極低密度脂蛋白受體亞型在腫瘤細(xì)胞中的變化及其意義探討.pdf

1、極低密度脂蛋白受體（very low density lipoprotein receptor，VLDLR）屬于低密度脂蛋白受體（low density lipoprotein receptor，LDLR）超家族。VLDLR由于第16外顯子的選擇性剪接從而產(chǎn)生胞外段O-linked糖鏈結(jié)合域缺失的亞型，根據(jù)有無此結(jié)構(gòu)域可將VLDLR分為Ⅰ型和Ⅱ型兩種亞型。早期研究認(rèn)為，該受體主要結(jié)合富含apoE（載脂蛋白E）的脂蛋白而參與甘油三酯的代謝

2、；與泡沫細(xì)胞的形成及動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。但由于該基因敲除的小鼠僅表現(xiàn)體脂下降，發(fā)育遲緩，因此對該受體研究一直未引起足夠重視。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，因此VLDLR和LDLR家族的其他成員一樣被認(rèn)為是一種“瑞士軍刀”樣多功能受體。但是對兩型受體的功能差異，特別是Ⅱ型受體的獨特功能及其生物學(xué)意義尚未闡明。 我們的前期工作和已有研究資料表明：⑴、兩型受體的分布具有明顯的組織細(xì)胞特異性：Ⅰ型受體主要分布于脂代謝旺盛的組織，而Ⅱ型受體則

3、主要分布于腎臟、脾臟、腎上腺、睪丸、子宮、卵巢等非肌組織。⑵、在分化程度不同的細(xì)胞、組織中兩型受體的表達(dá)不同：在高分化的胃腺癌細(xì)胞系中，Ⅱ型受體低表達(dá)或不表達(dá)，而在低分化的胃腺癌細(xì)胞系中Ⅱ型受體高表達(dá)；同樣，在多種胃腺癌組織細(xì)胞中觀察到Ⅱ型受體的表達(dá)增多；宮頸癌病變組織中也檢測到VLDLRⅡ型的高表達(dá)；另外在雞和小鼠胚胎發(fā)育過程中VLDLR兩種亞型的表達(dá)可發(fā)生變化：在胚胎發(fā)育早期以Ⅱ型VLDLR的表達(dá)為主，而在發(fā)育成熟的體細(xì)胞中則以Ⅰ型

4、VLDLR表達(dá)為主；在胚胎腦中以Ⅱ型VLDLR表達(dá)為主，而在成熟分化的腦組織中則以Ⅰ型VLDLR表達(dá)為主。⑶、在退行性病變的纖維化脾組織中，Ⅱ型VLDLR則幾乎消失；而在阿爾茨海默病病人的老年斑斑塊中以Ⅰ型VLDLR表達(dá)為主；⑷、最新研究報道認(rèn)為VLDLR，尤其是Ⅰ型VLDLR，表達(dá)減少或不表達(dá)會導(dǎo)致腫瘤的形成；且Ⅰ型VLDLR在抑制腫瘤細(xì)胞生長方面作用更重要。這些現(xiàn)象強(qiáng)烈提示：VLDLR亞型與細(xì)胞的增殖、分化、遷移等細(xì)胞活動存在密切關(guān)

5、系。但這種關(guān)系的生物學(xué)意義目前尚不清楚。 uPA-PAI-1復(fù)合物和TFPI是VLDLR已知的兩種配體，VLDLR與uPA-PAI-1復(fù)合物的結(jié)合可促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移；而與TFPI結(jié)合可抑制細(xì)胞的增殖；這些表明VLDLR與不同配體結(jié)合可影響截然相反的細(xì)胞功能，但這些配體是否通過VLDLR亞型的變化來影響細(xì)胞生物學(xué)行為尚不清楚。 本研究首先針對VLDLR亞型變化與細(xì)胞增殖、遷移之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究，探討VLDLR 亞型的

