表皮生长因子和转化生长因子与消化系肿瘤
项目负责人:刘国龙, 510515, 广东省广州市, 第一军医大学南方医院消化科
刘国龙, 张万岱.表皮生长因子和转化生长因子与消化系肿瘤.新消化病学杂志,1994;2(2):101
表皮生长因子(Epidermal Growth Factor, EGF)最初从鼠颌下腺分离提纯，鼠EGF分子量约6040，由53个氨基酸组成，含有3个二硫键结构，人EGF主要由唾液腺，十二指肠腺和肾脏组织分泌，分子量约5700，结构与mEGF相似，可作用于同一受体[1-3]。EGF是一个强效的促分裂原，对许多上皮细胞，间质细胞和肿瘤细胞具有明显的促生长作用，EGF通过与细胞膜上EGF受体结合发挥作用，EGF-R是一个具有酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋白，人体内EGF-R分子量约170KD，由1186个氨基酸组成，主要分成细胞外区，膜内区和细胞内区三部分[3-5]。 转化生长因子(Transforming Growth Factor TGF)最初从后病毒转化的成纤维细胞培养基中分离提纯，高效液相色谱分析示TGF可分成TGF-α与TGF-β成熟的TGF-α由50个氨基酸组成，分子结构的40%与53肽EGF相同，也含有三个二硫键结构，近期研究表明除血液系外的大部分肿瘤细胞均能表达TGF-α基因，有些尚能分泌TGF-α，FGF-α与EGF-R的结合力同EGF相似，但往往产生更强的生物效应，这可能与EGF与EGF-R结合时易引起EGF-R下调及二者分解代谢途径不同有关，另是否有独立的TGF-α受体目前尚不明确，TGF-β不能与EGF-R结合，在多数情况下TGF-β的生物作用与TGF-α相反。癌基因产物中有一类为生长因子和生长因子受体，这些生长因子与受体可通过自分泌或旁分泌方式影响肿瘤的发生和发展，癌基因Cerb-B编码的蛋白产物与EGF-R相似，其可在无配基存在的情况下持续向细胞内传递生长信息使细胞生长失控，同样EGF-R的过度表达和激活也可致细胞失控生长。长期过量的生长因子刺激也可致癌，利用基因转染技术制成过度表达TGF-α的转基因小鼠，发现长期过量的TGF-α刺激可使小鼠肝和乳腺细胞过度增生，转化以至恶变。 体外实验示部分消化道肿瘤有高表达的EGF-R其中部分尚可同时分泌TGF-α或EGF，形成自分泌或旁分泌促生长循环，外源性EGF可促进许多消化道肿瘤细胞株的生长，以下对各类肿瘤分别叙述：Jankow等利用流式细胞仪及免疫组化方法测定138例食管癌，食管炎和正常粘膜中EGF，TGF-α和EGF-R的表达，结果食管癌中三者表达均高于正常对照，且TGF-α和EGF-R表达状况与肿瘤侵袭性成正相关。 Yonemura 免疫组化法测定157例胃癌组织，EGF与EGF-R双阳者33例(21%)，EGF与EGF-R中有一项阳性者57例(36%)，二项均阴性者67例(43%)，且发现EGF与EGF-R双阳者淋巴转移率和肿瘤浸润度均明显高于双阴者，提示EGF与EGF-R的过度表达对胃癌生长有促进作用，Pfeiffer用受体结合分析法得出胃癌细胞膜上EGF-R数量高于正常粘膜细胞。Durrant体外培养二株胃癌细胞和三株大肠癌细胞，发现EGF与TGF-α对上述细胞有明显的促生长作用，而加入抗EGF-R抗体阻断受体结合则可抑制癌细胞生长。Yasui用MNNG诱导小鼠胃癌，同时注入EGF可增强MNNG的致癌效力，提示EGF在胃癌的发生中也有一定作用。 Liu-C和Tauaka分别用放免法和免疫组化法测定结肠癌中TGF-α含量高于正常对照，免疫组化示70%～90%大肠癌组织有EGF-R表达，正常结肠粘膜EGF阳性率为8.3%，未发现TGF-α与EGF-R表达，结肠癌细胞株HT-29，LIM-1215，C1,C4,C5,CEO, H716,HCT116均可表达EGF-R与EGF或TGF-α，培养时低密度癌细胞对外源性EGF敏感，而达到一定密度(105-106/cm2)时则对外源性EGF不敏感，可能此时肿瘤细胞自分泌的EGF或TGF-α己足以维持细胞的生长，向培养液中加入抗EGF-R抗体可明显抑制HT-29，LIM1 215，C1，C4，CEO的生长，但对C5，HCT116和H716无明显作用，提示EGF或TGF-α与EGF-R对各株癌细胞的作用并不完全相同或同一细胞株中可能存在多个促生长循环。