肿瘤组织中人组织激肽释放酶的表达及意义

肿瘤组织中人组织激肽释放酶的表达及意义苏晓峰综述，蔡洪培审校200003，上海，第二军医大学长征医院消化内科［提要］恶性肿瘤的发生、浸润和转移与人组织激肽释放酶（Kallikrein-related peptidases，KLKs）的表达密切相关。

KLKs家族包括15个基因成员（KLK1-15），他们的生理功能各异，近年来发现在多种恶性肿瘤中存在KLKs基因表达，利用其表达高低可以协助诊断疾病、判断预后等，已成为学者研究的热点。

本文就近年来各种肿瘤组织中KLKs表达及意义研究做一综述。

［关键词］肿瘤；组织激肽释放酶；KLK；基因表达在我国及其他一些国家，肿瘤疾病一直是主要的社会公共健康问题，每年因肿瘤导致人类死亡的病例不计其数，探讨肿瘤的发生发展机制，提高肿瘤疾病的诊治，进行必要的临床评估都具有现实指导意义。

人组织激肽释放酶（Kallikrein-related peptidases，KLKs）的异常表达与人类多种疾病有关，如高血压、肾功能不全、皮肤病、炎症、神经退行性病变等。

随着研究的深入，发现KLKs与激素性肿瘤密切相关外（如乳腺癌、前列腺癌、睾丸癌和卵巢癌)，在人体各系统肿瘤中也有表达。

由于各种肿瘤存在着组织来源、分化程度等多方面差异，KLKs在肿瘤中的表达也不尽相同、作用功能各异。

故探讨人类肿瘤中KLKs 的表达、了解KLKs的作用，具有重要意义。

1 人组织激肽释放酶基因家族简介人组织激肽释放酶包括15个激肽释放酶基因，定位于人染色体基因组19号染色体q13.4的261 558bp区域，属丝氨酸蛋白酶基因亚家族成员，15个独立的基因及相应的编码蛋白分别命名为： KLK1～KLK15和hk1～hk15。

KLKs家族每个基因由大量连续的蛋白水解酶编码基因进行编码，大部分激肽释放酶在癌细胞中受类固醇激素调节，表达于产生激素的类固醇激素和激素依赖的组织中，如前列腺、乳腺、卵巢和睾丸。

各基因具有与胰蛋白酶或糜蛋白酶相似的结构特点，包括保守的内含子区间和外显子片段，通过长度介于244和293间的氨基酸残基编码单链前酶原。

这些结构相似的基因在不同疾病状态中有着不同作用。

复杂的细胞核信号肽及蛋白水解酶级联反应调控KLK基因的激活及活化，从而发挥着复杂的功能。

2 肿瘤中的KLKs表达及意义2.1 泌尿系统肿瘤：2.1.1 前列腺癌ASCO2010年全球肿瘤统计报告显示，全世界2010年新诊断的男性病例中前列腺癌（Prostate cancer，PCa）位居首位[1]，当前在一些发达或发展中国家，KLK3（即PSA）已普遍应用于PCa的诊断，但PSA诊断PCa的特异性仍然具有“先天不足”，如慢性前列腺炎和良性前列腺增生也可以导致PSA的升高，除PSA外，还有许多KLKs基因家族成员在前列腺癌中表达，他们具有成为诊断或协助诊断PCa的潜能。

KLK2：KLK2与KLK3具有80%同源性，除参与精液液化过程外，还与前列腺癌的侵袭和转移有关，已证实胰岛素样生长因子(IGF)浓度的升高与前列腺癌发生有关，而KLK2裂解IGF结合蛋白（IGFBP）、改变胰岛素样生长因子的可用性，间接参与肿瘤生长和发展。

在KLK2与其前列腺癌的诊断学研究方面，检测KLK2基因内含子1和外显子5的两个基因突变位点可以预测前列腺癌的恶性程度[2]；当PSA的血清浓度在2-10μg/L范围内，结合检测血清中fPSA、KLK11、MIC-1和MIF 可以提高前列腺癌诊断的精准度。

