轉(zhuǎn)化生長因子β 1 及其Ⅱ型受體與腫瘤關(guān)系的研究進展
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中華醫(yī)學(xué)研究雜志
【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1680-6115(2003)09-0796-03
轉(zhuǎn)化生長因子β(Transforming growth factor，TGF-β)是一組對各種細(xì)胞具有刺激或抑制作用的超家族多肽。TGF-β 1 是目前已知與腫瘤關(guān)系極為密切而具有代表性的細(xì)胞因子。而TGF-β受體(TβR)又在TGF-β信號傳導(dǎo)、生物學(xué)效應(yīng)等方面起重要作用，尤其是TβR-Ⅱ水平的變化影響TGF-β的功能 [1，2] �，F(xiàn)就TGF-β 1 以及TβR-Ⅱ與腫瘤發(fā)生發(fā)展的研究進展作一綜述。
1 TGF-β 1 以及TβR的結(jié)構(gòu)、信號傳導(dǎo)
TGF-β為超基因家族，脊椎動物中存在有5種TGF-β基因，是細(xì)胞生長的多功能調(diào)節(jié)劑，在哺乳動物中表達3種(TGF-β 1 、TGF-β 2 、TGF-β 3 )，它們是結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的異構(gòu)體。人TGF-β 1 、TGF-β 2 和TGF-β 3 的基因分別定位于染色體19q3、1q41、14q24三個不同的單體上，均含有7個外顯子，且其外顯子和內(nèi)含子的縫接處核酸序列也相同，3種TGF-β之間其核酸序列具有高度同源性。TGF-β廣泛存在于各種正常細(xì)胞及轉(zhuǎn)化細(xì)胞中，其中TGF-β 1 尤為普遍。TGF-β 1 是機體正常細(xì)胞及上皮腫瘤細(xì)胞生長的負(fù)調(diào)控因子 [2，3] ，TGF-β 1 必須通過與細(xì)胞膜表面的特異性受體(TGF-βR)相結(jié)合，才能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用 [4，5] 。
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在人類細(xì)胞膜表面存在的與TGF-β 1 有高度親和力的受體為TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ、TβR-Ⅲ。其中TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ在大多數(shù)細(xì)胞和組織中普遍表達，是分子量分別為53kD和75kD的跨膜糖蛋白，均有一個較小的富含半胱氨酸的細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和一個具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的細(xì)胞內(nèi)區(qū)。TβR-Ⅱ是由4部分組成:23個氨基酸組成的信號肽;136個氨基酸組成的細(xì)胞外區(qū);30個氨基酸組成的跨膜區(qū);387個氨基酸組成的細(xì)胞內(nèi)區(qū)。TβR-Ⅱ細(xì)胞內(nèi)區(qū)是由絲氨酸/蘇氨酸構(gòu)成短尾，TβR-Ⅱ細(xì)胞外區(qū)富含半胱氨酸，細(xì)胞內(nèi)區(qū)高度保守，提示它在TGF-β信號傳導(dǎo)中起重要作用。研究表明TβR-Ⅱ是結(jié)構(gòu)活化激酶，具有自身磷酸化功能，并能與游離的TGF-βs結(jié)合成為復(fù)合物。TβR-Ⅲ是三種膜受體在細(xì)胞膜表面分布數(shù)量最多的膜蛋白，其多為β多糖，TβR-Ⅲ和TGF-β 1 具有高度親和力，但不直接參與TGF-β 1 信號傳導(dǎo)。
