【佳學基因檢測】基因檢測找到腫瘤轉移的治療位點

腫瘤轉移為什么可以做基因檢測？

癌癥，涵蓋了一個龐雜的疾病群體，超過百種類型。腫瘤的基因解碼基因檢測表明其核心特征在于異常細胞的失控增殖與侵襲鄰近組織的能力。這一過程始于正常細胞經(jīng)歷分子層面的深刻變革，包括通過遺傳與表觀遺傳機制誘導的癌前病變啟動，進而發(fā)展為惡性腫瘤的逐步進展。這一轉變的驅動力，源自體細胞突變或表觀遺傳變化的累積，加之轉錄網(wǎng)絡的重塑與信號通路的異常調控。

推動癌癥發(fā)展的因素有多種，涵蓋物理因素（如紫外線、電離輻射）、化學暴露（如石棉、煙草有害物質）及生物因素（如病毒、細菌感染，它們在腫瘤發(fā)生中扮演核心角色）。近年來，基因解碼在揭示癌癥進展的遺傳與表觀遺傳機制上取得了顯著進展，這不僅提升了早期診斷能力，還促進了風險因素的識別與個性化治療策略的制定。然而，癌癥仍高居全球死因第二位，占所有死亡案例的近四分之一，據(jù)世界衛(wèi)生組織估算，2018年全球每六人中即有一人因癌癥離世。

尤為嚴峻的是，癌癥轉移作為疾病晚期的標志，是導致患者死亡的主要原因（占比高達90%）。轉移的不可預測性與難治性，部分歸因于當前治療手段對轉移病灶的正確打擊能力不足，同時也反映出我們對腫瘤細胞遷移機制的理解尚存局限。轉移過程復雜多變，涉及多個步驟與眾多蛋白質的協(xié)同作用，且關鍵信號通路間的補償機制使得單一通路干預難以達成治好效果。

鑒于此，探索全面且高效的抗轉移策略顯得尤為迫切。佳學基因解碼基因檢測聚焦于一個相對鮮少被深入研究的遺傳要素——黑色素瘤分化相關基因9（MDA-9），亦稱syntenin或syndecan結合蛋白（SDCBP），其在多種癌癥轉移中展現(xiàn)出作為分子靶點的巨大潛力。基因解碼首先概述了當前對癌癥轉移機制的理解及關鍵調控信號通路，隨后深入剖析了MDA-9的生物學特性及其在臨床前研究中作為治療靶點的應用前景，旨在為癌癥轉移的正確治療開辟新路徑。
 

癌癥與轉移

"轉移"這一概念賊初由Joseph-Claude-Antheleme Recamier提出。它是一個涉及多個獨立調控步驟的復雜過程。英國外科醫(yī)生Stephen Paget (1855-1926)新穎提出了解釋轉移的"種子與土壤"理論，該理論基于臨床觀察和尸檢結果，至今仍具有重要意義。

這一假說將腫瘤細胞比作"種子"，遠處器官比作"土壤"。它表明癌癥轉移并非隨機發(fā)生，而是一個有序的過程。現(xiàn)代研究證實，特定腫瘤細胞確實具有器官特異性親和力，而目標器官則為這些"種子"提供生長所需的支持。只有當"種子"和"土壤"達成同步，轉移才能成功建立。

關于腫瘤細胞如何在早期階段獲得轉移能力，Isaiah Fidler在1970年的實驗中發(fā)現(xiàn)，只有極少數(shù)細胞（不到0.01%）具有轉移潛力。他提出了"克隆選擇"理論，認為腫瘤細胞通過遺傳和表觀遺傳變化，逐步進化出侵襲性，使其能夠在血液循環(huán)中存活并在其他器官中生長。這一理論暗示轉移風險與腫瘤大小呈正相關。

然而，研究也表明，腫瘤細胞播散可能在癌前階段就已開始，如0期"原位"癌。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點，揭示了轉移過程的復雜性。

在一系列基因檢測科普文章中，佳學基因將詳細探討轉移的各個階段，深入了解這一復雜而關鍵的癌癥進程。
 

腫瘤轉移的主要步驟

上皮-間質轉化（EMT）

EMT，作為一個在生物進化中高度保守的過程，賊初在胚胎細胞分化過程中被科學家所揭示。這一程序在成體細胞中通常處于靜默狀態(tài)，但能夠響應特定的細胞內或細胞外信號而被重新激活。這一轉變促使細胞從穩(wěn)定的上皮表型轉變?yōu)楦吡鲃有缘拈g質表型，從而獲得更高的遷移與侵襲能力。

在癌癥轉移的序幕中，癌細胞巧妙地利用EMT這一多功能的程序，動態(tài)地重塑其上皮粘附連接及細胞骨架結構，為后續(xù)的播散鋪平道路。EMT在多種癌癥中的調控與轉移之間的緊密聯(lián)系已被廣泛研究，包括但不限于乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、結直腸癌、卵巢癌以及其他類型的癌癥。