6、變化與細(xì)胞生物學(xué)行為的關(guān)系和意義。 為探討胃腺癌細(xì)胞SGC7901在向不同方向誘導(dǎo)分化過程中VLDLR亞型的表達(dá)變化與細(xì)胞生物學(xué)行為之間的關(guān)系，本實驗在體外，利用全反式維甲酸（ATRA）持續(xù)誘導(dǎo)SGC7901細(xì)胞建立向高分化誘導(dǎo)變化的模型，利用佛波酯（PMA）持續(xù)誘導(dǎo)SGC7901細(xì)胞建立向低分化誘導(dǎo)變化的模型；檢測端粒酶催化亞單位（TERT） mRNA的表達(dá)量判斷細(xì)胞分化程度。結(jié)果顯示：SGC7901細(xì)胞在ATRA的持續(xù)作用下，

7、細(xì)胞向高分化轉(zhuǎn)化，Ⅱ型VLDLR明顯減少，同時細(xì)胞增殖活性和遷移能力逐漸減弱；SGC7901細(xì)胞在PMA的持續(xù)作用下，細(xì)胞向低分化轉(zhuǎn)化，Ⅱ型VLDLR明顯升高，同時細(xì)胞增殖活性和遷移能力增強(qiáng)。上述結(jié)果表明Ⅱ型VLDLR的表達(dá)變化與腫瘤細(xì)胞分化之間存在相關(guān)性。為了深入探討VLDLR亞型與細(xì)胞分化、增殖、遷移等的關(guān)系，本實驗利用能影響細(xì)胞增殖遷移的VLDLR的配體（uPA-PAI-1、TFPI）與細(xì)胞溫育，觀察VLDLR亞型的表達(dá)變化與細(xì)胞

8、生物學(xué)行為之間的關(guān)系。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：TFPI抑制細(xì)胞增殖、遷移的同時可明顯減少Ⅱ型VLDLR，對Ⅰ型VLDLR無影響，并可使Ⅱ型VLDLR與Ⅰ型VLDLR的比值逐漸降低；uPA-PAI-1復(fù)合物促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移的同時可減少Ⅰ型VLDLR，增加Ⅱ型VLDLR，并使Ⅱ型VLDLR與Ⅰ型VLDLR的比值逐漸升高。 綜上所述，我們的結(jié)果證實：無論是誘導(dǎo)分化，還是影響細(xì)胞增殖相關(guān)配體的作用，腫瘤細(xì)胞中VLDLR亞型的變化具有如下規(guī)律：在

9、低分化、增殖、遷移能力強(qiáng)的細(xì)胞中同時伴有Ⅱ型VLDLR增加，在高分化、增殖、遷移能力弱的細(xì)胞中同時伴有Ⅱ型VLDLR減少。這一變化規(guī)律說明Ⅱ型VLDLR在促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移，抑制細(xì)胞分化中扮演著重要角色。 已有的研究表明，VLDLR在神經(jīng)組織發(fā)育過程中，介導(dǎo)Reelin-Dab1信號途徑，通過SFK/PI3K-Gsk3b調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架蛋白Tau而影響細(xì)胞骨架的重構(gòu)和細(xì)胞遷移；在內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移相關(guān)的wnt信號途徑中VLDLR發(fā)揮

10、重要的負(fù)調(diào)控作用，表明VLDLR在細(xì)胞增殖分化的wnt信號途徑中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。另外，VLDLR與uPA-PAI-1復(fù)合物的結(jié)合可維持胞內(nèi)ERK的磷酸化，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移；而與TFPI結(jié)合可通過通過p16ink4a和p38/JNK信號途徑抑制細(xì)胞的增殖；這些表明VLDLR與不同配體的結(jié)合，調(diào)節(jié)與細(xì)胞增殖分化相關(guān)的MAPK信號體系中不同的通路，影響截然相反的細(xì)胞功能。另有研究表明，ERK的活化可使GSK-3b磷酸化失活，導(dǎo)致b-c

