引用本文： 譚志輝, 張先林. IGFBP基因與胰腺癌相關性的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2016, 23(10): 1285-1288. doi: 10.7507/1007-9424.20160330 復制
胰腺癌是一種惡性程度很高、診斷和治療都很困難的消化道惡性腫瘤，約90%為起源于腺管上皮的導管腺癌。其5年生存率 < 1%，是預后最差的惡性腫瘤之一。胰腺癌早期因為癥狀不典型而不易確診，手術切除率較低，是一種嚴重危害人類健康生存的疾病[1]。手術治療和放化療是目前臨床較常用的治療方法，但治療效果一般，因此需要更精確的治療。基因治療不失為一種新的治療方式，研究發現多種基因與胰腺癌密切相關。胰島素樣生長因子結合蛋白（IGFBP）有抑制腫瘤活性的作用[2-4]，但IGFBP對胰腺癌細胞的作用尚未得到統一定論。現就胰腺癌的相關基因、IGFBP相關的惡性腫瘤以及IGFBP與胰腺癌相關性研究等方面的文獻作一綜述，以探討IGFBP基因對胰腺癌的影響。
1 胰腺癌的發生發展與基因的相關性
目前，已有較多研究從分子生物學機理探討胰腺癌的發生與發展。中國的王玉柱等[5]用siRNA沉默胰腺癌SW1990細胞中c-myc基因，檢測c-mycmRNA和蛋白的表達，同時觀察c-myc基因沉默后SW1990細胞的增殖情況、凋亡水平和細胞遷移能力的改變。其結果發現，c-myc基因在人胰腺癌SW1990細胞中的表達能降低細胞的增殖和遷移能力，促進細胞的凋亡；經進一步研究在人體內有效抑制c-myc基因的表達，則能有效控制胰腺癌的轉移。林志川等[6]檢測胰腺癌組織、胰腺癌細胞及正常肝細胞株中RUNX3基因啟動子區CpG島的甲基化狀態，同時檢測用甲基化抑制劑處理前后以上組織或細胞中RUNX3 mRNA的表達，發現胰腺癌組織及胰腺癌細胞株均存在RUNX3基因CpG島異常甲基化，RUNX3基因表達下調與胰腺癌組織分化程度及轉移有關。田青水等[7]研究發現，RECK表達與胰腺癌的TNM分期、淋巴結轉移和局部浸潤存在相關性，可作為胰腺癌的獨立預后指標，且RECK基因過表達可以抑制腫瘤血管新生，誘導腫瘤細胞凋亡，從而抑制移植瘤的生長，改善荷瘤鼠的預后。加拿大Pasiliao等[8]用siRNA研究胰島素樣生長因子2結合蛋白3（IMP3）在胰腺導管細胞癌轉移中的作用，發現IMP3有促進胰腺導管細胞癌遷移、入侵和附著的作用，認為抑制IMP3基因表達可有效抑制胰腺癌的轉移。由此可見，胰腺癌的發生發展與多種基因相關。
2 IGFBP基因與惡性腫瘤的相關性
IGFBP是能與胰島素樣生長因子(IGF)結合的調節蛋白，調節IGF與其受體(IGFR)的結合能力，影響IGFR下游信號轉導通路中信號強度，調控靶細胞的生長和增殖[9-11]。劉丹丹等[12]用免疫熒光法檢測IGFBP-1在漿液性卵巢腺癌中的表達，發現IGFBP-1的表達與卵巢癌的分化程度、侵襲能力和腫瘤轉移情況有密切關系。在腫瘤患者中，IGFBP-1與IGFBP-3的含量及比例對腫瘤的發生、發展及預后有重要意義。Hawsawi等[13]發現，IGFBP-1和IGFBP-5與乳腺癌的發生發展相關。卵巢癌患者血循環中IGFBP-3降解以及IGFBP-2明顯升高可能導致IGF-Ⅱ生物學功能改變[14]；另外，子宮內膜癌腫瘤與間質相互作用可導致腫瘤微環境內IGFBP-3表達下降[15], 而腫瘤微環境IGFBP-3表達的改變與子宮內膜癌的生長、侵襲和轉移密切相關。