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编号:10693676
细胞间黏附分子-1与胃癌侵袭转移关系的研究
http://www.100md.com 2002年3月15日 《世界华人消化杂志》 2002年第3期
     倪海滨,张彦亮,黄介飞,南通医学院附属医院消化内科 江苏省南通市 226001

    项目负责人
黄介飞,226001,江苏省南通市西寺路20号,南通医学院附属医院消化内科

    电话: 0513-5119453

    收稿日期 2001-12-04 接受日期 2002-01-04

    

    摘要


    细胞间黏附分子-1(ICAM-1)是体内重要的免疫活性分子,参与机体免疫过程,尤其是在炎症、肿瘤的发生发展中起着极为重要的作用.ICAM-1通过与其相应配体的结合,介导肿瘤细胞与不同细胞、基质的黏附,最终使癌细胞逃避免疫监视,利于侵袭转移.近年来,国外对ICAM-1与胃癌侵袭转移关系的研究相当活跃,本文就其研究进展作一综述.

    倪海滨,张彦亮,黄介飞. 细胞间黏附分子-1与胃癌侵袭转移关系的研究.世界华人消化杂志 2002;10(3):356-357

    

    0 引言


    肿瘤转移是指瘤细胞脱离原发瘤,随淋巴、血流、腔道到达靶组织并生长增生形成继发瘤的过程.在这一阶梯过程中,肿瘤细胞通过黏附分子与宿主不同细胞以及细胞外基质、基底膜相互接触黏附,使瘤细胞延长生存、免于吞噬、利于侵袭.细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)是体内重要的免疫活性分子, 在炎症、肿瘤的发生发展中起着极为重要的作用.目前,关于ICAM-1与胃癌侵袭转移关系的研究相当活跃,本文就这一领域的研究进展作一综述.

    1 ICAM-1的结构及生物学特性

    ICAM-1是由19号染色体基因编码的一种单链跨膜糖蛋白,属黏附分子免疫球蛋白超家族(IgSF)成员之一.具有5段细胞外免疫球蛋白样位点以及一个较短的胞质尾巴结构,其分子量为76000-114000KD,可随分布细胞种类的不同而有差异.这种差异主要由该分子的糖基化程度不同造成.正常情况下,体内某些细胞如非活化的血管内皮细胞、淋巴细胞、胸腺上皮细胞、成纤维细胞及甲状腺上皮细胞均有低水平的基础表达.多种细胞因子如IL-1、IFN-γ、TNF-α及内毒素等可上调其表达.ICAM-1在体内有二种形式,一种为膜型,结构上分成胞外区、跨膜区、胞质区.另一种是可溶型(sICAM-1),存在于血循环中,包括有膜型ICAM-1胞外区的D1D2D4D5的全部或大部分片段.ICAM-1的天然配体为淋巴细胞功能相关抗原-1(LFA-1,CD11a/CD18)及巨噬细胞相关复合体(Mac-1,CD11b/CD18),两者是整合素家族成员,分别表达在白细胞及吞噬细胞、大颗粒淋巴细胞表面.有人报道ICAM-1亦是鼻病毒的受体分子. ICAM-1/LFA-1黏附途径是细胞间相互作用和传达信息的一个关键途径[1],生理状态下,这种黏附与T、B细胞的激活,抗原递呈细胞功能的调节及白细胞的移动、淋巴细胞再循环有关.sICAM-1亦具有与LFA-1结合能力[2],并被认为是膜型ICAM-1的竞争抑制剂[3],一方面能发挥与膜型ICAM-1相似的信号刺激效应[4],另一方面能减弱淋巴细胞对表达膜型分子的靶细胞的黏附,在生理及病理过程中发挥效应.

