肝细胞生长因子拮抗剂nk4抑制肿瘤的机制

肝细胞生长因子拮抗剂nk4抑制肿瘤的 肝细胞生长因子拮抗剂NK4抑制肿瘤的机制 肝细胞生长因子拮抗剂NK4抑制肿瘤的机制 肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)是由间质细胞产生的细胞因子，作用于肿瘤细胞面的跨膜受体c Met蛋白，引起肿瘤细胞的浸润、转移，而且HGF对新生血管的生成起促进作用. 1997年Date等,1,用胰弹性蛋白酶对重组人HGF进行消化裂解，发现了一种新的全面拮抗HGF生物活性功能的拮抗剂 NK4. 研究证实NK4体外可以抑制HGF介导的多种肿瘤细胞的生长和转移，抑制裸鼠体内肿瘤的生长，侵袭和转移,2,. 本文对HGF结构，HGF/c Met系统特点及其HGF拮抗剂NK4的抗肿瘤效应及其机制做一综述. 1HGF结构 1984年Nakamura等在切除部分肝脏的动物血清中分离出HGF，当时发现HGF是具有强大的刺激肝细胞DNA合成和生长作用的肝细胞营养因子,3,. HGF相对分子质量是103 ku. 前体由728个氨基酸构成的无活性单链多肽. 成熟HGF是由69 ku重链(α链)和34 ku轻链(β链)通过二硫键连接形成的异二聚体，α链为一短的可形成发夹结构的N 末端区，靠近C 末端连接4个纤溶酶样Kringle区域，依次称为K1，K2，K3，K4区. 其中K1，K2区发挥重要作用，K3，K4区发挥辅助作用. K1区和α链的发夹结构为HGF与受体c Met结合的关键部位. α链不能单独使受体发生磷酸化，只有与β链同时存在才能使受体磷酸化. 但是β链又不能与受体结合，只能是在α链有受体占据时才能发挥作用，这说明β链在受体二聚化和自身磷酸化起着重要作用. HGF是由间质细胞衍生的多功能细胞因子，通过自分泌或旁分泌的形式作用于数种上皮源性细胞(如肝细胞，肾小管上皮细胞)，诱导细胞有丝分裂、刺激细胞迁移并且对抗细胞因子诱导的凋亡. 通过包括癌细胞在内的多种细胞，细胞膜上特异性受体c Met发挥生物学作用. 具有强促分裂、组织形成、诱导上皮细胞迁移. 侵袭及诱导血管生成等作用，这些都有利于肿瘤组织的发生与发展,4,;并且能破坏细胞之间的连接，使细胞间的黏附性减弱，刺激多种类型癌细胞迁移和侵袭，在癌肿转移的发生和生长中具有重要的作用. 2HGF/c Met系统特点 受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase, RTK)调控哺乳动物的发育、细胞功 能、组织内环境稳态的许多关键过程. c Met是RTK其中包括Ron亚族中一个原型成员，c Met与RTK其他家族分子结构明显不同. 人的原癌基因c met(c metprotoncogene)位于第7号染色体长臂(7q31)，约110 kb，包含21个外显子. c met基因是一种具有酪氨酸活性的生长因子受体，编码170 ku的单链前体物，进而切割排列成50 ku的α链和145 ku的β链，两个亚基以二硫键连接形成190 ku的异二聚体,5,. c met基因编码的产物是一种跨膜糖蛋白，具有经典的信号肽序列、细胞外位点结构、跨膜位点结构以及酪氨酸激酶位点结构. 胞外区是配体识别部位，可以识别并结合HGF;酪氨酸激酶位点是多种信号分子相互作用的结合部位. c Met是唯一已知的HGF的高亲和力受体. c met是一种原癌基因， 许多肿瘤表面表达c Met蛋白，c Met的过度表达是肿瘤恶性增高的一个标志. HGF激活c Met受体发生自体磷酸化，其酪氨酸激酶活性增强，导致底物蛋白的酪氨酸磷酸化，参与肿瘤的增殖、分化和侵袭转移过程(图1). 正常细胞有能力通过减少c Met的表达控制其对HGF的反应. 而在人肿瘤细胞中，c Met则呈持续过度的表达，并呈现高水平的自体磷酸化. 2004年美国临床肿瘤学会年会报道，在急性白血病患者血清中HGF浓度与肿瘤完全缓解率密切相关，高的HGF水平使患者生存期缩短. Horiguchi等,6,在转基因肝癌模型鼠的治疗中，发现HGF通过其受体c Met自分泌活动调节肿瘤的发生与血管形成，并且与肿瘤的侵袭性呈正相关. 还有许多报道HGF和/或c Met表达参与了乳腺癌、结肠癌、甲状腺癌、卵巢癌、肾癌、肝癌、膀胱癌等的发展和发生. 国内有学者发现卵巢恶性肿瘤细胞中的c Met蛋白表达与增生细胞核抗原密切相关，提示可能由于细胞c Met蛋白异常高表达，导致对HGF敏感性增强，从而促使细胞过度增生、分化乃至恶化,7,. Masuya等,8,研究发现c Met与非小细胞肺癌分期密切相关，T2~T4期c Met表达明显高于T1期，说明HGF，c Met在非小细胞肺癌侵袭、转移过程中起重要作用. 图1HGF与C-Met作用机制图 3NK4的抗肿瘤效应及其机制 前面所述HGF对肿瘤的增殖、扩散都有促进作用. 如果用HGF拮抗剂将HGF的肿瘤增殖、扩散作用都阻断，无疑将起到抗肿瘤效果. 因为NK1~NK3(即 HGF分子α链只有N末端发夹结构域和Kringle1 Kringle3而无β链)均可与HGF受体结合而具有HGF生物活性，因此有人制备了本身并没有HGF生物活性的NK4. NK4蛋白是由HGF经胰蛋白酶消化后所得的产物，它去掉了HGF α链C端的16个氨基酸，包括HGF中α链的一个发夹结构和4个Kringle结构，共447个氨基酸，相对分子质量约是50 ku. NK4与HGF相比，NK4与c Met结合的能力明显减弱. 5I HGF与肝细胞浆膜上的HGF受体的解离常数为64(5 pmol/L, 5I HGF/NK4的解离常数为486 pmol/L, 即5I HGF/NK4与肝细胞浆膜上HGF受体的亲和力仅为25I HGF的1/8. 尽管亲和力弱，但是60 nmol/L的5I HGF /NK4可竞争性完全抑制60 pmol/L 5I HGF与其受体结合. NK4与c Met结合，可以竞争性地完全抑制HGF和c Met的相互作用，影响HGF,c Met系统的信号转导，从而抑制HGF所诱导细胞的增殖、运动和形态生成，但其本身不能诱导c Met的酪氨酸磷酸化，如抑制初代培养大鼠肝细胞的DNA合成活性、抑制MDCK肾上皮细胞的迁移和形态形成作用.