Fas及其配体与胃癌的关系研究进展

文献综述

文章编号:1003-1383(2003)01-0-03　　　　　　中图分类号:R735.2　　　　　　文献标识码:A

Fas及其配体与胃癌的关系研究进展

天津市大港医院外科(300270)　黄　海

　　Fas系统是近年来受到普遍重视的介导细胞凋亡的信号传导系统,主要由Fas及其配体(Fasl)构成,Fas与Fasl结合,可向细胞传递死亡信号,引发细胞凋亡。肿瘤细胞通过

Fas/Fasl介导体内抗肿瘤T细胞凋亡来反击体内免疫系统,

并且通过抵抗Fas/Fasl介导的凋亡成为免疫逃逸部位而逃避免疫系统攻击。近年来,为了阐明胃癌发生过程中细胞凋亡异常的分子机制,对Fas/Fasl系统在胃癌及癌前病变中的表达和作用进行了深入研究,现将有关研究进展综述如下。

1.Fas/Fasl的基因定位及分子结构

　　19年,日美两个科研小组分别在不同的实验室发现两种特殊的抗体,分别能诱导带有相应抗原的不同细胞系凋亡,并将这种抗体识别的细胞表面蛋白分别称为APO21和

Fas,后来经过分子克隆出的cDNA证明APO21和Fas是一

种成分,1993年第五届人类白细胞分化抗原分类国际会议将其命名为CD95。通过鉴定Fas蛋白的结构,证明它属于肿瘤坏死因子(TNF)受体家族(1)。

人Fas基因定位于10号染色体q24.1区,编码含319个氨基酸的糖基化受体蛋白,Fas蛋白为Ⅰ型跨膜蛋白,有两种存在形式:膜结合性和可溶性,可溶性Fas(sFas)是由于交替拼接转录翻译产物缺乏跨膜区所致。sFas可与相应的配体结合,阻断Fasl与膜受体型Fas结合,从而对细胞凋亡起抑制作用

(2)

。1994年,Suda等首先纯化出40KD左右的鼠

蛋白,能与Fas结合,即Fasl,人Fasl基因定位于1号染色体

q23区,编码含281个氨基酸的蛋白,属于Ⅱ型跨膜蛋白

(3)

。

2.Fas的信号传导途径

　　目前认为,Fasl以三聚体形式诱使三个Fas聚合,然后其胞浆区死亡结构域(DeathDomain,DD)向下游传递信号。目前发现的Fas下游信号分子有FADD、RIP、Daxx。

FADD是一条具有208个氨基酸,分子量为23.3KD,广

泛分布于人体组织中的胞浆蛋白质

(4)

,应用死亡结构域的点

突变和缺失突变证实,FADD是依赖C末端的死亡结构域和

Fas胞浆区内的死亡结构域,通过同型相互作用方式结合,

这样依赖死亡结构域之间的相互作用,FADD和Fas死亡结构域相互结合形成一个死亡诱导信号复合体(death2inducing

signalingcomplex,DISC)。将死亡信号从受体向下游信号传

递,活化下游的一系列依赖Caspase的级联反应,导致细胞凋亡。FADD在胚胎发育过程中是必需的,缺失FADD的小鼠表现心衰和腹腔出血等,不能成活

(5)

。

RIP是Stanger

(6)

在酵母双杂交系首先分离出来,并于

1995年报道的,它是含一条656个氨基酸,分子量为74KD

的蛋白质,其mRNA在人体多种组织中均有程度不同的表达,最高表达在肺。RIP可与Fas通过死亡结构域结合。

RIP在胞内过度合成可导致细胞凋亡。RIP缺失的细胞,Fas凋亡信号通路无影响。RIP死亡结构域可分别与FADD

等的死亡结构域结合,使不同凋亡受体信号之间存在交叉。

Daxx为另一Fas下游信号分子,含有一段长约62个氨

基酸残基,富含谷氨酸和天门冬氨酸的结构域。Daxx的活化能激活JNK途径介导的细胞凋亡,但确切作用尚不明确。

Caspase是一个高度保守的半胱氨酸蛋白酶家族,所有Caspase均以非活化的前体形式存在,一旦Caspase被激活,

细胞进入一个不可逆的凋亡过程,故Caspase是细胞凋亡的执行者,是凋亡的最后通路。其中Caspase23的激活最为关键。

研究者将Fas诱导的凋亡细胞分为两大类,分别代表两条不同的传导途径(7)。在Ⅰ类细胞Fas通过形成足量的

DISC,在短时间内使Caspase23活化,凋亡继续进行而不受Bcl22的阻抑。在Ⅱ类细胞,DISC的形成量较少,而线粒体

膜电位的下降先于Caspase28和Caspase23的活化,同时导致细胞色素C的释放。细胞色素C与Apaf21及Caspase29前体,ATP形成复合物,然后对Caspase29前体酶切,使之成为有活性的Caspase29,进而激活Caspase23,在此过程中Bcl22和Bcl2Xl的过表达可组织细胞色素C的释放,从而阻抑凋亡信号的传导。该通路导致凋亡需时较长。P53可以增加Fas的表达水平,而使之更倾向于凋亡,一些癌基因(如c2myc)以及电离辐射也能调节细胞表面Fas的表达,从而调节细胞凋亡。

