TFPI-2的生物学作用及其与肿瘤的关系

TFPI-2的生物学作用及其与肿瘤的关系
王蒙;汤志刚
【摘要】组织因子途径抑制物-2(tissue factor pathway inhibitor-2,TFPI-2)属于Kuniz型丝氨酸蛋白酶抑制物家族的一员.近来研究发现,组织因子途径抑制物-2在多种肿瘤增殖、侵袭和转移过程中发挥明显的抑制作用,然而目前其作用机制尚不明确.该文就组织因子途径抑制物-2的生物学作用及其与肿瘤的关系方面做一总结.%Tissue factor palhway inhibitor-2(TFPI-2) is a member of the Kunilz-lype family of serine prolease inhibitor. Recenl invesligalion found that tissue factor palhway inhibitor-2 had a significant inhilitory effecls on lumor growlh, invaslion and melaslasis. Nevertheless, the mechanism of its function is not very clear so far . The biotogical function and the raletionship with tumor for TFPI-2 is reviewed in this article.
【期刊名称】《安徽医药》
【年(卷),期】2012(016)007
【总页数】2页(P1016-1017)
【关键词】组织因子途径抑制物-2;肿瘤;转移
【作者】王蒙;汤志刚
【作者单位】安徽医科大学附属省立医院胆胰外科,安徽,合肥,230001;安徽医科大学附属省立医院胆胰外科,安徽,合肥,230001
【正文语种】中文
组织因子途径抑制物-2(tissue factor pathway inhibitor-2，TFPI-2)又称胎盘蛋白-5(placental protein 5，PP-5)和视网膜色素上皮生长因子-1［(RPE cell factor-1(REF-1)］是一种库尼(Kunitz)型丝氨酸蛋白酶抑制物，与TFPI-1有高度同源性。

近年来，研究发现TFPI-2对多种恶性肿瘤的生长、侵袭和转移过程中发挥显著抑制作用，使其成为近年来研究的热点，本文就TFPI-2的生物学作用及其与肿瘤的关系做一综述。

1 TFPI-2的生物学作用
人类TFPI-2基因位于染色体7q22，它的启动子包含一个至少220 bp的磷酸胞苷酰(cytidylyl phosphate guanosine CpG)岛区域，这个CpG岛贯穿外显子1和三个转录起始位点，富含GC，G+C占总核苷酸量的77%，并且和小启动子的5’端相一致［1］。

其表达一种32-kDa的Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制物，又称基质相关性丝氨酸蛋白酶抑制物(MSPI)，抑制性调节多种丝氨酸蛋白酶类，包括胰蛋白酶、纤维素溶解酶、胰凝乳蛋白酶、组织蛋白酶G、Xia因子、血浆激肽释放酶和VIIa-组织因子复合物，而对尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)、组织型纤溶酶原激活物(tPA)和凝血素酶无抑制作用。

多种细胞类型，包括人包皮角质细胞、成纤维细胞和人脐静脉、大动脉、微静脉的内皮细胞，可以合成和分泌成熟的TFPI-2和两种糖基化的TFPI-2，大部分TFPI-2在细胞外基质(extrocelluar matrix，ECM)发挥作用，在成体组织中以肝脏、骨骼肌、肾脏及胰腺含量最高。

在结构上，TFPI-2包含一个短的酸性氨基末端结构域、三个串联的Kunitz结构域(kunitz-type domain，KD)和一个羧基末端结构域。

其中第一个Kunitz结构(KD1)包含发挥丝氨酸蛋白酶抑制作用的位点——P1残基，说明KD1是其活性结构，也有报道称KD2、KD3和C-末端具有更强的抑制活性。

目前其不同的活性部位还需要进一步的研究来证实。

目前的研究显示，TFPI-2主要有以下六种生物学作用:(1)通过抑制组织因子/VIIa 因子复合物抑制外源性凝血途径，调节体内凝血机制;(2)通过抑制纤维素溶解酶和胰蛋白酶干扰前基质金属蛋白酶1和3转化为基质金属蛋白酶1和3，从而间接调节基质蛋白水解和结缔组织更新;(3)通过抑制纤溶酶的细胞外基质降解作用干扰肿瘤细胞的侵袭和转移;(4)通过抑制VEGF生成和/或直接抑制血管内皮生成干扰血管增生及减缓动脉粥样硬化;(5)通过FasL/caspase信号途径和诱导细胞因子TNF-ɑ释放诱导细胞凋亡［2］;(6)最近研究发现TFPI-2具有平滑肌丝裂原活性，能促进平滑肌细胞的增殖。

2 TFPI-2抑制肿瘤的生长、侵袭和转移
TFPI-2和PFPI-1同属于Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制物家族的成员，都可以抑制外源性凝血途径，发挥调节凝血机制的作用。

近年来，研究表明TFPI-2具有抑制肿瘤侵袭和转移的作用［3］，目前其作用机制尚不完全明了，可能包括以下几个方面。

2．1 TFPI-2抑制肿瘤血管的形成肿瘤细胞能够分泌VEGF等血管生成因子促进肿瘤血管的生成，从而增加肿瘤细胞增殖需要的营养供应，因此，抑制肿瘤血管生成可以抑制肿瘤细胞的增殖。

