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【摘要】 基质金属蛋白酶（MMPs）是一组结构和功能相关的锌离子依赖性内肽酶，MMP-2是其中的一种，活化后可分解基底膜的主要成分—Ⅳ型胶原，从而在肿瘤的侵袭转移中具有重要意义。MMP-2已被证实在侵袭性垂体腺瘤中表达增强，可以作为肿瘤侵袭性一项有效的指标。CD147分子是一种广泛存在于人体各个组织器官的属于免疫球蛋白超家族的糖蛋白，参与机体多种生理过程。目前认为CD147可刺激肿瘤周围的纤维母细胞产生MMP，从而促进肿瘤的浸润与转移。
目前的研究认为，肿瘤的侵袭生长是一个多因素参与、多步骤完成的过程:肿瘤细胞通过细胞膜表面受体粘附到细胞基质（extracellular matrix，ECM）层粘连蛋白上;蛋白酶水解前体的释放与活化;蛋白水解酶对ECM（主要是Ⅳ型胶原蛋白）的水解;以及肿瘤细胞通过基底膜的迁移。其中，ECM的降解是肿瘤侵袭的标志。而在此级蛋白水解过程中涉及两类酶系统:纤溶酶原系统和基质金属蛋白酶（Maˉtrix Metalloproteinase.MMP）系统。MMP是锌离子依赖性内肽酶，具有降解各种基底膜的能力。MMP-2已被证实在侵袭性垂体腺瘤中表达增强，可以作为肿瘤侵袭性一项有效的指标。目前认为CD147能刺激肿瘤周围的纤维母细胞产生基质金属蛋白酶，从而促进肿瘤的侵袭与转移。CD147也已被证实在多种体内肿瘤细胞中表达增强。人们正从不同水平，不同途径对垂体腺瘤浸润与转移的发生机制进行研究，无疑MMP-2、CD147是目前的一个研究热点。
1 MMP及MMP-2的结构与功能
基质金属蛋白酶（MMPs）是一组结构和功能相关的锌离子依赖性内肽酶，至少由20种能降解细胞外基质的酶类组成。依据其基本结构和底物不同，可分为4类:胶原酶、明胶酶、间质溶素和膜型MMP（membrane type MMP，MT-MMP）。MMP由信号肽、前肽和催化域等组成:N末端的前肽区大约有80个氨基酸组成。在所有的MMP中相同，前肽区有一半胱氨酸残基。催化域高度保守，结合有锌原子，明胶酶的催化域内有纤连蛋白二型样序列的插入。C端的血色素结合蛋白样结构域与血色素结合蛋白具有很强的同源性。C末端与N末端以绞链区相连。在正常组织中，MMPs可由内皮细胞、结缔组织细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等产生，在肿瘤组织中，多有间质细胞产生，部分可由肿瘤细胞产生。大多数MMP的前体以酶原的形式分泌至细胞外，然后被活化。MMP-2是MMPs家族中的一员，国外文献报道 ［1，2］ MMP-2在正常的胚胎发育，器官发生，血管形成及子宫复旧等多种生理过程中参与细胞外基质的调节。MMP-2以无活性的前体形式产生的，激活后可以分解基底膜的主要成分—Ⅳ型胶原蛋白，这说明MMP-2在肿瘤的侵袭转移中具有相当重要的意义。
2 CD147的结构、功能、调节及其对MMP的调节
CD147 ［3］ 是一类属于免疫球蛋白超家族（Immunoglobulin superfamily，IGSF）的跨膜糖蛋白，分子量约为50～60KD，是一种单链跨膜糖蛋白，其胞膜外区有2个IGSF结构区域，这种IGSF结构域与免疫球蛋白可变区和Ⅱ类主要组织相容性复合物的β链非常相似。存在于不同体系中的CD147同源分子名称不同:人体内的称其为:细胞外基质金属蛋白酶诱导者（extracellular matrix metalloproteinase induer EMMˉPRIN）、基础免疫球蛋白（Basic immunoglobulin，basigin）或M6。人类的EMMPRIN的cDNA序列分析发现，cDNA编码269个氨基酸残基，包括21个氨基酸残基组成的信号肽，185个氨基酸残基组成的膜外结构域，24个氨基酸残基组成的跨膜结构域和39个氨基酸残基组成的胞浆内结构域。