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摘要：铁蛋白轻链（ferritin light chain，FTL）是铁蛋白的一种亚基，主要参与机体细胞内铁的储藏与转运。抗铁蛋白轻链自身抗体（以下简称FTL抗体）在消化道癌患者体内含量和阳性率均高于正常组，表明FTL是一种肿瘤相关抗原，可作为消化道癌高危人群筛检和早期诊断的标志物。PARs属G蛋白偶联受体，研究发现PARs的4种亚型PAR1，PAR2，PAR3和PAR4与消化道肿瘤的发生和发展密切相关。笔者对FTL抗体和PARs在消化道肿瘤中的病理生理作用进行综述。
关键词：铁蛋白轻链；蛋白酶激活受体3；消化道肿瘤
【中图分类号】R735 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602（2015）03-0089-02
消化系统恶性肿瘤是目前世界上常见的一类恶性肿瘤，近年来，消化系统恶性肿瘤的发病率和死亡率呈逐年上升的趋势，并且部分肿瘤如胃癌、肝癌、胰腺癌等的预后较差，己成为严重威胁人类生命和健康的重大疾病之一。目前，大多数肿瘤仍是手术切除为主，放疗、化疗为辅的治疗模式。虽然在肿瘤外科治疗上我国医学临床工作者已经取得了举世瞩目的成绩，但是某些肿瘤如肝癌、胰腺癌起病隐匿，早期多无明显的或仅轻微的临床症状，一般的诊断方法也很难发现或确诊。临床上一旦症状明显，基本上已经属于中晚期，那么患者往往因为诊断延误而失去最佳治疗时间，致使治疗效果较差，致使预后较差，死亡率上升。因此，如何提高肿瘤的早期诊断率便显得尤为重要。近年来，人类基因组计划完成之后，蛋白质组学研究成为后基因时代生命科学的主要研究领域，其相关技术也迅速发展，如双向电泳、质谱分析、蛋白质组信息学，从新的角度研究肿瘤，寻找肿瘤标一记蛋白，阐明其表达水平的变化与肿瘤发生、发展的关系。抗铁蛋白轻链自身抗体（抗FTL自身抗体）和蛋白酶激活受体3（PAR3）对消化道肿瘤的早期诊断的意义越来越多的受到学者的关注。
1.抗铁蛋白轻链自身抗体（FTL抗体）
1.1铁蛋白
铁蛋白是1884年Schmiedeber发现的水溶性铁储存蛋白，1937年被Laufberger命名为铁蛋白。1965年Richter等从肿瘤细胞株中分离出铁蛋白，并发现铁蛋白存在于各种组织和体液中。铁蛋白是体内铁储存的主要形式，参与多种生理、病理过程，血清铁蛋白升高与肿瘤有关。铁蛋白具有两个亚基，轻型（L型）和重型（H型），不同比例的亚基聚合形成不同的铁蛋白同工酶。由于游离铁可诱发氧化反应、DNA损伤，继而诱发肿瘤，当体内铁增加时，铁蛋白摄取铁，并将二价铁转化为三价铁贮存，故铁蛋白可保护脂质、DNA和蛋白免受铁毒性，因而铁蛋白可作为肿瘤辅助诊断的指标，单纯铁蛋白升高对恶性肿瘤的诊断有一定的参考价值。目前大量临床和流行病学研究发现，体内铁蛋白储存量增高可能与罹患肝癌、肺癌、结肠癌、食管癌、胃肠道肿瘤和胰腺癌、乳腺癌有关，特别是当肝癌AFP测定值较低的情况可用铁蛋白测定值补充以提高诊断率。
1.2铁蛋白轻链
铁蛋白轻链（ferritin light chain，FTL）是铁蛋白的一种亚基，主要参与机体细胞内铁的储藏与转运。有研究表明，FTL在晚期胃癌及转移淋巴结中的表达持续高于在正常粘膜的表达；FTL基因在肺癌组织中异常表达。
研究结果显示，消化道癌患者体内FTL抗体含量和阳性率均高于正常组，表明FTL是一种肿瘤相关抗原，在常见消化道肿瘤患者体内异常表达，筛检试验的结果提示FTL抗体可作为消化道癌高危人群筛检和早期诊断的标志物。【1】
