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【中图分类号】R739.8【文献标识码】A【文章编号】1632-5281（2015）4
【摘要】多效生长因子（PTN）是分泌型的肝素结合生长因子，具有136个氨基酸，在机体内广泛表达。它是二十世纪八十年代Bohlen等从成体牛脑中分离纯化出的一种可以与肝素结合的蛋白质，同时PTN也是原癌基因，它表达在人类肿瘤细胞中，与肿瘤的生长、分化、转移密切相关并且来源于肿瘤的细胞链也会表达PTN。因此，在恶性细胞中PTN不适当的表达能作为肿瘤强有力的启动者。本文就多效生长因子与肿瘤关系的相关研究进展作一初步概述。
【关键词】多效生长因子；原癌基因；腫瘤
1.PTN的概念及结构特点
Pleiotrophin最早是1989年华盛顿医学中心从新生大鼠脑组织中提取的一种18.2kD的肝素结合蛋白[1]。是一种分泌性生长因子，可以分泌到血液和组织液中。它和Midkine（MK）基因结构很相似，共同组成MK家族。PTN基因位于7q33-q34，长度大于100kb，包括5个外显子以及1个小的非翻译的外显子。PTN编码168个氨基酸的蛋白质，包括32个氨基酸组成的信号肽，不同种属的PTN基因高度保守，是目前已知的所有生长因子中最保守的一种基因[2]与肝素结合细胞因子相似，PTN也具有2个β—sheet（β一折叠）结构域，通过易折叠的连接器相连，每个β一折叠结构域又含有3个呈反平行的β链。含量丰富的赖氨酸位于N端和C端，随意形成袖口样形状[3]。
PTN正常表达于胚胎期，在人类胚胎的神经组织分化和骨骼发育过程中均起到重要作用，在成年的健康组织中很少表达，在大脑中表达水平最高，除此之外，还可以表达于子宫、睾丸Leyding细胞等。PTN基因在牛、鼠、人和鸡之间高度保守，是目前已知的所有生长因子中最保守的一种基因。PTN基因的表达产物被证实是一种具有分泌性和多效生长因子作用的蛋白，在细胞的生长、分化及发育过程中均起重要作用。
2.PTN的功能
PTN在不同细胞有不同功能反应，在纤维细胞、上皮细胞，和内皮细胞能引起促有丝分裂反应；在其他细胞，PTN能引起上皮—间叶细胞的转换[4]，促进祖细胞、大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞、初级少突细胞祖细胞形态学分化。而且培育中的少突祖细胞的自身分化通过PTN的自分泌机制起作用。
此外，在体内，PTN能刺激血管生成。研究者[5]将经PTN转染的MCF-7 乳腺癌细胞植入兔角膜，结果发现兔角膜新生毛细血管及其生长速度强于无PTN转染的细胞。他们还发现，PTN转染细胞与等量的3T3纤维母细胞或激素非依赖性乳腺癌细胞共同植入裸鼠后，生成肿瘤的生长速度较无PTN转染细胞者快，而且前者具有更大的血管密度，血管内皮细胞增生速度更快。体外实验PTN能诱导内皮细胞释放蛋白水解酶，诱导内皮细胞管的形成。因此，认为PTN是一种肿瘤血管生成因子。
研究发现，PTN在促进神经系统发育和参与神经细胞损伤性疾病过程也有重要作用。在胚胎期的中枢神经系统，PTN mRNA主要在大脑室管膜下层正在发育的神经胶质母细胞以及室管膜细胞中表达，表明PTN在大脑的神经、血管母细胞分化中起着重要作用。成年后，PTN在大脑中的表达水平较出生时明显降低，而主要集中在海马和大脑皮层。因此，PTN对神经系统的发育起着重要作用。在老年性痴呆患者中发现PTN存在于老年性痴呆和Down’s综合征的老年斑中，可能与一种低密度脂蛋白受体（LRP）相互作用，后者是老年性痴呆发病过程中淀粉样蛋白前体蛋白（ARP）apoE和α-2M的主要受体，因此PTN在老年性痴呆症中可能具有潜在的重要作用。
3.PTN与肿瘤的关系
3.1PTN与消化系统肿瘤
研究发现PTN在胰腺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌等消化系统肿瘤的组织及血清中均有高表达，其表达均有统计学意义。其中腺癌是恶性肿瘤中程度最高的肿瘤之一，总体5年生存率为2%。有研究发现78%的胰腺癌患者组织PTN免疫组化染色显著增高，超过50%的胰腺癌患者血清中PTN升高。胰腺癌有嗜神经生长的特性，神经营养因子及其受体在胰腺癌神经浸润中起着非常重要的作用。PTN即为神经营养因子之一，PTN通过与其受体结合诱导神经轴突的过度生长以及神经元的移动，可能与胰腺癌神经浸润形成密切相关。
