整合素拮抗剂治疗脑胶质瘤的研究进展

整合素拮抗剂治疗脑胶质瘤的研究进展

肖宁(综述)艾文兵(校审)

肖宁(综述)艾文兵(校审)(三峡大学医学院湖北宜昌443000）

【中图分类号】R730【文献标识码】B【文章编号】1672-2523（2011）04-0119-02

1987年，RichardHynes首次提出整合素的概念，它是指存在于细胞膜表面的跨膜糖蛋白受体，是关联细胞间或者细胞与细胞外基质的一族粘附分子。所有的整合素分子都是由α、β两条异源二聚体蛋白通过非共价键连接而成，目前发现的至少存在25种α亚单位和11种β亚单位，亚单位之间通过非随机的连接组合，组成大约20多种不同的整合素分子。α亚单位的N末端可以和钙离子结合，β亚单位的N末端是与特异性配体结合的区域，α、β亚单位的C末端均通过踝蛋白（Talin）、纽蛋白（Vinculin）或肌动蛋白（Actin）等与细胞骨架相连，由“配体——整合素——细胞骨架跨膜系统”形成局部粘附装置，从而使配体与整合素相互作用[1]。整合素的配体有:（1）细胞外基质配体,如纤维粘连蛋白、玻璃连接蛋白、层粘连蛋白、纤维蛋白原、血栓海绵蛋白等;（2）细胞间配体,如细胞间粘附分子;（3）血管细胞粘附配体,如血管粘附分子1等。整合素与配体结合主要是通过识别配体分子中特定的氨基酸序列,大多为精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列(Arg-Gly-Asp,RGD),简称RGD序列。整合素在人体各种组织中都有表达。研究证实，它不仅介导细胞间的粘附作用，还参与细胞与细胞基质间的信号传导。对细胞的生长、增殖、分化、凋亡等过程起重要的调控作用[2,3]。并且对肿瘤细胞的发生发展，肿瘤血管的生成，以及肿瘤的侵袭和转移密切相关。

越来越多的研究表明整合素在肿瘤中的表达异常与肿瘤的侵袭转移有密切关系。在对胃癌、胰腺癌、直肠癌、结肠癌等多种消化系统恶性肿瘤的研究中发现，整合素在这些恶性肿瘤中的表达均呈现异常，除了在浸润性胃癌中整合素α6表达减弱或者消失外，在上述其他几种恶性肿瘤中均有整合素的表达增高的现象，且增高程度与肿瘤的恶性程度呈正相关。用人工干预的方法，降低高转移性黑色素瘤中整合素αvβ3和结肠癌中整合素α5β1的表达，可使两种肿瘤侵袭能力明显减弱。使用整合素αvβ3抗体进行结肠癌肝转移实验，可以显著抑制结肠癌的肝转移。另外，黏着斑激酶（FAK）和整合素α2β1在恶性肿瘤中的表达与肿瘤的恶性程度呈正相关，提示FAK与整合素在恶性肿瘤中可能存在协同作用。还有研究发现，整合素α4可以调节金属蛋白水解酶的表达，而后者是瘤细胞穿透细胞外基质所必需的。α4可以加速肿瘤细胞的播散和在远处的聚集，并能够与血管内皮粘附分子1结合，提高瘤细胞的粘附能力，促进肿瘤迁移[4]。整合素在肿瘤的血管形成和侵袭转移中的作用αvβ3和αvβ5被证明是细胞因子和肿瘤诱导的血管生成过程中必不可少的细胞表面受体，直接关系到血管形成、生存和成熟[3]。αvβ5参与血管内皮生长因子(VEGF)诱导的血管生成[5]。研究发现，肿瘤血管内皮细胞表面特异性地高表达整合素α5β3分子，其被认为是诱导肿瘤血管形成的重要的细胞黏附分子,是判断肿瘤恶性程度及预后的可靠指标[6]。整合素ανβ3是整合素大家族中的重要一员，它又被称作玻璃体蛋白结合受体。αvβ3在肿瘤诱导的血管生成过程中起重要作用[7]，近来被认为一种血管新生的标志。它主要参与成纤维生长因子2(FGF-2)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的血管生成,参与多种恶性肿瘤的新血管生成和侵袭转移等重要过程，并且与肿瘤细胞和肿瘤血管内皮细胞的增殖关系密切。研究发现，整合素ανβ3在人脑胶质瘤中的表达水平，随着肿瘤的恶性程度增高而增高。另外该研究还发现人脑胶质瘤中整合素的表达水平和血管内皮生长因子（VEGF）的表达水平呈显著的正相关，而后者被认为是一种促血管生长因子，参与肿瘤血管的生成，并能够使血管的通透性增减，促进肿瘤的侵袭和转移。这提示整合素ανβ3和VEGF在胶质瘤的恶性生物学行为中可能存在协同作用[5]。上述观点进一步说明了整合素参与了脑胶质瘤细胞的发生、发展、肿瘤血管的生成、肿瘤细胞的侵袭与转移等多种恶性生物学行为。因此，通过抗整合素作用治疗各种肿瘤特别是神经胶质瘤已经成为近年来肿瘤治疗的新思路，而被广泛深入地研究。