研究表明，TFPI-2对肿瘤新生血管有很强的抑制效应［3］。

在对神经胶质细胞瘤、纤维肉瘤、恶性脑膜瘤等研究中发现TFPI-2可以通过抑制新生血管的形成来抑制肿瘤细胞的生长，降低其对周围组织的侵袭和远处转移能力［3-6］。

TFPI-2通过抑制组织中VEGF的水平间接抑制肿瘤血管的生成，而且对血管内皮细胞有直接抗增生作用［7］。

2．2 TFPI-2抑制ECM降解 ECM降解是肿瘤侵袭和转移过程中的关键步骤，肿瘤细胞能够分泌多种蛋白水解酶如MMP-1和MMP-3参与ECM的降解。

TFPI-2被证实是多种基质金属蛋白酶抑制物(MMPI)，在调节纤溶酶介导的ECM降解和重构中起到重要作用［8］，通过抑制 MMP-1、MMP-2和MMP-9维持ECM
的完整性从而抑制肿瘤细胞的转移［9］。

2．3 TFPI-2直接或间接诱导细胞凋亡近年研究发现，TFPI-2在诱导细胞凋亡中
发挥重要作用。

TFPI-2能够上调凋亡因子Bax、TNF-α、FasL的水平及下调凋亡抑制因子Bcl-2的表达水平，启动细胞凋亡程序，从而导致肿瘤细胞凋亡，发挥抗肿瘤增殖效应［10-11］。

3 肿瘤细胞中TFPI-2表达的调节
尽管TFPI-2可以抑制多种肿瘤的增生、侵袭和转移，然而研究发现TFPI-2在多
种肿瘤组织中的表达下调甚至不表达(表达静默)，以至于其抗肿瘤效应明显减弱。

TFPI-2表达下调和静默的机制归纳如下。

3．1 TFPI-2基因的位置染色体缺失在卵巢癌、绒毛膜癌、胰腺癌等多种恶性肿
瘤细胞中常发生7号染色体缺失，致使在这些肿瘤细胞中无TFPI-2表达［12-14］，因而肿瘤表现出高侵袭性和高转移率。

3．2 TFPI-2基因突变 TFPI-2基因点突变，致使表达的蛋白质结构中，P1结构域中24位精氨酸被谷氨酸代替，导致其对胰蛋白酶、纤溶酶和VIIa-组织因子复合
物的抑制活性明显减低，只有5% ～10%的抑制活性［15］。

3．3 TFPI-2基因启动子的甲基化 CpG岛在正常细胞中受未知的机制保护而处于
非甲基化状态，然而，肿瘤抑制基因启动子CpG岛的高甲基化是一种很常见的基因静默机制，肿瘤抑制基因的静默在多种肿瘤的发生过程中起到重要作用［16］。

因启动子高甲基化而导致TFPI-2基因转录静默在神经胶质瘤细胞、消化道肿瘤和
人绒毛膜上皮细胞瘤、鼻咽癌细胞中都得到证实［3，17-19］。

甲基化的TFPI-2在消化道肿瘤中较常见，有学者认为其可以作为结直肠癌的肿瘤标记物［20-21］。

因此，TFPI-2甲基化是肿瘤细胞中重要的基因调控机制。

3．4 TFPI-2基因转录产物的异常拼接近期研究发现，除了启动子CpG岛的甲基化之外，TFPI-2基因转录产物的异常拼接(aberrantly-spliced TFPI-2，asTFPI-2)，
也是导致TFPI-2下调的一种常见机制。

用放线菌素D处理后，正常细胞TFPI-2转录产物的半衰期是8 h，而肿瘤细胞中asTFPI-2的半衰期是16 h。

正常细胞合成TFPI-2转录产物的量是肿瘤细胞的10倍，而肿瘤细胞中asTFPI-2的含量却是正常细胞的4～50倍，而且肿瘤细胞中asTFPI-2的比例是正常野生TFPI-2的7～12倍［22］。

所以，肿瘤细胞中TFPI-2的表达明显降低。

4 结语
TFPI-2是属于Kunitz型丝氨酸蛋白酶抑制物，因其很强的抑制肿瘤生长、侵袭和转移的作用而成为近来研究的热点。

在神经胶质瘤、人绒毛膜上皮细胞瘤、非小细胞肺癌、胰腺癌等多种肿瘤细胞中都出现因启动子CpG岛的高甲基化而导致的TFPI-2的表达下调，用5-氮杂2-脱氧胞嘧啶核苷(5-aza-dC)的作用后，TFPI-2转录水平明显提高，而且对肿瘤细胞产生明显抑制作用。