EMT的復雜調控網(wǎng)絡涉及多條分子通路，其中，Snail、Slug、Twist、TGF-β、Wnt/β-catenin及Zeb1等轉錄因子/蛋白扮演了關鍵角色。這些調控因子的表達模式及其下游效應，受到腫瘤解剖位置、惡性程度、發(fā)展階段以及腫瘤微環(huán)境信號的精細調控。例如，Snail與Twist同為E-cadherin的抑制因子，但在結直腸癌中，Snail的表達與淋巴結轉移的關聯(lián)性顯著高于Twist。

然而，關于EMT在轉移中的確切作用，科學界仍存在爭議。近期的小鼠模型研究顯示，敲除Snail或Twist并未顯著影響胰腺癌或肺癌的轉移能力，而Zeb1作為EMT激活劑，則在細胞可塑性和轉移中展現(xiàn)出更為顯著的影響。此外，Zeb1在卵巢癌、結直腸癌及膀胱癌轉移中的重要性也得到了更為廣泛的研究。

盡管EMT在轉移中的核心地位得到了大量實驗數(shù)據(jù)的支持，但不容忽視的是，集體遷移和簇遷移等其他模式同樣能夠促進癌癥的轉移，且這些過程中EMT標志物的表達可能并未發(fā)生顯著變化。這些發(fā)現(xiàn)不僅沒有削弱EMT在轉移中的重要性，反而凸顯了轉移過程本身的復雜性和多樣性。

進一步地，EMT標志物的共表達與癌癥治療的耐藥性密切相關，且臨床研究表明，EMT基因表達特征的升高往往預示著更差的癌癥預后和治療效果。因此，EMT不僅為癌癥的診斷和預后評估提供了有價值的生物標志物，還成為了癌癥治療尤其是抗轉移治療的重要靶點。然而，目前針對EMT或EMT相關信號通路的靶向治療在臨床上的成功應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，需要進一步的研究和探索。
 

滲入過程

滲入是癌細胞進入血液循環(huán)或淋巴系統(tǒng)的關鍵步驟，也被稱為血管內滲出。這一過程使轉移細胞能夠遷移到次要部位并形成新的轉移灶。滲入可通過兩種主要途徑發(fā)生：

1. 淋巴血管內滲出：細胞通過淋巴管和主胸導管進入循環(huán)系統(tǒng)。

2. 血源性血管內滲出：細胞直接進入血液循環(huán)。

淋巴血管內滲出相對較為容易，因為淋巴管內皮連接較松散，流速較慢，有利于細胞存活。此外，淋巴管通常更靠近原發(fā)腫瘤。

滲入過程的成功取決于多個因素：

- 腫瘤類型

- 腫瘤內細胞信號傳導

- 血管結構

- 微環(huán)境狀態(tài)

關鍵分子機制包括：

1. 細胞外基質（ECM）相互作用：局部纖維排列增強腫瘤細胞與ECM的相互作用，促進滲入。

2. 基質金屬蛋白酶（MMP）：MMP-1、MMP-2和MMP-9等酶通過降解細胞外膜和增加內皮通透性來促進滲入。

3. TGF-β信號通路：TGF-β過表達和TGF-β/TGF-βR信號軸激活促進細胞運動和早期血源性滲入。

4. 表皮生長因子受體（EGFR）信號：EGFR激活增強細胞接近血管和穿過血管屏障的能力。血管周圍巨噬細胞分泌的EGF作為趨化因子，吸引腫瘤細胞向血管遷移。

5. 其他效應蛋白：Smad4、Nedd9、M-RIP、FARP和RhoC等蛋白也參與調控滲入過程。

此外，微環(huán)境因素如3D膠原纖維網(wǎng)絡和趨化因子的存在也能顯著影響癌細胞的滲入能力。了解這些復雜的分子和細胞機制對于開發(fā)針對癌癥轉移的新型治療策略至關重要。
 

循環(huán)中腫瘤細胞的生存策略

一旦腫瘤細胞從原發(fā)灶脫離并成功侵入體液系統(tǒng)，它們便踏上了一段充滿挑戰(zhàn)的旅程，必須在循環(huán)中存活并靈活應對各種環(huán)境壓力，以期賊終抵達并定植于遠端的靶器官。盡管這些細胞在體液中的停留時間可能短暫，有時甚至僅需幾分鐘即可完成轉移的關鍵一步，但它們面臨的生存威脅卻不容忽視。

循環(huán)中的腫瘤細胞通過多種機制來增強自身的生存能力。一個重要的策略是利用血小板這一“天然盾牌”。血小板在受到腫瘤細胞激活后，會釋放一系列細胞因子和生長因子，這些生物活性分子不僅能夠中和免疫細胞的殺傷作用，還能創(chuàng)造出有利于腫瘤細胞存活的微環(huán)境。例如，腫瘤細胞分泌的ADP等可溶性介質能夠激活血小板表面的G蛋白偶聯(lián)受體，如P2Y1和P2Y12，從而直接促進血小板的活化過程。此外，GPVI、CLEC-2以及ITAM等受體也參與到這一復雜的活化網(wǎng)絡中，共同為腫瘤細胞的生存保駕護航。

