。小窝蛋白（Caveolin）又称微囊蛋白，是小窝膜结构的标记性蛋白，包括Caveolin-1、2和3，是细胞质膜中发夹样结构域的主要结构成分，也是小窝发挥生物学作用的重要组成蛋白，它们具有不同的组织分布，在信号转导的集成中作为支架蛋白起作用，能与多种信号分子如G蛋白α亚基、酪氨酸激酶受体、PKCs、Src家族酪氨酸激酶和eNOS相互作用。其中Caveolin-1是细胞小窝形成及各种信号分子聚集在小窝上所必需，Caveolin-1的分子量为21-24kd，长度178AA，编码基因定位于7q31.1，处于D7S522—D7S2460位点之间，有3个外显子和2个内含子。Caveolin-1具有特殊的发夹状结构，两侧可变的C端(135～150)和N端(82～101)均位于细胞内部，且不能贯穿脂质双层结构。C端的主要功能为Caveolin-1在Caveolae上的定位，而发挥Caveolin-1生物学特性的结构域位于N端，可与多种信号分子相互作用，并且调控这些信号分子在该区域的整合与作用，形成不同的信号通路，而且各种信号通路之间也可发生交联，从而最大程度地发挥效应。肿瘤转移的正相关因子包括核转录因子类癌基因Jun、Fos、VEGF、VEGFR等；负相关因子有P53、p-catenin、细胞外基质胶原等。Caveolin-1可在多个环节抑制Jun、Fos和VEGF的活性，从而阻止肿瘤转移[2]。目前多数研究倾向于Caveolin-1是一种抑癌基因，它与乳腺癌的病情进展和肿瘤的大小成负相关，它的过度表达可以抑制乳腺肿瘤细胞的生长[1]，在大多数肿瘤形成中可能发挥抑癌基因样作用，而在极少数肿瘤中能促进癌细胞增殖和转移。Caveolin-1广泛存在于正常乳腺导管上皮和血管内皮细胞[3]，而它在乳腺癌中表达显著降低，它与细胞的恶性转化、恶性增殖、侵袭、转移、信号转导及多药耐药性有关，逐渐受到人们的关注。二、Caveolin-1与乳腺癌的形成：三、Caveolin-1与乳腺癌的多药耐药性（MDR）：肿瘤多药耐药的机制包括药物代谢障碍，DNA修复机制障碍，DNA多聚酶活性改变等。在对一些人类耐药肿瘤细胞系研究中均发现caveolin-1上调，提示caveolin-1可能与MDR密切相关。目前对caveolin-1增强肿瘤细胞MDR机制的研究尚未完全明确，可能的机制有：（1）Caveolin-1具有超强的向细胞外运输胆固醇的能力，caveolin-1的作用受cyclophilinA和SREBP活性的调控，并与位于细胞膜小窝结构（caveolae）上的胆固醇转运体系SR-B12和ABC-A1相偶联。而大多数肿瘤化疗药物都为脂溶性，随着胆固醇向细胞外的流出，这些脂溶性化疗药物也大量流出细胞，从而降低肿瘤细胞内的药物浓度，导致化疗失败。（2）MDR1/P-gp（P-糖蛋白）介导的MDR是目前研究最广泛深入的机制，P-gp具有膜的药泵作用，既可减少药物流入，也能主动将进入肿瘤细胞内的化疗药物泵出，使肿瘤细胞内抗癌药物蓄积减少，从而产生耐药性；另外，P-gp还可使细胞内药物再分布、积聚于药物作用无关的细胞器如溶酶体内，进一步减少作用靶点部位的药物浓度从而产生耐药；P-gp还可能参与调节细胞分化、增殖及生存，具有凋亡抑制作用，可以延迟凋亡级联反应，使肿瘤细胞免于细胞毒性药物诱导的凋亡，增强瘤细胞的耐药生存能力[5]。有相当数量的P-gp定位于caveolae，且P-gp和caveolin-1有共同定位现象，可能提示两者有相互作用。有研究表明[6]，caveolin-1可能是通过调节P-gp使细胞产生MDR。（3）在多种MDR肿瘤细胞中均发现葡萄糖酰基鞘氨醇(GlcCer)有明显提高[7]，而且GlcCer也大量聚集于caveolae，且发现与caveolin-1也有着紧密关联，其活性表达可能同样受caveolin-1的调节。（4）caveolin-1与过氧化物酶体增殖因子活化受体(PPAR)-γ相互作用，提高肿瘤细胞抵抗细胞毒性药物的能力，从而导致MDR产生[8]。(5)乳腺癌耐药蛋白（BCRP）是TPT的高效转运蛋白，有研究表明其在多次化疗后的病人中表达上调，提示化疗药物诱导BCRP的表达。BCRP基因在乳腺癌组织中阳性表达率、表达水平均显著高于癌旁组织，BCRP基因表达水平与患者体内雌激素水平及ERa及Her-2强度呈正相关[9]，其过表达在乳腺癌的多药耐药中起较重要的作用。过表达BCRP的肿瘤细胞株对米托蒽醌、阿霉素、柔红霉素、鬼臼乙叉甙、拓扑替康、CPT-11等产生交叉耐药，而对长春新碱、紫杉醇无交叉耐药。BCRP包含一个571-579的氨基酸残基序列（FSIPRYGF），Caveolin-1和BCRP在这个区域发生相互作用，BCRP发挥转运功能需要形成同源二聚体或四聚体，而caveolin-1与BCRP结合可以促进这些二聚体或四聚体的形成[10]。可以看出，Cav-1表达的增多和MDR有关，当出现乳腺癌耐药时，Caveolin-1的表达会升高，经过研究证实，Caveolin-1的表达具有双重作用，它的表达水平还与乳腺癌的转归有关系。四、Caveolin-1与乳腺癌的转归：Cav-1在人类乳腺癌相关成纤维细胞中表达下调，提示Cav-1可能与乳腺癌的转归有关。