TGF-β的信號傳導(dǎo)通路較為復(fù)雜，包括其與受體的相互識別、結(jié)合以及下游一些信號中介分子諸如Smad2，Smad4的相互作用等 [3，5，6] 。從正常和轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中分泌的TGF-β 1 以前體的形式存在，需經(jīng)活化后才能有生物學(xué)活性。活化的TGF-β 1 或者直接結(jié)合TβR-Ⅱ或者通過TβR-Ⅲ間接結(jié)合TβR-Ⅱ，從而形成TGF-β/TβR-Ⅱ復(fù)合物，迅速與TβR-Ⅰ結(jié)合并與之形成穩(wěn)定的三元復(fù)合物，而使TβR-Ⅰ磷酸化。磷酸化的TβR-Ⅰ可活化受體特異性的Smad2、Smad3，而使其磷酸化，磷酸化的Smad2、Smad3脫離TβR-Ⅰ，而與Smad4結(jié)合形成異源三聚體，轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄 [3，5，6] 。此外，除了Sm
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ad傳導(dǎo)途徑，TGF-β還有其他的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)諸如TAK-1，ERK-1/2等。
2 TGF-β 1 與腫瘤
腫瘤發(fā)生和發(fā)展是一種多基因參與，多因素影響的多步驟復(fù)雜過程。正常細(xì)胞的增殖、分化、凋亡處于機體的嚴(yán)格調(diào)控之下，腫瘤發(fā)生的機制之一是細(xì)胞對負(fù)反饋抑制物的反應(yīng)性發(fā)生改變而使細(xì)胞逃脫了正常生長調(diào)控 [6，7] 。TGF-β 1 是一種多功能的生長因子，由于TGF-β 1 能抑制大多數(shù)正常細(xì)胞及上皮腫瘤細(xì)胞的生長，被認(rèn)為是機體細(xì)胞生長主要的負(fù)調(diào)控因子，它調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、生長的功能已在腫瘤發(fā)病機制的研究中引起極大的重視。TGF-β 1 與腫瘤的關(guān)系表現(xiàn)為雙向作用，在腫瘤形成早期，可抑制腫瘤細(xì)胞的生長;而在腫瘤發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移過程中則能促進腫瘤生長并表現(xiàn)出惡性特征。
腫瘤細(xì)胞早期主要受來自鄰近的正常細(xì)胞旁分泌所產(chǎn)生的刺激性生長因子和抑制性生長因子的調(diào)控，自分泌或旁分泌的TGF-β 1 需被活化后才可具有抑制腫瘤生長的作用。隨著腫瘤的進展使腫瘤的生長不依賴于周圍微環(huán)境而自身失去活化TGF-β 1 的能力，使其對TGF-β1 的反應(yīng)性降低，促進腫瘤的發(fā)展 [6] ，而另一方面，在多種腫瘤中存在TGF-β 1 的高表達，可能改變了腫瘤組織的微環(huán)境(誘導(dǎo)局部血管增生、胞外基質(zhì)形成及抑制免疫監(jiān)視)，為腫瘤細(xì)胞的增殖提供了有利環(huán)境 [7] 。因此，在腫瘤發(fā)生早期TGF-β 1 可能作為腫瘤抑制因子起作用;但在腫瘤發(fā)展過程中，隨著TGF-β 1 的合成增加，對腫瘤的發(fā)展起了促進作用。
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在人類許多類型腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤病人體內(nèi)TGF-β水平明顯高于正常對照，且已證實與腫瘤的病程密切相關(guān)，這說明TGF-β在腫瘤的進展、浸潤及轉(zhuǎn)移方面有重要作用 [7～9] 。
3 TβR-Ⅱ與腫瘤
TGF-β信號傳導(dǎo)通路TβR-Ⅱ、TβR-Ⅰ、Smad、靶基因的任一改變都和人類腫瘤相關(guān)，腫瘤細(xì)胞最常見的是TβRⅡ表達異常，而胃腸道、乳腺、頭頸部等腫瘤存在TβRⅡ數(shù)量改變、亞細(xì)胞分布異常和基因突變 [6，7，10，11] 。
近年許多研究認(rèn)為對TGF-β應(yīng)答的喪失是腫瘤形成的一個主要因素。實驗研究表明，功能性TβR-Ⅰ和(或)TβR-Ⅱ表達異�？蓪�(dǎo)致TGF-β失應(yīng)答和腫瘤的發(fā)生，特別是TβR-Ⅱ表達異常是機體細(xì)胞逃逸TGF-β生長抑制作用，從而致使細(xì)胞失控性增殖導(dǎo)致癌變的一個重要改變 [6，7，11，12] 。多種腫瘤細(xì)胞存在TβR-Ⅱ蛋白數(shù)量的減少，TβR-Ⅱ蛋白的減少和分布的改變使TGF-β 1 無法和受體結(jié)合，TGF-β 1 在腫瘤細(xì)胞的信號傳導(dǎo)受阻，無法發(fā)揮對細(xì)胞的生長抑制作用 [6～8，12] 。
