Claudin－7蛋白在大肠癌中的研究进展

Claudin－7蛋白在大肠癌中的研究进展
李腾雁;王晓楠(综述);丁磊(审校)
【摘要】Claudin-7 protein is one of important proteins that constitute a tight junction between cells and plays important roles in maintaining cell polarity and tightly connecting the barrier .The abnormal expression of claudin protein has a close relationship with tumor
occurrence,development and metastasis.The role of claudin-7 protein in colorectal cancer in recent years has attracted more and more
attention .The expression of claudin-7 protein in different colorectal cancer cell lines is different , in some cell lines the expression is high,but in others is low,which has a great influence on the occurrence and development of colorectal cancer.%Claudin－7蛋白是构成细胞间紧密连接的重要蛋白分子，在维持细胞极性和紧密连接屏障功能方面起重要作用。

Claudin蛋白的异常表达与肿瘤的发生、发展及远处转移有密切关系，其中Claudin－7蛋白在大肠癌发生中的作用近年来越来越引起人们的重视。

Claudin－7蛋白在不同大肠癌肿瘤细胞系中呈现出高低表达的差异，且 Claudin－7蛋白表达的高低差异影响了大肠癌的发生、发展。

【期刊名称】《医学综述》
【年(卷),期】2016(022)008
【总页数】4页(P1492-1495)
【关键词】大肠癌;紧密连接;Claudin-7;上皮间质转化
【作者】李腾雁;王晓楠(综述);丁磊(审校)
【作者单位】首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤中心，北京100038;首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤中心，北京100038;首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤中心，北京100038
【正文语种】中文
【中图分类】R332
大肠癌是全世界范围内常见的恶性肿瘤之一，对人类健康造成了严重威胁，其发病率和病死率呈逐年上升趋势。

在肿瘤切除中，外科技术取得了进步(包括对肝脏转移瘤的切除)，使得在过去的20年中大肠癌的5年生存率得到了提高，然而，目前全世界范围内肿瘤发病率中大肠癌仍排名第三，在常见肿瘤死亡原因中排名第四[1]。

这主要是由于肿瘤早期的转移及其对放疗和化疗的耐受，而肿瘤早期转移及其对放化疗耐受的原因目前仍不明确。

细胞间紧密连接结构、功能的异常和破坏是恶性肿瘤细胞易于脱离原发癌组织，造成远处侵袭和转移的重要原因之一。

现就紧密连接蛋白Claudin-7在大肠癌中的研究进展进行综述。

紧密连接是细胞黏附形式的一种，是由闭合蛋白、Claudins蛋白和连接黏附分子3种膜蛋白以及闭合小环蛋白(ZO-1、ZO-2和ZO-3)等胞质蛋白组成的蛋白复合体[2-4]。

紧密连接不仅在维持机体内环境稳定和机体正常功能中发挥重要作用，同时也参与维持细胞的极性，将上皮细胞顶端与基底侧膜上的膜蛋白相互隔离，防止其相互扩散，从而发挥栅栏功能和屏障功能，维持组织的稳态[5]。

目前已发现的Claudin蛋白家族共27个[6]，Claudin-7蛋白是Claudin家族的主要成员之一，由211个氨基酸残基组成，编码基因位于人类染色体17p13[7]。

在Claudin 蛋白家族中，Claudin-7蛋白表现出了独特的细胞分布特性，在各种上皮细胞(如
肠道、胃、肺、膀胱、皮肤和肾脏等部位)中均有分布，Claudin-7蛋白不仅在细胞顶部分布，同时也在基膜中分布[8]。

2.1 Claudin-7在不同肿瘤中的表达Kominsky等[9]研究发现，在乳腺癌组织中Claudin-7蛋白表达下调或缺失。

Kapral等[10]对32例喉癌患者的癌组织和癌旁组织进行检测，发现癌组织中Claudin-7信使RNA的表达量明显低于形态正常的组织。

Usami等[11]研究发现，在食管癌组织中Claudin-7表达减少。

Johnson等[12]发现，Claudin-7在人胃癌组织中高表达。

Dahiya等[13]检测88例卵巢癌患者的Claudin-7表达，发现在所有癌组织样本中Claudin-7信使RNA 表达均上调。

Claudin-7在不同的癌组织中表达量的变化，提示其在恶性肿瘤组织中的表达增高或降低可能会引起紧密连接分子的正常结构破坏或生理功能障碍，其在不同肿瘤中表达变化及其与恶性肿瘤的发生、发展和转移的关系尚在研究中。

