胃泌素和結(jié)直腸癌研究進(jìn)展(一)

1、胃泌素和結(jié)直腸癌研究進(jìn)展 (一 )【摘要】胃泌素(Gas)是一種重要的胃腸激素，具有調(diào)節(jié)胃酸分泌和促進(jìn)消化道黏膜上皮增殖作用。近年來研究說明，Gas對結(jié)直腸癌(CRC有促生長作用。Gas有多種活性形式，作用于不同CCK受體，發(fā)揮該生物學(xué)作用。Gas前體、Gly-G17、甘氨酸延伸性Gas受體、 腫瘤的自分泌/旁分泌途徑、Gas及Gas受體作為CRC分子靶向治療等是研究新進(jìn)展。【關(guān)鍵詞】胃泌素胃泌素受體結(jié)直腸癌AbstractGastrinisanimportantgastrointestinalhormones,regulategastricacidsecretionandpromotethe

2、prolif erationofdigestivetractepithelial.Recentstudiesshowthatgastrincanpromotethegrowthofcolorectal cancer( CRC) .TherearemanyactivityformsofgastrinanddifferentkindsofCholecystokinin( CCK)receptors.ThebiologicaleffectofgastrinismainlymediatedbyCCKreceptors.Gastrinprecursors,glycine -extendedgastrin

3、17,glycine-extendedgastrinreceptor,thetumor'sautocrine/paracrinepathway,gast rinandgastrinreceptorasamoleculartargetedtherapyinCRCarenewprogressofrecentstudies.Keywords Gastrin;gastrinreceptor;colorectalcancer胃泌素(Gastrin，Gas)作為一種多肽類激素，除了能調(diào)節(jié)胃酸分泌外，也作為一種生長因 子，促進(jìn)消化道黏膜上皮增殖。在消化道腫瘤，尤其是結(jié)直腸癌(ColorectalCa

4、ncer， CRC)的促生長方面，一直引起人們的關(guān)注。動物實(shí)驗(yàn)以及體外細(xì)胞系培養(yǎng)的研究說明，Gas對結(jié)直腸腫瘤有促生長作用，同時發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可能通過自分泌/旁分泌途徑產(chǎn)生 Gas 1，并作用于胃泌素受體(GastrinReceptor, GR) 25，從而發(fā)揮促腫瘤生長作用。臨床上也發(fā) 現(xiàn)局部CRC患者存在高胃泌素血癥(Hypergastrinemia ),手術(shù)切除腫瘤后 Gas水平明顯下降6。另外，質(zhì)子泵抑制劑(ProtonPumpInhibitor , PPI)可引起高胃泌素血癥，隨著 PPI被 廣泛應(yīng)用，是否促進(jìn) CRC發(fā)生或開展也是近來研究熱點(diǎn)。本文主要就Gas與CRC關(guān)系的研究情況做

5、一綜述。1Gas, GR與受體拮抗劑1.1Gas產(chǎn)生過程及類型成熟 Gas產(chǎn)生過程是典型的由激素原加工成激素的過程。人類胃泌素基因是單拷貝基因，位于 17號染色體g區(qū)，由4.1kb組成。胃竇部 G細(xì)胞產(chǎn)生單一的，長 度為0.7kb的mRNA,胃泌素mRNA在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中翻譯生成前胃泌素原，前胃泌素原除去 N 末端的信號肽， 生成胃泌素原而被轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體。在高爾基體內(nèi)， 胃泌素原經(jīng)硫酸化作 用后，由高爾基體囊泡運(yùn)輸?shù)?G 細(xì)胞基底部的早期內(nèi)分泌顆粒內(nèi)。運(yùn)輸過程中，在胰蛋白 酶 、 類 羧基 肽 酶 E 等 酶的 作用 下 ， 胃 泌 素 原 被 降 解生 成 甘 氨 酸 延 伸 性 胃 泌 素

6、 34( glycine-extendedgastrin34 ， Gly-G34)。 Gly-G34 在內(nèi)分泌顆粒內(nèi)可在肽酰甘氨酸羥單氧化酶(peptidyl-amidatingmono-oxygenase , PAM)的作用下酰氨化， 形成酰胺化胃泌素 34 (G34)。Gly-G34 在非內(nèi)分泌顆粒內(nèi)，還可在激素轉(zhuǎn)換酶作用下，切去氨基末端多肽，形成甘氨酸延伸性胃泌素17 (glycine-extendedgastrin17 , Gly-G17)。而G34在激素轉(zhuǎn)換酶作用下轉(zhuǎn)換成酰 胺化胃泌素17 (G17)。以往認(rèn)為，G17可由Gly-G17酰胺化而成，但 Varro等7實(shí)驗(yàn)證 實(shí)，該過程