2.PAR3
2.1蛋白酶激活受体PARs
2.1.1 PARs的结构
蛋白酶激活受体（PARs）是近年新发现的G蛋白偶联受体，它们被激活后所发挥的生物学活性与消化道肿瘤的发生和发展密切相关。PARs 属7次跨膜的单链G蛋白偶联受体家族，包括PAR1，PAR2，PAR3和PAR4 4种亚型。PAR1，PAR3和PAR4是凝血酶受体，而PAR2是胰蛋白酶和类胰蛋白酶的受体。人源的4个PARs在结构上都是由N-末端、胞外第2个loop环区以及胞内C-末端所组成。PAR1和PAR2的基因位于染色体5q13，相隔100kb。PAR3的基因位于染色体19p12，而PAR4的基因位于染色体9p12。凝血酶可通过细胞膜上的受体PARs来发挥其细胞学效应，如破坏血管内皮细胞的屏障而增加血管的通透性；影响血管内皮细胞和肿瘤细胞的增殖、迁移与细胞外基质的黏附，并促进血栓调节素（TM），血管内皮生长因子（VEGF），血小板衍生因子（PDGF），成纤维细胞生长因子（bFGF）的分泌表达；引起 VEGF受体的表达上调等，其细胞学效应主要表现为促进肿瘤的转移。【2】
2.1.2 PARs的功能
PAR1、PAR2在包括血小板、内皮细胞、血管平滑肌细胞、中性粒细胞、胃肠道上皮细胞、成纤维细胞、肥大细胞、神经元和星形胶质细胞等在内的多种细胞中均有表达，PAR1在血栓形成、炎症反应、血管活性、免疫系统功能、血管增生性疾病等过程中有着重要的作用。PAR2的mRNA在小肠、结肠、肝脏、胰腺中高表达，在胃的表达低于其它组织【3】。
消化道平滑肌的收缩与舒张是实现消化系统功能的基础。当PAR1被凝血酶激活后可直接导致消化道血管平滑肌的收缩和一氧化氮介导的血管内皮舒张作用，还可引起前列腺素依赖上皮的气道平滑肌的收缩和舒张。目前认为PAR4在介导的食管平滑肌舒张机制和血小板、胃肠道、血管以及气道平滑肌中凝血酶双受体调节机制均与PAR1相似。PAR1介导的收缩作用依赖于钠离子的渗透性的增加，而钠离子渗透压的增加通常和L型Ca2+通道造成的胞外Ca2+内流是相对应的。PAR4 介导的舒张作用依赖于钾离子通道的激活，PAR4 介导的平滑肌组织舒张还有前列腺素和一氧化氮的参与，它们抵抗河豚毒素、阻断β肾上腺能受体并抑制蛋白激酶A（PKA），因此认为在感染和出血性疾病中PAR4有减轻由凝血酶刺激和PAR1介导的平滑肌过度兴奋的作用【2】。 2.1.3 PARs与肿瘤的关系
PAR1在侵袭性的黑色素瘤、结肠癌、前列腺癌以及侵袭性的乳腺癌中均过表达。免疫组化和原位杂交研究发现，PAR1不仅表达于恶性肿瘤细胞，在形成肿瘤微环境的相关细胞中亦有表达，如巨噬细胞、肥大细胞、反应性间质成纤维细胞等。反应性间质成纤维细胞能够降解间质蛋白，利于肿瘤细胞粘附、运动及增殖。而在良性肿瘤、非转移或正常上皮细胞周围却没有发现间质成纤维细胞。这亦显示了表达PAR1的成纤维细胞在形成肿瘤微环境中的作用。
PAR2能够对多种肿瘤的发生和发展起作用，包括胃癌、结肠癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、子宫颈癌。在乳腺癌组织中，PAR1和PAR2分布于癌细胞、肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞以及转移的肿瘤组织微环境中的脉管平滑肌细胞。
hPAR1反义基因表达的研究显示，细胞系中PAR1表达水平降低，细胞增殖能力和侵袭力均减弱，不利于肿瘤的形成和生长。PAR1能够促进肿瘤生长可能是因为它能够促进血管生成。由于异常的脉管发育，大约50%的PAR1基因缺陷的小鼠在未成熟前死亡，而内皮细胞PAR1表达系统的及时修复能够提高这些小鼠的生存率。