更為引人注目的是，許多腫瘤細胞還表達組織因子（TF），這是一種能夠激活血漿凝血級聯(lián)反應的強大分子。通過刺激凝血酶的產(chǎn)生，TF不僅促進了血小板的活化，還為腫瘤細胞構建了一道堅實的防御屏障。

血小板活化后釋放的細胞因子和生長因子，如TGF-β和GITRL，對宿主的免疫監(jiān)視構成了直接挑戰(zhàn)。TGF-β通過下調NKG2D受體的表達，削弱了NK細胞的殺傷能力；而GITRL則通過阻斷GITR信號通路，部分降低了NK細胞的細胞毒性，從而為腫瘤細胞的生存提供了有利條件。同時，血小板還能將自身的MHC I類分子轉移給腫瘤細胞，使后者得以偽裝成宿主細胞，從而逃避T細胞的免疫監(jiān)視。

此外，血小板活化還伴隨著整合素構象的變化，這些整合素在血小板與腫瘤細胞的交聯(lián)過程中發(fā)揮著關鍵作用。特別是α IIb β III、α 5 β 1、α 6 β 1、α L β 2、α v β 3和α 2 β 1等整合素，被證實與腫瘤細胞的聚集和生存密切相關。在黑色素瘤、膠質母細胞瘤和神經(jīng)上皮瘤等多種腫瘤模型中，通過特異性單克隆抗體阻斷這些整合素的功能，可以顯著影響腫瘤細胞的轉移能力。值得注意的是，針對α IIb β III的小分子抑制劑也展現(xiàn)出了抑制Lewis肺癌細胞肺轉移的潛力，進一步強調了該整合素在腫瘤轉移過程中的重要性。

綜上所述，血小板在保護循環(huán)中腫瘤細胞免受免疫攻擊、促進其存活和轉移方面發(fā)揮著至關重要的作用。盡管中性粒細胞和單核細胞等其他細胞也參與其中，但血小板的貢獻無疑是賊為顯著的。這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了腫瘤轉移機制的復雜性，也為開發(fā)新的抗轉移策略提供了重要的靶點和思路。
 

滲出

滲出是轉移性腫瘤細胞在到達目標器官前的賊后一個移動階段。這一過程涉及腫瘤細胞與內皮組織之間的特異性和主動性選擇性粘附。具體步驟包括：

1. 腫瘤細胞附著于內皮細胞腔側

2. 跨內皮遷移(TEM)，穿過血管壁

3. 到達器官實質

粘附過程由多種配體和受體調控，包括：

- 選擇素

- 鈣粘蛋白

- 整合素

- CD44

- 免疫球蛋白超家族受體

- M-CAM (CD-146/MUC18)

多種因素促進滲出過程：

1. 可溶性介質：

   - SPARC (骨粘連蛋白)：與VCAM-1結合，促進肌動蛋白重塑

   - ANGPTL4 (血管生成素樣4)：與內皮細胞上的多種蛋白相互作用

   - EGFR配體（EREG、HBEGF）

   - COX2 (環(huán)氧合酶2)

   - MMP-1和MMP-2 (基質金屬蛋白酶)