此外，研究[6]纠显示：64例胃癌组织中采用免疫组织化学方法检测PTN阳性表达共57例，PTN阳性表达率高于癌旁组织和正常胃组织，组间比较差异有统计学意义。胃癌组织中PTN表达率高于癌旁组织，更明显高于正常对照组织，进一步证明PTN表达可以作为胃癌患者检测的标志物之一。结直肠癌也是常见的消化道恶性肿瘤之一，有研究表明采用原位杂交及免疫组化染色的方法检测结直肠癌组PTN mRNA及其蛋白的表达，阳性率分别为63.9%和60.2%，均高于正常对照组的40.7%和33.3%。结直肠癌组织中PTN mR—NA及其蛋白的表达与肿瘤分化程度和TNM分期均有关；高分化结直肠癌PTN mRNA及其蛋白的表达阳性率均低于低分化者，进一步说明PTN蛋白可能参与结直肠癌的发生和发展；III～IV期结直肠癌组织PTNmRNA及其蛋白的表达阳性率均高于I～Ⅱ期者，提示PTN可能参与结直肠癌的侵袭和转移。研究证明PTN表达与年龄、性别及肿瘤类型均无关。还有研究显示，采用免疫组化、蛋白印迹、酶联免疫吸附试验等方法对结直肠癌及正常结直肠志愿者的病理组织及血清进行PTN检测，结直肠癌患者组织中PTN阳性率为74.70%、强阳性率为60.24%，明显高于正常结直肠志愿者。血清PTN水平与病理组织相一致，结直肠癌患者血清PTN水平明显高于正常结直肠志愿者。
3.2PTN与乳腺癌
PTN mRNA在许多乳腺癌细胞链中表达，与正常组织相比，在乳腺癌组织中高表达。PTN在MCF一7人类乳腺癌细胞不适当的表达在裸鼠中引起肿瘤快速生长。这些研究指出PTN的不适当表达在乳腺癌的发病机制中起重要作用，把先关信号通路作为治疗癌症的潜在靶点。 在裸鼠模型中已明确表明，PTN的不适当表达能刺激乳腺癌细胞的生长。鼠MMTV刺激PTN转染小鼠生成，检测是否只有PTN就能诱导小鼠乳腺癌形成。MMTV-PTN单独转染至小鼠不会引起乳腺癌。MMTV和PTN转染小鼠后，孵育带有MMTV—PyMT基因改造小鼠，是与人类乳腺癌相似的小鼠乳腺癌模型和MMTV—PyMT改基因小鼠一样，MMTV-PyMT—ptn能快速发展乳腺癌多病灶；重要的是，在MMTV—PyMT/PTN中乳腺癌硬性导管的病灶比MMTV-PyMT转基因乳腺癌多2倍。这表明，PTN信号刺激乳腺癌向更恶性阶段发展。PTN是一种肝细胞生长因子，在肝脏纤维化及肝癌的发生过程中同样起着重要作用。在肝脏星形胶质细胞、枯否细胞、增生的纤维结节肝细胞及Huh一7肝癌细胞中均可发现PTN的表达，在正常肝细胞、HepG：肝癌和FaO细胞中检测不到PTN的表达，考虑PTN可能参与肝脏纤维化及肝癌的发生。
3.3PTN与口腔癌
相关研究发现口腔癌组织中约62%表达PTN，良性肿瘤组织中有26.67%表达，正常组织中有6.67%表达，可见PTN在癌组织呈现高表达率。将癌组织分为有、无淋巴结转移进行分析：转移组15例表达，未转移组16例表达，二者之间唧表达率无统计学意义。根据UICC唇和口腔癌分类及分期标准进行分期研究发现：强阳性9例，中强阳性14例，弱阳性8例，阴性19例。定量检测刚蛋白时，口腔癌组织分别与良性肿瘤组织和正常组织对比PTN的表达率均有显著统计学差异，癌组织表达多于良性肿瘤组织和正常组织。BANDLEADER分析软件扫描分析各产物的光密度值发现：口腔癌组织分别与良性肿瘤组织、正常组织比较PTN蛋白表达量存在显著统计学意义。良性肿瘤组织与正常组织比较PTN表达量有显著统计学意义。
4.展望
PTN自发现以来，因其在肿瘤中的作用而备受关注，作为一种原癌基因，PTN在多种人类肿瘤及肿瘤细胞系中均由表达，通过促进肿瘤血管生长，改善肿瘤微环境，上调基质纤维多种机制诱导肿瘤形成。尤其是PTN信号通路越来越受到的重视，将来的研究可以从其诱导肿瘤机制的角度出发，以信号通路为治疗靶点，对其进行干预，或体外合成PTN抑制剂，达到抑制PTN的目的，减少肿瘤血管形成及基质纤维活化，降低肿瘤发生率及死亡率。
参考文献
1.Deuel TF，Zhang N，Yeh HJ，et a1.Pleiotrephin：a cytokine with diverse functions and anovel signaling pathway.Arch Biochem Biophys，2002，397（2）：162-171.