在一项涉及欧洲多个国家前列腺癌病人的研究中，持续监测确诊前后及手术后的血清游离PSA（fPSA）、hk2、hk2/fPSA水平发现，hk2与fPSA的比值能够更好的预测前列腺癌病人及手术后的疾病转轨情况，KLK2还具有预测疾病复发的作用，因此推断血清KLK2浓度检测可以作为第二个前列腺癌的肿瘤标记物[3, 4]，然而，对于KLK2与前列腺癌的关系研究仅局限于部分人群的实验结果，是否具有如同PSA一样的临床价值，仍需要大样本的实验设计予证实。

KLK4：hk4蛋白与其他KLKs基因蛋白相比具有独一无二的结构和功能，其生物功能与前列腺癌的进展有关[5]，KLK4在恶性前列腺组织主要高表达于PCa肿瘤细胞核内，其在PCa进展中扮演重要角色，通过腺病毒介导的KLK4过表达能够影响细胞周期、诱导癌细胞增值；同时利用小分子干扰技术沉默KLK4表达后，可导致前列腺癌细胞LNCaP生长受到明显抑制[6]。

KLK11：KLK11在PCa中高表达，在肿瘤鉴别诊断方面具有应用前景，如hk11/tPSA可以进一步提高良性前列腺增生和PCa的鉴别，利用精液中hk11含量测定范围（0-15μg/mL）可以作为候选的PCa和卵巢癌的肿瘤标记物[7]。

Uechen 等[8]将KLK11和TMPRSS2基因列入共同研究，追踪63例前列腺癌患者根治术后的疾病发展情况，利用用RT-PCR法检测肿瘤病理标本，与癌旁组织相比，癌组织中KLK11、TMPRSS2均过度表达。

COX分析两种基因表达差异与临床病理的关系，发现同时具有KLK11低表达和TMPRSS2高表达的病人预后最差。

作者认为，配合PSA、同时检测上述两种基因更能提高诊断效率，同时可以使医师更能准确的了解病人的疾病进展情况。

2.1.2 肾细胞癌肾细胞癌（Renal cell carcinoma，RCC）占成人肿瘤的3%，是最常见的肾脏肿瘤，目前该病诊断主要依据病理组织活检，临床确诊RCC时多数已处于晚期，对放化疗效果不佳。

既往研究显示，一些KLK基因的甲基化失活与RCC有关系，除此之外，近年来更多研究支持KLK可能成为治疗RCC的靶点之一。

KLK7：Gabril等[9]用免疫组织化学法证实KLK7在肾嗜酸粒细胞腺瘤中大量存在于肿瘤细胞细胞质，在嫌色细胞RCC细胞质中存在散在染色点，且KLK7在高分化的肾透明细胞癌高表达，KLK6、KLK7高表达与早期透明细胞RCC有关联。

因此当在形态学上难以区分肾脏肿瘤时，可以使用检测KLK的不同表达来区别肿瘤类型。

值得关注的是，KLK基因家族与当前的研究热点之一----microRNA存在相互调节的关系。

而RCC的发生发展过程中，microRNA参与了多阶段的调节。

White等[10]研究了RCC中KLK与micRNA的直接关系，有61/117个miRNA的可能靶点为KLK，且以KLK1、6、7较多，它们在RCC中表达较低。

KLK1、3与RCC分型有关，当miR224转染至HEK-293细胞中KLK1蛋白表达量显著减少，此外肾脏ACHN细胞系中hsa-let-7f可以靶向KLK10，在RCC不同类型中，KLK的表达受到了来自micRNA 的调节，据此，KLK除具有诊断特性外，有可能成为未来RCC治疗的靶点。

2.2 生殖系统肿瘤2.2.1 卵巢癌临床工作中，卵巢癌（ovarian carcinomas，OCa）确诊时多数已属晚期，且预后极差，新近研究提示部分KLK基因可以评估OCa疾病的进展或为OCa的治疗提供决策依据。