3.Fas/Fasl的表达及病理生理作用

　　Fas在多种细胞中均有表达,但在不同的细胞中表达量不同,表达Fas的细胞有活化的T、B淋巴细胞、单核细胞、成纤维细胞、肾小球系膜细胞、内皮细胞、肝胆细胞、卵巢细胞及子宫内膜细胞等。机体内许多组织和细胞都可组成或经激活诱导表达Fas和/或Fasl,但以免疫系统的表达最为丰富,在肝、心、肺、肾、卵巢、子宫、皮肤等器官的组织中也可有较高水平的Fas表达,特别是成纤维细胞、内皮细胞和上皮细胞,而Fasl在上述组织几乎不表达。

过去认为人类只有激活的T淋巴细胞有Fasl的表达,近几年的研究发现,在眼睛前房内细胞和睾丸内的细胞及中

　　作者简介:黄　海(1970-),男,天津市大港区人,主治医师,硕士生在读。研究方向:胃肠肿瘤的发病机制及治疗。

　　右江医学2003年第31卷第1期枢神经系统,有高水平的Fasl表达。多种恶性肿瘤如黑色素瘤、直肠癌、胃癌、肝癌、肺癌等组织内均有高水平的Fasl表达(8,9)。Fas系统功能正常对于机体自稳有重要作用,Fas/

Fasl的异常表达与自身免疫系统疾病,移植免疫和肿瘤免疫

有关。肿瘤的发生发展不仅与细胞无限增殖无关,而且与细胞凋亡有密切关系,当细胞促凋亡基因活性受抑制和/或抗凋亡基因被激活时,细胞不能凋亡而长期存活,如再加上癌基因异常高表达和/或肿瘤抑制基因活性受抑制,就可能导致细胞癌变和肿瘤形成。大多数良性肿瘤的Fas表达水平低于正常组织,而恶性肿瘤的Fas表达显著下调或丢失,发生转移的恶性肿瘤Fas几乎完全丧失。在Fas表达下调的同时,恶性肿瘤还可能通过上调Fasl的表达,主动攻击浸润性活化的T细胞(CTL),杀死表达Fas的CTL细胞从而逃避凋亡。

Fas在膜外时以可溶性形成出现(sFas),已有资料表明sFas及sFasl参与了实体瘤患者的免疫抑制及组织损伤过

程,患恶性肿瘤时sFas含量上升。sFas可能通过与细胞Fas分子竞争结合Fasl而阻断Fas介导的细胞凋亡。Jodo等(10)发现肝细胞癌病人血浆sFas水平与肝细胞癌密切相关,可能是肝细胞癌筛选的指标。Mizutani等

(11)

在研究膀胱癌细

胞株时,观察到高水平的Fasl的表达而膀胱癌病人血清的

sFas平均水平较正常人增高3倍,膀胱癌的预后与血浆sFas

水平呈负相关,低水平的血浆sFas有较高的5年生存率。

4.Fas的表达与胃癌及胃癌前病变

　　胃粘膜癌变是一种经历多阶段病变的缓慢过程,尽管已发现多种肿瘤相关基因参与这一过程,但目前仍未确定哪种基因异常与胃粘膜病变有特异的相关性。Kusakabe等(12)用免疫组化ABC方法检测了626例胃癌组织,51例胃腺瘤和邻近癌组织的正常胃粘膜上皮。结果发现Fas在70%以上的胃癌中有表达,但主要出现在低分化癌,男性病人和51岁以上病人,虽然先前的很多报告显示Fas的表达与癌的进展有关,但在胃癌Fas的表达与癌的进展及预后无明显关系,认为Fas的表达在胃癌形成的早期起重要作用,在胃癌的发展过程中作用不大。Lee等(12)报道胃癌细胞和浸润的淋巴细胞内都有Fas和sFas表达,Hayashy等

(14)

检测了来源于人

类胃癌的细胞株MKN274、MKN2456、MKN27、KATO2Ⅲ、

MKN228的Fas表达,同时用抗Fas与这些细胞株作用,结果5个胃癌细胞株均有不同程度的Fas表达,用抗Fas可诱导

胃癌细胞凋亡,并与Fas表达率呈正相关。Fas与Fasl结合可促进胃癌细胞和浸润淋巴细胞凋亡,而sFas可与膜受体

Fas竞争Fasl,从而抑制胃癌细胞与浸润淋巴细胞凋亡。Pork等

(15)

用PCR方法检测了43例胃癌,发现5例有Fas的

死亡结构域突变,因只发生在肠型胃癌,与弥漫型胃癌的区别无统计学意义(P=0.068),认为Fas基因突变可能在胃癌的抵抗中起作用,在胃癌的发生发展中也起重要作用。

