EB病毒潛伏膜蛋白1與腫瘤轉移研究的進展

 

【關鍵詞】  EB病毒 潛伏膜蛋白1 腫瘤轉移

    EB病毒(EpsteinBarr virus, EBV)與Burkitt's淋巴瘤、鼻咽癌、霍奇金病等密切相關。EB病毒編碼多種蛋白,其中EB病毒潛伏膜蛋白1(Latent membrane protein1, LMP1)被確認具有癌基因功能而倍受學者關注。轉移是惡性腫瘤基本的生物學特征,也是影響患者預后的關鍵因素。同一種腫瘤, LMP1陽性表達的比陰性表達的更容易侵襲腫瘤旁正常組織和轉移到淋巴結, LMP1與腫瘤轉移過程中各階段的眾多影響因素有關,通過一系列復雜的調節(jié)促進腫瘤轉移。

    1  LMP1基因和蛋白

    編碼LMP1的基因是位于EB病毒基因組的U5TR區(qū)的BNLF1基因,轉錄產生2.8kb的mRNA,翻譯合成62KD大小的LMP1蛋白。LMP1蛋白是由386個氨基酸殘基組成的完整跨膜蛋白,分為三個區(qū)段:氨基末端胞漿區(qū)由24個氨基酸殘基組成,接著是跨膜疏水結構區(qū),有6個跨膜區(qū)和5個將其連接的環(huán)狀結構(胞外3個,胞內2個),后是由200個氨基酸殘基組成的與信號傳導有關的羧基末端胞漿區(qū)。跨膜區(qū)把LMP1錨在細胞膜上, 氨基末端和羧基末端游離于胞漿中。 羧基末端區(qū)是主要功能區(qū),有三個重要結構域: 194～231氨基酸之間是CTAR1(Carboxyterminal activating region1),與腫瘤壞死因子受體信號相關因子2(TRAF2)結合激活NFκB[1],與TRAF3結合促進EGFR表達;351～386氨基酸之間為CTAR2(Carboxyterminal activating region2),與蛋白受體相關致死功能蛋白(TRADD)結合后,通過TRAF6和TAK1( TGFβactivated kinase 1)活化NFκB[2],此外CTAR2還能激活AP1,介導下游基因的表達; CTAR3位于兩者之間即232～350氨基酸,參與Jak3/STAT通路的活化。

    2  LMP1與腫瘤轉移

    惡性腫瘤轉移是個連續(xù)過程:①一些腫瘤細胞從原發(fā)灶脫落;②分泌蛋白溶解酶溶解細胞外基質(ECM);③以阿米巴運動方式穿透基底膜、間質和血管壁進入血液循環(huán);④與血小板等凝結成瘤栓隨血流運行到達小血管,粘附于內皮細胞或基底膜;⑤穿出血管跟ECM及實質細胞粘附,生長形成轉移灶,血管生成為其提供營養(yǎng)。對LMP1陽性表達的惡性腫瘤細胞的研究發(fā)現, LMP1與腫瘤的轉移有密切聯系[3]。

    2.1  LMP1與細胞粘附性

    腫瘤細胞從脫離原發(fā)灶到停留于轉移部位繼續(xù)生長都伴隨著細胞粘附性的改變,實質上就是粘附與去粘附的不斷交替。首先,腫瘤細胞同質粘附降低,彼此容易分離,從原發(fā)灶脫落。Ecadherin是研究比較多的同質粘附分子,它的丟失程度與浸潤轉移能力直接相關, LMP1抑制其表達而促進腫瘤轉移[4]。有研究表明[5],LMP1通過促進DNA甲基轉移酶1、3a和3b的表達和活化而使Ecadherin啟動子高甲基化,進一步令Ecadherin表達減少,腫瘤細胞同質粘附下降,于是轉移能力增強。在使用DNA甲基轉移酶的抑制物之后, LMP1陽性表達的細胞內Ecadherin啟動子得以表達并表現出活性,相應地腫瘤細胞的轉移能力被牽制。