上皮细胞稳态的失调增强了致癌性的转化和生长，然而Claudin-7蛋白在大肠癌发生中的调节作用尚未完全知晓。

在最近的研究中，利用来自患者的病理组织标本，通过体内及体外实验中对大肠癌肿瘤细胞Claidin-7表达的调控，人们推测Claudin-7蛋白与大肠癌之间具有潜在的作用关系[14]。

2.2 Claudin-7与大肠癌
2.2.1 Claudin-7蛋白在大肠癌中的低表达
2.2.1.1 Claudin-7蛋白启动子甲基化与其在大肠癌中的低表达Nakayama等[15]检测了大肠癌Colo320细胞系中Claudin-7启动子区域的甲基化状态，试验中包含了26例大肠癌0期伴腺瘤患者和90例进展期大肠癌患者(Ⅰ～Ⅳ期)及相应的转移淋巴结；结果显示，在Colo320细胞系(Claudin-7阴性)中检测到了Claudin-7启动子的甲基化，使用5-氮杂-2-脱氧胞苷处理后，恢复了Claudin-7的表达；在大肠癌组织中，与相邻的腺瘤病变和非肿瘤上皮细胞相比，大肠癌0期患者中有62%出现了Claudin-7低表达，在Ⅰ～Ⅳ期患者中有80%出现了低表
达，而腺瘤病变和非肿瘤上皮细胞与血管浸润的发生率和临床病理分期有密切的关联；在20%的大肠癌患者中检测到了Claudin-7启动子甲基化，同时伴随着Claudin-7低表达；然而，在相应的转移淋巴结中Claudin-7往往重新表达；因此认为，启动子甲基化可导致Claudin-7基因沉默，并且其导致的Claudin-7低表达有可能在结直肠肿瘤的进展过程中发挥重要作用。

2.2.1.2 Claudin-7蛋白信使RNA与其在大肠癌中的低表达Bornholdt等[16]采用实时定量反转录聚合酶链反应技术，从Claudin-7信使RNA水平对18例正常人、100例不典型增生患者和121例大肠癌患者进行了检测；在对来源于健康个体的活组织与来源于癌症患者的活组织进行检查比较时，发现癌症患者Claudin-7信使RNA水平较正常人下降了270%；同样，与来自相同个体的对照样本进行比较时，在轻/中度发育异常、重度发育异常和癌组织中，均发现了Claudin-7信使RNA水平下降，信使RNA水平的下降通过免疫组织化学在蛋白水平得到了确认；因此认为，在大肠癌发生的早期就已经发生了Claudin-7信使RNA水平的下降，并且认为Claudin-7表达下降有可能参与了腺瘤对上皮屏障的破坏。

2.2.1.3 临床病理中的相关证据Suren等[17]对70例已经确诊为大肠癌的患者采用免疫组织化学法检测Claudin-1、Claudin-4和Claudin-7表达的缺失；为了评估Claudin-1、Claudin-4和Claudin-7蛋白表达缺失与临床病理数据之间的关系，对搜集的临床病例进行了分组，<1/3的肿瘤细胞中出现Claudin蛋白表达缺失病例被定义为轻度缺失组，≥1/3的肿瘤细胞中出现Claudin蛋白表达缺失被定义为中-重度缺失组；试验发现，Claudin-1、Claudin-4和Claudin-7表达的严重抑制与肿瘤浸润深度、区域淋巴结阳性、组织学分级、淋巴血管浸润、嗜神经侵袭和淋巴细胞反应有密切关系，而且发现远处转移与Claudin-4蛋白表达的严重缺失有关。

