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1 胶质瘤的浸润同多种蛋白水解酶有关
蛋白水解酶类主要有四大类:血浆酶系统、基质金属蛋白酶（MMP）系统、去组合蛋白-基质金属蛋白酶（a disinteˉgrin and metalloproteinase，ADAM）系统、组织蛋白酶系统，它们的作用对象各有针对性。肿瘤细胞同间质细胞、ECM的相互作用在肿瘤浸润性生长过程中具有重要意义，该过程是在多个蛋白酶系统的共同作用下完成的。已有研究发现，天冬酰胺、半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸酶类以及金属蛋白酶类和它们的抑制物均参与了肿瘤的浸润过程 ［3］ 。
1.1 血浆酶类主要负责消化细胞外基质。主要有两种活化形式:尿激酶型（uPA）和组织型（tPA），均属丝氨酸酶类。最初分泌到间质中的血浆酶前体没有活性，可被多种蛋白酶如血浆酶、组织蛋白酶B、组织蛋白酶L、胰岛素样酶等激活，然后通过糖化磷酸肌醇与胞膜上的尿激酶受体（uPA reˉceptor，uPAR）相结合。uPAR与整合素、外周粘连蛋白（Vitˉronectin）相作用，可以易化局部组织的降解。体内外研究发现采用抗uPAR的方法可以阻止肿瘤的浸润，提示uPA和uPAR的拮抗剂可能会是一个非常有希望的抗癌药物。PA有两种特异性抑制物Plasminogen Activator Inhibitor-1、2（PAI-1、PAI-2），PAI-1可以同时拮抗两种活化的PA，而PAI-2只能同未活化PA相结合 ［4］ 。尽管uPA在其它肿瘤发生中作用的研究较多，但其在中枢神经系统肿瘤中的研究并不很多。在高级别星形细胞瘤中uPA、mRNA和其蛋白的表达较高，但周幽心等的研究并未发现uPA的表达同病理分级的相关性 ［5］ 。在脑肿瘤中PAI-1主要分布在肿瘤和内皮细胞中（基底膜和坏死灶周围的血管周结缔组织）。其在脑肿瘤中的高表达可以避免肿瘤细胞在宿主细胞相互接触受到水解酶类的攻击和防止ECM过度降解和保护局部血管的完整性 ［6］ 。关于血浆酶类在胶质瘤浸润中的作用有待深入研究。
1.2 基质金属蛋白酶是体内最大的ECM降解酶，其成员已发展到22个。按其功能不同可分为以下几个亚类:胶原 酶，MMP-1、8、13、18;白明胶酶，MMP-2、9;基质裂解蛋白酶（matrilysin，MMP-7）和基质裂解素（stromelysin，MMP-3、10、11）;金属蛋白酶（MMP-12）;烯胺酶（MMP-20） ［3，7］ 。大部分基质金属蛋白酶先是以酶原的形式分泌到间质中，然后被其它酶活化。酶组织抑制物（tissue inhibitor of metalˉloprotease，TIMP）是能与MMP分子特异性结合的一种内源性物质，目前已经发现了4个成员。基质金属蛋白酶和TIMP之间的相互作用是蛋白水解过程中另一个重要的调节系统。大量研究已经证明，MMPs在脑肿瘤中有高表达，并且同肿瘤的侵袭性相关。其中MMP-2、9已被证实在高级别胶质瘤中具有重要作用。实验发现选择性抑制MMP-9的活性可以降低胶质母细胞瘤的侵袭性。在成人胶质瘤中有MMP-1的合成，在儿童星形细胞瘤和髓母细胞瘤中则有MMP-13的表达 ［8］ 。体外实验发现MMP-3在胶质瘤发生过程中确有表达，但体内实验的结果与之并不吻合。膜型基质金属蛋白酶（membrane-type matrix metalloproteinase，MT-MMP）已被很多实验证实在胶质瘤生长和浸润过程中作用重大。MT1-MMP（MMP-14）和MT2-MMP（MMP-15）在胶质瘤中的表达同肿瘤的恶性程度相关。但MT3（MMP-16）并无此规律。在正常脑组织中MT4-MMP（MMP-18）存在表达，但在胶质瘤中的情况目前尚无文献报道 ［9］。对MT5（MMP-24）和MT6（MMP-25），目前仅知它们在脑肿瘤中存在表达。Groft等发现在恶性胶质瘤中TIMP-1和TIMP-4的表达较高，但在TIMP-2和TIMP-3无此规律，其中TIMP-3的过表达可以抑制胶质瘤细胞的浸润 ［10］ 。ADAMs家族是另一个重要的金属蛋白酶家族，该家族大约有33个成员。