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微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability，MSI)是指DNA序列中簡單重復(fù)序列的堿基長度發(fā)生變化，表現(xiàn)為DNA復(fù)制錯誤(replication error，RER)引起的簡單重復(fù)序列的增加或丟失。TβR-Ⅱ的mRNA中有兩個微衛(wèi)星序列，出現(xiàn)在709～718間的10個poly A和在1872～1877、1931～1936間分別出現(xiàn)的3個GT序列。眾多學(xué)者一致認(rèn)為，在MSI表達陽性的癌細(xì)胞中，這種微衛(wèi)星序列是編碼多種癌相關(guān)基因的突變靶基因 [11，13] 。Sandra等研究發(fā)現(xiàn)在MSI表達陽性的癌細(xì)胞中有90%可發(fā)現(xiàn)存在βR-Ⅱ的突變 [13] 。Markowitz、Marianne等研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌細(xì)胞系VACO481屬于RER+表型，TβRⅡmRNA雖表達正常，但膜表面TβRⅡ缺失。cDˉNA測序發(fā)現(xiàn)，在6個堿基GTGTGT重復(fù)序列(1931～1936核苷酸)之間插入了一個GT序列，導(dǎo)致移碼突變，從而造成了有29個氨基酸組成的強堿性C末端取代了33個氨基酸組成的弱酸性C末端。這表明TβRⅡ基因突變造成其蛋白表達產(chǎn)物C端序列的改變，影響了其在細(xì)胞膜表面的表達 [11，13] 。
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腫瘤組織TβR-ⅡcDNA中還存在另一形式移碼突變。5′端709～718核苷酸存在10個堿基組成的脫氧腺苷重復(fù)序列即Poly A，其中有1個或2個堿基插入或缺失，過早形成終止密碼子，使原本567個氨基酸組成的TβR-Ⅱ在161或129氨基酸位點上終止，并且此突變體斷裂在跨膜區(qū)的N端側(cè)，顯然是無功能的。許多研究表明，TβR-Ⅱ基因的Poly A10重復(fù)序列區(qū)域為其突變熱點，這種突變的TβR-Ⅱ表達異常，與腫瘤惡性程度相關(guān) [11，13，14] 。TβR-Ⅱ的變異也可因其絲氨酸/蘇氨酸激酶區(qū)3′端的點突變及堿基缺失而發(fā)生突變。上述變異的TβR-Ⅱ可編碼產(chǎn)生一截短的無信號傳遞功能的Ⅱ型受體蛋白，從而使TGF-β抑制效應(yīng)傳導(dǎo)通路被阻斷。研究顯示，多數(shù)癌細(xì)胞系存在有TβR-Ⅱ基因的突變，TβR-Ⅱ突變介導(dǎo)細(xì)胞逃逸TGF-β的抑生長控制，使細(xì)胞不對TGF-β產(chǎn)生應(yīng)答效應(yīng) [6，7，11，12，15] 。此外在多種腫瘤中已發(fā)現(xiàn)TGF-β底物Smad2、Smad4的變異，動物模型揭示Smad4的突變在大腸腺瘤向大腸癌的轉(zhuǎn)變中起重要作用 [7] 。由此說明，Smad的失活可導(dǎo)致TGF-β信號傳導(dǎo)受阻，而促
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進腫瘤的發(fā)生 [3，5] 。
許多腫瘤細(xì)胞表面的TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ表達明顯減少，這可能會是導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對TGF-β活化能力降低的主要原因。通過對多種腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞TGF-β的過表達和TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ表達減少與腫瘤的深部組織浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤病理分期以及不良預(yù)后明顯相關(guān)。并證實TβR-Ⅱ的減少是導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、增殖及侵襲轉(zhuǎn)移的一個重要原因 [4，7，8，12] 。