7、不能實(shí)現(xiàn)。因此，G17、 G34 以及 Gly-G17 均為胃泌素原的終產(chǎn)物。1.2GR類型及受體拮抗劑GR受體目前研究結(jié)果提示有四種。其中經(jīng)典的GR有兩種，即CCK-ACCK-B 1,7，同屬于具有7個跨膜區(qū)的G蛋白偶聯(lián)受體超家族，各自氨基酸序列相差50%,能被不同的受體拮抗劑拮抗。CCK-A主要存在于胰腺腺泡細(xì)胞和膽囊平滑肌細(xì)胞上，對膽囊 收縮素(Cholecystokinin , CCK親和力大于 Gas。CCK-B主要存在于胃壁細(xì)胞上，調(diào)節(jié)胃酸 分泌，對Gas和CCK的親和力相似，CCK-B也在很多腫瘤細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)，曾經(jīng)被認(rèn)為是促進(jìn)腫 瘤細(xì)胞生長的受體，但在結(jié)直腸癌細(xì)胞上檢出率卻很低。C

8、CK-B有很多異構(gòu)體，其中一種稱為厶CC-B的已被證實(shí)，與傳統(tǒng)CCK-B相比，缺乏氨基端胞外區(qū)， 與G17有低親和力，與CCK 有高親和力，與傳統(tǒng)CCK-B共同表達(dá)在大腦基底節(jié)，但獨(dú)特表達(dá)在AGS胃腫瘤細(xì)胞上，在結(jié)直腸癌細(xì)胞株中8，也發(fā)現(xiàn) CCKB,提示可能與腫瘤有關(guān)。第三種GR稱為CCK-C最早在胃癌細(xì)胞株上發(fā)現(xiàn)，是一種低親和力受體，對G17和Gly-G17親和力相似，其結(jié)構(gòu)與前兩種不同，是脂肪酸伊氧化酶類，能被非選擇性受體拮抗劑氯苯酰色氨酸拮抗，Baldwin等9用RT-PCF方法證實(shí)在75%結(jié)直腸癌細(xì)胞表達(dá)，Biagini等10丨也用RT-PCR法在結(jié)直腸癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)100%有mRNA表

9、達(dá)，但它的低親和力在解釋結(jié)直腸癌的自分泌/旁分泌環(huán)時有缺憾。第四種GR稱為甘氨酸延伸性 GR, 1994年由Seva等11報道，這是一種對 Gly-G17 有高選擇性和親和力，能促進(jìn)各種細(xì)胞生長，包括結(jié)直腸癌細(xì)胞株Lovo、HT29 12，楊等13丨也在DLD-1結(jié)直腸癌細(xì)胞株上發(fā)現(xiàn)該受體，不能被CCK-A受體拮抗劑L364或CCK-B受體拮抗劑 L365 拮抗，但能被非選擇性受體拮抗劑氯苯酰色氨酸拮抗，對結(jié)直腸腫瘤細(xì)胞 有促生長作用。2Gas對結(jié)直腸癌的促生長作用 內(nèi)源性高胃泌素血癥與結(jié)直腸癌發(fā)生的關(guān)系既往文獻(xiàn)報道差異較大。但近年來得到越來越多證據(jù)的支持。根底研究提示APC ( Min+/-

10、)小鼠口服奧美拉唑(Omeprazole)后血清Gastrin水平升高56倍，平均生存期從13周降到10周，大、小腸腺瘤增殖指數(shù)分別升高29%和35%，胃泌素免疫原( Gastrimmune )接種可逆轉(zhuǎn) Omeprazole 效應(yīng) 14。同時臨床研究提 示結(jié)直腸腫瘤患者， 在腫瘤切除后， 體內(nèi)胃泌素水平有明顯下降， 大規(guī)模巢式病例對照研究 提示，結(jié)直腸癌病例組有10.7%的患者Gas水平高于正常，而對照組僅有3.9% 15，而幽門螺桿菌(Helicobacterpylori , Hp)感染、質(zhì)子泵抑制劑(Protonpumpinhibitors , PPIs)的使用、胃體萎縮性胃炎、腫瘤自分