在子宫内膜癌去分化和子宫肌层侵袭的过程中，PAR2的表达上调，因此PAR2可能通过促进血管生成来促进子宫内膜癌的发生和发展。还有研究表明PAR2可能通过促进血管生成来促进卵巢癌的发生和发展，并认为应当将PAR2的表达水平作为卵巢癌一个新的预后指标。但有研究表明，PAR2对肿瘤的形成和生长起抑制作用。在用化学诱导的方法刺激小鼠8周后，小鼠的表皮开始出现肿瘤。13周后，PAR2缺陷的小鼠平均每只生成的肿瘤个数是14个，野生型的小鼠平均每只生成的肿瘤个数是8个。这就表明PAR2可能在一些特定的组织中对肿瘤起到一定的抑制作用。
2.2 PAR3
PAR3又称为细胞极性（polarity）蛋白分子，广泛分布于机体的多种组织和细胞中，对机体细胞功能调节具有重要作用，尤其是对上皮细胞连接的形成、维持以及重建均起着重要作用。基因敲除PAR3分子，可使细胞连接分子表达下降，细胞连接松散，导致细胞分化的改变，或肿瘤转移的发生【4】。
尽管PAR3在肿瘤研究方面报道较少，已有研究显示上皮细胞向肿瘤细胞方向转化早期，即细胞发生间变时，首先表现为细胞连接的破坏。文献报道，PAR3与PAR6和aPKC是以一种蛋白复合体的形式存在，与细胞连接的形成和维持有很重要的关系【23】。研究发现某些原因使PAR3表达下调时，会使复合体PAR3和aPKC分子从细胞膜向胞质转位，其结果使上皮细胞极性消失，连接松散，细胞出现间变特征。TGF-b可下调E-cadherin表达，但这一作用可被过表达PAR3逆转，因此可以认为，PAR3不仅对细胞侧面连接的蛋白分子的表达具有重要的调控。而且也可能是上游因子作用的靶点，上游因子通过PAR3调控下游的细胞连接分子的表达，进而对上皮细胞的连接结构进行调控。
上皮细胞分布在组织器官的内外表面，要将这些上皮细胞有机的分布在组织三维结构的表面，需要包括极性、黏附、生长等多种生理功能共同协作完成。在此过程中，跨膜蛋白PAR3是上皮组织最重要的极性的构建者和维持者，当PAR3功能发生变化，则上皮细胞极性减少或消失，上皮细胞从上皮组织中逃逸出来，进入细胞间质，从而改变组织微环境。肿瘤的病理学研究发现，在肿瘤进程中，组织极性和细胞极性都将消失【5】。
3.展望
消化道肿瘤的发生发展是一个多因素影响、多基因参与、多阶段缓慢复杂的发展过程，在分子水平上多表现为肿瘤相关基因结构和/或功能的异常，如基因突变、蛋白质多肤表达上调或下降、癌基因的激活和抑癌基因的失活等。抗FTL在消化道肿瘤组织中的高表达，对消化道肿瘤的发生、发展起到了促进作用；而PAR3对上皮细胞连接的形成、维持以及重建均起着重要作用，对消化道肿瘤起到了一定的抑制作用。因此，监测抗FTL和PAR3的表达水平为结直肠肿瘤的早期诊断提供了重要的理论依据。
参考文献
[1] 王晓蕊，张春霞，任鹏飞等.消化道肿瘤患者抗FTL自身抗体检测及诊断意义.中国公共卫生，2013，29（5）：666-668.
[2] 李思熳，高振华等.PAR 家族在消化道肿瘤中的作用.中国普通外科杂志， 2013， 22（2）：218-222.
[3] Bohm SK， Kong W， Bromme D， et al. M olecular cloning， expression and potential functions of the human proteinase-activated receptor-2 [J].Biochem J，1996， 314（3）： 1009-1016.