M.Tateishi等對TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ與胃癌的研究顯示，TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ在腫瘤中表達減少，并揭示TβR-Ⅱ的陽性表達與腫瘤的進展、轉(zhuǎn)移及不良預(yù)后存在明顯關(guān)聯(lián) [8] 。通過對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，在由正常乳腺組織轉(zhuǎn)變?yōu)槿橄僭錾蛄夹阅[瘤乃至發(fā)展為乳腺癌，TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ的陽性表達逐步降低且有相當(dāng)一部分乳腺癌TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ不表達，這提示由于TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ的丟失而使增生細(xì)胞逃逸TGF-β 1 的生長抑制作用，導(dǎo)致細(xì)胞 的不典型性增生和癌變;乳腺癌失去對TGF-β 1 的負(fù)性調(diào)節(jié)的作用可能與TβR-Ⅱ密切相關(guān)，TβR-Ⅱ與腫瘤的深部組織浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān) [9] 。結(jié)腸癌、喉癌等的研究中也有相似的結(jié)果。這表明檢測TβR-Ⅱ在腫瘤組織中的表達狀況可能成為預(yù)測腫瘤預(yù)后的重要指標(biāo)，也有望用于檢測腫瘤的轉(zhuǎn)歸以及手術(shù)或藥物化療的臨床效果判斷 [7] 。
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TGF-β信號傳導(dǎo)通路可介導(dǎo)細(xì)胞生長抑制效應(yīng)，所以通常認(rèn)為由該通路的配、受體、Smad蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的靶基因組成一個腫瘤抑制通路。在腫瘤防治上，通過改變該通路的某一環(huán)節(jié)有望改善腫瘤發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r而達到防治效果。隨著腫瘤與TGF-β 1 及其受體關(guān)系研究的不斷進展，人們已開始試驗應(yīng)用TGF-β、TβR-Ⅱ相關(guān)生物制劑用于腫瘤防治的研究 [16] 。通過對TβR-Ⅱ表達降低的細(xì)胞恢復(fù)其對TGF-β的敏感性，而減少腫瘤的發(fā)生。動物實驗證實，應(yīng)用TGF-β單克隆抗體中和TGF-β等，可以有效的抑制進展期的腫瘤生長與轉(zhuǎn)移能力。
4 問題與展望
TGF-β 1 及其Ⅱ型受體，與腫瘤的關(guān)系復(fù)雜，同時也受多種因素的影響，TGF-β 1 及其Ⅱ型受體參與了腫瘤的發(fā)生、進展、侵襲和轉(zhuǎn)移等各個方面，并與腫瘤不良預(yù)后密切相關(guān)。雖然關(guān)于TGF-β信號傳導(dǎo)的分子機制的研究進展迅速，相關(guān)途徑已大部分闡明，但諸如TGF-β受體的底物的分子識別、細(xì)胞膜受體后傳導(dǎo)路徑的具體方式、受體的具體功能以及腫瘤細(xì)胞過量自分泌的TGF-β是否與受體系統(tǒng)活性改變有關(guān)等問題，尚有待于進一步研究。近年來開展的TGF-β 1 及其Ⅱ型受體與腫瘤防治的實驗性研究已初獲成效。相信在腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制中，TGF-β及其受體的理論研究，必將為人們有效防治腫瘤提供一條新的途徑。
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作者單位:250012山東大學(xué)齊魯醫(yī)院整形科