IGFBP系列基因中IGFBP7是重要基因之一，IGFBP7基因調控的IGFBP-7是IGFBP亞型之一，與高親和力IGFBP結合，調節體液和組織中IGF的可用性，同時能調節IGF與其受體結合，這種蛋白質結合IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的親和力較低，屬于亞科的低親和力IGFBP，它能刺激內皮生產和細胞黏附。研究[16]表明，IGFBP7基因與多種腫瘤的發生發展有一定相關性。鼠類肉瘤濾過性毒菌(v-raf)致癌同源體B1基因（BRAF）突變的細胞能分泌IGFBP7，誘導突變的細胞凋亡；當IGFBP7基因被甲基化沉默，則失去了對BRAF的抑制，該細胞惡變為癌細胞。在分子水平全基因組RNA干擾篩選的研究[17]顯示，失去了表達IGFBP-7是惡性黑色素瘤發展的一個關鍵步驟，這種分泌蛋白在細胞凋亡中起著核心作用。在細胞水平，重組IGFBP-7蛋白可誘導BRAF突變的惡性黑色素瘤細胞株凋亡[18]；在動物水平，瘤內注射pEGFC1-IGFBP7能抑制C57BL/6J小鼠惡性黑色素瘤的增長[16]，同時IGFBP7可以阻斷血管內皮生長因子（VEGF）誘導的血管生成，抑制腫瘤血管的形成[19]。Verhagen等[20]研究發現，IGFBP7的高表達能使癌細胞對化療的敏感性增加，誘導細胞周期阻滯和細胞凋亡。Pen等[21]研究發現，IGFBP7能刺激β-半乳糖苷酶的活化，從而誘導癌細胞衰老，同時可抑制腫瘤細胞的生長，具體機理尚需要進一步研究。國內的一項研究[22]用穩定轉染質粒pCMV6-IGFBP7轉染乳腺癌細胞系MCF-7，發現IGFBP7可通過抑制ERKl/2信號通路下調cyclin Dl和cyclin E蛋白表達，上調p27KIPl/p2lCIPl/WAFl和p53蛋白表達，以及抑制Rb磷酸化，從而發揮抗腫瘤作用。IGFBP7還是結直腸癌抑制基因[23]，TGF-β1和Wnt信號通路的靶基因包括原癌基因（c-myc）、CCND1和蛋白質Dvl2/3，都能介導成纖維細胞表達高水平的IGFBP7，從而起到自身保護的作用。Liu等[24]也發現，低表達IGFBP7的胃癌患者預后不良，但Sato等[25]用免疫組化及PCR的方法檢測胃癌腫瘤標本IGFBP7的表達，發現IGFBP7的高表達與胃癌的進展及較差的預后密切相關，兩項研究結果不盡一致。此外，IGFBP7的高表達或低表達還與食管腺癌[26]、卵巢漿液性癌[27]、小細胞肺癌[28]及相關腫瘤的預后相關，但具體作用機理及利弊關系還需要更深入的研究以確定。綜上可見，IGFBP與多種腫瘤密切相關，而主要作用則可能是腫瘤的促進因素。
3 IGFBP基因與胰腺癌的相關性
生長激素結合于肝細胞的生長激素受體后促進IGF-1的表達，IGF-1參與胰腺β細胞小島營養、誘導其代償性增生和胰島素釋放[29-30]，作為一類多功能細胞增殖調控因子，在細胞的分化、增殖以及個體的生長發育中具有重要的促進作用。胰腺星狀細胞與胰腺導管腺癌密切相關，通過改變胰腺星狀細胞的微環境，檢測IGF-1的水平發現，IGF-1呈高表達，且能調節細胞的增殖與代謝，同時IGFBP-2和IGFBP-3呈低表達[31]。日本的Miwa等[32]通過對超表達微管相關（TPX2）的胰腺癌手術切除標本和多個胰腺癌細胞系的研究發現，TPX2 siRNA能有效抑制胰腺癌細胞的增殖，將TPX2 siRNA直接注射到皮下植入的裸鼠胰腺癌細胞，顯示其有抗增殖效果，說明TPX2 siRNA有治療胰腺癌的潛力；用血管生成數組方法篩選血管生成相關的56個因子，IGFBP-3的含量在TPX2 siRNA處理組明顯高于對照組。這一研究結果提示，TPX2基因與腫瘤的血管生成密切相關，同時也說明在TPX2高表達的胰腺癌組織細胞中IGFBP-3呈高表達，血管生成作用可能與IGFBP-3密切相關。