2.Li YS，Milner PG，Chauhan AK， et al. Cloning and expression of a developmentally regulated protein that induces mitogenic and neurite outgrowth activity.Science，1990，250：1690-1694.
3.Mikelis C，Papadimitriou E.Heparin—binding protein pleiotrophin：an important player in the angiogenic process[J].Connect Tissue Res，2008，49（3）：149—152.
4.Perez—Pinera P，Alcantara S，Dimitrov T，et a1.Pleiotrophin disrupts calcium—dependent homophilic cell—cell adhesion and initiates an epithelial-mesenchymal transition[J]Proc Natl Acad Sci U S A，2006，103（47）：17795—17800.
5.Choudhuri R， Zhang HT， Donnini S， et al. An angiogenic role for the neurokines
midkine and pleiotrophin in tumorigenesis. Cancer Res， 1997，57（9）：1814-1819.
6.萬一元，王晓炜，惠红霞，等.多效生长因子在胃癌组织中的表达及其临床意义[J].吉林大学学报（医学版），2013，39（1）：4.
【摘要】多效生长因子（PTN）是分泌型的肝素结合生长因子，具有136个氨基酸，在机体内广泛表达。它是二十世纪八十年代Bohlen等从成体牛脑中分离纯化出的一种可以与肝素结合的蛋白质，同时PTN也是原癌基因，它表达在人类肿瘤细胞中，与肿瘤的生长、分化、转移密切相关并且来源于肿瘤的细胞链也会表达PTN。因此，在恶性细胞中PTN不适当的表达能作为肿瘤强有力的启动者。本文就多效生长因子与肿瘤关系的相关研究进展作一初步概述。
【关键词】多效生长因子；原癌基因；腫瘤
1.PTN的概念及结构特点
Pleiotrophin最早是1989年华盛顿医学中心从新生大鼠脑组织中提取的一种18.2kD的肝素结合蛋白[1]。是一种分泌性生长因子，可以分泌到血液和组织液中。它和Midkine（MK）基因结构很相似，共同组成MK家族。PTN基因位于7q33-q34，长度大于100kb，包括5个外显子以及1个小的非翻译的外显子。PTN编码168个氨基酸的蛋白质，包括32个氨基酸组成的信号肽，不同种属的PTN基因高度保守，是目前已知的所有生长因子中最保守的一种基因[2]与肝素结合细胞因子相似，PTN也具有2个β—sheet（β一折叠）结构域，通过易折叠的连接器相连，每个β一折叠结构域又含有3个呈反平行的β链。含量丰富的赖氨酸位于N端和C端，随意形成袖口样形状[3]。
PTN正常表达于胚胎期，在人类胚胎的神经组织分化和骨骼发育过程中均起到重要作用，在成年的健康组织中很少表达，在大脑中表达水平最高，除此之外，还可以表达于子宫、睾丸Leyding细胞等。PTN基因在牛、鼠、人和鸡之间高度保守，是目前已知的所有生长因子中最保守的一种基因。PTN基因的表达产物被证实是一种具有分泌性和多效生长因子作用的蛋白，在细胞的生长、分化及发育过程中均起重要作用。
2.PTN的功能
PTN在不同细胞有不同功能反应，在纤维细胞、上皮细胞，和内皮细胞能引起促有丝分裂反应；在其他细胞，PTN能引起上皮—间叶细胞的转换[4]，促进祖细胞、大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞、初级少突细胞祖细胞形态学分化。而且培育中的少突祖细胞的自身分化通过PTN的自分泌机制起作用。