(收稿日期:2003-07-09) (編輯 小川), http://www.www.srpcoatings.com
轉(zhuǎn)化生長因子β(Transforming growth factor，TGF-β)是一組對各種細(xì)胞具有刺激或抑制作用的超家族多肽。TGF-β 1 是目前已知與腫瘤關(guān)系極為密切而具有代表性的細(xì)胞因子。而TGF-β受體(TβR)又在TGF-β信號傳導(dǎo)、生物學(xué)效應(yīng)等方面起重要作用，尤其是TβR-Ⅱ水平的變化影響TGF-β的功能 [1，2] �，F(xiàn)就TGF-β 1 以及TβR-Ⅱ與腫瘤發(fā)生發(fā)展的研究進展作一綜述。
1 TGF-β 1 以及TβR的結(jié)構(gòu)、信號傳導(dǎo)
TGF-β為超基因家族，脊椎動物中存在有5種TGF-β基因，是細(xì)胞生長的多功能調(diào)節(jié)劑，在哺乳動物中表達3種(TGF-β 1 、TGF-β 2 、TGF-β 3 )，它們是結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的異構(gòu)體。人TGF-β 1 、TGF-β 2 和TGF-β 3 的基因分別定位于染色體19q3、1q41、14q24三個不同的單體上，均含有7個外顯子，且其外顯子和內(nèi)含子的縫接處核酸序列也相同，3種TGF-β之間其核酸序列具有高度同源性。TGF-β廣泛存在于各種正常細(xì)胞及轉(zhuǎn)化細(xì)胞中，其中TGF-β 1 尤為普遍。TGF-β 1 是機體正常細(xì)胞及上皮腫瘤細(xì)胞生長的負(fù)調(diào)控因子 [2，3] ，TGF-β 1 必須通過與細(xì)胞膜表面的特異性受體(TGF-βR)相結(jié)合，才能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用 [4，5] 。
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在人類細(xì)胞膜表面存在的與TGF-β 1 有高度親和力的受體為TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ、TβR-Ⅲ。其中TβR-Ⅰ、TβR-Ⅱ在大多數(shù)細(xì)胞和組織中普遍表達，是分子量分別為53kD和75kD的跨膜糖蛋白，均有一個較小的富含半胱氨酸的細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和一個具有絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的細(xì)胞內(nèi)區(qū)。TβR-Ⅱ是由4部分組成:23個氨基酸組成的信號肽;136個氨基酸組成的細(xì)胞外區(qū);30個氨基酸組成的跨膜區(qū);387個氨基酸組成的細(xì)胞內(nèi)區(qū)。TβR-Ⅱ細(xì)胞內(nèi)區(qū)是由絲氨酸/蘇氨酸構(gòu)成短尾，TβR-Ⅱ細(xì)胞外區(qū)富含半胱氨酸，細(xì)胞內(nèi)區(qū)高度保守，提示它在TGF-β信號傳導(dǎo)中起重要作用。研究表明TβR-Ⅱ是結(jié)構(gòu)活化激酶，具有自身磷酸化功能，并能與游離的TGF-βs結(jié)合成為復(fù)合物。TβR-Ⅲ是三種膜受體在細(xì)胞膜表面分布數(shù)量最多的膜蛋白，其多為β多糖，TβR-Ⅲ和TGF-β 1 具有高度親和力，但不直接參與TGF-β 1 信號傳導(dǎo)。
TGF-β的信號傳導(dǎo)通路較為復(fù)雜，包括其與受體的相互識別、結(jié)合以及下游一些信號中介分子諸如Smad2，Smad4的相互作用等 [3，5，6] 。從正常和轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中分泌的TGF-β 1 以前體的形式存在，需經(jīng)活化后才能有生物學(xué)活性。活化的TGF-β 1 或者直接結(jié)合TβR-Ⅱ或者通過TβR-Ⅲ間接結(jié)合TβR-Ⅱ，從而形成TGF-β/TβR-Ⅱ復(fù)合物，迅速與TβR-Ⅰ結(jié)合并與之形成穩(wěn)定的三元復(fù)合物，而使TβR-Ⅰ磷酸化。磷酸化的TβR-Ⅰ可活化受體特異性的Smad2、Smad3，而使其磷酸化，磷酸化的Smad2、Smad3脫離TβR-Ⅰ，而與Smad4結(jié)合形成異源三聚體，轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核內(nèi)調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄 [3，5，6] 。此外，除了Sm
