高尔基体糖蛋白-73异常表达与肝癌诊断_赛文莉

phosphoprotein 2) 或 GOLM 1 ( Go lg i m enm brane prote in
1) , 其分子量为 73 KD a; GP73具有完整的跨膜结构, 由 疏水的 N 端、膜内区域和膜外的 C 端三部分 共同构
成; 其 C 端是个卷 曲的区 域, 含 有 5 个糖 基化位 点。
肝细胞癌 ( HCC) 是血供丰富的恶性肿瘤, 其发生 与 H BV 或 H CV感染、化学致癌物等多病因作用相关, 经癌基因或癌相关基因激活、抗癌基因失活或胚胎期 某些癌基因重新复合等诸多因素引起肝细胞生长失控 而致癌变, 历经启动、促 进、演变 多阶段的发病过 程。 HCC恶性程度高, 进展快; 临床就诊时 约半数以上患 者已属中晚期, 丧失手术良机。甲胎蛋白 ( AFP ) 作为 诊断肝癌的血清学标志物 [ 1 ] , 存在较高的假阳性和假 阴性; AFP异质体 ( AFP L3 )、AFP 基因标志 ( AFP mR NA ) 以及 GGT 、P IVKA 、AFU、H CCR 和 GPC3 等 其他肝癌标记可与 AFP 互补诊断, 尤其对 AFP 假阴性 肝癌和小肝癌的诊断甚有帮助 [ 2 4 ] 。高尔基体糖蛋白 73( G o lg i g lycoprotein 73, GP73 ) 为经糖基化修饰的膜蛋 白, 它的过 表达与 肝癌发 生、发展 和转 移相 关, 是 对 HCC诊断和预后具有较高临床价值的新标志 物。本 文概述了 GP73分子组成、活化机制及其与肝细胞癌相 关性的研究进展。
图 1 小鼠体内不同脏器组织中 GP73mRNA 丰度比较 F ig 1 Exp ression of GP73 mRNA abundan ce in differen t vis cera tissues of rats
GP73 与 G PP130均 为结 构类 似的 高尔 基体膜 蛋 白, 对高尔基体外侧网络 ( TGN ) 标志物 TGN38 / 46分 析发现, 它们都一过性地在质膜上出现, 随后在高尔基 体中出现。 GP73并不与 GPP130 结合, 它也是 通过内 腔 co iled coil茎 状结构 区域 介导 高尔 基体 的靶向 作 用, 参与高尔基体的稳定状态。资料显示至少有两种 高尔基体蛋白是通过 TGN38 / 46途径循环, 并随内涵 体运转回到细胞表面 [ 8] 。
SA IW en l,i YAO Dengfu Research C enter of C lin ica lM edic ine, the A ffiliated H ospital of N antong University, N antong 226001, China
Ab stract Golg i g lycoprote in 73 ( GP73 ) is a fucosylated g lycosy lation and up regu lated in hepatoce llular carcinom a ( H CC) . H igher levels of GP73 can be found in the serum o f patients w ith H CC. GP73 cou ld be better than A FP for the diagnosis of early HCC and should be a new tum or m arker for H CC diagnosis. Key word s H epatocellular carc inom a; Golg i g lycoprotein 73; D iagnosis
基金项目: 南通市社会发展 项目 ( S2009038 ) 和南通大 学附属医 院项目
( TD FY 09003)
第一作者简介: 赛文莉, 硕士。研 究方向: 恶性肿 瘤早期 诊断及 其发病 机制 通讯作者: 姚登福, E m ai:l yaod @f ahnm c. com
卵识别等。
GP73定位于人染色体基因组 9q21. 33, 是 一种高 尔基体特异性 型跨膜 蛋白, 也称为 GOLPH 2( Golg i