    其次,腫瘤細胞同質粘附降低的同時,腫瘤細胞與間質細胞及基質的異質粘附增強也有利于腫瘤轉移。然后,在血管內腫瘤細胞與血小板等形成瘤栓也是異質粘附增強的結果。后,腫瘤細胞穿出血管、穿過間質、停留于轉移部位無不體現著粘附與去粘附改變。研究顯示在多種細胞中可觀察到LMP1使ICAM1表達上升, Mehl AM等［6］揭示LMP1是在CTAR1和NFκB的共同作用下促進ICAM1mRNA和蛋白表達的。有學者認為高表達ICAM1的癌細胞通過LFA1與淋巴細胞緊密結合隨之遷移而脫離原位進入血液循環(huán),在循環(huán)中易于形成瘤栓。在淋巴細胞中也可以觀察到在LMP1激活NFκB之后, ICAM1相繼表達。淋巴細胞粘附性增加,同樣易于與腫瘤細胞結合,幫助腫瘤細胞轉移。CD44在許多惡性腫瘤中異常表達,介導細胞與血管內皮、細胞外基質（ECM）成分粘附, 促進腫瘤細胞遷移, LMP1能誘導CD44的表達[7]。有研究表明Burkitt's淋巴瘤以形成局部完整結節(jié)為特征,而EBV相關的B細胞淋巴瘤往往散布于外周淋巴組織,接種到SCID小鼠體內形成結節(jié)的Burkitt's淋巴瘤細胞在轉入LMP1基因后細胞膜表達CD44,并可見瘤細胞彌漫到周圍的淋巴組織。給LMP1和CD44均陰性表達的Burkitt's淋巴瘤細胞轉入CD44也可觀察到與LMP1表達相應的彌漫生長方式。由此可見, LMP1可誘導CD44表達,進而促進腫瘤細胞的運動和遷移。

    2.2  LMP1與基質降解

    腫瘤轉移的眾多步驟里,ECM的降解極為重要。腫瘤細胞借助于降解ECM自身得以穿透ECM進入血管,而后從血管穿出并到達轉移部位。降解ECM的蛋白水解酶主要包括基質金屬蛋白酶(MMPs)、血纖維蛋白溶解酶原激活劑(PA)、組織蛋白酶B等。其中MMPs為重要,在正常組織中表達量低,腫瘤中表達上升,幾乎能降解ECM的所有成分,有助于腫瘤浸潤轉移。

    LMP1能誘導MMPs的表達。Lu等[8]研究表明鼻咽癌中可觀察到MMP1表達, LMP1陽性表達的細胞內MMP1的表達在轉錄水平、蛋白水平和酶的活性方面相應得到提高并且表現出更高的生物活性,腫瘤的轉移能力得到增強,應用MMP1的特異抗體則可以阻止腫瘤浸潤轉移。2個鳥嘌呤(2G)插入MMP1的啟動子內所形成的Ets結合位點能發(fā)揮更強的促進轉錄作用,Kondo等[9]進一步研究發(fā)現LMP1轉染的攜帶2G/2G基因型的鼻咽癌細胞中LMP1正是通過Ets結合位點促進MMP1表達和活化,增加腫瘤的惡性程度。

    關于LMP1、MMP9與腫瘤轉移的關系目前研究甚多。體內和體外實驗都顯示LMP1的表達導致MMP9表達增高,腫瘤運動、侵襲能力增強,此效應會被阿斯匹林或水楊酸類藥物所抑制。Horikawa等[10]在鼻咽癌體外細胞株中觀察到LMP1誘導MMP9表達,提出LMP1通過MMP9的效應引起鼻咽癌轉移的觀點。Gou等[11]研究證實,轉染了LMP1的CNE1細胞MMP9表達增加,腫瘤運動、侵襲、轉移能力提高。Jeon等[12]研究也得出LMP1促進MMP9表達,在鼻咽癌轉移中扮演關鍵角色的結論。LMP1的CTAR1和CTAR2通過NFκB和AP1增強MMP9表達,促進鼻咽癌侵襲與轉移,水楊酸類藥物抑制NFκB和AP1的活性后MMP9的表達受到抑制也印證了這一機制。Zeng等[13]在野生型MMP9CAT質粒上應用點突變技術分別使MMP9啟動子區(qū)相鄰的Ets和AP1兩個結合位點單獨突變和共同突變,通過檢測這三種突變體內報告基因CAT的活性來比較LMP1對MMP9的作用,發(fā)現與野生型質粒相比,突變體報告基因的活性均下降,以兩位點共同突變?yōu)槊黠@,說明LMP1正是通過MMP9啟動子區(qū)相鄰的Ets和AP1兩個結合位點促進MMP9表達的。用轉錄因子cJun、Ets1的硫代反義寡核苷酸分別行單獨和共同阻斷,發(fā)現阻斷后LMP1介導MMP9的作用均減弱,又以共同阻斷為顯著,可見, LMP1可通過cJun和Ets1之間的相互作用介導MMP9的表達[13]。