    2 ICAM-1在胃癌组织中的表达及其调节许多研究发现胃癌组织中ICAM-1的表达较正常对照明显增加,并与胃癌的血行播散有显著相关性.Nasu et al[5]研究了胃癌、胃腺瘤及正常胃组织ICAM-1的表达,免疫组化显示28例胃癌中12例表达ICAM-1,11例胃腺瘤中有3例表达,而正常胃组织中无一例表达.且ICAM-1的表达在肠型显著高于弥散型,进一步通过电镜发现胃癌细胞膜表面的ICAM-1主要由自身合成,但表达为非经常性,提示这可能与机体免疫状态有关.Koyama et al[6]使用双色流式细胞仪检测胃癌及正常胃黏膜细胞ICAM-1的表达,结果正常胃黏膜细胞未能测出ICAM-1的表达,但所有已经转移的胃癌细胞则出现了高水平的表达,显示了ICAM-1的表达与胃癌的转移存在相关性. 林秋雄 et al[7]通过对幽门螺杆菌感染相关的胃癌与ICAM-1的表达关系的研究发现,ICAM-1的表达与Hp胃炎及胃癌之间呈正相关,相对危险度分别为1.99和8.63.认为ICAM-1表达情况可提示胃癌发生发展的潜在危险性.

    但是,也有研究发现ICAM-1在胃癌组织中表达降低,并与转移、预后呈负相关.Sunami et al[8]报道了胃癌组织中ICAM-1的表达下降,下降程度与转移淋巴结的数目、大小相关.为进一步验证结果,他们将ICAM-1基因转染入2MLN胃癌细胞株,并在体内外分析其对于淋巴结转移效应.结果发现大量外周血单核细胞与其黏附,数量明显超过了2MLN/空质粒细胞,且2MLN/ICAM-1胃癌细胞的生长速度显著下降,淋巴结转移数目减少,形状更小.组织学显示2MLN/ICAM-1胃癌细胞及其转移灶周围有大量白细胞浸润.认为胃癌细胞过表达ICAM-1时,淋巴细胞可经ICAM-1/LFA-1途径聚集于癌细胞周围,发挥细胞毒效应并抑制其转移.进而提出,使用ICAM-1基因转染技术对胃癌的淋巴结转移可能是一种有效的基因疗法.Fujihara et al[9]将转移淋巴结原位移植入低转移力的OCUM-2M人胃癌细胞株内,建立OCUM-2M LN转移模型,经流式细胞仪发现OCUM-2M LN细胞株对ICAM-1的表达明显弱于OCUM-2M,同时观察到在后者细胞株周围,单核细胞的黏附及细胞毒作用增强.当加入抗ICAM-1的单抗时,单核细胞的这两个作用则显著减弱.这些结果提示,具有淋巴结高转移力的胃癌细胞株可能是通过低表达ICAM-1,减弱了LFA-1介导的效应细胞的黏附,从而逃避免疫监视,利于转移.上述关于ICAM-1表达状态的差异,引起了许多学者的兴趣.Yasuda et al[10]研究发现,开始阶段瘤细胞同时高表达ICAM-1及β1整合素,当后者与相应细胞外基质或特异性抗体结合后,瘤细胞对ICAM-1的表达显著下调,而培养基中sICAM-1的浓度明显升高.进一步实验发现这一改变是因为β1整合素在完成与基质如纤维连结蛋白、层连蛋白、I型胶原结合后,通过酪氨酸激酶信号传导途径的介导阻止了瘤细胞对ICAM-1进一步表达,该种酪氨酸激酶位于细胞质中,被称为非受体型局部黏附激酶(focal adhesion kinase, FAK),FAK在整合素参与下可自身磷酸化,所产生的磷酸化位点能与含SH2结构域(Src同源序列2,能专一地与磷酸酪氨酸的结构模块结合)的胞内蛋白结合,从而将由整合素促发的多种信号连接起来,在细胞黏附运动中发挥作用.由于肿瘤细胞表面ICAM-1表达的下降,从而逃避了淋巴细胞的黏附、杀伤.近来又发现了两个与FAK作用相似但氨基酸序列不同的酪氨酸激酶,黏着斑激酶B(Focal adhesion kinase B,FAK-B)和相关黏着斑酪氨酸激酶(Related adhesion focal tyrosine kinase,RAFTK),可见FAK是发挥酪氨酸磷酸化作用的酶家族中的一个成员.但后两者与ICAM-1表达的关系尚不清楚.

