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  济宁医学院学报  2019, Vol. 42 Issue (2): 149-152  DOI:10.3969/j.issn.1000-9760.2019.02.017
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吴晓晓, 崔文. Syndecans在人结直肠癌发生发展中的作用[J]. 济宁医学院学报, 2019, 42(2): 149-152. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2019.02.017.
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WU Xiaoxiao, CUI Wen. The role of syndecans in the development of human colorectal cancer[J]. Journal Of Jining Medical University, 2019, 42(2): 149-152. DOI: 10.3969/j.issn.1000-9760.2019.02.017.
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基金项目

国家自然科学基金(81802945)

通信作者

崔文, E-mail:cuiwenmd@163.com;

文章历史

收稿日期:2019-01-31
Syndecans在人结直肠癌发生发展中的作用
吴晓晓1,2     综述, 崔文1,2     审校     
1. 济宁医学院临床医学院, 济宁 272067;
2. 济宁医学院司法鉴定中心, 济宁 272067
摘要:结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是全球第三大常见癌症,常在疾病晚期被明确诊断,预后较差。因此,了解CRC的病程进展和预后分子标志物,对于确定治疗方案和改善生存率至关重要。Syndecans是一种硫酸乙酰肝素蛋白多糖,具有重要的生理病理作用,参与肿瘤黏附、侵袭和转移等,是开发新的诊断方法和治疗药物的潜在分子靶向标志物。Syndecans的表达或缺失与CRC的预后相关,本文综述了Syndecans在CRC发生发展的作用,为明确CRC的发病机制提供依据,进一步协助CRC的诊治。
关键词结直肠癌    Syndecans    治疗    预后    
The role of syndecans in the development of human colorectal cancer
WU Xiaoxiao1,2 , CUI Wen1,2     
1. School of Clinical Medicine, Jining Medical University, Jining 272067, China;
2. Judicial Expertise Center, Jining Medical University, Jining 272067, China
Abstract: Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer in the world, and is often diagnosed in the late stage of the disease with a poor prognosis.Therefore, understanding the progression of the colorectal cancer and the molecular markers of prognosis are critical to determining treatment options and improving survival.Syndecans is a heparan sulfate proteoglycan that has important physiological and pathological effects, such as involvement in tumor adhesion, invasion and metastasis, and is a potential molecular targeting marker for the development of new diagnostic methods and therapeutic drugs.The expression or deletion of Syndecans is associated with the prognosis of colorectal cancer.This article reviews the relationship between Syndecans and the development of colorectal cancer, which is expected to provide a new target for the diagnosis and treatment of colorectal cancer.
Keywords: Colorectal cancer    Syndecans    Treatment    Prognosis    

结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是胃肠道中最常见的恶性肿瘤,也是全球第三大常见恶性肿瘤和第四大癌症死亡原因[1-2]。近二十年来,CRC在以美国为代表的发达国家发病率呈现出明显的下降,但在我国却逐渐升高[3]。CRC常在疾病晚期被诊断出来,而且常伴有转移,与患者生存率呈负相关[4-6]。CRC患者的生存率在很大程度上取决于临床分期,Ⅰ期肿瘤患者5年生存率为85%至90%,而Ⅳ期患者小于5%[7]。在已扩散到邻近器官和淋巴结的癌症患者中,存活率降低至68%,而远处转移患者的存活率降低至10%,发生转移的CRC患者预后往往较差[8]。通常,手术切除是治疗CRC的主要方法,但对发生局部侵袭或转移的患者治疗效果有限[9]。因此,了解疾病进展和预后分子标志物对于改善CRC的治疗和提高生存率非常重要。Syndecans是与CRC发生发展相关的重要分子,本文主要就近年来Syndecans在CRC发生发展中的作用研究进展进行综述。