目前TFPI-2在肿瘤细胞中的调节机制尚不完全明确，但是作为一种肿瘤抑制基因，将成为肿瘤治疗中潜在的作用靶点，并且是多种肿瘤的潜在标记物，具有广阔的前景。

参考文献:
【相关文献】
［1］Hube F，Reverdiau P，Iochmann S，et al．Characterization and functional analysis of TFPI-2 gene promoter in a human choriocarcinoma cell line［J］．Thromb Res，2003，109(4):207-215．
［2］George J，Gondi CS，Dinh DH，et al．Restoration of TFPI-2 in a Human Glioblastoma Cell Line Triggers Caspase Mediated Pathway and Apoptosis［J］．Clin Cancer Res，2007，13(12):3507-3517．
［3］Yanamandra N，Kondraganti S，Gondi CS，et al．Recombinant adeno-associated virus(rAAV)expressing TFPI-2 inhibits invasion，angiogenesis and tumor growth in a human glioblastoma cell line［J］．Int J Cancer，2005，115(6):998-1005．
［4］Chand HS，Du X，Ma D，et al．The effect of human tissue factor pathway
inhibitor-2 on the growth and m etastasis of fibrosarcoma tumors inathymic mice ［J］．Blood，2004，103(3):1069-1077．
［5］Kondraganti S，Gondi CS，Gujrati M，et al．Restoration of tissue factor pathway inhibitor inhibits invasion and tumor growth in vitro and in vivo in a malignant meningioma cell line［J］．Int J Oncol，2006，29(1):25-32．
［6］Ruf W，Seftor EA，Petrovan RJ，et al．Differential role of tissue factor pathway inhibitor 1 and 2 in melanoma vasculogenlc mimicry［J］．Cancer Res，2003，
63(17):5381-5389．
［7］Xu Z，Maiti D，Kisiel W，et al．Tissue Factor Pathway Inhibitor-2 Is Upregulated by Vascular Endothelial Growth Factor and Suppresses Growth Factor-Induced Proliferation of Endothelial Cells［J］．Arterioscler Thromb Vasc Biol，2006，26(12):2819-2825．［8］Chand HS，Foster DC，Kisiel W．Structure，function and biology of tissue factor pathway inhibitor-2［J］．Thromb Haemost，2005，94(6):1122-1130．
［9］Gessler F，Voss V，Selfert V，et al．Knockdown of TFPI-2 promotes migration and invasion ogglioma cells［J］．Neurosci Lett，2011，497(1):49-54．
［10］George J，Gondi CS，Dinh CH，et al．Restoration of TFPI-2 in a Human Glioblastoma Cell Line Triggers Caspase Mediated Pathway and Apoptosis［J］．Clin Cancer Res，2007，13(12):3507-3517．
［11］Baker AH，Edwards DR，Murphy G，et al．Metalloproteinase inhibitors:biological actions and therapeutic opportunities［J］．Cell Sci，2002，115(19):3719-3727．［12］Saito E，Okamoto A，Saito M，et al．Genes associated with the genesis of leiomyoma of the uterus in a commonly deleted chromosomal region at 7q22［J］．Oncol Rep，2005，13(3):469-472．
［13］Dong JT．Chromosomal deletions and tumor suppressor genes in prostate cancer ［J］．Cancer Metastasis Rev，2001，20(3/4):173-193．
［14］Sell SM，Tullis C，Stracner D，et al．Minimal interval defined on 7q in uterine leiomyoma［J］．Cancer Genet Cytogenet，2005，157(1):67-69．
［15］Kamei S，Petersen LC，Sprecher CA，et al．Inhibitory properties of human recombinant Arg24--＞Gln type-2 tissue factor pathway inhibitor(R24Q TFPI-2)［J］．Thromb Res，1999，94(3):147-152．
［16］Herman JG，Baylin SB．Gene silencing in cancer in association with promoter hypermethylation［J］．N Engl J Med，2003，349(21):2042-2054．
［17］Wang S，Xiao X，Zhou X，et al．TFPI-2 is a putative tumor suppressor gene frequently inactivated by promoter hypermethylation in nasopharyngeal carcinoma ［J］．BMC Cancer，2010，10:617．
［18］Hibi K，Goto T，Kitamura YH，et al．Sanada Y．Methylation of the TFPI-2 gene is frequently delected in advanced gastric carcinoma［J］．Anticancer Res，2010，
30(10):4131-4133．
［19］Wong CM，Ng YL，Lee JM，et al．Tissue factor pathway inhibitor-2 as a frequently silenced tumor suppressor gene in hepatocellular carcinoma［J］．Hepatology，2007，45(5):1129-1138．
［20］Zhang J，Yang S，Chen X，et al．Detection of methylated tissue factor pathway inhibitor 2 and human long DNA in fecal samples of patients with colorectal cancer in China［J］．Cancer Epidemiol，2012，36(1):73-77．
［21］Glöckner SC，Dhir M，Yi JM，et al．Methylation of TFPI2 in stool DNA:a potential novel biomarker for the detection of colorectal cancer［J］．Cancer Res，2009，
69(11):4691-4699．
［22］Kempaiah P，Chand HS，Kisiel W．Identification of a human TFPI-2 splice variant that is upregulated in human tumor tissues［J］．Mol Cancer，2007，6(1):20．。