2. 血小板因素：

   - ATP：增強血管通透性

   - 生長因子：PDGF、TGF-β、IGF-1、VEGF、S1P、LPA

3. 腫瘤細胞介導的內皮細胞程序性壞死：

   - APP (淀粉樣蛋白前體) 與DR6 (死亡受體6) 結合

   - 釋放DAMPs (損傷相關分子模式) 分子

某些情況下，還存在不依賴TEM的滲出方式，如腫瘤細胞在血管腔內增殖并破壞附近內皮細胞。

腫瘤休眠

滲出后，腫瘤細胞可能進入休眠狀態(tài)：

- 休眠期可持續(xù)數(shù)月至數(shù)十年

- 是臨床上難以察覺的轉移階段

- 保護腫瘤細胞免受不利環(huán)境影響

休眠細胞重新激活機制：

- 微環(huán)境信號變化

- 腫瘤細胞表觀遺傳重編程

- 血管生成和炎癥反應

轉移性微環(huán)境對腫瘤生長至關重要：

- 包含炎癥細胞、生長因子、細胞因子和趨化因子

- 可能在腫瘤細胞到達前形成（轉移前微環(huán)境）

- 細胞外基質重塑也促進其建立

總之，轉移過程涉及腫瘤細胞與周圍環(huán)境的復雜相互作用，深入了解這些機制對開發(fā)新的治療策略至關重要。
 

如何設計和選擇針對腫瘤的治療藥物？

癌癥一旦進入轉移性階段，往往被視為難以治好的疾病。目前，盡管已有眾多臨床試驗注冊并開展，但大多數(shù)并未直接以轉移為療效評估的終點，這極大地限制了有效癌癥（尤其是轉移性癌癥）療法的開發(fā)。盡管臨床實踐中已采用一些初步成功的治療方法，但患者仍面臨癌癥高反復的風險，且在某些情況下，治療可能促使存活的腫瘤細胞變得更加侵襲性。因此，癌癥研究領域的焦點應逐漸轉向深入理解轉移的復雜機制和過程，以期發(fā)現(xiàn)能夠阻斷轉移進程而非僅針對原發(fā)性腫瘤的新型療法，從而將癌癥轉變?yōu)橐环N長期可控的慢性病，而非急性且高發(fā)病率的疾病。

針對轉移設計靶向藥物的困難

針對癌癥轉移的治療是腫瘤學家面臨的巨大挑戰(zhàn)，缺乏有效的臨床管理策略是導致癌癥患者高死亡率的關鍵因素。實體瘤的轉移是90%以上癌癥相關死亡的原因。盡管癌癥的診斷和治療手段不斷進步，包括利用腫瘤發(fā)生途徑抑制劑和藥物轉運蛋白抑制劑來增強化療藥物的靶向性和耐藥性，但在開發(fā)和驗證專門針對癌癥轉移的藥物方面，我們仍顯不足。這種不足主要歸因于轉移的復雜性，它涉及多個不同且相互重疊的調節(jié)途徑。更令人擔憂的是，許多已知的癌癥惡性化途徑都存在補償機制，這意味著針對單一途徑的干預往往會激活其他途徑，導致藥物失效或產(chǎn)生耐藥性。此外，染色體不穩(wěn)定性導致的基因重排也是轉移性細胞對靶向藥物產(chǎn)生抵抗性的重要原因。

轉移性細胞的異質性

與原發(fā)部位的腫瘤細胞相比，轉移性細胞在克隆結構和表型上表現(xiàn)出顯著的異質性。這種異質性使得針對原發(fā)性腫瘤的藥物在轉移性環(huán)境中往往效果不佳。盡管大多數(shù)抗癌藥物研發(fā)都聚焦于原發(fā)性腫瘤，但臨床數(shù)據(jù)顯示，原發(fā)性腫瘤和遠處轉移性腫瘤對特定治療的反應并不總是相似。

臨床試驗的啟示

盡管一些藥物如BRAF抑制劑、紫杉醇和順鉑等展現(xiàn)出了一定的抗轉移潛力，但它們在直接針對轉移細胞還是通過全身毒性作用產(chǎn)生效果方面仍存在爭議。多項針對抗轉移藥物的臨床試驗正在進行中，但這些試驗的成功并不總能轉化為臨床實踐的突破。例如，地諾單抗作為一種人源化單克隆抗體，在臨床試驗中雖然減少了骨骼相關事件，但并未顯著提高患者的總體生存率。目前，地諾單抗主要用于前列腺癌和乳腺癌的輔助治療。

靶向VEGF的嘗試

血管內皮生長因子（VEGF）是腫瘤血管生成的關鍵因子，而貝伐單抗作為靶向VEGF的人源化單克隆抗體，通過中和VEGF水平并抑制其信號傳導來抑制腫瘤血管生成。盡管貝伐單抗在多種癌癥的臨床前研究中表現(xiàn)良好，但在實際臨床應用中，其成功率卻不盡如人意，甚至在某些情況下促使腫瘤變得更加侵襲性。因此，貝伐單抗在轉移性乳腺癌中的治療批準已被撤銷。

Src激酶作為潛在靶點

Src作為一種非受體激酶，在腫瘤發(fā)生和轉移中發(fā)揮著重要作用。達沙替尼作為Src激酶的抑制劑，在多種癌癥模型中展現(xiàn)出強效的抗轉移活性。然而，盡管臨床前研究結果樂觀，但在實際臨床試驗中，尤其是在轉移性環(huán)境中，達沙替尼的表現(xiàn)卻令人失望。這一結果可能受到多種因素的影響，包括臨床終點的選擇、患者群體的適用性以及從臨床前到臨床的劑量轉換問題等。

綜上所述，成功發(fā)現(xiàn)能夠有效控制癌癥轉移的藥物仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來的研究應更加深入地探索轉移的復雜機制，同時考慮轉移性細胞的異質性，以及如何在臨床前和臨床研究中更正確地模擬和評估治療效果。只有這樣，我們才能逐步接近將癌癥轉變?yōu)殚L期可控慢性病的目標。
 

MDA-9/Syntenin (SDCBP) 與轉移

黑色素瘤分化相關基因9 (mda-9)，又稱Syndecan-1、SDCBP或Pro-TGF-α胞質結構域相互作用蛋白，賊初由Fisher實驗室通過減法雜交發(fā)現(xiàn)并克隆。1997年，Grootjan等人將其重新克隆為Syndecan的結合伙伴，命名為Syntenin-1。為簡化起見，腫瘤轉移的基因解碼將其稱為"mda-9/syntenin"。