CD147在体内分布非常广泛，使之能参与体内多种生理过程并具有多种不同的生理功能。Chen等 ［4］ 对人胚胎、幼儿及成人皮肤中CD147表达的研究发现CD147分子与角质形成细胞分化有关的特点，并证实了CD147分子主要位于角质形成细胞的微绒毛。这充分说明，CD147的表达与细胞分化状态密切相关。Renno T等 ［5］ 对胸腺细胞的研究发现，表达于胸腺细胞表面的CD147与不成熟的胸腺细胞成正比例关系，推测CD147与胸腺细胞的结合可能会抑制其发展成为成熟的T细胞。Papousi M等 ［6］研究证明，CD147还广泛存在于中枢神经系统，其表达与中枢神经系统内皮细胞的成熟相一致，是血脑屏障形成的标志之一。Kanekura等 ［3］ 对黑色素瘤细胞研究结果证明，CD147在黑色素瘤细胞呈高表达并可能在促进其浸润转移过程中刺激其周围的纤维母细胞产生MMP起着重要的作用。CD147在人体内的广泛分布，不仅参与机体多种不同的生理功能，还与肿瘤的增殖、浸润、转移密切相关。
CD147的调节及其对MMP-2的调节，国外有一些研究报道。Menashi等 ［7］ 在对NS2T2A1乳腺癌肿瘤细胞实验中检测到双调蛋白和表皮生长因子能影响CD147的表达和活性。表皮生长因子不仅影响CD147的mRNA和蛋白表达，还影响MMP-2和MMP-9的活性。双调蛋白对CD147的诱导是通过表皮生长因子受体酪氨酸激活作用所介导，其可以被ZD1839所抑制。双调蛋白和表皮生长因子的反cDNAs能抑制CD147表达和MMP活性。实验证明双调蛋白和表皮生长因子可以调节CD147和其介导的MMP的表达。Sun等 ［8］ 报道CD147存在着亲同种受体反应，并发现CD147单克隆抗体8G6不仅可抑制其亲同种受体反应，还可以通过乳腺癌细胞系MDA-435抑制MMp-2的产生以及可通过重建的基底膜Matrigel抑制MMP-2依赖的MDA-435细胞的侵袭。提出亲同种CD147受体反应可能会在肿瘤的侵袭和MMP-2的生成中起到关键作用，并认为对其干预可能会在MMP-2、MMP-1依赖的恶性肿瘤转移中起到治疗的作用。
3 MMP-2、CD147与肿瘤
Dallberg等 ［9］ 对18例浸润性乳腺癌患者临床研究结果发现MMP-2mRNA主要在中度至重度浸润性生长的肿瘤细胞周围的基质细胞中表达，也可以在原位性损害和一些正常腺细胞中呈低水平表达，而MT1-MMP和CD147在所有的肿瘤细胞中表达，且主要位于肿瘤细胞。由于MT1-MMP可能是通过活化前MMP-2而参与肿瘤浸润与转移的，提示CD147是MMP-2活化中的重要因子。KandKura等 ［3］ 对皮肤黑色素瘤进行的研究结果说明了表达CD147的肿瘤细胞能刺激纤维母细胞产生MMP-1、MMP-2、MMP-3和MT1-MMP，从而导致胶原酶的溶解活性增加。抗CD147抗体能抑制与黑色素瘤共同培养下纤维母细胞MMP的产生，则进一步说明了CD147的作用。许多研究报道在骨巨细胞瘤、泌尿系肿瘤、肺癌、成釉细胞癌、乳腺癌、子宫内膜癌、结直肠癌、神经胶质瘤、骨髓癌、皮肤鳞状细胞癌、黑色素瘤等肿瘤细胞均有CD147表达增强的出现 ［5］ 。在部分肿瘤中还发现随着肿瘤恶性程度的增高，CD147表达也随之增多 ［3］ ，且与肿瘤的浸润和转移相关 ［9］ 。更多的体内与体外研究证明，肿瘤的侵袭性与其MMP-2的表达与活化有着密切关系。而CD147作为细胞外基质金属蛋白酶刺激物（EMMPRIN），具有刺激肿瘤细胞周围间质的成纤维母细胞产生基质金属蛋白酶，降解Ⅳ型胶原，从而促进肿瘤细胞的浸润和转移 ［10］ 。
4 MMP-2、CD147与垂体腺瘤的侵袭性