2.2.1.4 Claudin-7蛋白诱导间充质上皮转化的发生与大肠癌的形成与许多生理过程一样，上皮细胞向间充质细胞的转变是生理和病理活动的基本特征[18-19]。

Bhat等[14]利用大肠癌患者大样本数据和大肠癌小鼠模型发现了肿瘤标本中Claudin-7蛋白显著降低，其中最值得注意的是，在分化不良和具有高侵袭力的SW620细胞系中，Claudin-7蛋白的强化表达诱导了上皮细胞特征的形成，阻止了肿瘤细胞在软琼脂及小鼠体内的生长；相反，在HT-29(人结肠癌细胞株)或者DLD-1(人结肠腺癌细胞)细胞系中Claudin-7表达的降低诱导了上皮细胞间质转化的形成、肿瘤发生及裸体小鼠中肿瘤的生长和侵袭力的增强；重要的是，在Claudin-7表达受控的细胞系中通过高通量分析发现的差异表达基因与人Claudin-7标志性基因的互相联合，产生了一个Claudin-7基因图谱来鉴定高风险的大肠癌患者；而且，在Claudin-7过表达的细胞中，Rab-25基因是高度上调的差异表达基因的一种，Rab-25基因被认为是大肠癌肿瘤抑制因子和细胞转运极化的调节因子，Rab-25蛋白表达的沉默，抵消了Claudin-7蛋白表达的效果，不仅增强了肿瘤细胞的增殖能力和侵袭能力，同时增强了酪氨酸蛋白和丝裂原活化蛋白激酶的表达，而细胞外信号调节激酶1/2在Claudin-7过表达时受到了抑制；有趣的是，在Claudin-7低表达的大肠癌细胞系中，同样展现出了明显的启动子DNA甲基化，一个与基因转录沉默有关联的改变。

该研究通过相关的试验数据阐述了以前尚未陈述的Claudin-7作为大肠癌抑制因子的角色，并且认为Claudin-7蛋白表达的丢失可能以某种依赖于Rab25的方式促进上皮间质转化，从而促进大肠癌的发生。

2.2.1.5 人大肠癌组织与Claudin-7蛋白的低表达为了明确人大肠癌组织中Claudin-7蛋白表达情况及其与肿瘤潜在的相关性，曹聪云和张俊会[20]应用免疫组织化学法检测Claudin-7及基质金属蛋白酶(matrix metallo proteinases，MMP)9基因在40 例大肠癌患者、20例结肠腺瘤患者及10例正常人大肠组织中
的表达；结果显示，正常结肠黏膜、结肠腺瘤及大肠癌组织中Claudin-7阳性表达率呈递减趋势，MMP-9阳性表达率呈递增趋势；Claudin-7及MMP-9的表达均与肿瘤的分化程度、浸润深度及有无淋巴结转移有关；Spearman相关分析显示，大肠癌组织中Claudin-7与MMP-9蛋白表达呈负相关。

由此得出，Claudin-7的低表达和MMP-9的过表达在大肠癌的发生、发展及浸润和转移中具有重要作用。

2.2.2 Claudin-7蛋白在大肠癌中的高表达
2.2.2.1 上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)、Claudin-7、四旋蛋白CO-029、CD44变式异构体v6(CD44v6)复合体的形成促进了肿瘤的发生在大肠癌肿瘤进展过程中通常伴随着EpCAM和CO-029的高表达，然而，CD44v6的表达却有着相反的结果。

Kuhn等[21]在一项小鼠胃肠道肿瘤实验中发现，EpCAM、Claudin-7、CO-029、CD44v6经常共同表达，并且形成了一个复合体，从该项实验推测，这四者的复合体而非单一个体有可能促进肿瘤的进展；并于进一步研究中搜集了104例大肠癌患者、66例肝转移患者及正常大肠和肝脏组织，对其中的EpCAM、Claudin-7、CO-029及CD44v6表达进行了检测，结果发现，四者的共表达及复杂分子的形成与临床多样性及凋亡抵抗呈正相关；EpCAM、Claudin-7、CO-029和CD44v6在大肠癌及肝转移患者中表达上调，这4种分子的表达与肿瘤的分期与分级无关；然而，这四者的共表达与无病生存时间呈正相关。