对85例三阴乳腺癌（TNBC）的患者研究发现[4]，Caveolin-1（Cav-1）的缺失是TNBC患者总生存期（OS）最重要的预测因子，同样，在对CK5/6(+)和/或EGFR(+)的TNBC患者分析显示，Caveolin-1也是基底细胞样癌（basal-like）患者重要的预后因子，Caveolin-1高表达的患者中，随访12年后，仍有超过50%的TNBC患者存活，相反，低度或不表达的TNBC患者，中位生存期（mOS）仅为33.5月和25.7月。5年生存率也逐渐降低，Caveolin-1高表达者为75.5%，低度或不表达者分别为40%和9.4%。在不同类型的肿瘤的研究中，发现Caveolin-1对肿瘤的发展和临床转归出现互相矛盾的地方，这可能是没有区分基质或其他部位的Caveolin-1的表达的结果，还可能与Caveolin-1在不同来源的肿瘤中作用不同有关。研究证实，上皮Cav-1（EpithelialCav-1）的表达并不能预测患者的PFS，不能作为一个预测标记物，而基质Cav-1的表达（StromalCav-1）是预测临床结果的一个很重要的决定因素。美国学者通过分析154例乳腺癌患者的组织样本发现[11]，基质Caveolin-1表达的缺失与早期疾病复发、肿瘤分期较晚以及淋巴结转移相关。Cav-1缺失者5年无进展生存（PFS）率降低3.6倍，其中淋巴结阳性者降低11.5倍。与包括ER、PR、HER2、淋巴结和肿瘤分期在内的乳腺癌分类系统相比，Cav-1是更强有力的独立预测因子。因此，根据Caveolin-1的表达情况，可以把乳腺癌分为低危组和高危组，可以据此预测肿瘤的早期复发风险，而且Cav-1缺失者除了标准的治疗外，还可能从抗血管生成治疗中获益，推断Caveolin-1在基质微环境中对肿瘤有抑制作用。非贴壁依赖性生长是细胞恶变过3程的一种特殊细胞生长方式，与肿瘤的侵袭、转移相关，而基质Caveolin-1可抑制肿瘤细胞的非贴壁依赖性生长。基质Caveolin-1抑制肿瘤的机理尚不明确，目前推断肿瘤相关基质中的Caveolin-1调节肿瘤细胞的旁分泌，形成了一个导致肿瘤细胞增殖、转移和局部浸润的环境。Caveolin-1对许多信号通路起着负调控作用，比如Wnt通路和Her-2通路[12]。Caveolin-1在正常乳腺肌上皮细胞的表达和肿瘤的抑制作用有关，提示针对Caveolin-1靶点的治疗可以抑制肿瘤的生长，延长患者的生存。另外，据目前的研究，诊断时Caveolin-1的表达水平可以作为一个预测因子，可以知道患者的个体化治疗。未来，乳腺癌基质Caveolin-1的预测价值有待前瞻性的临床试验进一步证实。参考文献：1、莫日格乐，邵增务：小窝蛋白一1与肿瘤及其耐药机制。国际骨科学杂志20l0年1月第31卷第1期IntJOrthop，January25，2010，Vo1．81，No．2、FmgelmanJA,ZhangXL,LisantiMP．Genesencodinghumancavedin-1and-2areco-localizedtotheD7S522locus'aknownfrangilesitethatisfrequendydeleedinhumancancers[J]．FEBSLett,1998，436：403-410．3、马特，王恩华，张斌：Caveolin-1在84例原发性乳腺癌中表达及其意义.《中国肿瘤》2007年6月16卷6期4、WitkiewiczAK,DasguptaAetal：Lossofstromalcaveolin-1expressionpredictspoorclinicaloutcomeintriplenegativeandbasal-likebreastcancers.CancerBiolTher.Â2010Jul15;10(2):135-43.Epub2010Jul7.5、崔洁，刘新兰，何涛.乳腺癌组织中耐药基因MDRl、BCRP、LRP的研究进展.宁夏医学杂志2009年5月第31卷第5期NingxiaMedJ,May,2009,Vol31,No.56、ShatzM，IiscovltchMCaveolin-1andcancermultidrngresistance：coordinateregulationofpro-survivalproteins?LeukRes，2004；28(9)：907-9087、GougeV，YuJY，BleicherRJ，etal．OverexpressionofglucosylceramidesynthaseandP-glycoproteinincancercellsselectedforresistancetonatureprodectchomotherapy．MolCancerTher,2004;3(5);633-6398、LinSY，YehKT，ChenWT，eta1．PromoterCpGmethylationofcaveolin-1insporadiccolorectalcancer.AnticancerRes,2004;24(3a);1645-16509、王麟，魏敏杰，金峰，等．乳腺癌耐药相关蛋白在乳腺癌的表达及与临床病理参数相关性[J]．解剖科学进展，2008，14(2)：133—136．10、CarolineHenrikeStorch,RobertEhehalt,etal：LocalizationoftheHum