[4] Mizuno K， Suzuki A， Hirose T， Kitamura K， Kutsuzawa K， Futaki M， Amano Y， Ohno S. Self-association of PAR-3-mediated by the conserved N-terminal domain contributes to the development of epithelial tight junctions.J Biol Chem 2003；278：31240-31250
[5] 刘俊， 刘胜洪等.Par-3及Connexin在结直肠肿瘤中的表达变化.世界华人消化杂志，200917（8）： 785-789.
关键词：铁蛋白轻链；蛋白酶激活受体3；消化道肿瘤
【中图分类号】R735 【文献标识码】A 【文章编号】1672-8602（2015）03-0089-02
消化系统恶性肿瘤是目前世界上常见的一类恶性肿瘤，近年来，消化系统恶性肿瘤的发病率和死亡率呈逐年上升的趋势，并且部分肿瘤如胃癌、肝癌、胰腺癌等的预后较差，己成为严重威胁人类生命和健康的重大疾病之一。目前，大多数肿瘤仍是手术切除为主，放疗、化疗为辅的治疗模式。虽然在肿瘤外科治疗上我国医学临床工作者已经取得了举世瞩目的成绩，但是某些肿瘤如肝癌、胰腺癌起病隐匿，早期多无明显的或仅轻微的临床症状，一般的诊断方法也很难发现或确诊。临床上一旦症状明显，基本上已经属于中晚期，那么患者往往因为诊断延误而失去最佳治疗时间，致使治疗效果较差，致使预后较差，死亡率上升。因此，如何提高肿瘤的早期诊断率便显得尤为重要。近年来，人类基因组计划完成之后，蛋白质组学研究成为后基因时代生命科学的主要研究领域，其相关技术也迅速发展，如双向电泳、质谱分析、蛋白质组信息学，从新的角度研究肿瘤，寻找肿瘤标一记蛋白，阐明其表达水平的变化与肿瘤发生、发展的关系。抗铁蛋白轻链自身抗体（抗FTL自身抗体）和蛋白酶激活受体3（PAR3）对消化道肿瘤的早期诊断的意义越来越多的受到学者的关注。
1.抗铁蛋白轻链自身抗体（FTL抗体）
1.1铁蛋白
铁蛋白是1884年Schmiedeber发现的水溶性铁储存蛋白，1937年被Laufberger命名为铁蛋白。1965年Richter等从肿瘤细胞株中分离出铁蛋白，并发现铁蛋白存在于各种组织和体液中。铁蛋白是体内铁储存的主要形式，参与多种生理、病理过程，血清铁蛋白升高与肿瘤有关。铁蛋白具有两个亚基，轻型（L型）和重型（H型），不同比例的亚基聚合形成不同的铁蛋白同工酶。由于游离铁可诱发氧化反应、DNA损伤，继而诱发肿瘤，当体内铁增加时，铁蛋白摄取铁，并将二价铁转化为三价铁贮存，故铁蛋白可保护脂质、DNA和蛋白免受铁毒性，因而铁蛋白可作为肿瘤辅助诊断的指标，单纯铁蛋白升高对恶性肿瘤的诊断有一定的参考价值。目前大量临床和流行病学研究发现，体内铁蛋白储存量增高可能与罹患肝癌、肺癌、结肠癌、食管癌、胃肠道肿瘤和胰腺癌、乳腺癌有关，特别是当肝癌AFP测定值较低的情况可用铁蛋白测定值补充以提高诊断率。
1.2铁蛋白轻链
铁蛋白轻链（ferritin light chain，FTL）是铁蛋白的一种亚基，主要参与机体细胞内铁的储藏与转运。有研究表明，FTL在晚期胃癌及转移淋巴结中的表达持续高于在正常粘膜的表达；FTL基因在肺癌组织中异常表达。
研究结果显示，消化道癌患者体内FTL抗体含量和阳性率均高于正常组，表明FTL是一种肿瘤相关抗原，在常见消化道肿瘤患者体内异常表达，筛检试验的结果提示FTL抗体可作为消化道癌高危人群筛检和早期诊断的标志物。【1】
2.PAR3
2.1蛋白酶激活受体PARs
2.1.1 PARs的结构