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胃肠病学和肝病学杂志 2011年 1月第 20卷第 1期 Chin J G astroentero lH epato ,l Jan 2011, V o l 20, N o 1
高尔基体糖蛋白 73异常表达与肝癌诊断
赛文莉, 姚登福
南通大学附属医院临 床医学研究中心, 江苏 南通 226001
摘要 高尔基体糖蛋白 73( G P73 ) 为经糖基化修饰的膜蛋白, 肝癌患者中 G P73上 调表达。外周血中较高水平的 GP73与肝癌相关,
以免疫组织化学染色和免 疫印迹法分析 肝细胞 GP73表达, 发现在急性自身免疫性肝病患者肝细胞中 GP73表达升高, 治疗后 GP73恢复正常, 说明早期 GP73表 达是可逆的; 在慢性 H CV 感染 和酒精性肝病 患者中 GP73表达增高, 其表达水平与疾病类型有关, 但与疾病 分期无明显相关性。 GP73来源于活化的肝星状细胞, 因为免疫检测时, 偶可见 SMA ( 肝 窦状隙细 胞 ) 阳 性 [ 10] 。正常肝 GP73由胆管上皮细胞分泌而不是肝细 胞分泌, 肝病发生时肝细胞中 G P73表达增加。
G
Ptr / 73
tr在肾
皮
质
部
位
表
胃肠病学和肝病学杂 志 2011年 1月第 20卷第 1期 Ch in J G astroentero lH epato,l Jan 2011, V o l 20, N o 1
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达却明显上调, 高龄小鼠则表现 为在肝脏表达上 调。 尽管在肾和肝形态学上存在实质性改变, 但不影响肾 和肝的器官功能 [ 7] 。
1 GP73分子组成与特点 蛋白质的糖基化修饰是细胞内最常见、最重要的
蛋白质翻译后修饰。蛋白和脂类从内质网转移到高尔 基体的内腔和膜上, 进行翻译后糖基化修饰, 高尔基体 也是细胞内蛋白修饰的重要场所, 根据氨基酸序列和 三维结构分析, 修饰后的蛋白进入溶酶体、分泌粒或质 膜上 [ 5] 。修饰后的蛋白质具有重要的生物学功能, 如 参与细胞黏附及信号传导, 影响蛋白质的分泌和稳定 性, 参与血浆中衰老蛋白的清除、免疫及炎症反应和精
型
(
G
Ptr / 73
tr
)
,
与野生型小鼠
GP7+3 / + 对比研究
GP73 的生
理学活性。小肠、结肠及胃组织中 GP73 mRNA 丰度含
量最高, 而心脏组织中含量最低 ( 见图 1) 。另外在肝、
肾、脾、肺、子宫以及睾丸中也存在 GP73 mRNA, 其含量 较低。 GP+73 /+ 及 GPt7r3/ tr小鼠不同组织中 mRNA 丰度分 析, 可发现小鼠的相同组织中 GP73含量较接近, 小肠、 结肠及胃含量最高, 心肌含量最低。
GP7tr3/ tr小鼠在生长过程中出现不同类型的肾脏疾 病, 多数病灶表现为分节段的肾小球硬化症和透明血 栓形成。除肾脏出生型缺陷之外, GP7tr3/ tr小鼠发育的标 记性改变, 还可见肝脏脂肪变性形成微型小泡、肝细胞
核膜不规则改变, 在肝细胞核内形成包涵体。小鼠在
肾和肝形态发 育表现滞后,
但
高度表达。 GP73也是早期近侧高尔基复合体的固有膜 蛋白, 它在人的正常上皮细胞中优先表达。首先在急
性巨细胞肝炎患者中发现 G P73过表达, 经研究发现其 作用的模式与人类其他肝脏疾病不同 [ 6] 。
不同组织中 GP73 mRNA 含量有明 显差异 [ 7]Fra Baidu bibliotek。以
基因捕获 ( gene trap)法构建无 G P73C 端顶端的小鼠模
3 GP73表达与肝炎病毒感染 肝细胞 癌变与 乙肝 病毒 慢性 感染 相关, H Bx 在
HBV 介导的肝细胞癌形成机制 中发挥重要作 用 [ 11] , 经质 谱 分 析 发 现 H BV 突 变 更 易 诱 发 肝 硬 化 及 肝 癌 [ 12] 。在健康人群和非肝病患者中 GP73低表达; H BV 携带者中 GP73水平远低于肝癌患者, 但高于健康和非
2 GP73表达上调与良性肝病 正常肝细胞中未见 GP73表达或仅有微量表达; 慢