最近几年研究较多的整合素拮抗剂有如下几种：

①抗整合素单克隆抗体拮抗剂：实验证实，α1单克隆抗体可以有效抑制人鳞癌中血管的生成，延缓肿瘤生长[8]人源单克隆抗体抗αvβ3单抗LM609。郑伟等研究发现，它可抑制裸鼠整合素αvβ3受体阳性的乳腺癌细胞骨转移[9]。NCC-INT-7是一种抗整合素β1亚基的特异性抗体。在实验中发现，它可以抑制层粘连蛋白、纤维连接蛋白等的降解，从而抑制膀胱癌细胞的侵袭作用。它还能显著减少裸鼠胃癌细胞的转移数目[10]。NEMETH等[11]研究发现一种叫m7E3F(ab)2的αvβ3抑制剂可显著减少前列腺骨转移癌的血管生成和肿瘤细胞的增殖。CARRON等[12]在研究发现,抗αvβ3整合素的单克隆抗体LM609在体内、体外实验中均能有效抑制血管生成，并能抑制肿瘤的增长,有望成为抗肿瘤治疗的辅助药物。

（2）能够封闭整合素结合位点的拮抗剂：①识别RGD序列的整合素及其拮抗剂。②识别MLD的整合素及其拮抗剂。③识别KTS的整合素及其拮抗剂。识别RGD的整合素类拮抗剂，包括了大多数含有RGD活性位点的单链拮抗剂，以及活性位点不含有RGD序列但具有抑制识别含RGD的整合素活性的一些拮抗剂，如单链KGD，WGD以及双链KGD，MGD，WGD拮抗剂；识别MLD的整合素类拮抗剂，主要作用于白细胞表面的整合素α4β1、α9β1、α4β7；识别KTS的整合素类拮抗剂，能有效识别和选择性抑制胶原的特异性受体整合素α1β1[4]。化合物BIO5192是一种选择性α4β1拮抗剂，其作用效果较强，但只能缓解某些自身免疫疾病的临床症状，治疗效果不佳，现已经停止应用[13]。KTS-拮抗剂Obtustain是由蛇毒中分离纯化而来，可抑制α1β1，在血管形成、肿瘤转移、炎症和自身免疫等方面发挥作用[14]。

目前，使用整合素拮抗剂治疗胶质瘤大多仍处于实验室阶段或者临床试验阶段。艾文兵等[15]使用不同浓度的整合素αvβ3单克隆抗体处理大鼠C6胶质瘤细胞，结果发现，整合素αvβ3抗体对胶质瘤的生长有明显的抑制作用，且呈量效关系。在肿瘤细胞透膜实验中，整合素αvβ3抗体可以有效降低胶质瘤细胞穿透基底膜的数量，说明整合素抗体对肿瘤的侵袭也有较明显的抑制作用。冯定坤等[16]在用不同浓度整合素抗体处理人GL15胶质瘤细胞的实验中发现，抗整合素抗体不但可以增加对GL15胶质瘤细胞的增殖抑制作用，还能够降低肿瘤细胞中Ki-67蛋白的表达。

西仑吉肽是一种已经应用于临床试验的整合素抑制因子[17]，在多形性胶质母细胞瘤（GBM）新诊断患者中进行的一项独立2期研究显示，西仑吉肽联合化放疗（合并及辅助替莫唑胺加放疗）可能延长生存期[18]。IS201是一种新发现的整合素αvβ3拮抗剂，它有一个模拟RDG结合位点的环状结构，是一种高选择性的整合素αvβ3拮抗剂。在动物实验中[19]，应用IS201治疗的胶质瘤大鼠，结果发现实验组大鼠的肿瘤体积明显较对照组减小，并且生存期也显著长于对照组，两组大鼠肿瘤组织中的MVD和PCNA的表达水平实验组要明显低于对照组，说明IS201能够有效地抑制大鼠胶质瘤细胞的生长,这种作用与其抑制肿瘤的血管生成和降低肿瘤细胞的增殖有关。刘彦廷[20]等用不同浓度的整合素αvβ3拮抗剂IS201处理人GL15胶质瘤细胞，发现IS201能够明显的抑制肿瘤细胞FAK（黏着斑激酶）和ERK1/2的表达，并且对后两者的磷酸化均起到负性调节作用，均呈剂量依赖性抑制作用。说明IS201对胶质瘤的恶性增殖和侵袭性生长都有抑制作用。

神经胶质瘤是神经系统常见的恶性肿瘤，因其恶性程度高，易复发，临床治疗效果差，故成为神经科临床工作中亟待解决的难题之一。近年来众多的实验研究和现有的资料显示，整合素与包括神经胶质瘤在内的多种恶性肿瘤的发生发展，血管生成，浸润迁移等多种恶性生物学行为密切相关，以整合素为靶点，治疗神经胶质瘤已成为近期研究的热点。多种抗整合素的药物已经被研制成功或者正在研发当中，它们当中的一部分已进入临床试验阶段，也有一部分仍处于实验室阶段。从总体上说，以整合素为靶点胶质瘤的治疗值得进一步深入的研究下去，并且我们有理由相信其前途是不可限量的。

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