蛋白酶激活受体（PARs）是近年新发现的G蛋白偶联受体，它们被激活后所发挥的生物学活性与消化道肿瘤的发生和发展密切相关。PARs 属7次跨膜的单链G蛋白偶联受体家族，包括PAR1，PAR2，PAR3和PAR4 4种亚型。PAR1，PAR3和PAR4是凝血酶受体，而PAR2是胰蛋白酶和类胰蛋白酶的受体。人源的4个PARs在结构上都是由N-末端、胞外第2个loop环区以及胞内C-末端所组成。PAR1和PAR2的基因位于染色体5q13，相隔100kb。PAR3的基因位于染色体19p12，而PAR4的基因位于染色体9p12。凝血酶可通过细胞膜上的受体PARs来发挥其细胞学效应，如破坏血管内皮细胞的屏障而增加血管的通透性；影响血管内皮细胞和肿瘤细胞的增殖、迁移与细胞外基质的黏附，并促进血栓调节素（TM），血管内皮生长因子（VEGF），血小板衍生因子（PDGF），成纤维细胞生长因子（bFGF）的分泌表达；引起 VEGF受体的表达上调等，其细胞学效应主要表现为促进肿瘤的转移。【2】
2.1.2 PARs的功能
PAR1、PAR2在包括血小板、内皮细胞、血管平滑肌细胞、中性粒细胞、胃肠道上皮细胞、成纤维细胞、肥大细胞、神经元和星形胶质细胞等在内的多种细胞中均有表达，PAR1在血栓形成、炎症反应、血管活性、免疫系统功能、血管增生性疾病等过程中有着重要的作用。PAR2的mRNA在小肠、结肠、肝脏、胰腺中高表达，在胃的表达低于其它组织【3】。
消化道平滑肌的收缩与舒张是实现消化系统功能的基础。当PAR1被凝血酶激活后可直接导致消化道血管平滑肌的收缩和一氧化氮介导的血管内皮舒张作用，还可引起前列腺素依赖上皮的气道平滑肌的收缩和舒张。目前认为PAR4在介导的食管平滑肌舒张机制和血小板、胃肠道、血管以及气道平滑肌中凝血酶双受体调节机制均与PAR1相似。PAR1介导的收缩作用依赖于钠离子的渗透性的增加，而钠离子渗透压的增加通常和L型Ca2+通道造成的胞外Ca2+内流是相对应的。PAR4 介导的舒张作用依赖于钾离子通道的激活，PAR4 介导的平滑肌组织舒张还有前列腺素和一氧化氮的参与，它们抵抗河豚毒素、阻断β肾上腺能受体并抑制蛋白激酶A（PKA），因此认为在感染和出血性疾病中PAR4有减轻由凝血酶刺激和PAR1介导的平滑肌过度兴奋的作用【2】。 2.1.3 PARs与肿瘤的关系
PAR1在侵袭性的黑色素瘤、结肠癌、前列腺癌以及侵袭性的乳腺癌中均过表达。免疫组化和原位杂交研究发现，PAR1不仅表达于恶性肿瘤细胞，在形成肿瘤微环境的相关细胞中亦有表达，如巨噬细胞、肥大细胞、反应性间质成纤维细胞等。反应性间质成纤维细胞能够降解间质蛋白，利于肿瘤细胞粘附、运动及增殖。而在良性肿瘤、非转移或正常上皮细胞周围却没有发现间质成纤维细胞。这亦显示了表达PAR1的成纤维细胞在形成肿瘤微环境中的作用。
PAR2能够对多种肿瘤的发生和发展起作用，包括胃癌、结肠癌、胰腺癌、前列腺癌、乳腺癌、子宫颈癌。在乳腺癌组织中，PAR1和PAR2分布于癌细胞、肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞以及转移的肿瘤组织微环境中的脉管平滑肌细胞。
hPAR1反义基因表达的研究显示，细胞系中PAR1表达水平降低，细胞增殖能力和侵袭力均减弱，不利于肿瘤的形成和生长。PAR1能够促进肿瘤生长可能是因为它能够促进血管生成。由于异常的脉管发育，大约50%的PAR1基因缺陷的小鼠在未成熟前死亡，而内皮细胞PAR1表达系统的及时修复能够提高这些小鼠的生存率。
在子宫内膜癌去分化和子宫肌层侵袭的过程中，PAR2的表达上调，因此PAR2可能通过促进血管生成来促进子宫内膜癌的发生和发展。还有研究表明PAR2可能通过促进血管生成来促进卵巢癌的发生和发展，并认为应当将PAR2的表达水平作为卵巢癌一个新的预后指标。但有研究表明，PAR2对肿瘤的形成和生长起抑制作用。在用化学诱导的方法刺激小鼠8周后，小鼠的表皮开始出现肿瘤。13周后，PAR2缺陷的小鼠平均每只生成的肿瘤个数是14个，野生型的小鼠平均每只生成的肿瘤个数是8个。这就表明PAR2可能在一些特定的组织中对肿瘤起到一定的抑制作用。