性肝炎或酒精性肝硬化时, G P73将随着疾病发展逐渐 增加; 而在急性肝炎中, GP73表达会成百倍增加; 但是 肝细胞发生癌变时, GP73在血清中的含量明显增高 [ 9] 。 已知位于高尔基体上的多数膜蛋白为恒定表达, 不受 疾病调控; 而这种与疾病密切相关上调表达的 G P73是 非常罕见的。多数高尔基体膜蛋白, 在胞内运输过程 与蛋白及脂类的修饰反应相关, 但 GP73进行性表达可 具有独特的生物学特性, 其机制有待探讨。
在 H ep3B肝细胞培养过程中, 加入野生型或突变 型人腺病毒 (如人 A d5和 A d2腺病毒 )诱导, 导致 GP73 无论在 RNA 水平, 还是在蛋白水平都有明显上升, 增 高幅度与腺病毒 E1A 和 DNA 结合蛋白 ( DBP) 水平一 致, 并且早于纤维蛋白表达。而其他 3种与 G P73结构 相似的高尔基体膜蛋白 g ian tin、GPP130和 golg in 84表 达并不受腺病毒诱导的影响。序列分析证实变异型腺 病毒 E 1A 的 C 端, 尤其 C tBP 相关区域 ( C ID ) 为 GP73 表达必需结构。构建表达野生型或突变型 E1A 蛋白 质粒, 瞬时转染 H ep3B细胞后可, 可见 G P73 mRNA 和 蛋白大量表达, 说明 GP73为腺病毒诱导的胞内蛋白, 其表达程度可经 E1A 蛋白的 C ID 调节 [ 16] 。
4 肝细胞癌变与 GP73作用 以原位杂交方法分析组织学伴有肝硬化的移植肝
组织, 在被病毒感染的肝脏组织中 GP73 mRNA 水平明 显上升, G P73可能是病毒感染后宿主反应, 具有潜在作 用的一种蛋白质; 另多种组织上皮细胞中均有 GP73表 达, 如肠、气管、前列腺等, GP73在上皮细胞中具有看家 作用, 可能存在不明的通路在调控着 GP73表达。 GP73 在含有 HBV 基因的 H epG2215细胞中呈高水平表达, 而 在 H epG2 细 胞 和 HBV 转 染 且 不 能 复 制 的 H epG2T 14. 1细胞中未 见 GP73 表达增加, G P73 表达与 HBV 复制有关; 另一研究显示, 在 SK H ep 1 细胞中培 养液, 加入 IFN , 可见 GP73表达增强, 但加入 TN F , 则抑制 GP73表达, 提示 GP73可能为病毒感染或细胞因 子作用的新途径 [ 14] 。以双向电泳法比较旱獭肝癌和 非肝癌模型的血清糖蛋白, 在肝细胞癌变过程中蛋白 质发生明显的糖基化改变 [ 17 ] , 肝癌模型的研究也证实 肝癌时 GP73表达增高并伴超岩藻糖基化。
在肝癌早期诊断方面 , GP73优于 A FP, 是一具 有较高临床诊断价值的新的肝癌标志物。 关键词 肝细胞癌; 高尔基体糖蛋白 73; 诊断
中图分类号: R 735 7
文献标识码: A
文 章编号: 1006- 5709( 2011) 01- 0008- 03
收稿日期: 2010 06 24
A bnormal expression of golgi glycoprotein 73 and d iagnosis of h epatocellular carcinoma
肝病患者 [ 13] 。比较病毒性、非病毒性肝病和正常肝组 织中 G P73蛋白表达水平存在明显不同, 体外研究可确 定 G P73蛋白表达的细胞类型与调节机制。用免疫组 化、W estern 印迹和 免疫荧光法分 析在 H epG2 和 SK H ep 1 细 胞 中 GP73 表 达, 发 现 含 有 HBV 基 因 的 H epG221 5和 H epG 2T 14. 1 细胞株中 GP73表达增 加。 被 H BV 或 H CV 感染的肝病患者, 酒精性肝病和自身 免疫性肝炎等 GP73 水平呈显著增高变化 [ 14] 。通过对 肝癌患者的研究发现, 与 H BV病毒感染有关的肝癌患 者血清中 GP73含量明显增高, 灵敏度 77. 4% , 特异性 83. 9% 。 [ 15 ]
GP73在 C 端含有可能与其他蛋白结合的区域, 通过 C 端的 co iled co il区定位于高尔基体 内腔表面, 是高尔
基体定域化和稳定状态下恢复近侧高尔基体 ( cis Go l
gi) 所必需的结构。近来研究表明, G P73正常表达于上 皮细胞内, 与肝脏疾病关系密切, 尤其在肝细胞癌变时