肿瘤相关抗原RCAS1与恶性胸腔积液

表达在Siso细胞上的受体结合肿瘤抗原(RCAS1)是由Son。da等[l]于1996年发现的一种肿瘤相关抗原,在多种肿瘤组织都有表达,可能参与肿瘤的免疫逃避及诱发结缔组织重塑,与肿瘤的发生、发展及预后相关。

1RCAs1生物学特性

1.1RCAS1分子结构、基因定位和功能Nakashima等发现RCAS1蛋白为40000的Ⅱ型跨膜蛋白,由213个氨基酸组成,通过C端部分卷曲螺旋结构形成同源寡聚体。此外,研究发现RCAS1还以可溶性形式存在,并且真正能发挥其生物学功能的可能是其可溶性蛋白[3]。可溶性RCAS1由一种依赖蛋白激酶C的方式水解生成,这过程被称为胞外脱落。胞外脱落分泌方式改变了胞膜蛋白的结构及位置,从而改变其生物学功能。编码RCASl的cDNA包括5′端242个核苷酸的非翻译区、639个核苷酸的编码区(可编码213个氨基酸序列)和3′端179个核苷酸的非翻译区[2]。Watanabc等[划从人乳腺癌细胞系MC,7cDNA文库中克隆了一个新基因,命名为雌激素受体结合片段相关抗原9(EBAG9),研究发现EBAG9表达产物与RCAS1是同一种物质[51,故人类RCAS1即为人EBAG9,EBAG9基因位于8号染色体长臂q23E别。目前研究认为RCAS1主要功能是抑制外周免疫细胞生长并诱导其凋亡[2],诱导结缔组织重塑[6],促进肿瘤发生、发展及远处转移。

1.2RCAS1组织分布Nakashima等[丬利用RNA印迹分析显示卵巢、睾丸、前列腺、胸腺、肌肉及心脏均表达RCAS1基因,但免疫组化方法未在上述器官中发现RCAS1蛋白表达。在小肠、结肠、淋巴结和外周血淋巴细胞,既未检测到RCAS1基因,也未检测到其蛋白。

1.3RCAS1受体Nakashima等L剑发现人慢性红白血病细胞、人淋巴母细胞、Burkitt淋巴瘤、人二倍体细胞系等细胞膜上均存在RCAS1受体,但目前的技术未能成功分离其受体。且该学者还认为RCAS1与其受体的表达可能相互排斥,正常细胞如造Illl、细胞、淋巴细胞仅表达其受体,而肿瘤细胞及肿瘤相关的巨噬细胞等表达RCAS1。研究发现RCAS1与其受体结合后,可能通过多种信号转导途径抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡,如白介素1β转化酶样蛋白酶活化信号途径,另外,细胞周期调节蛋白D3可能也是RCASlRCAS1受体信号途径的关键效应分子[7]。实验发现缺乏C端卷曲螺旋结构的RCAS1不能与表达其受体的细胞连接,而缺乏跨膜区但含有卷曲螺旋结构的RCAS1可与表达受体的细胞连接形成玫瑰花结,这提示RCAS1可能通过其卷曲螺旋结构形成同源复合物与表达受体的细胞连接而发挥作用。2RCAs1与恶性胸腔积液(maIignantpIeuraIeffusion,l、PE)MPE是恶性肿瘤转移至胸膜或原发于胸膜的恶性肿瘤所致的胸腔积液,影响其形成的因素包括:肿瘤细胞转移至胸膜、纵隔;胸膜腔淋巴回流障碍;胸膜肿瘤新生血管形成和胸膜血管通透性增加等。RCAS1在肿瘤微环境及MPE内表达量增加,可影响以上众多环节,参与MPE形成。

2.IRCAS1促进肿瘤转移文献报道,肿瘤转移至胸膜时可引起胸膜炎症反应,增加毛细血管通透性,使液体渗人到胸膜腔;另外,肿瘤细胞分泌蛋白进人胸膜腔后可提高胸膜腔内胶体渗透压,促使液体积聚;癌细胞在胸膜和纵隔淋巴结之间任何部位引起的阻塞均可引起胸膜腔内液体的重吸收障碍,导致胸腔积液。RCAS1可以从以下两个方面促进肿瘤转移至胸膜:①诱发结缔组织重塑,进而促使肿瘤细胞脱离原发病灶,局部浸润及远处转移[6];②抑制活化的外周免疫细胞生长并诱导其凋亡,使肿瘤细胞逃避免疫监测和免疫杀伤,帮助肿瘤细胞向远处转移[2]。RCAS1能够诱导相关细胞分泌基质金属蛋白酶1(MMPl),参与胞外基质破坏与组织重塑,促进癌细胞浸润和转移;而肿瘤微环境中的巨噬细胞诱使肿瘤细胞进人血管,成为肿瘤转移的重要促进因素。等研究宫颈癌肿瘤细胞周围结缔组织的特性改变,发现RCAS1表达水平与MMP1和层黏连蛋白5表达水平显著相关,而MMP1是一种基质胶原蛋白酶,层黏连蛋白5是一种细胞外基质分子,两者与浸润肿瘤显著相关[9]。其中层黏连蛋白5表达下降不仅与MMP1的分解作用密切相关,还与RCAS1诱导间质中的成纤维细胞凋亡密切相关[l0],因为间质中的成纤维细胞具有合成、分泌层黏连蛋白5的功能。RCAS1是肿瘤细胞膜蛋白,通过胞外脱落方式分泌。分泌型(或可溶性)RCAs1能够诱导活化的外周免疫细胞生长受抑制及凋亡。Nakashima等[2J将RCAS1一胱甘肽⒏转移酶融合蛋白加入细胞培养液中,发现RCAS1可以诱导表达RCAS1受体的细胞凋亡,包括多种人类细胞系和活化的外周淋巴细胞,如T、B和自然杀伤细胞。Hong等随后也获得了相同的实验结果[11]。Han等报道利用RNA干扰敲除RCAS1基因,恢复了T细胞增殖,减少了细胞凋亡,部分逆转了T细胞分泌γ干扰素的功能[12]。这些研究表明RCAS1通过抑制免疫细胞生长和诱导其凋亡来帮助肿瘤细胞逃避免疫监测,促进肿瘤的生长、增殖、浸润及转移。

