SPARC与消化道肿瘤

SPARC与消化道肿瘤富含半胱氨酸的酸性蛋白( secreted protein, acidic and rich in cysteine，SPARC)，又名骨连结蛋白(osteonectin)、基底膜40或43K蛋白，是于1981首次被Temine等[1]人发现，作为人和牛骨的非胶原成分被描述和纯化的，其广泛分布于从线虫到脊椎动物各种类型的组织和细胞，特别是处于发育及重建中的组织，在病理情况下，它参与肿瘤细胞的发生、发展，能够降低肿瘤细胞的粘附性、降解细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、刺激新生血管形成。

多年的研究证实，SPARC在多种消化道肿瘤中表达异常，且与肿瘤的侵袭、转移及临床分期相关，如食管癌、肝癌、胃癌、胰腺癌及结直肠癌等，因而逐渐受到人们的重视，下面将对SPARC的研究情况做一综述。

1. SPARC的生物学功能1.1 抗细胞粘附作用细胞的粘附主要是通过ECM蛋白受体、支撑结构及相关的信号转导复合物之间的相互作用而形成的。

其机制如下：⑴抑制细胞在胶原上的扩展，促进细胞的集聚，指导细胞迁移或增殖；⑵通过ECM调节细胞外基质与细胞内基质的相互作用，内皮细胞和成纤维细胞等可能发生形态上的改变，诱导细胞呈圆形，改变细胞骨架元件的分布，以阻滞病灶吸附；⑶使细胞呈丛状生长，减少与局部细胞间的粘附，促进细胞骨架的重排；⑷提高裂解ECM成分的基质金属蛋白酶（MMPs）和纤维蛋白溶酶原活化抑制因子（PAI-1）的产量和活性，防止细胞粘附受体聚集成簇；⑸借助Ca离子结合区域特异性地与m、W型胶原结合，并参与ECM的装配、更新的钙依赖性的过程；⑹通过提高内皮细胞通透性，来损害其屏障功能，以增加肿瘤的侵袭力。

近十几年来，SPARC蛋白的抗粘附性成为焦点，受到了大家的关注。

Helene Sage、Murphy -Ullrich 等实验都证实了，外源的SPARC可使细胞变圆。

1.2 调节细胞增殖作用SPARC是一个潜在的细胞周期抑制因子，可使细胞周期停止在G1期[2]。

它是通过与生长因子的相互作用来调节细胞增殖，如PDGF、bFGF、VEGF。

在它们的参与下，SPARC可以抑制内皮细胞、系膜细胞、成纤维细胞等的增殖。

SPARC可与PDGF的二聚体AB和BB结合，改变了PDGF二聚体结构，从而阻碍PDGF与细胞表面受体的结合，影响PDGF的生物活性，达到调节细胞的生长的目的；SPARC可以减弱bFGF对内皮细胞的增殖及移动效应[3]。

VEGF与PDGF有20%同源，SPARC与VEGF直接结合，可干扰VEGF与微血管内皮细胞的结合，从而调节内皮细胞的增殖。

1.3 调节组织分化和胚胎发育国内外研究大量表明：SPARC在组织分化和胚胎发育的过程中有重要作用，主要是通过影响ECM的组成和生长因子结合来影响细胞分化。

SPARC在胚胎中分布广泛，缺乏SPARC的小鼠可发育基本正常，长到6个月时，才出现了以白内障和晶体囊破裂为特点的眼病[4]。

如果在爪蟾胚胎中注入SPARC，可使迁移的中胚层细胞变圆，最终导致其头部结构不完整（眼睛发育异常）。

最近研究证实，SPARC是斑马鱼耳石正常发育的必须蛋白[5]，以上研究结果充分说明了，SPARC的正常表达对于胚胎的正常发育来说是必不可少的。

2. SPARC与恶性肿瘤的侵润转移2.1 SPARC在恶性肿瘤中的作用机制SPARC在大部分恶性肿瘤中呈异常表达，并且与肿瘤的发生、发展、侵袭和转移有密切相关。

其作用机制可以归纳为以下3个方面：(1)抗粘附作用：肿瘤细胞间的黏附作用消失，细胞分离则是肿瘤侵袭和转移的开始。

研究发现，在细胞培养中，外源性的SPARC可以诱导细胞变圆→减少细胞间的黏附→细胞骨架的重排→促进肿瘤细胞与瘤体的分离→增加肿瘤的侵袭力。

(2)降解细胞外基质——重要步骤。

SPARC可以直接抑制基质蛋白质的合成，间接地诱导多种蛋白酶的合成来降解基质蛋白质，如胶原酶、明胶酶和间质降解酶等，还可以增加内皮细胞的通透性，损害其的屏障功能。