此外，在体内，PTN能刺激血管生成。研究者[5]将经PTN转染的MCF-7 乳腺癌细胞植入兔角膜，结果发现兔角膜新生毛细血管及其生长速度强于无PTN转染的细胞。他们还发现，PTN转染细胞与等量的3T3纤维母细胞或激素非依赖性乳腺癌细胞共同植入裸鼠后，生成肿瘤的生长速度较无PTN转染细胞者快，而且前者具有更大的血管密度，血管内皮细胞增生速度更快。体外实验PTN能诱导内皮细胞释放蛋白水解酶，诱导内皮细胞管的形成。因此，认为PTN是一种肿瘤血管生成因子。
研究发现，PTN在促进神经系统发育和参与神经细胞损伤性疾病过程也有重要作用。在胚胎期的中枢神经系统，PTN mRNA主要在大脑室管膜下层正在发育的神经胶质母细胞以及室管膜细胞中表达，表明PTN在大脑的神经、血管母细胞分化中起着重要作用。成年后，PTN在大脑中的表达水平较出生时明显降低，而主要集中在海马和大脑皮层。因此，PTN对神经系统的发育起着重要作用。在老年性痴呆患者中发现PTN存在于老年性痴呆和Down’s综合征的老年斑中，可能与一种低密度脂蛋白受体（LRP）相互作用，后者是老年性痴呆发病过程中淀粉样蛋白前体蛋白（ARP）apoE和α-2M的主要受体，因此PTN在老年性痴呆症中可能具有潜在的重要作用。
3.PTN与肿瘤的关系
3.1PTN与消化系统肿瘤
研究发现PTN在胰腺癌、胃癌、肝癌、结直肠癌等消化系统肿瘤的组织及血清中均有高表达，其表达均有统计学意义。其中腺癌是恶性肿瘤中程度最高的肿瘤之一，总体5年生存率为2%。有研究发现78%的胰腺癌患者组织PTN免疫组化染色显著增高，超过50%的胰腺癌患者血清中PTN升高。胰腺癌有嗜神经生长的特性，神经营养因子及其受体在胰腺癌神经浸润中起着非常重要的作用。PTN即为神经营养因子之一，PTN通过与其受体结合诱导神经轴突的过度生长以及神经元的移动，可能与胰腺癌神经浸润形成密切相关。
此外，研究[6]纠显示：64例胃癌组织中采用免疫组织化学方法检测PTN阳性表达共57例，PTN阳性表达率高于癌旁组织和正常胃组织，组间比较差异有统计学意义。胃癌组织中PTN表达率高于癌旁组织，更明显高于正常对照组织，进一步证明PTN表达可以作为胃癌患者检测的标志物之一。结直肠癌也是常见的消化道恶性肿瘤之一，有研究表明采用原位杂交及免疫组化染色的方法检测结直肠癌组PTN mRNA及其蛋白的表达，阳性率分别为63.9%和60.2%，均高于正常对照组的40.7%和33.3%。结直肠癌组织中PTN mR—NA及其蛋白的表达与肿瘤分化程度和TNM分期均有关；高分化结直肠癌PTN mRNA及其蛋白的表达阳性率均低于低分化者，进一步说明PTN蛋白可能参与结直肠癌的发生和发展；III～IV期结直肠癌组织PTNmRNA及其蛋白的表达阳性率均高于I～Ⅱ期者，提示PTN可能参与结直肠癌的侵袭和转移。研究证明PTN表达与年龄、性别及肿瘤类型均无关。还有研究显示，采用免疫组化、蛋白印迹、酶联免疫吸附试验等方法对结直肠癌及正常结直肠志愿者的病理组织及血清进行PTN检测，结直肠癌患者组织中PTN阳性率为74.70%、强阳性率为60.24%，明显高于正常结直肠志愿者。血清PTN水平与病理组织相一致，结直肠癌患者血清PTN水平明显高于正常结直肠志愿者。
3.2PTN与乳腺癌
PTN mRNA在许多乳腺癌细胞链中表达，与正常组织相比，在乳腺癌组织中高表达。PTN在MCF一7人类乳腺癌细胞不适当的表达在裸鼠中引起肿瘤快速生长。这些研究指出PTN的不适当表达在乳腺癌的发病机制中起重要作用，把先关信号通路作为治疗癌症的潜在靶点。 在裸鼠模型中已明确表明，PTN的不适当表达能刺激乳腺癌细胞的生长。鼠MMTV刺激PTN转染小鼠生成，检测是否只有PTN就能诱导小鼠乳腺癌形成。MMTV-PTN单独转染至小鼠不会引起乳腺癌。MMTV和PTN转染小鼠后，孵育带有MMTV—PyMT基因改造小鼠，是与人类乳腺癌相似的小鼠乳腺癌模型和MMTV—PyMT改基因小鼠一样，MMTV-PyMT—ptn能快速发展乳腺癌多病灶；重要的是，在MMTV—PyMT/PTN中乳腺癌硬性导管的病灶比MMTV-PyMT转基因乳腺癌多2倍。这表明，PTN信号刺激乳腺癌向更恶性阶段发展。PTN是一种肝细胞生长因子，在肝脏纤维化及肝癌的发生过程中同样起着重要作用。在肝脏星形胶质细胞、枯否细胞、增生的纤维结节肝细胞及Huh一7肝癌细胞中均可发现PTN的表达，在正常肝细胞、HepG：肝癌和FaO细胞中检测不到PTN的表达，考虑PTN可能参与肝脏纤维化及肝癌的发生。