2.2RCAs1诱导肿瘤新生血管形成为满足癌细胞对营养物质和氧气的需求,恶性肿瘤表现出持续血管新生。新生毛细血管内皮细胞连接不健全,管壁通透性增加,管内液体、蛋白质等易于渗出。当肿瘤位于胸膜表面时,渗出物多聚集于胸膜腔,成为MPE重要来源[I3]。№ll。浼等研究发现宫颈癌患者体内RCAS1表达增强,并通过刺激血管内皮生长因子(VEGF)表达升高,进而引起微血管密度显著增加[11]。该研究将RCAS1编码基因导入CO⒏7细胞,再种植裸鼠体内,结果肿瘤间质中血管密度较对照组显著增加,这表明RCAS1可促使肿瘤血管发生,满足肿瘤生长对营养物质的需求,从而加快了体内肿瘤生长。同时研究还发现RCAS1促使肿瘤血管发生机制是基于转化生长因子β(TGFβ)、TGFβ受体1、低氧诱导因子1α及磷酸化的ERK1/2表达增加。hby等[15]报道Akt3调节RCAS1表达:在异种移植小鼠模型实验中,通过shRNA沉默Aktβ表达,RCAS1表达下调,VEGF分泌减少,导致种植的肿瘤生长缓慢,体积减小,月中瘤组织内血管密度低。再者,有学者研究发现MMP和层黏连蛋白诱导的细胞外基质降解和重塑在血管发生控制中起到中枢调节作用[16]。所以,目前研究认为RCAS1也许通过复杂机制促使肿瘤血管发生,其具体机制有待进一步研究。

2.3RCAS1促进肿瘤细胞生长恶性肿瘤的特点之一就是持续快速生长,肿瘤细胞自身及其所处的微环境均参与了这一过程。RCAS1作为肿瘤细胞内合成和分泌的抗原同样参与了肿瘤细胞发生、发展:①参与肿瘤免疫耐受微环境的形成「17];②RCAS1自身也许具有促进肿瘤生长的作用[1明。免疫组化法对多种肿瘤疾病的术后组织标本进行分析发现:肿瘤细胞和肿瘤相关的巨噬细胞高度表达RCAS1,并且在肿瘤间质中发现分泌型RCAS1[19]。而RCAS1有抑制免疫细胞增殖及诱导活化的免疫细胞凋亡的作用,故RCAS1参与肿瘤微环境免疫耐受。解释这一现象的可能原因是:肿瘤间质细胞能分泌多种因子抑制肿瘤生长,如:TGFβ能抑制早期卵巢癌增殖[20],而肿瘤细胞及肿瘤相关的巨噬细胞通过分泌RCAS1,来下调间质细胞对肿瘤生长的抑制作用。有学者根据TGFα分泌机制与RCAS1相同,推测RCAS1也许具有TGFα同样的生物学功能,即推测从肿瘤细胞膜上通过胞外脱落方式分泌的RCAS1具有直接促进肿瘤增殖的作用[18],而持续增殖的肿瘤细胞又能分泌更多的RCAS1蛋白,表明RCAS1的胞外脱落分泌方式也许对肿瘤细胞增殖形成了正反馈调节,这一猜测有待进一步的实验证实。

3总结

综上所述,肿瘤能适应机体内的各种不利因素,并得以进一步发展,RCAS1在其中发挥重要作用。鉴于RCAS1在肿瘤及MPE发生、发展方面的重要意义,RCAS1有可能成为肿瘤和MPE干预策略中新的攻击靶标。目前,日本学者已经提出将RCAS1作为靶向干预策略进行研究的建议,并提出了3种可行的干预策略[18]:①用RNA干扰RCAS1的表达;②应用单克隆抗体抑制RCAS1的功能;③限制参与RCAS1胞外脱落方式分泌的蛋白酶的功能[13]。多种蛋白酶类(如MMP)也许参与了RCAS1胞外脱落这一分泌过程,因此阻止这些蛋白酶类的合成、诱发其结构改变及功能丧失对控制RCAs1的生物学功能至关重要,从而也能有效治疗肿瘤疾病。总之,对RCAS1的逐步认识以及将其作为靶向治疗新策略的提出,使人们看到了治疗肿瘤疾病的新希望。但是,目前对RCAS1结构及功能的研究还不够深人,对其分泌机制还不够清楚,因此靶向RCAS1治疗新策略的开展还有待于对RCAS1转录、翻译、合成、分泌、发挥生物学功能等多个环节做进一步研究。