11、泌等都是Gas升高的原因，在對卓-艾氏綜合征及慢性自身免疫性胃炎患者研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性Gas可刺激結(jié)腸黏膜腺管細(xì)胞異常增殖，腺瘤形成，甚至癌變16，但也有不同報道，如 Osbuch等17對97例卓-艾綜合征患者的研究并未發(fā) 現(xiàn)結(jié)腸癌發(fā)生率升高。目前主要傾向于結(jié)直腸癌的Gas自分泌/旁分泌學(xué)說，尤其是 Gas前體和Gly-G17在結(jié)直腸癌中的作用，越來越受重視。Koh等18利用轉(zhuǎn)基因鼠研究 Gly-G17過表達(dá)對結(jié)直腸黏膜增殖影響，與野生型鼠比擬，轉(zhuǎn)基因鼠血清和結(jié)腸黏膜Gly-G17水平顯著增高，結(jié)腸黏膜厚度增加43%，結(jié)腸黏膜增殖指數(shù)明顯升高，提示Gly-G17在結(jié)腸癌發(fā)生中可能有重要作用。$&

12、quot;9人等19利用轉(zhuǎn)基因鼠研究Gas前體對氮氧甲烷誘導(dǎo)的結(jié)腸癌的發(fā)生作用，與過表達(dá)G-34及野生型相比，Gas前體組腺瘤、腺癌數(shù)量均顯著增加，也提示Gas前體在結(jié)腸癌發(fā)生中的重要作用。3Gas促進(jìn)結(jié)直腸癌發(fā)生的可能機(jī)制3.1促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖目前認(rèn)為Gas對結(jié)直腸癌的作用主要是通過自分泌/旁分泌途徑1：結(jié)直腸癌細(xì)胞產(chǎn)生 Gas 并通過與腫瘤細(xì)胞及周圍細(xì)胞上受體作用后，發(fā)揮促生長作用。Todisco 等 20發(fā)現(xiàn)胃泌素與其受體結(jié)合后誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)鈣離子流動，并激活細(xì)胞內(nèi)腺苷酸 環(huán)化酶使環(huán)磷酸腺苷(cAMP)增高導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一系列信號傳導(dǎo)，并最終導(dǎo)致c-fos、c-jun等細(xì)胞分化早期基因的表達(dá)和絲

13、裂素活化蛋白激酶( Mitogenactivatedproteinkinase ， MAPK) 的活化，促進(jìn) DNA合成和細(xì)胞活化。Koh等21指出胃泌素是 B鏈蛋白/T淋巴細(xì)胞因子 -4 ( 3-catenin/TCF-4)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的有效生物活性靶目標(biāo)，伊catenin/TCF-4在細(xì)胞核內(nèi)是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子， 在結(jié)直腸癌的細(xì)胞增殖中起重要的調(diào)節(jié)作用。 Iishi 等發(fā)現(xiàn)胃泌素與受 體結(jié)合后刺激細(xì)胞膜上的磷脂酶C ( PLC)，進(jìn)一步激活蛋白激酶 C ( PKC)，使細(xì)胞內(nèi)鈣離子釋放，并進(jìn)一步激活I(lǐng)型cAMP依賴型蛋白激酶，最終將鳥氨酸脫羧酶(ODC)活性等信息轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，促進(jìn)細(xì)胞迅

14、速增長。Zhang等22進(jìn)一步證明腸黏膜細(xì)胞的增殖分化和移位依靠細(xì)胞內(nèi)腐胺信號的傳導(dǎo)途徑，而ODC是腐胺合成的第一限速酶，細(xì)胞內(nèi)腐胺水平的調(diào)節(jié)完全依賴于ODC活性，胃泌素與受體結(jié)合后，可通過該途徑，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。3.2抑制腫瘤細(xì)胞凋亡根據(jù)目前研究結(jié)果， Gas抑制腫瘤細(xì)胞凋亡，主要包括以下3個途徑。 一是激活絲氨酸/蘇氨酸激酶(AKT)：該酶在細(xì)胞凋亡過程中發(fā)揮重要作用， Todisco等20發(fā)現(xiàn)胃泌素通過激活磷脂酰肌醇-3激酶、絲裂素活化蛋白激酶p-38誘導(dǎo)AKT,從而抑制胰腺癌細(xì)胞株AR42J細(xì)胞的凋亡。二是調(diào)節(jié) bcl-2、bax表達(dá)抑制腫瘤細(xì)胞凋亡：Kidd 23等報道，用克替丁處

15、理動物后，內(nèi)源性高胃泌素血癥導(dǎo)致增生 /凋亡比例明顯高于對照組和停 藥組，腺體中 bcl-2 表達(dá)增高，而 bax 表達(dá)下降，說明高胃泌素血癥不僅與細(xì)胞增殖有關(guān)， 亦與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。三是誘導(dǎo)腫瘤抑制基因 p53 突變： luque 24等研究說明，由高 胃泌素血癥誘導(dǎo)的嗜鉻細(xì)胞樣細(xì)胞瘤(ECLoma，過度產(chǎn)生的野生型 p53在C末端發(fā)生了突變，從而轉(zhuǎn)變了 p53 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。3.3 刺激腫瘤細(xì)胞浸潤 Kermorgant 等 25發(fā)現(xiàn)結(jié)、直腸癌細(xì)胞表達(dá)大量未成熟甘氨酸延伸 型胃泌素，后者能刺激結(jié)、直腸癌細(xì)胞增殖，并證實(shí)大腸癌LOVO細(xì)胞表達(dá)胃泌素和 CCKB受體mRNA,這些細(xì)胞分泌基