    2.3  LMP1與血管生成

    血管對腫瘤組織起著營養(yǎng)和支持的作用,并為腫瘤的浸潤和轉移提供了渠道。腫瘤的血管生成情況往往在腫瘤的分級、治療敏感性及預后方面有一定的評估價值。LMP1在腫瘤血管生成過程中起著重要的促進作用[4]。

    鼻咽癌惡性度高,容易發(fā)生浸潤、轉移,這過程離不開血管生成。Murono等[14]的一系列實驗揭示了LMP1通過兩個重要的信號傳導結構域CTAR1和CTAR2激活NFκB,進而誘導環(huán)氧合酶2(Cyclooxygenase2, COX2)啟動子和COX2本身的表達,接著對鼻咽癌細胞的研究又證明了LMP1可以由下游的COX2介導血管內皮生長因子(Vascular endothelial growth factor, VEGF)的表達, 特異性抑制COX2則會使LMP1陽性細胞中VEGF的表達顯著下降。Lo等［4］也證實了LMP1可促進VEGF表達。VEGF在血管生成中發(fā)揮關鍵作用,從早期血管形成時就開始了調節(jié),使內皮細胞分裂和分化,形成管腔樣結構并促進內皮細胞產生纖溶酶原激活物,增加血管通透性等。

    在鼻咽癌細胞系中運用四環(huán)素控制LMP1的表達,發(fā)現LMP1以劑量依賴的方式促進表皮生長因子受體(EGFR) mRNA和蛋白的表達[15]。對LMP1轉基因小鼠來源的腫瘤細胞系的研究也發(fā)現LMP1促進EGFR的表達,而且上調EGFR的磷酸化[16]。進一步研究發(fā)現, EGFR啟動子上有兩個NFκB結合位點, 通過LMP1 的CTAR1和CTAR2激活的NFκB作為中介活化EGFR啟動子,促進EGFR表達[15]。磷酸化的EGFR處于活性狀態(tài),與配體EGF特異性結合以傳遞生長因子信號,促進血管內皮細胞有絲分裂,促進腫瘤新生血管形成。

    在許多鼻咽癌組織中,IL8呈現過度表達, IL8的激活因子上有NFκB的結合位點,LMP1由NFκB途徑實行對IL8的調節(jié),另外也可以通過AP1來介導[17]。IL8是多種惡性腫瘤的血管生成因子,可誘導周圍正常組織中的血管內皮細胞遷移,為腫瘤的新生血管做鋪墊。IL8還能促進腫瘤細胞表達粘附分子和MMPs,從而促進腫瘤轉移。

    LMP1在上皮細胞通過C末端的CTAR1和CTAR2結構域激活NFκB信號傳導途徑,介導成纖維細胞生長因子2(FGF2)的表達和釋放[18], IκB對NFκB的效應能阻止LMP1對FGF2表達及釋放的促進作用。FGF2是直接誘導血管生成的物質,在血管形成中是個不容忽視的因素,通過刺激血管形成而參與腫瘤的轉移過程。由此亦可見, LMP1對血管生成起重要作用。

    LMP1還與腫瘤轉移存在著其他方面的聯系。如LMP1通過ERK/Sp1信號傳導途徑抑制轉移抑制基因RECK的表達, RECK表達減少在LMP1介導的腫瘤轉移中是個關鍵步驟。Liu等［19］通過嚴謹的正反兩方面實驗進行了證實。

    3  結語

    EB病毒LMP1在腫瘤的轉移中起著重要的作用,它與細胞粘附性改變、細胞外基質降解和腫瘤血管生成等均有密切的聯系。對LMP1與腫瘤轉移的深入研究將為進一步闡明腫瘤的轉移機制提供可靠理論依據,對有效預防和治療EB病毒相關的惡性腫瘤的轉移有著重大的意義。

 

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作者：歐小波

作者單位：524023 湛江,廣東醫(yī)學院病理教研室