1 Syndecans 1.1 Syndecans结构

Syndecans是细胞表面硫酸乙酰肝素蛋白多糖,由一条糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAC)链与核心蛋白通过共价键连接构成。根据在人体中的组成不同GAC可分为7种类型,在Syndecans中与核心蛋白相连接的大多为硫酸肝素型,硫酸肝素与胞外配体亲和力高。Syndecans的核心蛋白为单链结构的Ⅰ型跨膜蛋白,由N-末端功能区、疏水跨膜区及胞内C-末端构成。在β-N-乙酰葡胺转移酶Ⅰ的催化下,硫酸肝素与核心蛋白结构中的丝氨酸部位结合,将N-乙酰葡胺分子转移到底物中,完成硫酸肝素的合成,参与Syndecans分子与配体结合活性的调节。

1.2 Syndecans分型及分布

Syndecans由4个跨膜硫酸乙酰肝素蛋白多糖成员组成,即Syndecan-1、Syndecan-2、Syndecan-3、Syndecan-4,在多种细胞功能中起细胞表面黏附受体的作用[10]。Syndecans具有不同的组织分布。Syndecan-1在上皮细胞和骨髓瘤细胞中表达,Syndecan-2在间充质细胞和内皮细胞中表达,Syndecan-3主要在神经嵴细胞中表达,而Syndecan-4是唯一普遍分布的Syndecans家族成员[11]

1.3 Syndecans功能

Syndecans是具有生物功能的多效分子,通过硫酸肝素与胞外配体连接,在许多生理及病理过程中发挥重要作用。Syndecans与生长因子结合可调节生长因子活性。如Syndecans与FGF结合,可调节细胞增生、血管生成及损伤修复等生命活动。Syndecans与Ⅰ型胶原及细胞骨架结合,可加强细胞与细胞间质黏附作用。Syndecans可通过硫酸肝素与细胞表面黏附分子相连,调节细胞之间的黏附作用。总之,Syndecans通过和可溶性配体的结合调节细胞黏附、迁移、细胞骨架和基因表达,是在癌细胞中被不同调节的关键分子。

2 Syndecans与CRC

Syndecans表达或缺失与CRC的预后不良相关。在CRC中,Syndecan-1和Syndecan-4表达下调,而Syndecan-2表达上调,Syndecan-3表达水平与CRC的关系尚未见报道。

2.1 Syndecan-1与CRC

Syndecan-1在正常上皮细胞中高表达,并且表达的丧失与肿瘤的发生和进展有关,上皮Syndecan-1缺失破坏细胞-细胞和细胞-细胞外基质黏附,促使癌细胞生长、迁移和传播,从而导致患者预后不良[12-13]。一些研究发现与正常结直肠组织相比,CRC组织中的Syndecan-1表达较低[14],且与分化差的CRC相比,高分化和中分化的CRC中的Syndecan-1表达更高。这表明,上皮细胞中Syndecan-1表达的丧失与CRC发展及组织学分级相关。许多研究表明,Syndecan-1在多种类型的癌症中具有预后价值,如肝细胞癌和肺癌等[15]。但CRC中Syndecan-1表达水平与预后之间的关系存在争议。日本的一项研究表明,上皮Syndecan-1的低表达与CRC的不良临床结果显著相关[16],但芬兰和美国的两项研究表明,上皮Syndecan-1的低表达与CRC的存活率无显著相关性[14, 17]。值得注意的是,Syndecan-1作为CRC预后标志物的研究是在不同大陆的不同国家进行的。因此,诸多因素如环境、遗传变异和种族等都可能影响Syndecan-1在CRC进展和转移中的预后价值,这也是导致在不同的国家和地区Syndecan-1的表达水平与CRC的预后之间的关系存在不同的原因。