    由此推测,同一瘤细胞在迁移黏附的不同阶段,在周围组织不同细胞、基质接触刺激下表达不同黏附分子,并相互调节,各司其职.在某一阶段,肿瘤细胞高表达ICAM-1,通过ICAM-1/LFA-1与浸润淋巴细胞结合,从而随着淋巴细胞的迁移脱离母瘤进入血循环,并在穿越血管时免受伤害,易于在毛细血管内或淋巴窦滞留和坐床,形成转移灶.当肿瘤细胞受到细胞外基质刺激时,又通过表达β1整合素等黏附分子与相应基质结合,激活酪氨酸激酶通路,进而改变基因的表达及其相应产物的修饰,使膜型ICAM-1的表达下降,而sICAM-1的分泌增加,并竞争性地与LFA-1淋巴细胞结合,使瘤细胞再次免遭杀伤.

    3 sICAM-1与胃癌的侵袭、转移、预后

    正常人血清sICAM-1浓度报道不一,Rothlein et al[2]报道为100-200ng/ml,Sonnt et al[11]测定浓度为243±47ng/ml.目前为止,研究结果均显示在胃癌患者的外周血中sICAM-1的浓度不同程度高于非胃癌组,与临床病理特征之间存在正相关,并可能影响预后.其主要来源:(1)胃癌细胞合成释放,可能是丧失跨膜和胞质决定簇的ICAM-1mRNA片段拼接的结果,拼接后的mRNA只表达ICAM-1的膜外部分;(2)膜型ICAM-1裂解脱落;(3)细胞死亡碎裂溶解释放.Nakata et al[12]使用ELISA法测定224例胃癌患者及44名正常志愿者的血清sICAM-1滴度,结果显示前者的平均滴度与后者差异无显著性,但在IV期及复发胃癌患者sICAM-1滴度明显高于无血行转移组,且高滴度者显示了更差的预后.认为sICAM-1不能用作胃癌早期诊断的肿瘤标志,但作为监测血源性转移的手段很有价值.Kaihara et al[13]研究认为在早期及进展期胃癌,血清sICAM-1水平均显著高于健康对照组,实验还发现sICAM-1及抗ICAM-1的单抗能使NK细胞的活性明显下降,提示阻断ICAM-1/LFA-1系统能发挥免疫抑制效应.Yoo et al[14]同时测定了142例胃癌患者血清sICAM-1及sVCAM-1(soluble vascular cellular adhesion molecule-1)浓度,结果肝转移组58.3%患者两指标均升高,而未发生肝转移组升高者仅占22.9%(P=0.03),共同表达两指标的患者中位数生存期为9mo,与阴性表达组24mo的中位数生存期相比差异有显著性.认潍两指标同步升高可以作为胃癌患者的一个独立危险因素,对监测胃癌进展及其预后有价值.

    总之,胃癌患者血清sICAM-1的升高与其转移预后关系密切.机制可能是sICAM-1通过竞争性抑制ICAM-1/LFA-1途径,使淋巴细胞不能黏附于瘤细胞表面,中断了激活静止淋巴细胞所必需的信号,从而使瘤细胞避免了细胞毒效应,随着肿瘤的生长,脱落于肿瘤细胞的sICAM-1不断进入周围组织和血液循环,形成一个保护肿瘤免遭机体免疫系统攻击的防御环境,最终导致病情恶化和不良预后.故血清sICAM-1的检测对胃癌患者的转移预后可作出一定程度的判断.

    总之,ICAM-1/sICAM-1是IgSF中的一员,在胃癌侵袭转移的不同阶段,癌细胞各有其相应的表达水平.目的在于介导与不同细胞、基质的黏附,最终使癌细胞逃避免疫监视,完成侵袭转移.通过深入研究ICAM-1/sICAM-1在其中的作用,将会对胃癌的发生发展机制有进一步的认知,从而为开辟胃癌诊断治疗的新途径提供可靠的理论依据.