(3)促进血管生成——先决条件，其过程包括基底膜的溶解，内皮细胞的移动和增殖，血管环的形成以及新基底膜的形成这一系列的过程，是肿瘤发生及转移中的主要的限速步骤。

SPARC的水解产物—铜离子结合肽，能够刺激血管生成和细胞生长。

SPARC也可以降低血管生成抑制剂的浓度，从而促进血管的生成[3]。

3. SPARC在消化道肿瘤中的应用3.1 食管癌SPARC在食管癌中呈高水平表达，并且与恶性程度密切相关。

Porte等[6]研究发现，SPARC基因在食管癌中呈高表达，认为SPARC基因的激活很可能是发生食管癌的早期事件。

Yamashita等[7]通过对48例食管癌标本的研究分析，证明了SPARCmRNA在食管癌细胞中过度表达，与淋巴结转移及预后相关。

Brabender等[8]报道，在正常食管黏膜、Barrett食管、Barrett食管恶变和食管腺癌的对照研究中发现，随着恶性程度的加深，SPARC表达水平逐渐增高，也证实SPARC表达水平升高是Barrett食管及腺癌的早期事件。

车轶群[9]等人运用RT-PCR 24份食管鳞癌组织进行了研究，发现SPARC在进展期及伴有淋巴结转移时会明显升高，提示其表达水平与食管鳞癌的发生、发展及预后密切相关。

3.2 胰腺癌大多研究表明SPARC在胰腺癌中呈低表达或不表达，其原因可能与DNA甲基化异常有关，张飞雄等[10]学者研究发现，在胰腺癌中，SPARC基因启动子区5’cpG岛甲基化的改变是SPARC基因的一种重要失活方式，并可作为区别于正常细胞的分子事件之一，因而认为SPARC可能在胰腺癌的发生和发展中起重要作用。

Sato等[11]学者通过体外细胞培养，发现胰腺癌细胞能够刺激基质中的纤维母细胞合成大量的SPARC，表明SPARC在胰腺上皮细胞中的缺失，可能致使癌肿的发生、发展，并可以作为胰腺癌的早期事件。

Puolakkainen[12]等进行了动物实验，他们将胰腺肿瘤细胞分别植入正常表达SPARC蛋白和敲除SPARC基因的小鼠，后者胰腺肿瘤的生长速度明显快于前者。

3.3 肝癌SPARC在肝癌的报道较少。

Le等[13]人通过免疫组织化学和原位杂交对26例原发性肝癌的研究发现，SPARC在肝癌细胞中呈高表达，尤其在早期，而在非肿瘤细胞中不表达或低表达。

Goldenberg等[14]学者采用微阵列研究了597个基因在肝癌中的表达情况，结论是SPARC可作为少数具有诊断意义的基因之一。

陈科济等[15]研究，认为SPARC表达与肝癌的分化程度，淋巴结转移情况相关，提示SPARC与肝癌的发生、发展、侵袭及转移有密切联系。

3.4 胃癌Wewer[16]等首次证实了在低分化的胃癌细胞中SPARC的存在。

Maeng等[17]等证实SPARC在胃癌中呈高表达，且与分化程度有关，认为SPARC可作为胃癌的临床诊断指标。

Wang等[18]通过RT-PCR及免疫组化学等方法，发现 SPARC主要表达于肿瘤细胞，SPARC在胃癌组织中的表达高于正常胃黏膜；随着病理分期、浸润深度及淋巴结转移，SPARC的表达阳性率也越高，认为SPARC能促进肿瘤发生、发展，可作为判断胃癌患者预后的生物学指标。

国内学者[19]研究，认为SPARC的过度表达可能促进胃癌的转移，可作为判断胃癌生物学行为的重要指标。

Zhao[20]等采用免疫组化学方法，发现SPARC在436例胃癌患者中334例有表达，239例高表达，且与胃癌的淋巴结转移、远处转移及预后明显相关。

3.5 结肠癌SPARC在结直肠癌中的表达已有较多研究，Madoz-Gúrpide等[21]学者认为SPARC在结肠癌中有明显的升高趋势，可作为结肠癌的基因诊断指标之一。

Yang等[22]应用组织微阵列对292例结直肠癌进行研究，发现SPARC在肿瘤周围细胞中呈高水平表达，低表达者的5年生存率低于高表达的，SPARC基因的失活可促进肿瘤的侵袭及转移。

综上所述，SPARC与消化道肿瘤的发生、发展有着密切而复杂的关系，尤其是在侵袭和转移方面占有重要地位，其高表达预示着肿瘤的恶性程度高，侵袭力强及预后差，提示SPARC有可能成为判断消化道肿瘤侵袭力和预后的标志物，抑制SPARC的表达或应用SPARC抗体有可能减弱消化道肿瘤的侵袭能力，减少消化道肿瘤的转移，对其做进一步的研究，有助于揭示消化道肿瘤侵袭和转移的机制，为预防和治疗提供新的思路和方法。

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