此外，IGFBP-3基因甲基化在預測Ⅱ期直腸癌腫瘤復發也有重要意義[33]。Kendrick等[34]研究胰腺癌患者血清IGFBP-2的水平，認為IGFBP-2可以作為診斷胰腺導管腺癌的一個生物學標志物。由此可見，IGFBP系列蛋白可能與胰腺癌密切相關。對于IGFBP7與其他腫瘤的相關性研究相對較多，目前關于IGFBP7基因對胰腺癌細胞的影響研究尚少。An等[35]通過免疫組織化學方法評估胰腺導管腺癌（PDAC）患者接受腫瘤切除手術后IGFBP7的表達，發現與相鄰正常胰腺組織相比，在胰腺癌組織中IGFBP7的表達顯著下調。Gr?nborg等[36]利用差異蛋白質組學的方法發現，胰腺癌細胞與正常細胞相比，IGFBP-7的表達差異具有統計學意義。以上均說明IGFBP與胰腺癌密切相關。
胰腺癌從基因水平來說與多種基因密切相關，包括原癌（c-myc）基因、Runt相關轉錄因子3（RUNX3）基因、IMP3基因、TPX2基因、RECK基因、IGFBP-2基因、IGFBP-3基因等，這些基因的上調或者下調能影響胰腺癌的細胞生長、凋亡以及轉移，但具體機理目前尚不清楚，還需要進一步的研究。IGFBP系列基因與多種腫瘤，尤其是惡性腫瘤相關，包括惡性黑色素瘤、乳腺癌、結直腸癌、胃癌、食管腺癌、卵巢漿液性癌、小細胞肺癌等，可能通過高表達而調控細胞凋亡，促進腫瘤細胞的凋亡。IGFBP還能調控部分細胞因子，如VEGF，從而調控血管新生，影響腫瘤的營養。此外，還有研究[37-38]提示，IGFBP的高表達可影響腫瘤細胞的生長與遷移，能有效限制惡性腫瘤的轉移。IGFBP與胰腺癌細胞的直接關系目前尚缺乏研究，因此IGFBP與胰腺癌的關系還需要更多的臨床實驗研究來提供證據。
綜上所述，大多數研究提示IGFBP能通過IGF依賴通路抑制腫瘤細胞的功能，其高表達可能對胰腺癌具有一定的抑制作用。但由于目前對IGFBP基因缺失或突變及其調控機理尚不清楚，要想通過內源性的IGFBP基因水平改變來影響細胞的分化程度、調控腫瘤的生長和轉移概率，還需要進一步的研究。
胰腺癌是一種惡性程度很高、診斷和治療都很困難的消化道惡性腫瘤，約90%為起源于腺管上皮的導管腺癌。其5年生存率 < 1%，是預后最差的惡性腫瘤之一。胰腺癌早期因為癥狀不典型而不易確診，手術切除率較低，是一種嚴重危害人類健康生存的疾病[1]。手術治療和放化療是目前臨床較常用的治療方法，但治療效果一般，因此需要更精確的治療。基因治療不失為一種新的治療方式，研究發現多種基因與胰腺癌密切相關。胰島素樣生長因子結合蛋白（IGFBP）有抑制腫瘤活性的作用[2-4]，但IGFBP對胰腺癌細胞的作用尚未得到統一定論。現就胰腺癌的相關基因、IGFBP相關的惡性腫瘤以及IGFBP與胰腺癌相關性研究等方面的文獻作一綜述，以探討IGFBP基因對胰腺癌的影響。
1 胰腺癌的發生發展與基因的相關性
目前，已有較多研究從分子生物學機理探討胰腺癌的發生與發展。中國的王玉柱等[5]用siRNA沉默胰腺癌SW1990細胞中c-myc基因，檢測c-mycmRNA和蛋白的表達，同時觀察c-myc基因沉默后SW1990細胞的增殖情況、凋亡水平和細胞遷移能力的改變。其結果發現，c-myc基因在人胰腺癌SW1990細胞中的表達能降低細胞的增殖和遷移能力，促進細胞的凋亡；經進一步研究在人體內有效抑制c-myc基因的表達，則能有效控制胰腺癌的轉移。林志川等[6]檢測胰腺癌組織、胰腺癌細胞及正常肝細胞株中RUNX3基因啟動子區CpG島的甲基化狀態，同時檢測用甲基化抑制劑處理前后以上組織或細胞中RUNX3 mRNA的表達，發現胰腺癌組織及胰腺癌細胞株均存在RUNX3基因CpG島異常甲基化，RUNX3基因表達下調與胰腺癌組織分化程度及轉移有關。田青水等[7]研究發現，RECK表達與胰腺癌的TNM分期、淋巴結轉移和局部浸潤存在相關性，可作為胰腺癌的獨立預后指標，且RECK基因過表達可以抑制腫瘤血管新生，誘導腫瘤細胞凋亡，從而抑制移植瘤的生長，改善荷瘤鼠的預后。加拿大Pasiliao等[8]用siRNA研究胰島素樣生長因子2結合蛋白3（IMP3）在胰腺導管細胞癌轉移中的作用，發現IMP3有促進胰腺導管細胞癌遷移、入侵和附著的作用，認為抑制IMP3基因表達可有效抑制胰腺癌的轉移。由此可見，胰腺癌的發生發展與多種基因相關。