它们都有一个域前区、一个去组合蛋白域、一个金属蛋白酶域、一个跨膜域 ［11］ 。最近又有一个新的金属蛋白酶家族ADAMTSs被发现，该家族成员同ADAMS家族相比没有跨膜部分，但多了血栓收缩蛋白重复片段。该家族成员的作用还有待进一步研究。尽管科学家已经在中枢神经系统中发现了ADAMs家族，但有关ADAMs在胶质瘤浸润中作用的研究目前还不很多。神经变性性疾病时ADAM8（CD156）在神经元和少突胶质细胞中有表达 ［12］ 。ADAM17或TNF-α转换酶在正常脑组织星形细胞和内皮细胞内存在表达 ［13］ 。ADAM12在外周肿瘤中与细胞的粘附有关，ADAM19则是神经调节素（neuregulin）的一种活化剂［14］ 。ADAMTs家族中ADAMTS4在脑组织中存在表达，并在胶质瘤发生过程中发挥重要的作用，它还可以降解在胶质瘤中高表达的透明质酸粘合蛋白/短蛋白聚糖（Brain Enˉriched Hyaluronan Binding，BEHAB/Brevican） ［12］ 。大多数MMPs都可以水解生长因子类物质（GFs）、生长因子的受体和其他生长因子相关蛋白。ADAM12可以水解与肝素结合型表皮生长因子（Heparin Binding Epidermal Growth Factor，HB-EGF），将其从细胞膜上释放。还有部分ADAMs可以水解表皮生长因子类似物和肝细胞生长因子受体c-Met ［15］ 。
1.3 根据溶酶体组织蛋白酶（Cathepsins）作用底物的不同可将其分为下面几类:天冬酰胺家族，如组织蛋白酶D（Cathepsin D）;半胱氨酸家族，如组织蛋白酶B、H、L、S、C、K、O、F、V、X、W;丝氨酸家族，如组织蛋白G。它们合成后以前蛋白原的形式存在。在向内质网运输过程中，其前肽被移除，信号原肽将组织蛋白酶原结合到高尔基体，酶原在高尔基体内糖基化、磷酸化、二硫键形成，最终在内涵体或溶酶体内被激活 ［16］ 。溶酶体组织蛋白酶的合成的调控可以发生在多个水平，包括转录水平、翻译水平、翻译后水平和运输水平。近来研究发现，组织蛋白酶D、B、H、S等参与了多种肿瘤的发生过程。研究最多的是组织蛋白酶B、D和L，它们在肿瘤组织内的表达比在正常组织高 ［17］ 。体外实验发现，组织蛋白酶B的表达同胶质瘤病理分级相关 ［18，19］ 。另外在侵袭性脑膜瘤中组织蛋白酶B的水平明显高于一般脑膜瘤也充分证实了组织蛋白酶在肿瘤侵袭性生长中可能存在的重要作用。Sivaparvathi发现组织蛋白酶L的表达和活性同人胶质瘤的恶性程度呈正相关。Lah等分别检测了低级别胶质瘤、间变的胶质瘤、胶质母细胞瘤中的组织蛋白酶L的活性，结果同Sivaparvathi的实验相一致。在胶质母细胞瘤中，组织蛋白酶B和L的表达较高的，其侵袭能力明显较强 ［20］ 。
实验已经证实，转染组织蛋白酶L反义mRNA基因后的肿瘤细胞体外侵袭能力明显下降，并且使用蛋白激酶C的抑制剂星形孢菌素（staurosporine）后，它们抗凋亡的能力也有下降 ［21］。Strojnik发现，同组织蛋白酶B一样，组织蛋白酶L在间变型脑膜瘤中的表达明显高于良性脑膜瘤 ［22］ 。胱蛋白酶抑制剂（Cystatin）在多种肿瘤中都有改变。在肿瘤浸润性生长的区域，半胱氨酸组织蛋白酶的浓度要比其他区域高几倍，胱蛋白酶抑制剂也有稍微上调，但在有些病例也存在胱蛋白酶抑制剂下调现象 ［21］ 。
2 小结
总结上述研究结果我们可以发现，胶质瘤细胞的移行和浸润是一个多系统、多环节参与的复杂生理过程。目前研究关键是要找到该体系的一个枢纽性环节，以此为中心建立起该体系的一个框架，然后进一步研究该环节与其他因素的相互关系，并对其进行干预，以期达到阻止胶质瘤细胞的移行和浸润性生长的目的，为根治胶质瘤打下基础。大量研究已经证实了蛋白酶系统在胶质瘤细胞移行和浸润性生长过程中的重要地位，有关干预性研究也已取得了很大的进展。科学家们在该领域提出了多种抗肿瘤药物方案，包括内源性酶抑制剂、单或多克隆抗体、反义寡核苷酸技术等。其中基质金属蛋白酶（MMP）抑制剂BB2516在胶质瘤中已完成的Ⅰ、Ⅱ期临床试验，初步结果令人鼓舞 ［23］ ，但其长期效果仍待进一步观察。
参考文献
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