3.3PTN与口腔癌
相关研究发现口腔癌组织中约62%表达PTN，良性肿瘤组织中有26.67%表达，正常组织中有6.67%表达，可见PTN在癌组织呈现高表达率。将癌组织分为有、无淋巴结转移进行分析：转移组15例表达，未转移组16例表达，二者之间唧表达率无统计学意义。根据UICC唇和口腔癌分类及分期标准进行分期研究发现：强阳性9例，中强阳性14例，弱阳性8例，阴性19例。定量检测刚蛋白时，口腔癌组织分别与良性肿瘤组织和正常组织对比PTN的表达率均有显著统计学差异，癌组织表达多于良性肿瘤组织和正常组织。BANDLEADER分析软件扫描分析各产物的光密度值发现：口腔癌组织分别与良性肿瘤组织、正常组织比较PTN蛋白表达量存在显著统计学意义。良性肿瘤组织与正常组织比较PTN表达量有显著统计学意义。
4.展望
PTN自发现以来，因其在肿瘤中的作用而备受关注，作为一种原癌基因，PTN在多种人类肿瘤及肿瘤细胞系中均由表达，通过促进肿瘤血管生长，改善肿瘤微环境，上调基质纤维多种机制诱导肿瘤形成。尤其是PTN信号通路越来越受到的重视，将来的研究可以从其诱导肿瘤机制的角度出发，以信号通路为治疗靶点，对其进行干预，或体外合成PTN抑制剂，达到抑制PTN的目的，减少肿瘤血管形成及基质纤维活化，降低肿瘤发生率及死亡率。
参考文献
1.Deuel TF，Zhang N，Yeh HJ，et a1.Pleiotrephin：a cytokine with diverse functions and anovel signaling pathway.Arch Biochem Biophys，2002，397（2）：162-171.
2.Li YS，Milner PG，Chauhan AK， et al. Cloning and expression of a developmentally regulated protein that induces mitogenic and neurite outgrowth activity.Science，1990，250：1690-1694.
3.Mikelis C，Papadimitriou E.Heparin—binding protein pleiotrophin：an important player in the angiogenic process[J].Connect Tissue Res，2008，49（3）：149—152.
4.Perez—Pinera P，Alcantara S，Dimitrov T，et a1.Pleiotrophin disrupts calcium—dependent homophilic cell—cell adhesion and initiates an epithelial-mesenchymal transition[J]Proc Natl Acad Sci U S A，2006，103（47）：17795—17800.
5.Choudhuri R， Zhang HT， Donnini S， et al. An angiogenic role for the neurokines
midkine and pleiotrophin in tumorigenesis. Cancer Res， 1997，57（9）：1814-1819.
6.萬一元，王晓炜，惠红霞，等.多效生长因子在胃癌组织中的表达及其临床意义[J].吉林大学学报（医学版），2013，39（1）：4.