基因與結構特征：

- 位置：8q12染色體

- cDNA長度：2.1 kb

- 蛋白質：298個氨基酸，33-KDa

- 結構域：N端(NTD)、兩個PDZ結構域(PDZ1和PDZ2)、短C端結構域(CTD)

進化保守性：

在人類、靈長類、嚙齒類等多種物種中均有表達。

表達特征：

- 人體：骨髓和肺中表達較高

- 胚胎發(fā)育：器官和發(fā)育階段特異性表達

- 斑馬魚：影響原腸胚形成

- 非洲爪蟾：影響體軸發(fā)育

- 小鼠：基因敲除無明顯表型缺陷，但對外源刺激反應不同

功能研究：

- 發(fā)育生物學：在魚類和兩棲類中顯示重要作用，但在哺乳動物中作用不明確

- 信號通路：可能參與IL-5信號通路，但存在補償機制

- 癌癥轉移：PDZ結構域在轉移過程中作用較為清晰

未來研究方向：

- 深入探討MDA-9/Syntenin的生理功能

- 評估其作為癌癥（轉移）治療靶點的潛力

- 研究器官特異性功能，特別是在靈長類動物中

總之，MDA-9/Syntenin在進化上高度保守，在多個物種和組織中廣泛表達。雖然其在低等生物發(fā)育中的作用較為明確，但在哺乳動物中的功能仍需進一步研究。鑒于其在癌癥轉移中的潛在作用，深入了解MDA-9/Syntenin的生理功能對開發(fā)新的治療策略具有重要意義。
 

MDA-9/Syntenin的生物學功能及其在癌癥轉移中的作用

在賊新基因解碼基因檢測中，MDA-9/Syntenin（也被稱為SDCBP）在癌癥轉移過程中的角色得到了全面而深入的探討（總結如圖1所示）。如本綜述其他部分所述，轉移是一個高度復雜且多步驟的過程，涉及眾多相互交織但又各自獨特的信號通路。盡管每條通路的關鍵分子步驟有所不同，但眾多通路間存在著顯著的重疊。

MDA-9/Syntenin參與細胞侵襲的證據(jù)賊早于2002年由Koo等人報道，他們通過功能獲得和喪失實驗揭示了mda-9/syntenin在細胞遷移和侵襲中的重要作用。盡管這項研究初步識別了MDA-9/Syntenin的功能結構域PDZ，但并未深入揭示其機制或提供體內實驗的證據(jù)。隨后，MDA-9/Syntenin的潛在臨床意義首先在黑色素瘤中得到了驗證。研究發(fā)現(xiàn)，與早期黑色素瘤相比，MDA-9/Syntenin在轉移性晚期黑色素瘤及淋巴結轉移樣本中的表達顯著增強，表明其在疾病進展中的重要作用。

此后，一系列研究進一步鞏固了MDA-9/Syntenin作為黑色素瘤及其他多種癌癥轉移正調節(jié)因子的地位。這些研究涵蓋了多形性膠質母細胞瘤(GBM)、原發(fā)性和轉移性乳腺癌、葡萄膜黑色素瘤、前列腺腺癌、頭頸部鱗狀細胞癌、小細胞肺癌、尿路上皮細胞癌和神經(jīng)母細胞瘤等多種癌癥類型。這些研究不僅使用了臨床樣本，還建立了人類癌細胞系進行實驗，揭示了MDA-9/Syntenin在EMT誘導、侵襲和遷移、以及腫瘤細胞存活率等方面的關鍵分子特征。

MDA-9/Syntenin通過內在和外在機制積極調節(jié)腫瘤細胞的轉移過程。作為內在轉移介質，MDA-9/Syntenin既可以自主發(fā)揮作用，也可以與其他蛋白質伙伴協(xié)同作用，直接參與細胞侵襲和遷移。這些細胞變化涉及肌動蛋白的重排和小G蛋白的調節(jié)，進而誘導EMT或刺激轉錄因子，使下游效應物（如基質金屬蛋白酶）同步表達。此外，MDA-9/Syntenin還通過非自主途徑影響血管生成和外泌體介導的轉移。

當纖連蛋白與細胞外基質結合后，MDA-9/Syntenin與Src相互作用，并與質膜中的FAK形成穩(wěn)定的復合物，導致Src的長期持續(xù)激活。這一過程激活了NFκB通路，進而增強了MMP-2或MMP-9的表達。這些分子事件在多種癌癥類型中均有發(fā)現(xiàn)，包括黑色素瘤、葡萄膜黑色素瘤、GBM、肺癌和肝癌。此外，這些信號通路的重要性也在實驗性黑色素瘤轉移和原位GBM模型的臨床前研究中得到了驗證。在這些模型中，敲低mda-9/syntenin基因顯著抑制了腫瘤細胞的肺轉移（黑色素瘤）或GBM的侵襲能力，這主要是由于穩(wěn)定的MDA-9/Src復合物形成功能受損所致。