破坏小鼠颌下腺降低体内EGF量可降低二甲基肼诱发大肠癌的效力，提示EGF在大肠癌的发生中也有一定作用。Barton用免疫细胞化学方法发现95%胰癌细胞TGF-α阳性，而正常胰腺组织只有12%阳性。Yamanaka免疫组化法测定25例人胰癌组织中EGF与EGF-R阳性率分别为72%和36%，且双阳者预后较双阴者差，国内陈元方等用受体结合分析法检测发现胰腺癌细胞上有大量EGF-R存在，且EGF可通过受体结合引起细胞内C-AMP升高并促进癌细胞生长。Yasuhisa- M利用转基因小鼠模型，发现长期过度的TGF-α剌激可导致乳腺组织与肝细胞的过度增生，转化直至恶变。 综上研究结果可得出以下一些初步结论①部分消化系肿瘤可过度表达EGF-R，其中部分尚可同时分泌EGF或TGF-α形成肿瘤细胞生长的自分泌促生长循环；体外细胞培养时EGF和TGF-α可通过EGF-R促进某些癌细胞的生长，并能剌激一些癌基因的表达，加入抗EGF-R抗体阻断受体结合则可抑制癌细胞的生长；③EGF或TGF-α可通过某种机制增强一些致癌剂的致癌效力。进一步的研究应着重于探索癌基因与生长因子或受体表达间的关系；EGF和TGF-α作用时第二信使的产生与传递过程；寻找或合成有效的EGF和TGF-α拮抗剂或EGF-R阻断剂，用于治疗过度表达上述生长因子和受体的肿瘤患者。
, 百拇医药
参考文献1 Cohen SJ. Biol. Chem, 1962;237(5):1555-1562
2 Eileen DA, Maryse RB, Franco G, et al. Molecular and cellular.Biochemistry, 1981; 34:129-151
3 Mano A, Hansson HA, Helander HF, et al. Cancer Research, 1982;42:4776-4778
4 Anton SG, Ann MS, Peter TJ, et al. Cancer Research, 1986;46:1030-1037
5 Yasuhisa M, Susan AH, Jeffrey TH, et al. Cell, 1990;61:1147-1151, 百拇医药(刘国龙,张万岱)
刘国龙, 张万岱.表皮生长因子和转化生长因子与消化系肿瘤.新消化病学杂志,1994;2(2):101
表皮生长因子(Epidermal Growth Factor, EGF)最初从鼠颌下腺分离提纯，鼠EGF分子量约6040，由53个氨基酸组成，含有3个二硫键结构，人EGF主要由唾液腺，十二指肠腺和肾脏组织分泌，分子量约5700，结构与mEGF相似，可作用于同一受体[1-3]。EGF是一个强效的促分裂原，对许多上皮细胞，间质细胞和肿瘤细胞具有明显的促生长作用，EGF通过与细胞膜上EGF受体结合发挥作用，EGF-R是一个具有酪氨酸激酶活性的跨膜糖蛋白，人体内EGF-R分子量约170KD，由1186个氨基酸组成，主要分成细胞外区，膜内区和细胞内区三部分[3-5]。 转化生长因子(Transforming Growth Factor TGF)最初从后病毒转化的成纤维细胞培养基中分离提纯，高效液相色谱分析示TGF可分成TGF-α与TGF-β成熟的TGF-α由50个氨基酸组成，分子结构的40%与53肽EGF相同，也含有三个二硫键结构，近期研究表明除血液系外的大部分肿瘤细胞均能表达TGF-α基因，有些尚能分泌TGF-α，FGF-α与EGF-R的结合力同EGF相似，但往往产生更强的生物效应，这可能与EGF与EGF-R结合时易引起EGF-R下调及二者分解代谢途径不同有关，另是否有独立的TGF-α受体目前尚不明确，TGF-β不能与EGF-R结合，在多数情况下TGF-β的生物作用与TGF-α相反。癌基因产物中有一类为生长因子和生长因子受体，这些生长因子与受体可通过自分泌或旁分泌方式影响肿瘤的发生和发展，癌基因Cerb-B编码的蛋白产物与EGF-R相似，其可在无配基存在的情况下持续向细胞内传递生长信息使细胞生长失控，同样EGF-R的过度表达和激活也可致细胞失控生长。长期过量的生长因子刺激也可致癌，利用基因转染技术制成过度表达TGF-α的转基因小鼠，发现长期过量的TGF-α刺激可使小鼠肝和乳腺细胞过度增生，转化以至恶变。 