16、質(zhì)金屬蛋白酶MMP21、MMP22和MMP29、MMP能降解細(xì)胞外基質(zhì)成分， 促進(jìn)細(xì)胞遷移，為腫瘤細(xì)胞進(jìn)一步浸潤提供了前提。與對照組相比，甘氨酸延伸 型胃泌素顯著地增強(qiáng)LOVO細(xì)胞MMP分泌，細(xì)胞遷移增至 23倍，CCKB受體拮抗劑那么抑制LOVO細(xì)胞MMP分泌。因此，胃泌素在腫瘤細(xì)胞的浸潤中起著重要的作用。3.4Gas和環(huán)氧化酶-2 (COX-2)的協(xié)同作用研究說明COX-2與胃癌等腫瘤的發(fā)生、開展有密切的關(guān)系。Yao等26證實(shí)胃泌素在體內(nèi)外促進(jìn)結(jié)腸腫瘤細(xì)胞增殖和腫塊生長，且與胃泌 素劑量呈正相關(guān)，這種促進(jìn)作用能被COX-2特異型抑制劑NS-398逆轉(zhuǎn)。胃泌素能引起轉(zhuǎn)染體細(xì)胞COX-2啟動子

17、活性增加兩倍，誘導(dǎo)COX-2蛋白的表達(dá)，增加 PGE2的合成。這些研究說明，COX-2是胃泌素的下游目標(biāo)之一，特異性COX-2抑制劑能逆轉(zhuǎn)胃泌素的營養(yǎng)特性，也許能預(yù)防由高胃泌素血癥誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌的生長。4Gas及GR在結(jié)直腸癌診治作用中的新進(jìn)展4.1Gas或GR檢測用于結(jié)直腸癌診斷和判斷預(yù)后結(jié)直腸腫瘤組織中Gas及GR表達(dá)的文獻(xiàn)報道差異較大，大多數(shù)研究結(jié)果顯示癌組織中 Gas 表達(dá)量有顯著增高，癌組織和癌旁組織中 GR陽性表達(dá)率明顯高于正常組織2729,提示Gas可作為消化道腫瘤臨床診斷與預(yù)后判斷的一項(xiàng)參考指標(biāo)，癌旁組織雖無組織形態(tài)學(xué)改變，但GR陽性率高，暗示此處組織可能已處于癌前狀態(tài)， 在需

18、要實(shí)行手術(shù)切除的腫瘤治療時， 在切除范圍允許的條件下， 其遠(yuǎn)端切緣 應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離癌組織，另外也可能作為結(jié)直腸癌患者術(shù)后隨訪的一個指標(biāo)。4.2Gas及GR作為結(jié)直腸腫瘤的靶向治療點(diǎn)對Gas在結(jié)直腸腫瘤促進(jìn)作用及機(jī)制的研究，其最終目的是為腫瘤的防治提供新的思路和方法。 靶向治療是研究熱點(diǎn)， 目前主要集中在以下 幾個方面：一是抑制Gas的分泌：主要是生長抑素的使用，在人結(jié)腸腫瘤細(xì)胞系和結(jié)腸腺癌上已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 5 種生長抑素的特異受體， 目前有兩種長效生長抑素類似物奧曲肽 ( octreotide ) 和RC160,其中octreotide抑制在體內(nèi)和體外條件下 Gas刺激的生長得到驗(yàn)證，已經(jīng)用在治 療晚期胃腸道腫瘤病人， 但 Smith 等研究發(fā)現(xiàn)用 octreotide 治療晚期結(jié)腸癌沒有效果， RC160 能抑制人胰腺癌腫瘤細(xì)胞、人結(jié)腸癌腫瘤細(xì)胞HT29的生長，另有兩項(xiàng)研究顯示RC160能顯著降低結(jié)腸細(xì)胞的肝轉(zhuǎn)移。二是GR拮抗劑：GR拮抗劑的抗腫瘤作用在動物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)上均已得到證實(shí)。國外已發(fā)現(xiàn)的GR拮抗劑主要有氨基酸衍生物如benzotript、D134308,苯二氮卄卓衍生物如 L2365260,丙谷胺類衍生物如 Lorglumide/CR1409、loxiglumide/CR1505