EpCAM几乎不与CO-029、CD44v6伴随，并且没有进入到四旋蛋白富膜微区组织中。

与缺乏这四者中任何一个分子的肿瘤细胞系相比，表达EpCAM/Claudin-7/CO-029/CD44v6复合体的大肠癌肿瘤细胞系展示出了高程度的凋亡抵抗。

这四者本身的表达并不能视为大肠癌预后的标志物，然而，伴有Claudin-7 的EpCAM被招募到四旋蛋白富膜微区中，并且与CO-029、CD44v6形成复合物，从而促进了肿瘤转移的形成。

2.2.2.2 甲基化酶抑制剂对Claudin-7蛋白表达的抑制作用目前，Claudin-7
的精确生物作用仍然难以解释。

王文辉等[22]用50 kU/L CpG甲基转移酶(为过甲基化组)和10 μmol/L 5-氮杂胞苷(为甲基化酶抑制组)，干预培养HT-29细胞，同时将只加磷酸盐缓冲液的设为对照组；用流式细胞术观察3组细胞的凋亡情况，
并应用四甲基偶氮唑蓝比色法检测各组细胞的增殖能力，用细胞免疫荧光技术观察Claudin-7蛋白的细胞学定位和表达程度在3组细胞中的差异；结果表明，过甲基化组细胞早期凋亡率明显高于对照组，而甲基化酶抑制组早期凋亡率低于对照组；对照组和甲基化酶抑制组相比，Claudin-7蛋白在过甲基化组表达明显下降，而
5-氮杂胞苷组中Claudin-7的表达量较对照组明显增强；由此得出，CpG甲基转
移酶诱导HT-29 细胞凋亡可能是CpG甲基转移酶促使Claudin-7基因启动子发
生过甲基化，阻碍了转录因子的结合，影响到转录及翻译过程，促使相应蛋白表达下降，破坏了细胞骨架的完整性，并最终诱发上皮细胞凋亡，并抑制其增殖。

2.2.2.3 Claudin-7蛋白的表达与细胞极性及肿瘤的发生、进展Darido等[23]
使用HT-29Cl.16E大肠癌细胞株系研究发现，通过病毒介导作用使Claudin-7过
表达后，受sox-9基因调节的细胞其极性发生了完全的改变；大肠癌细胞注射到
裸体小鼠体内后，Claudin-7基因的过度表达增加了T细胞因子4(T cell factor-4，Tcf-4)目的基因的表达、增殖和肿瘤的发生；该研究表明在结肠隐窝的基底部Tcf-4通过Sox-9来维持Claudin-7的低表达，然而，在大肠癌中这一负调节似乎是
有缺陷的，有可能是因为降低了Sox-9的活性，并且最终由于Claudin-7蛋白的
过度表达，促进了肿瘤细胞极化的消失及肿瘤的发生；为此，进行了深入研究，首先利用免疫荧光染色和免疫组织化学分析Claudin-7蛋白在人类大肠上皮的表达
模式，发现Claudin-7在整个结肠隐窝中均有表达，但其染色强度和性质自基底
区至表面上皮有所不同；表面上皮的分化细胞中Claudin-7强烈表达，而基底区
的Claudin-7微弱表达，此外，从Claudin-7分布在基膜外侧部的细胞到
Claudin-7分布更加严格的基膜和结肠隐窝的底部紧密连接的单个细胞内均检测到了Claudin-7的定位变化，表明在增生的结肠隐窝中Wnt/Tcf-4的转录程序被激活，而Claudin-7的表达较弱，这一结果通过CD44和Sox-9的染色得到了证实；相反，实验人员发现在大肠癌样本中即使是在Tcf-4活性很高的区域，Claudin-7蛋白仍表现出强烈的过表达。

Claudin-7蛋白是紧密连接的重要组成成分，是影响紧密连接功能的关键蛋白之一。

虽然目前对Claudin-7的认识仍然处于起步阶段，其与细胞内、外其他物质之间
的相互作用关系、调节机制等仍未完全明确，但从Claudin蛋白家族的角度研究
疾病，尤其是在肿瘤方面的研究已成为研究热点，并显示出一定的临床应用价值。

深入研究Claudin-7的功能及调节机制，了解其与疾病之间的关系，具有重要的
理论和实践意义。