2.2 PAR3
PAR3又称为细胞极性（polarity）蛋白分子，广泛分布于机体的多种组织和细胞中，对机体细胞功能调节具有重要作用，尤其是对上皮细胞连接的形成、维持以及重建均起着重要作用。基因敲除PAR3分子，可使细胞连接分子表达下降，细胞连接松散，导致细胞分化的改变，或肿瘤转移的发生【4】。
尽管PAR3在肿瘤研究方面报道较少，已有研究显示上皮细胞向肿瘤细胞方向转化早期，即细胞发生间变时，首先表现为细胞连接的破坏。文献报道，PAR3与PAR6和aPKC是以一种蛋白复合体的形式存在，与细胞连接的形成和维持有很重要的关系【23】。研究发现某些原因使PAR3表达下调时，会使复合体PAR3和aPKC分子从细胞膜向胞质转位，其结果使上皮细胞极性消失，连接松散，细胞出现间变特征。TGF-b可下调E-cadherin表达，但这一作用可被过表达PAR3逆转，因此可以认为，PAR3不仅对细胞侧面连接的蛋白分子的表达具有重要的调控。而且也可能是上游因子作用的靶点，上游因子通过PAR3调控下游的细胞连接分子的表达，进而对上皮细胞的连接结构进行调控。
上皮细胞分布在组织器官的内外表面，要将这些上皮细胞有机的分布在组织三维结构的表面，需要包括极性、黏附、生长等多种生理功能共同协作完成。在此过程中，跨膜蛋白PAR3是上皮组织最重要的极性的构建者和维持者，当PAR3功能发生变化，则上皮细胞极性减少或消失，上皮细胞从上皮组织中逃逸出来，进入细胞间质，从而改变组织微环境。肿瘤的病理学研究发现，在肿瘤进程中，组织极性和细胞极性都将消失【5】。
3.展望
消化道肿瘤的发生发展是一个多因素影响、多基因参与、多阶段缓慢复杂的发展过程，在分子水平上多表现为肿瘤相关基因结构和/或功能的异常，如基因突变、蛋白质多肤表达上调或下降、癌基因的激活和抑癌基因的失活等。抗FTL在消化道肿瘤组织中的高表达，对消化道肿瘤的发生、发展起到了促进作用；而PAR3对上皮细胞连接的形成、维持以及重建均起着重要作用，对消化道肿瘤起到了一定的抑制作用。因此，监测抗FTL和PAR3的表达水平为结直肠肿瘤的早期诊断提供了重要的理论依据。
参考文献
[1] 王晓蕊，张春霞，任鹏飞等.消化道肿瘤患者抗FTL自身抗体检测及诊断意义.中国公共卫生，2013，29（5）：666-668.
[2] 李思熳，高振华等.PAR 家族在消化道肿瘤中的作用.中国普通外科杂志， 2013， 22（2）：218-222.
[3] Bohm SK， Kong W， Bromme D， et al. M olecular cloning， expression and potential functions of the human proteinase-activated receptor-2 [J].Biochem J，1996， 314（3）： 1009-1016.
[4] Mizuno K， Suzuki A， Hirose T， Kitamura K， Kutsuzawa K， Futaki M， Amano Y， Ohno S. Self-association of PAR-3-mediated by the conserved N-terminal domain contributes to the development of epithelial tight junctions.J Biol Chem 2003；278：31240-31250
[5] 刘俊， 刘胜洪等.Par-3及Connexin在结直肠肿瘤中的表达变化.世界华人消化杂志，200917（8）： 785-789.