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ad傳導(dǎo)途徑，TGF-β還有其他的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)諸如TAK-1，ERK-1/2等。
2 TGF-β 1 與腫瘤
腫瘤發(fā)生和發(fā)展是一種多基因參與，多因素影響的多步驟復(fù)雜過程。正常細(xì)胞的增殖、分化、凋亡處于機體的嚴(yán)格調(diào)控之下，腫瘤發(fā)生的機制之一是細(xì)胞對負(fù)反饋抑制物的反應(yīng)性發(fā)生改變而使細(xì)胞逃脫了正常生長調(diào)控 [6，7] 。TGF-β 1 是一種多功能的生長因子，由于TGF-β 1 能抑制大多數(shù)正常細(xì)胞及上皮腫瘤細(xì)胞的生長，被認(rèn)為是機體細(xì)胞生長主要的負(fù)調(diào)控因子，它調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、生長的功能已在腫瘤發(fā)病機制的研究中引起極大的重視。TGF-β 1 與腫瘤的關(guān)系表現(xiàn)為雙向作用，在腫瘤形成早期，可抑制腫瘤細(xì)胞的生長;而在腫瘤發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移過程中則能促進腫瘤生長并表現(xiàn)出惡性特征。
腫瘤細(xì)胞早期主要受來自鄰近的正常細(xì)胞旁分泌所產(chǎn)生的刺激性生長因子和抑制性生長因子的調(diào)控，自分泌或旁分泌的TGF-β 1 需被活化后才可具有抑制腫瘤生長的作用。隨著腫瘤的進展使腫瘤的生長不依賴于周圍微環(huán)境而自身失去活化TGF-β 1 的能力，使其對TGF-β1 的反應(yīng)性降低，促進腫瘤的發(fā)展 [6] ，而另一方面，在多種腫瘤中存在TGF-β 1 的高表達，可能改變了腫瘤組織的微環(huán)境(誘導(dǎo)局部血管增生、胞外基質(zhì)形成及抑制免疫監(jiān)視)，為腫瘤細(xì)胞的增殖提供了有利環(huán)境 [7] 。因此，在腫瘤發(fā)生早期TGF-β 1 可能作為腫瘤抑制因子起作用;但在腫瘤發(fā)展過程中，隨著TGF-β 1 的合成增加，對腫瘤的發(fā)展起了促進作用。
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在人類許多類型腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤病人體內(nèi)TGF-β水平明顯高于正常對照，且已證實與腫瘤的病程密切相關(guān)，這說明TGF-β在腫瘤的進展、浸潤及轉(zhuǎn)移方面有重要作用 [7～9] 。
3 TβR-Ⅱ與腫瘤
TGF-β信號傳導(dǎo)通路TβR-Ⅱ、TβR-Ⅰ、Smad、靶基因的任一改變都和人類腫瘤相關(guān)，腫瘤細(xì)胞最常見的是TβRⅡ表達異常，而胃腸道、乳腺、頭頸部等腫瘤存在TβRⅡ數(shù)量改變、亞細(xì)胞分布異常和基因突變 [6，7，10，11] 。
近年許多研究認(rèn)為對TGF-β應(yīng)答的喪失是腫瘤形成的一個主要因素。實驗研究表明，功能性TβR-Ⅰ和(或)TβR-Ⅱ表達異�？蓪�(dǎo)致TGF-β失應(yīng)答和腫瘤的發(fā)生，特別是TβR-Ⅱ表達異常是機體細(xì)胞逃逸TGF-β生長抑制作用，從而致使細(xì)胞失控性增殖導(dǎo)致癌變的一個重要改變 [6，7，11，12] 。多種腫瘤細(xì)胞存在TβR-Ⅱ蛋白數(shù)量的減少，TβR-Ⅱ蛋白的減少和分布的改變使TGF-β 1 無法和受體結(jié)合，TGF-β 1 在腫瘤細(xì)胞的信號傳導(dǎo)受阻，無法發(fā)揮對細(xì)胞的生長抑制作用 [6～8，12] 。