如尿激酶型纤溶酶原（uPA）及其抑制剂PAI-1可以影响OCa进展、联合检测KLK基因家族成员的表达差异有助于临床治疗的选择。

Dorn等[11]检测了54例OCa术后病人原发病灶和相应的网膜转移灶中七个KLK 成员（KLK5-8、10、11、13）及uPA、PAI-1表达差异，发现在OCa整个疾病的过程中残余瘤和KLK5-7、KLK10及uPA的表达水平不同都与疾病的恶性度有关，值得注意的是，在残余瘤≤10mm的病人中KLK5-8 和KLK10、11与疾病的恶性度关系密切，在那些手术成功且术后复发、转移且生存率低的患者的病理组织中KLK5、10、11的表达是异常增高的。

因此检测KLK的表达差异及其他基因的表达可以支持临床决策：选择外科手术还是全身性治疗、并可能帮助患者选择新的靶向治疗方法。

KLK4： KLK4高表达于SER卵巢癌细胞系、SER上皮癌、腺瘤中，在正常卵巢组织、上皮样粘蛋白肿瘤、子宫内膜样癌、透明细胞癌及粒层细胞瘤中低表达，原代培养的卵巢癌细胞、卵巢癌细胞系中存在KLK4 mRNA变异，而在正常组织中类似的变异亦有发生[12]。

经过100ng雌激素治疗的雌激素受体阳性的卵巢癌细胞中能够检测到hk4的表达。

依据研究数据可认为KLK4、KLK4mRNA表达水平与OCa 进展和SER腺癌晚期有关，并且可以推断hk4可作为一个候选的诊断、检测卵巢上皮样癌的标记物。

后来Christina等[13]的研究结果进一步支持了上述结果，通过检测比较147例恶性卵巢癌病人肿瘤组织的KLK4水平与临床病理的关系，发现高表达KLK4的病人具有极差的预后，且它的表达水平与患者对紫杉醇的治疗效果相关[14]，可见，KLK4具有提示卵巢癌病人的预后及药物治疗效果的作用。

KLK6：Koh等[15]研究了年龄因素、KLK6、KLK10、CA125、D-二聚体、纤维蛋白原、vWF抗原、ATⅢ的表达水平与卵巢上皮样癌的5年生存率关系，所有纳入研究的患者中有24例生存期超过了60个月，这些患者均为高龄，术前检测存在KLK10、sCA125、D-二聚体检测水平呈现上调趋势；36月内死亡的病人也为高龄患者，且III/IV期患者比I/II期的KLK6、KLK10、纤维蛋白原、vWF抗原等表达升高。

所有临床观察表明，KLK6、KLK10的表达水平与生存率呈反比。

因此认为KLK6及其他一些相关指标能够准确提示或预测卵巢癌病人的5年生存率情况。

KLK10：在KLK10与OCa的作用机制探讨中，White等[16]用基因序列分析发现共有98microRNA表达异常，将let-7f、miR-224、 mR-516a共转染细胞并通过荧光素酶检测发现，带有荧光素酶标记的KLK10信号减弱、hk10蛋白减少，证实了三个micRNA都具有靶向KLK10的作用，并出现了癌细胞增殖抑制作用，从而为microRNA、KLK治疗OCa提供了分子生物学依据。

2.2.2 子宫内膜癌KLK4：KLK家族在子宫内膜癌的研究报道较少，Zhang等[17]用RT-PCR法、免疫组织化学法染色发现92.6%的子宫内膜癌患者KLK4高表达，这种高表达明显与与患者的肿瘤分期相关；细胞水平的研究发现，在子宫内膜癌细胞株KLE和RL95-2中，雌激素通过MAPK可以上调KLK4的表达，支持了KLK4与子宫内膜癌的生长具有影响作用。

KLK8：国外的一项研究通过检测37例正常子宫内膜和44例子宫内膜癌癌组织中TADG-14/KLK8的表达，发现子宫内膜增生期的mRNA水平较分泌期明显增高，癌组织中hk8的检出率为61.4%，且hk8的增高与肿瘤分期、分级有关，Ⅰ期和G1/2表达最高[18]。