2 IGFBP基因與惡性腫瘤的相關性
IGFBP是能與胰島素樣生長因子(IGF)結合的調節蛋白，調節IGF與其受體(IGFR)的結合能力，影響IGFR下游信號轉導通路中信號強度，調控靶細胞的生長和增殖[9-11]。劉丹丹等[12]用免疫熒光法檢測IGFBP-1在漿液性卵巢腺癌中的表達，發現IGFBP-1的表達與卵巢癌的分化程度、侵襲能力和腫瘤轉移情況有密切關系。在腫瘤患者中，IGFBP-1與IGFBP-3的含量及比例對腫瘤的發生、發展及預后有重要意義。Hawsawi等[13]發現，IGFBP-1和IGFBP-5與乳腺癌的發生發展相關。卵巢癌患者血循環中IGFBP-3降解以及IGFBP-2明顯升高可能導致IGF-Ⅱ生物學功能改變[14]；另外，子宮內膜癌腫瘤與間質相互作用可導致腫瘤微環境內IGFBP-3表達下降[15], 而腫瘤微環境IGFBP-3表達的改變與子宮內膜癌的生長、侵襲和轉移密切相關。IGFBP系列基因中IGFBP7是重要基因之一，IGFBP7基因調控的IGFBP-7是IGFBP亞型之一，與高親和力IGFBP結合，調節體液和組織中IGF的可用性，同時能調節IGF與其受體結合，這種蛋白質結合IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ的親和力較低，屬于亞科的低親和力IGFBP，它能刺激內皮生產和細胞黏附。研究[16]表明，IGFBP7基因與多種腫瘤的發生發展有一定相關性。鼠類肉瘤濾過性毒菌(v-raf)致癌同源體B1基因（BRAF）突變的細胞能分泌IGFBP7，誘導突變的細胞凋亡；當IGFBP7基因被甲基化沉默，則失去了對BRAF的抑制，該細胞惡變為癌細胞。在分子水平全基因組RNA干擾篩選的研究[17]顯示，失去了表達IGFBP-7是惡性黑色素瘤發展的一個關鍵步驟，這種分泌蛋白在細胞凋亡中起著核心作用。在細胞水平，重組IGFBP-7蛋白可誘導BRAF突變的惡性黑色素瘤細胞株凋亡[18]；在動物水平，瘤內注射pEGFC1-IGFBP7能抑制C57BL/6J小鼠惡性黑色素瘤的增長[16]，同時IGFBP7可以阻斷血管內皮生長因子（VEGF）誘導的血管生成，抑制腫瘤血管的形成[19]。Verhagen等[20]研究發現，IGFBP7的高表達能使癌細胞對化療的敏感性增加，誘導細胞周期阻滯和細胞凋亡。Pen等[21]研究發現，IGFBP7能刺激β-半乳糖苷酶的活化，從而誘導癌細胞衰老，同時可抑制腫瘤細胞的生長，具體機理尚需要進一步研究。國內的一項研究[22]用穩定轉染質粒pCMV6-IGFBP7轉染乳腺癌細胞系MCF-7，發現IGFBP7可通過抑制ERKl/2信號通路下調cyclin Dl和cyclin E蛋白表達，上調p27KIPl/p2lCIPl/WAFl和p53蛋白表達，以及抑制Rb磷酸化，從而發揮抗腫瘤作用。IGFBP7還是結直腸癌抑制基因[23]，TGF-β1和Wnt信號通路的靶基因包括原癌基因（c-myc）、CCND1和蛋白質Dvl2/3，都能介導成纖維細胞表達高水平的IGFBP7，從而起到自身保護的作用。Liu等[24]也發現，低表達IGFBP7的胃癌患者預后不良，但Sato等[25]用免疫組化及PCR的方法檢測胃癌腫瘤標本IGFBP7的表達，發現IGFBP7的高表達與胃癌的進展及較差的預后密切相關，兩項研究結果不盡一致。此外，IGFBP7的高表達或低表達還與食管腺癌[26]、卵巢漿液性癌[27]、小細胞肺癌[28]及相關腫瘤的預后相關，但具體作用機理及利弊關系還需要更深入的研究以確定。綜上可見，IGFBP與多種腫瘤密切相關，而主要作用則可能是腫瘤的促進因素。