垂体腺瘤占颅内肿瘤的9.43%，仅次于胶质瘤与脑膜瘤。垂体腺瘤一般上来讲是良性肿瘤，大多数不会发生远处转移，但是仍有大约30%左右的垂体腺瘤，可侵袭邻近组织，如海绵窦、蝶窦、下丘脑以及斜坡。垂体腺瘤侵袭性生长的发生率，由于判断标准不一，其结果存在差异，过去手术中肉眼见侵袭者约5%～35%不等。而现今报道垂体腺瘤经蝶窦切除，术中见侵袭者为40%左右，取鞍底硬脑膜行组织学的切片检查侵袭率可达80%。并发现肿瘤越大侵袭发生率越多，垂体腺瘤的侵袭性生长方式为手术切除带来了一定的困难，这是其治疗后预后欠佳及复发的重要原因。肿瘤细胞的侵袭性生长浸润时主要是通过对Ⅳ型胶原酶的降解，而降解基底膜，从而得以浸润转移。大量研究实验说明在肿瘤浸润性生长过程中MMP-2是非常重要的因子，而CD147则是MMP-2活化过程中的重要因子。Liu WP等 ［11］ 用免疫组化的方法对54例垂体瘤患者组织标本中MMP-2的表达进行检测，并对其中16例患者采用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）的方法检测了MMP-2m RNA的表达。结果表明，侵袭性垂体腺瘤MMP-2的表达明显高于非侵袭性垂体腺瘤，侵袭性垂体腺瘤MMP-2m RNA的表达明显高于非侵袭性垂体腺瘤。MMP-2的高表达与垂体腺瘤的侵袭性密切相关，但与肿瘤的大小及分泌功能无明显关系。有学者 ［12］ 用ELISA和Norther印迹分析垂体腺瘤中MMP-2、MMP-9、MT-MMP以及组织蛋白酶抑制物（tissue inhibitors of metalloproteinas，TIMPs）-1、TIMP-2，发现MMPs活性显著增高，且TIMPs呈低表达，但这些改变在侵袭性与非侵袭性垂体腺瘤间未见显著相关性。而 Beaulieu等 ［13］ 用Western印迹方法对垂体腺瘤的研究表明MMPs（MMP-1、MMP-2、MMP-3）在大多数中均有表达，其表达水平与肿瘤级别和其侵袭性无关，而TIMP-2、TIMP-3表达水平与肿瘤级别之间呈较好的负相关。认为检测TIMP-2和TIMP-3表达水平具有预后判断价值。在上述不同的实验MMPs的表达有着不尽相同的相关性结果，可能与其选择不同的实验方法，不同的MMPs抗体以及不同的侵袭性与非侵袭性界定标准有一定的关系。
Sameshima等 ［14］ 于2000年在对胶质瘤脑组织中纤维母细胞共同培养实验中首次报道CD147不仅刺激MMP-2前体的生成，而且能将其激活，还发现作为MMP-2前体激活剂的MT1-MMP和MT2-MMP同时也被刺激呈高表达。而应用抗-CD147单克隆抗体后MT1-MMP，MT2-MMP及MMP-2表达被抑制。同年Sameshima等 ［15］ 对正常脑组织和颅内胶质瘤研究中发现，作为MMP诱导因子的CD147在正常脑组织和胶质瘤中有着不同的表达并与星形细胞瘤进展有一定的相关性，提出CD147影响胶质瘤进展可能的机制将值得讨论。目前国内外尚未见CD147在侵袭性垂体腺瘤中表达的相关报道，但作为MMP上游因子的CD147也可能与垂体腺瘤的侵袭性有着一定的联系。进一步研究垂体腺瘤中MMP-2与CD147的作用及作用机制，有助于我们对垂体腺瘤侵袭性的认识，同时也为其治疗提供了新的方向。
5 展望
作为一种广泛分布于体内的跨膜蛋白CD147以及MMP-2与侵袭性垂体腺瘤之间，人们对其感兴趣还是在于它们在肿瘤浸润和转移中所发挥的作用。多数学者认为MMP-2在肿瘤浸润、转移过程中起到重要作用，这样如何阻断MMP的表达已成为今后治疗垂体腺瘤侵袭性的热点之一。近来，MMP抑制剂已进入Ⅲ期临床试验阶段，而作为其诱导因子的CD147，相信能阻断其表达或功能也将更有效地控制垂体腺瘤侵袭性的发展。最近有学者 ［16］报道在巨噬细胞内，Sp1和Sp3能与CD147启动子功能性Sp1位点相结合，从而调节CD147基因表达，Sp1位点的变异将大大降低其启动活性，这为在基因水平调节CD147的表达提供了一条新方向。相信，肿瘤的治疗将进入一个新的阶段。
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（收稿日期:2004-08-03）
作者单位:400016重庆医科大学第一附属医院神经外科
（编辑罗 彬）