    4 参考文献

    1 Campanero MR, Pozo MA,Arroyo AG,Scnchez-Mateos P,Hernandez-Caselles T,Craig A,Pulido R,Sanchez-Madrid F.ICAM-3 interacts

    with LFA-1 and regulates the LFA-1/ICAM-1 cell adhesion pathway.J Cell Biol 1993;123:1007-1016

    2 Rothlein R, Mainolfi EA, Czajowski M, Marlin SD. A form of circulating ICAM-1 in human serun.J Immunol 1991;147:3788

    3 Meyer DM, Dustin ML, Garron CP. Characterization of intercellular adhesion molecule-1 ectodomain (sICAM-1) as an inhibitor

    of lymphocyte function-associated molecule-1 interaction with ICAM-1.J Immunol 1995;155:3578-3584

    4 De Bellis A, Di Martino S, Fiordelisi F, Muccitelli VI, Sinisi AA, Abbate GF, Gargano D, Bellastella A, Bizzarro A. Soluble

    intercellular adhesion molecule-1 (sICAM-1) concentrations in Graves' disease patients followed up for development

    of ophthalmopathy.J Chin Endocrinol Metab 1998;83:1222-1225

    5 Nasu R, Mizuno M, Kiso T, Shimo K, Uesu T, Nasu J, Tomoda J, Okada H, Tsuji T. Immnohistochemical analysis of intercellular

    adhesion molecule-1 expression in human gastric adenoma and adenocarcinoma.Virchow Arch 1997;430:279-283

    6 Koyama S, Ebihara T, Fukao K. Expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) during the development of invasion

    and/or metastasis of gastric carcinoma.J Cancer Res Clin Oncol 1992;118:609-614

    7 林秋雄,李子俊,骆新兰,林华欢,刘婉薇.幽门螺杆菌感染相关的胃癌与细胞间黏附分子-1的表达关系.世界医学杂志 2001;5:43-44

    8 Sunami T, Yashiro M, Chung KH. ICAM-1(intercellular adhesion molecule-1) gene transfection inhibits lymph node metastasis by

    human gastric cancer cells.Jpn J Cancer Res 2000;91:925-933

    9 Fujihara T,Sawada T,Hirakawa K,Chung YS,Yashiro M,Inoue T,Inoue T,Sowa M.Establishment of lymph node metastatic model

    for human gastric cancer in nude mice and analysis of factors associated with metastasis.Clin Exp Metastasis 1998;16:389-398

    10 Yasuda M,Tanaka Y,Tamura M,Fujii K,Sugaya M,So T,Takenoyama M,Yasumoto K.Stimulation of (1intergrin down-regulates

    ICAM-1expression and ICAM-1-dependent adhesion of lung cancer cells through focal adhesion kinase.

    Cancer Res 2001;61:2022-2030

    11 Sonnt E,Massart C,Gibassier J, Allannic H, Maugendre D. Longitudinal study of soluble intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1)

    in sera of patients with Graves' disease.J Endocrinol Invest 1999;22:430-435

    12 Nakata B,Hori T,Sunami T ,Ogawa Y,Yashiro M,Maeda K,Sawada T,Kato Y,Ishikawa T,Hirakawa K. Clinical significance of serum

    soluble intercellular adhesion molecule-1 in gastric cancer.Clin Cancer Res 2000;6:1175-1179

    13 Kaihara A,Iwagaki H, Gouchi A, Hizuta A,Isozaki H,Takakura N,Tanaka N. Soluble intercellular adhesion molecule-1 and natural killer

    cell activity in gastriccancer.Patients.Res Commun Mol Pathol Pharmacol 1998;100:283-300

    14 Yoo NC, Chung HC, Chung HC, Park JO, Rha SY, Kim JH, Roh JK, Min JS, Kim BS, Noh SH. Synchronous elevation of

    soluble intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1) and vascular cell adhesion molecule-1(VCAM-1) correlates with gastric

    cancer. Progression Yonsei Med J 1998;39:27-36, 百拇医药(倪海滨,张彦亮,黄介飞)