2.2 Syndecan-2与CRC

Syndecan-2蛋白是参与细胞增殖、迁移和细胞与基质之间相互作用的完整膜蛋白。CRC肿瘤样本的DNA微阵列分析显示,无论癌症处于什么阶段,Syndecan-2甲基化率均高达约95%;使用131例CRC患者和125例健康受试者血液进行的临床实验进一步显示,在CRC中Syndecan-2甲基化的敏感性和特异性分别为87.0%和95.2%[18]。Han等[19]通过线性靶点富集-定量甲基化特异性实时PCR方法,对所有阶段的CRC患者和接受结肠镜检查的无症状患者的粪便样本中衍生DNA中异常的Syndecan-2甲基化进行测量,发现粪便DNA中Syndecan-2甲基化的存在都与CRC的发生显著相关。这些数据表明Syndecan-2因其高灵敏度和特异性以及低成本,可作为早期CRC检测的潜在标志物。Park等[20]证明与正常结直肠细胞相比,CRC细胞中的Syndecan-2 mRNA水平增加,可诱导G0 / G1细胞周期停滞,同时伴随p21、p27和p53表达的增加。在CRC中,Syndecan-2在CRC细胞黏附于ECM上起关键作用,调节CRC细胞的增殖和致瘤活性[20]。目前已经确定,Syndecan-2的胞外结构域与纤连蛋白相互作用。在CRC中,癌细胞与纤连蛋白之间的接触增强了Syndecan-2的表达,促进了高转移性肿瘤细胞的迁移行为[21]。这种动态相互作用可能是CRC细胞发生转移的潜在机制。还有研究表明,Syndecan-2的过表达通过Tiam1介导的Rac活化增强了Caco-2和HCT116细胞的迁移和侵袭,Rac是参与细胞接触调节的GTP酶家族成员[22]。已经报道了在HT29细胞中,Syndecan-2过表达促进了E-钙粘蛋白脱落到条件培养基中[23]。E-钙粘蛋白的脱落破坏细胞-细胞黏附并诱导细胞经历形成成纤维细胞样表型的形态学变化,诱导CRC细胞中的上皮-间充质转化。

2.3 Syndecan-3与CRC

Syndecan-3主要在神经组织和发达的肌肉骨骼组织中表达。与其它Syndecans家族成员相比,关于Syndecan-3功能研究相对较少,尤其是其在CRC中的功能。已有研究表明,Syndecan-3在肾细胞癌中高表达且高表达与肾细胞癌患者的不良生存率有关[24]。Syndecan-3的过表达可能与胰腺癌的神经周围侵袭和生存期较短有关[25]。Syndecan-3在肿瘤基质血管中强表达并在肿瘤血管生成中发挥关键作用,此外,Syndecan-3介导的信号通路可能导致前列腺癌细胞迁移、侵袭和转移[25]。这些发现表明Syndecan-3表达水平也可能与CRC进展相关。

2.4 Syndecan-4与CRC

Syndecan-4主要参与细胞骨架和膜的重组以及黏着斑的形成,抑制细胞迁移和肿瘤活动[26]。Syndecan-4可诱导CRC细胞中Erb-B2和Erb-B3表达促进细胞增殖[27]。Erb-B2和Erb-B3属于EGF受体家族,家族成员可以彼此形成同源二聚体或异二聚体,并且可以根据复合物中存在的受体结合影响不同的配体。由Erb-B2和Erb-B3形成的异二聚体是最有效的。在EGF受体抑制性抗体存在的条件下培养细胞也能抑制细胞增殖,这表明EGF受体对CRC细胞增殖非常重要。有研究表明在CRC细胞中,Syndecan-4的mRNA表达显著降低,促进肿瘤进展[28]

3 结语与展望

综上所述,Syndecans参与体内多种代谢过程,与CRC的发生发展密切相关。这不仅可以让我们从基因调控方面理解CRC的发生发展,而且为我们提供了CRC预防和治疗的新靶点。例如,Syndecan-2是CRC诊断的关键分子,可在血液中检测,因此Syndecan-2血液水平的变化可用作疾病的生物标志物。Syndecans参与CRC的很多阶段,包括细胞增殖、转移和血管生成,在CRC临床前研究以及研制潜在靶向剂中具有重要作用。因此,探索涉及Syndecans的尚未知的复杂分子事件对更加准确有效地预防与诊治CRC具有重大意义。

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