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微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability，MSI)是指DNA序列中簡單重復(fù)序列的堿基長度發(fā)生變化，表現(xiàn)為DNA復(fù)制錯誤(replication error，RER)引起的簡單重復(fù)序列的增加或丟失。TβR-Ⅱ的mRNA中有兩個微衛(wèi)星序列，出現(xiàn)在709～718間的10個poly A和在1872～1877、1931～1936間分別出現(xiàn)的3個GT序列。眾多學(xué)者一致認(rèn)為，在MSI表達陽性的癌細(xì)胞中，這種微衛(wèi)星序列是編碼多種癌相關(guān)基因的突變靶基因 [11，13] 。Sandra等研究發(fā)現(xiàn)在MSI表達陽性的癌細(xì)胞中有90%可發(fā)現(xiàn)存在βR-Ⅱ的突變 [13] 。Markowitz、Marianne等研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌細(xì)胞系VACO481屬于RER+表型，TβRⅡmRNA雖表達正常，但膜表面TβRⅡ缺失。cDˉNA測序發(fā)現(xiàn)，在6個堿基GTGTGT重復(fù)序列(1931～1936核苷酸)之間插入了一個GT序列，導(dǎo)致移碼突變，從而造成了有29個氨基酸組成的強堿性C末端取代了33個氨基酸組成的弱酸性C末端。這表明TβRⅡ基因突變造成其蛋白表達產(chǎn)物C端序列的改變，影響了其在細(xì)胞膜表面的表達 [11，13] 。
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腫瘤組織TβR-ⅡcDNA中還存在另一形式移碼突變。5′端709～718核苷酸存在10個堿基組成的脫氧腺苷重復(fù)序列即Poly A，其中有1個或2個堿基插入或缺失，過早形成終止密碼子，使原本567個氨基酸組成的TβR-Ⅱ在161或129氨基酸位點上終止，并且此突變體斷裂在跨膜區(qū)的N端側(cè)，顯然是無功能的。許多研究表明，TβR-Ⅱ基因的Poly A10重復(fù)序列區(qū)域為其突變熱點，這種突變的TβR-Ⅱ表達異常，與腫瘤惡性程度相關(guān) [11，13，14] 。TβR-Ⅱ的變異也可因其絲氨酸/蘇氨酸激酶區(qū)3′端的點突變及堿基缺失而發(fā)生突變。上述變異的TβR-Ⅱ可編碼產(chǎn)生一截短的無信號傳遞功能的Ⅱ型受體蛋白，從而使TGF-β抑制效應(yīng)傳導(dǎo)通路被阻斷。研究顯示，多數(shù)癌細(xì)胞系存在有TβR-Ⅱ基因的突變，TβR-Ⅱ突變介導(dǎo)細(xì)胞逃逸TGF-β的抑生長控制，使細(xì)胞不對TGF-β產(chǎn)生應(yīng)答效應(yīng) [6，7，11，12，15] 。此外在多種腫瘤中已發(fā)現(xiàn)TGF-β底物Smad2、Smad4的變異，動物模型揭示Smad4的突變在大腸腺瘤向大腸癌的轉(zhuǎn)變中起重要作用 [7] 。由此說明，Smad的失活可導(dǎo)致TGF-β信號傳導(dǎo)受阻，而促
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進腫瘤的發(fā)生 [3，5] 。
許多腫瘤細(xì)胞表面的TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ表達明顯減少，這可能會是導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對TGF-β活化能力降低的主要原因。通過對多種腫瘤的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞TGF-β的過表達和TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ表達減少與腫瘤的深部組織浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤病理分期以及不良預(yù)后明顯相關(guān)。并證實TβR-Ⅱ的減少是導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生、增殖及侵襲轉(zhuǎn)移的一個重要原因 [4，7，8，12] 。