3 IGFBP基因與胰腺癌的相關性
生長激素結合于肝細胞的生長激素受體后促進IGF-1的表達，IGF-1參與胰腺β細胞小島營養、誘導其代償性增生和胰島素釋放[29-30]，作為一類多功能細胞增殖調控因子，在細胞的分化、增殖以及個體的生長發育中具有重要的促進作用。胰腺星狀細胞與胰腺導管腺癌密切相關，通過改變胰腺星狀細胞的微環境，檢測IGF-1的水平發現，IGF-1呈高表達，且能調節細胞的增殖與代謝，同時IGFBP-2和IGFBP-3呈低表達[31]。日本的Miwa等[32]通過對超表達微管相關（TPX2）的胰腺癌手術切除標本和多個胰腺癌細胞系的研究發現，TPX2 siRNA能有效抑制胰腺癌細胞的增殖，將TPX2 siRNA直接注射到皮下植入的裸鼠胰腺癌細胞，顯示其有抗增殖效果，說明TPX2 siRNA有治療胰腺癌的潛力；用血管生成數組方法篩選血管生成相關的56個因子，IGFBP-3的含量在TPX2 siRNA處理組明顯高于對照組。這一研究結果提示，TPX2基因與腫瘤的血管生成密切相關，同時也說明在TPX2高表達的胰腺癌組織細胞中IGFBP-3呈高表達，血管生成作用可能與IGFBP-3密切相關。此外，IGFBP-3基因甲基化在預測Ⅱ期直腸癌腫瘤復發也有重要意義[33]。Kendrick等[34]研究胰腺癌患者血清IGFBP-2的水平，認為IGFBP-2可以作為診斷胰腺導管腺癌的一個生物學標志物。由此可見，IGFBP系列蛋白可能與胰腺癌密切相關。對于IGFBP7與其他腫瘤的相關性研究相對較多，目前關于IGFBP7基因對胰腺癌細胞的影響研究尚少。An等[35]通過免疫組織化學方法評估胰腺導管腺癌（PDAC）患者接受腫瘤切除手術后IGFBP7的表達，發現與相鄰正常胰腺組織相比，在胰腺癌組織中IGFBP7的表達顯著下調。Gr?nborg等[36]利用差異蛋白質組學的方法發現，胰腺癌細胞與正常細胞相比，IGFBP-7的表達差異具有統計學意義。以上均說明IGFBP與胰腺癌密切相關。
胰腺癌從基因水平來說與多種基因密切相關，包括原癌（c-myc）基因、Runt相關轉錄因子3（RUNX3）基因、IMP3基因、TPX2基因、RECK基因、IGFBP-2基因、IGFBP-3基因等，這些基因的上調或者下調能影響胰腺癌的細胞生長、凋亡以及轉移，但具體機理目前尚不清楚，還需要進一步的研究。IGFBP系列基因與多種腫瘤，尤其是惡性腫瘤相關，包括惡性黑色素瘤、乳腺癌、結直腸癌、胃癌、食管腺癌、卵巢漿液性癌、小細胞肺癌等，可能通過高表達而調控細胞凋亡，促進腫瘤細胞的凋亡。IGFBP還能調控部分細胞因子，如VEGF，從而調控血管新生，影響腫瘤的營養。此外，還有研究[37-38]提示，IGFBP的高表達可影響腫瘤細胞的生長與遷移，能有效限制惡性腫瘤的轉移。IGFBP與胰腺癌細胞的直接關系目前尚缺乏研究，因此IGFBP與胰腺癌的關系還需要更多的臨床實驗研究來提供證據。
綜上所述，大多數研究提示IGFBP能通過IGF依賴通路抑制腫瘤細胞的功能，其高表達可能對胰腺癌具有一定的抑制作用。但由于目前對IGFBP基因缺失或突變及其調控機理尚不清楚，要想通過內源性的IGFBP基因水平改變來影響細胞的分化程度、調控腫瘤的生長和轉移概率，還需要進一步的研究。