5.Fasl的表达与胃癌及胃癌前病变

　　胃癌及胃癌前病变不仅有Fas的表达,有证据表明也有

・65・

Fasl的表达。Osaki等

(16)

采用免疫组化方法,检测了7种人

类胃癌细胞系,47例胃腺瘤,75例胃腺癌(48例早期癌,27例进展期癌),结果Fas的表达在胃腺瘤、早期胃癌、进展期胃癌分别为18(38.3%)、21(43.8%)、10(37.0%),而Fasl在上述不同组织中的表达分别为17(36.2%)、33(68.8%)、

19(70.4%),Fasl的表达在进展期胃癌显著高于早期胃癌和

胃腺瘤,而Fas的表达在三者无明显的不同,认为Fasl的上调可能与胃癌的发展有关。Rudi等(17)发现HP相关胃炎的胃粘膜细胞表达Fasl,并可通过自泌和旁泌的方式诱导Fas阳性的胃粘膜细胞凋亡。可见Fasl表达对胃癌及癌前病变的细胞凋亡起促进性作用。

肿瘤组织表达Fasl,可使浸润的抗肿瘤的免疫细胞发生凋亡,使肿瘤细胞获得免疫逃逸。这在许多恶性肿瘤中已得到证实。Bennett等(18)报告胃癌细胞Fasl的表达,并在表达区域内发现大量的淋巴细胞凋亡。Kume等(19)通过研究淋巴上皮瘤样胃癌Fasl表达与其免疫逃逸的关系,结果Fasl表达阳性病例的细胞毒性T细胞(CTL)数量显著降低,同时伴大量淋巴细胞凋亡。因此认为肿瘤细胞表达Fasl可杀死淋巴细胞而获得免疫逃逸。

Fasl在胃癌组织中的表达既可促进胃癌细胞的凋亡,又

可促进胃癌组织中浸润的抗肿瘤淋巴细胞凋亡。看来Fasl对胃癌的发生发展起双向调节作用。Lee等(20)发现胃癌细胞系SNU2484在用IFN2L作用后,Fas的表达上调,对抗Fas的细胞毒作用更敏感。在体外试验胃癌的Fasl表达和TIL的Fas表达均被检测到。认为胃癌Fasl的表达支持免疫逃避理论,Fas与Fasl的表达至少部分解释胃癌细胞与免疫细胞相互作用的生物学行为。Lim等(21)用免疫组化方法,检测了38例早期胃癌和61例进展期胃癌的Fasl和sFasl水平,结果显示,sFasl水平在胃癌的术前诊断和术后随诊方面是有用的指标,而不同的临床分期和扩散方式,在Fasl与

sFasl的表达上没有明显不同。另外,Takahama等

(22)

报告

84例胃癌组织中,22例有Fasl的诱饵受体(decoyrecepter)的

存在,认为此受体与胃癌的进展有关,其表达及调节与胃癌逃避免疫监视有关。

6.Fas/Fasl与胃癌的治疗

　　许多抗肿瘤药物主要是通过促进肿瘤细胞凋亡而达到抑制和杀灭肿瘤的目的,一些药物如92顺铂,112反亚麻酸,

VES等诱导胃癌细胞系SGC27901的凋亡增加,认为与Fas

表达增加有关(23,34)。凋亡相关蛋白Fas的表达与肿瘤细胞对化疗药物的敏感性有关。但癌细胞Fas的表达水平异常低下,发生转移的癌细胞几乎不表达。Kim等(25)检测用低剂量52Fu和CDDP处理胃癌细胞系MKN28和MKN45,5天后细胞增殖比对照组减少50%以上。认为低剂量CDDP诱导细胞凋亡是通过受体信号途径,甚至没有游离的铂进入细胞,与52Fu抗癌的非受体信号途径有协同作用。Yin等(26)用Fas基因转导的方法,可在一定程度上逆转人胃癌耐药细胞SGC7901/VCR的多药耐药性,其涉及的机制可能

・66・

是增强细胞对凋亡诱导剂的敏感性以及降低细胞P2糖蛋白的表达水平。

从理论上讲,细胞表面Fas表达到临界水平是通过Fas系统诱导凋亡的首要条件,肿瘤细胞应有各自的临界值,但

Fas表达究竟到何种水平才能杀死肿瘤细胞尚无结论。

7.小结

　　Fas及Fasl异常表达与胃癌及癌前病变的细胞凋亡异常有关,并参与了胃癌的免疫逃逸和耐药机制的形成。当前存在的问题仍然很多,如Fas及Fasl促凋亡、免疫逃逸及异常表达的进一步机制,在细胞凋亡中与其它相关蛋白的关系如何,如何利用Fas途径逆转胃癌的免疫逃逸,提高对化疗药物的敏感性以及促进胃癌细胞的凋亡。

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　　(收稿:2002-12-09　修回:2003-02-24　编辑:潘明志)