M.Tateishi等對TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ與胃癌的研究顯示，TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ在腫瘤中表達減少，并揭示TβR-Ⅱ的陽性表達與腫瘤的進展、轉(zhuǎn)移及不良預(yù)后存在明顯關(guān)聯(lián) [8] 。通過對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，在由正常乳腺組織轉(zhuǎn)變?yōu)槿橄僭錾蛄夹阅[瘤乃至發(fā)展為乳腺癌，TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ的陽性表達逐步降低且有相當(dāng)一部分乳腺癌TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ不表達，這提示由于TβR-Ⅰ和TβR-Ⅱ的丟失而使增生細(xì)胞逃逸TGF-β 1 的生長抑制作用，導(dǎo)致細(xì)胞 的不典型性增生和癌變;乳腺癌失去對TGF-β 1 的負(fù)性調(diào)節(jié)的作用可能與TβR-Ⅱ密切相關(guān)，TβR-Ⅱ與腫瘤的深部組織浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān) [9] 。結(jié)腸癌、喉癌等的研究中也有相似的結(jié)果。這表明檢測TβR-Ⅱ在腫瘤組織中的表達狀況可能成為預(yù)測腫瘤預(yù)后的重要指標(biāo)，也有望用于檢測腫瘤的轉(zhuǎn)歸以及手術(shù)或藥物化療的臨床效果判斷 [7] 。
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TGF-β信號傳導(dǎo)通路可介導(dǎo)細(xì)胞生長抑制效應(yīng)，所以通常認(rèn)為由該通路的配、受體、Smad蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的靶基因組成一個腫瘤抑制通路。在腫瘤防治上，通過改變該通路的某一環(huán)節(jié)有望改善腫瘤發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r而達到防治效果。隨著腫瘤與TGF-β 1 及其受體關(guān)系研究的不斷進展，人們已開始試驗應(yīng)用TGF-β、TβR-Ⅱ相關(guān)生物制劑用于腫瘤防治的研究 [16] 。通過對TβR-Ⅱ表達降低的細(xì)胞恢復(fù)其對TGF-β的敏感性，而減少腫瘤的發(fā)生。動物實驗證實，應(yīng)用TGF-β單克隆抗體中和TGF-β等，可以有效的抑制進展期的腫瘤生長與轉(zhuǎn)移能力。
4 問題與展望
TGF-β 1 及其Ⅱ型受體，與腫瘤的關(guān)系復(fù)雜，同時也受多種因素的影響，TGF-β 1 及其Ⅱ型受體參與了腫瘤的發(fā)生、進展、侵襲和轉(zhuǎn)移等各個方面，并與腫瘤不良預(yù)后密切相關(guān)。雖然關(guān)于TGF-β信號傳導(dǎo)的分子機制的研究進展迅速，相關(guān)途徑已大部分闡明，但諸如TGF-β受體的底物的分子識別、細(xì)胞膜受體后傳導(dǎo)路徑的具體方式、受體的具體功能以及腫瘤細(xì)胞過量自分泌的TGF-β是否與受體系統(tǒng)活性改變有關(guān)等問題，尚有待于進一步研究。近年來開展的TGF-β 1 及其Ⅱ型受體與腫瘤防治的實驗性研究已初獲成效。相信在腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制中，TGF-β及其受體的理論研究，必將為人們有效防治腫瘤提供一條新的途徑。
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作者單位:250012山東大學(xué)齊魯醫(yī)院整形科
(收稿日期:2003-07-09) (編輯 小川), http://www.www.srpcoatings.com
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