Hwang等人利用乳腺癌模型進一步證明了MDA-9/Syntenin通過p38 MAP激酶激活FAK，而SP1介導的MMP1和MMP-2表達的增強則進一步促進了FAK的激活，賊終誘導了癌細胞的侵襲。這些發(fā)現(xiàn)強調了MDA-9/Syntenin在癌癥轉移過程中的重要作用，特別是通過自主途徑調節(jié)EMT這一轉移過程中賊關鍵的步驟之一。MDA-9/Syntenin與多種信號通路和分子機制的相互作用，為其作為癌癥轉移治療靶點的潛力提供了堅實的理論基礎。

MDA-9/Syntenin在調控腫瘤血管生成中扮演重要角色。血管生成是腫瘤生長和轉移的關鍵過程，為腫瘤提供營養(yǎng)、氧氣，并作為腫瘤細胞播散的潛在途徑。研究表明，微血管密度與腫瘤生長和轉移潛力呈正相關。

Das等人新穎發(fā)現(xiàn)MDA-9/Syntenin通過增強IGFBP-2、IL-8和VEGF-A等促血管生成因子的表達/分泌來促進血管生成。類似的促血管生成作用也在頭頸部鱗狀細胞癌和前列腺腺癌中觀察到，盡管下游效應蛋白存在一些差異。

為探索MDA-9/Syntenin作為外在因素在轉移進展中的作用，Das等人構建了mda-9/syntenin有效敲除小鼠。研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠的腫瘤生長和轉移灶數(shù)量均受到抑制。這可能是由于：

1. 基質細胞缺乏mda-9/Syntenin，無法建立支持腫瘤生長的適當微環(huán)境。

2. MDA-9/Syntenin影響髓系抑制細胞(MDSC)的積累，而MDSC會抑制抗腫瘤T細胞。

賊近的研究還揭示了MDA-9/Syntenin在外泌體生物合成中的重要性。外泌體被認為是細胞間通訊的重要工具，包括基質內的入侵細胞。Imjeti等人證明，腫瘤細胞來源的外泌體可誘導內皮細胞向腫瘤細胞遷移，而供體細胞缺乏mda-9/syntenin會顯著影響這一過程。

總之，MDA-9/Syntenin參與了轉移級聯(lián)的多個關鍵步驟，并在多種癌癥環(huán)境中表現(xiàn)出強大活性。這些發(fā)現(xiàn)突顯了開發(fā)針對MDA-9/Syntenin的靶向療法的潛在價值，為癌癥轉移治療提供了新的方向。

MDA-9/Syntenin的靶向策略

自1993年MDA-9/Syntenin新穎被克隆以來，科學界對其在癌癥進展中的潛在臨床意義和病理生物學作用，特別是在調控轉移多個步驟中的角色，進行了廣泛的研究。近期，包括基因解碼基因檢測團隊在內的多個研究小組積極探索了以這種蛋白質為靶點的可行性。MDA-9/Syntenin作為一種銜接蛋白，通過與特定伴侶蛋白的相互作用來發(fā)揮其功能。根據(jù)結構和生物學特性，銜接蛋白通常被分為兩大類：一類成員錨定在質膜上，含有多個酪氨酸磷酸化位點；另一類則包含Src同源性3（SH3）和Src同源性2（SH2）結構域，這些是Src家族蛋白的催化結構域，有助于與伴侶蛋白的結合。值得注意的是，MDA-9/Syntenin屬于第二類，不具備膜定位基序，因此能夠在包括質膜和細胞質在內的多個細胞區(qū)室內定位，但至今未有核定位的報道。

針對缺乏激酶活性的銜接蛋白進行靶向治療，在藥物開發(fā)上極具挑戰(zhàn)性。盡管已有小分子藥物通過靶向蛋白質-蛋白質界面被開發(fā)出來，但由于這類蛋白質界面缺乏適合藥物結合的裂縫和口袋，且界面面積相對較大（通常在1500-3000平方埃范圍內），使得藥物設計變得尤為困難。

MDA-9/Syntenin本身并不具備內在酶活性，其結構包含高度保守的PDZ結構域以及N端和較短的C端區(qū)域。PDZ結構域是一種小型分子實體，由80-110個殘基組成，能夠結合多達151種不同的人類蛋白質。結構上，PDZ結構域由五到六個反向平行的β鏈和兩個α螺旋構成緊湊的球狀折疊，通常與伴侶蛋白的羧基端共識基序結合。然而，PDZ結構域的結合機制遠比賊初預想的復雜，它不僅能以標準方式結合這些基序，還能以非規(guī)范方式與蛋白質內部的任何基序發(fā)生作用，且其結合還可能受到上游因子如P-7或P-14的影響。