体外实验示部分消化道肿瘤有高表达的EGF-R其中部分尚可同时分泌TGF-α或EGF，形成自分泌或旁分泌促生长循环，外源性EGF可促进许多消化道肿瘤细胞株的生长，以下对各类肿瘤分别叙述：Jankow等利用流式细胞仪及免疫组化方法测定138例食管癌，食管炎和正常粘膜中EGF，TGF-α和EGF-R的表达，结果食管癌中三者表达均高于正常对照，且TGF-α和EGF-R表达状况与肿瘤侵袭性成正相关。 Yonemura 免疫组化法测定157例胃癌组织，EGF与EGF-R双阳者33例(21%)，EGF与EGF-R中有一项阳性者57例(36%)，二项均阴性者67例(43%)，且发现EGF与EGF-R双阳者淋巴转移率和肿瘤浸润度均明显高于双阴者，提示EGF与EGF-R的过度表达对胃癌生长有促进作用，Pfeiffer用受体结合分析法得出胃癌细胞膜上EGF-R数量高于正常粘膜细胞。Durrant体外培养二株胃癌细胞和三株大肠癌细胞，发现EGF与TGF-α对上述细胞有明显的促生长作用，而加入抗EGF-R抗体阻断受体结合则可抑制癌细胞生长。Yasui用MNNG诱导小鼠胃癌，同时注入EGF可增强MNNG的致癌效力，提示EGF在胃癌的发生中也有一定作用。 Liu-C和Tauaka分别用放免法和免疫组化法测定结肠癌中TGF-α含量高于正常对照，免疫组化示70%～90%大肠癌组织有EGF-R表达，正常结肠粘膜EGF阳性率为8.3%，未发现TGF-α与EGF-R表达，结肠癌细胞株HT-29，LIM-1215，C1,C4,C5,CEO, H716,HCT116均可表达EGF-R与EGF或TGF-α，培养时低密度癌细胞对外源性EGF敏感，而达到一定密度(105-106/cm2)时则对外源性EGF不敏感，可能此时肿瘤细胞自分泌的EGF或TGF-α己足以维持细胞的生长，向培养液中加入抗EGF-R抗体可明显抑制HT-29，LIM1 215，C1，C4，CEO的生长，但对C5，HCT116和H716无明显作用，提示EGF或TGF-α与EGF-R对各株癌细胞的作用并不完全相同或同一细胞株中可能存在多个促生长循环。破坏小鼠颌下腺降低体内EGF量可降低二甲基肼诱发大肠癌的效力，提示EGF在大肠癌的发生中也有一定作用。Barton用免疫细胞化学方法发现95%胰癌细胞TGF-α阳性，而正常胰腺组织只有12%阳性。Yamanaka免疫组化法测定25例人胰癌组织中EGF与EGF-R阳性率分别为72%和36%，且双阳者预后较双阴者差，国内陈元方等用受体结合分析法检测发现胰腺癌细胞上有大量EGF-R存在，且EGF可通过受体结合引起细胞内C-AMP升高并促进癌细胞生长。Yasuhisa- M利用转基因小鼠模型，发现长期过度的TGF-α剌激可导致乳腺组织与肝细胞的过度增生，转化直至恶变。 综上研究结果可得出以下一些初步结论①部分消化系肿瘤可过度表达EGF-R，其中部分尚可同时分泌EGF或TGF-α形成肿瘤细胞生长的自分泌促生长循环；体外细胞培养时EGF和TGF-α可通过EGF-R促进某些癌细胞的生长，并能剌激一些癌基因的表达，加入抗EGF-R抗体阻断受体结合则可抑制癌细胞的生长；③EGF或TGF-α可通过某种机制增强一些致癌剂的致癌效力。进一步的研究应着重于探索癌基因与生长因子或受体表达间的关系；EGF和TGF-α作用时第二信使的产生与传递过程；寻找或合成有效的EGF和TGF-α拮抗剂或EGF-R阻断剂，用于治疗过度表达上述生长因子和受体的肿瘤患者。
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参考文献1 Cohen SJ. Biol. Chem, 1962;237(5):1555-1562
2 Eileen DA, Maryse RB, Franco G, et al. Molecular and cellular.Biochemistry, 1981; 34:129-151
3 Mano A, Hansson HA, Helander HF, et al. Cancer Research, 1982;42:4776-4778
4 Anton SG, Ann MS, Peter TJ, et al. Cancer Research, 1986;46:1030-1037
5 Yasuhisa M, Susan AH, Jeffrey TH, et al. Cell, 1990;61:1147-1151, 百拇医药(刘国龙,张万岱)