11、atenin在胞內(nèi)聚集，而b-catenin可促進(jìn)下游包括MMPs在內(nèi)的特異基因的轉(zhuǎn)錄，影響細(xì)胞增殖、遷移。這些表明VLDLR與不同配體結(jié)合影響細(xì)胞功能的信號調(diào)節(jié)作用可能與MAPK、wnt途徑有關(guān)。但VLDLR亞型的變化影響細(xì)胞生物學(xué)行為的機(jī)制目前尚不清楚。 根據(jù)已有研究我們推測Ⅱ型VLDLR影響細(xì)胞增殖、遷移與MAPK、wnt信號通路有關(guān)，因此本實驗在誘導(dǎo)分化過程中和細(xì)胞增殖遷移調(diào)控配體的溫育下，觀察VLDLR可能涉及的信號途

12、徑的關(guān)鍵分子的活性及表達(dá)變化，初步探討Ⅱ型VLDLR影響細(xì)胞生物學(xué)行為的可能機(jī)制。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在細(xì)胞向高分化誘導(dǎo)過程中和TFPI溫育后Ⅱ型VLDLR減少，b-catenin的磷酸化明顯增強(qiáng)促進(jìn)其降解從而使其在胞內(nèi)表達(dá)降低，同時其下游靶基因MMP-2和MMP-9的表達(dá)下調(diào)，抑制細(xì)胞增殖、遷移；而在細(xì)胞向低分化誘導(dǎo)過程中和uPA-PAI-1溫育后Ⅱ型VLDLR增加，b-catenin的磷酸化受到抑制增加其穩(wěn)定性從而促進(jìn)胞內(nèi)表達(dá)上調(diào)，同時其

13、下游靶基因MMP-2和MMP-9的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移。因此Ⅱ型VLDLR影響細(xì)胞生物學(xué)行為變化可能與b-catenin在胞內(nèi)的表達(dá)上調(diào)，從而促進(jìn)特異靶基因的轉(zhuǎn)錄有關(guān)。 已有研究表明，VLDLR與uPA-PAI-1的結(jié)合可維持乳腺癌胞內(nèi)ERK的磷酸化。我們的實驗發(fā)現(xiàn)，uPA-PAI-1與細(xì)胞溫育5 min即可明顯增強(qiáng)ERK的磷酸化，這種作用可一直持續(xù)到30 min，對ERK1的磷酸化作用在溫育60 min后仍較明顯。這與

14、前述研究一致。VLDLR與TFPI結(jié)合可通過活化p38/JNK信號途徑抑制細(xì)胞增殖。我們的實驗發(fā)現(xiàn)，TFPI可抑制ERK的活化。對LDLR表達(dá)調(diào)控的研究發(fā)現(xiàn)，胞外分子可通過激活p38信號途徑抑制ERK的活性從而下調(diào)LDLR的表達(dá)。因此我們推測，TFPI可能通過活化p38從而抑制ERK的活化。上述結(jié)果提示，uPA-PAI-1復(fù)合物可能通過Ⅱ型VLDLR活化胞內(nèi)ERK，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移；而TFPI可能通過Ⅰ型VLDLR活化p38從而抑

15、制ERK的活化，從而抑制細(xì)胞增殖、遷移。 上述結(jié)果提示，Ⅱ型VLDLR影響細(xì)胞生物學(xué)行為的變化可能與ERK的活化抑制b-catenin的磷酸化降解使其在胞內(nèi)表達(dá)上調(diào)，調(diào)節(jié)特異靶基因的轉(zhuǎn)錄有關(guān)。 綜上所述，Ⅱ型VLDLR可能通過與特定配體的結(jié)合、攝取，影響細(xì)胞內(nèi)增殖、分化相關(guān)的信號途徑，導(dǎo)致相應(yīng)細(xì)胞生物學(xué)行為改變。本研究的創(chuàng)新之處在于初步揭示了Ⅱ型VLDLR的表達(dá)變化與細(xì)胞增殖、分化、遷移之間的關(guān)系及其可能涉及的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途