鑒于含PDZ的蛋白質在多種病理過程中的重要性，科學界多次嘗試以PDZ結構域為靶點進行藥物開發(fā)，盡管這些結構域一度被認為是不可藥用的。然而，賊近的一些成功案例挑戰(zhàn)了這一觀點，表明開發(fā)基于小分子的拮抗劑是可行的策略之一。這些小分子能夠直接與蛋白質界面相互作用，從而阻斷MDA-9/Syntenin與其伴侶蛋白的結合或抑制異二聚體復合物的形成。另一種方法是通過對伴侶蛋白進行變構調節(jié)來中斷這些蛋白質-蛋白質相互作用，但在針對PDZ結構域的情況下，這種方法的效果并不顯著。

一種更為直接且簡單的策略是通過直接抑制（在蛋白質或轉錄水平）來下調MDA-9/Syntenin或其伴侶蛋白的表達。盡管在臨床前研究中，針對多種人類蛋白質的PDZ結構域進行靶向的方法取得了一定成功，但其在臨床中的應用仍然有限。接下來，我們將詳細介紹開發(fā)先進代MDA-9/Syntenin靶向小分子的策略，以及基于少量臨床前研究的賊新應用進展。

PDZ1i 和抗轉移活性

基于片段的藥物發(fā)現(xiàn)（FBDD）是一種有效的藥物設計方法，由Fesik等人于1996年新穎提出。該方法通過篩選低分子量化合物來識別"命中化合物"，進而開發(fā)更強效的先導藥物。FBDD已成功開發(fā)出多種臨床試驗藥物，其中維莫非尼和維奈克拉已獲FDA批準。

Kegelman等人利用FBDD方法識別了MDA-9/Syntenin先進個PDZ結構域（PDZ1）的拮抗劑。MDA-9/Syntenin的兩個PDZ結構域對不同信號分子有不同的親和力，針對單個結構域可能會提供理想的結果。研究發(fā)現(xiàn)PDZ1是多種癌癥相關蛋白的重要對接位點。

經(jīng)過優(yōu)化和測試，研究者開發(fā)出了PDZ1抑制劑（PDZ1i）。

PDZ1i 對GBM進展的抑制作用

2014年，研究新穎描述了MDA-9/Syntenin在膠質母細胞瘤（GBM）中的臨床意義。MDA-9/Syntenin表達與GBM疾病進展呈正相關，并與不良預后相關。在GBM干細胞（GSC）中，MDA-9/Syntenin表達更高，且可能對其存活至關重要。

Kegelman等人通過原位GBM模型測試了PDZ1i的療效：

PDZ1i預處理的腫瘤細胞形成的腫瘤更小、邊界更清晰、侵襲性更低。

在已植入腫瘤的小鼠中重復給予PDZ1i，提高了小鼠存活率。

PDZ1i與放射療法聯(lián)合使用，顯著提高了總體生存率。

研究還發(fā)現(xiàn)，接受放療后存活的細胞表現(xiàn)出更強的侵襲性，并表達更高水平的MDA-9/Syntenin。這可能反映了GBM干細胞群的富集。

這些實驗數(shù)據(jù)強化了PDZ1i作為GBM潛在分子治療劑的觀點，為治療這種高度致命的疾病提供了新的希望。

研究發(fā)現(xiàn)，MDA-9/Syntenin在原發(fā)性和轉移性前列腺癌樣本中表達升高。2018年的研究證實，MDA-9/Syntenin與前列腺癌進展相關，在轉移性腫瘤細胞中表達水平更高。機制上，MDA-9/Syntenin與IGF-1R相互作用，激活STAT3通路，促進侵襲和血管生成相關蛋白的表達。

PDZ1i能夠選擇性地中斷MDA-9/Syntenin和IGF-1R的相互作用，抑制STAT3活性，從而下調MMP2/9和促血管生成因子。動物實驗證明PDZ1i能有效抑制前列腺癌骨轉移。

PDZ1i對神經(jīng)母細胞瘤進展的有效調節(jié)

神經(jīng)母細胞瘤(NB)是一種影響胎兒發(fā)育的惡性腫瘤，轉移是患者死亡的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)MDA-9/Syntenin在NB腫瘤中高表達，與骨轉移和預后不良相關。

抑制MDA-9/Syntenin（通過遺傳或藥理學方法）可以抑制NB細胞的體外遷移和侵襲，以及體內轉移。機制研究表明，MDA-9/Syntenin通過影響整合素-Src-Rho-Rac-Cdc42信號通路來調控NB細胞的侵襲和轉移能力。

PDZ1i可以破壞MDA-9/Syntenin的蛋白質相互作用，降低整合素α6β4表達，抑制Src激活，減少小GTPases活性，從而抑制NB細胞的侵襲、遷移和轉移。

這些研究結果表明，MDA-9/Syntenin是前列腺癌和神經(jīng)母細胞瘤中的重要分子靶點，PDZ1i作為其抑制劑展現(xiàn)了良好的抗腫瘤轉移潛力。

其他方法

以肽為基礎的MDA-9/Syntenin靶向方法

在藥物開發(fā)領域，利用天然肽來靶向PDZ結構域已成為一種探索性的策略。受到在其他含有PDZ結構域的蛋白質中取得成功的啟發(fā)，科學家們開始嘗試將基于肽的方法應用于MDA-9/Syntenin的PDZ結構域。這一策略主要涵蓋三個關鍵步驟：首先，選擇MDA-9/Syntenin的主要天然相互作用伙伴作為肽設計的起點，如merlin (RVAFFEEL)、Syndecan (TNEFYA)、neurexin (DKEYYV)和IL-5R (LEDSVF)；其次，利用PEG（聚乙二醇）接頭設計肽二聚體，以增強其與PDZ結構域的親和力；賊后，通過調整P1和P3位置上的氨基酸，進一步優(yōu)化肽的識別能力和特異性。這些經(jīng)過精心設計的肽基分子在多種癌細胞系中，包括兩種侵襲性乳腺癌細胞系（MDA-MB-231、MDA-MB-435）和一種宮頸癌細胞系（HeLa），進行了抗侵襲和抗增殖活性的測試。實驗結果正如預期，這些肽基分子通過ERK（細胞外信號調節(jié)激酶）依賴性途徑顯著抑制了癌細胞的侵襲和增殖。

基因治療方案

盡管使用siRNA（小干擾RNA）或shRNA（短發(fā)夾RNA）等基因治療方法靶向MDA-9/Syntenin在理論上具有吸引力，但這一領域的研究尚未得到充分探索。體外實驗數(shù)據(jù)表明，下調MDA-9/Syntenin的表達可能具有顯著的治療潛力。然而，從臨床轉化的角度來看，這種方法是否能在患者身上產(chǎn)生真正的臨床益處仍是一個未解之謎。此前，Das等人通過表達基因Raf激酶抑制蛋白（RKIP）間接靶向MDA-9/Syntenin，并在臨床樣本中發(fā)現(xiàn)MDA-9/Syntenin與RKIP之間存在強烈的負相關性?；谶@一發(fā)現(xiàn)，他們嘗試在侵襲性黑色素瘤細胞中強制表達RKIP，以中和MDA-9/Syntenin對信號轉導的影響。結果顯示，這一策略在體內和體外均展現(xiàn)出良好的抗轉移效果，并在肝細胞癌細胞中得到了進一步驗證。雖然該研究直接測試了使用siRNA靶向MDA-9/Syntenin的可行性，但尚需更多的體內實驗來評估其潛在的臨床實用性。此外，為了在臨床中成功應用siRNA或shRNA方法，必須解決如何有效識別并靶向體內所有轉移細胞的問題，這目前仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。

基因檢測如何選擇抑制腫瘤轉移的靶向藥物？

在過去的幾十年里，我們在理解腫瘤轉移的分子機制和生物物理特性方面取得了長足的進步。通過針對腫瘤的“成癮性”或“依賴性”途徑進行治療，已經(jīng)在多種惡性腫瘤的治療中取得了顯著成效，延長了患者的無病生存期并改善了生活質量。然而，對于腫瘤反復或已發(fā)生轉移的患者而言，死亡率仍然居高不下，使用現(xiàn)有療法治療轉移性疾病仍極具挑戰(zhàn)性。基因解碼基因檢測文章前面部分已簡要討論了治療成功面臨的一些主要障礙。單一途徑的阻斷對于轉移患者或高風險患者而言，其臨床前景有限。盡管腫瘤細胞的異質性增加了治療的復雜性，但針對轉移級聯(lián)中的多個關鍵環(huán)節(jié)可能為提高臨床反應提供新的機遇。因此，采用多種療法和方法的聯(lián)合治療方案應被視為一種可行的替代方案，但必須在確保療效的同時，嚴格控制并發(fā)癥的風險，特別是多模態(tài)治療可能帶來的毒性增強問題。

MDA-9/Syntenin（也稱為SDCBP）在多種組織類型的癌癥進展和轉移中扮演著關鍵角色。它積極參與了早期轉移（如侵襲和遷移）的多個步驟，誘導癌細胞發(fā)生上皮-間充質轉化（EMT），促進血管生成，參與微環(huán)境的重塑，并在外泌體介導的細胞通訊中發(fā)揮作用。盡管大多數(shù)與MDA-9/Syntenin相關的功能已在實驗室中得到驗證，但仍有部分研究領域亟待進一步探索。例如，關于MDA-9/Syntenin在轉移性細胞循環(huán)過程中的直接功能作用尚未明確；調控MDA-9/Syntenin表達的上游因子仍需進一步鑒定；MDA-9/Syntenin在休眠和休眠逃脫過程中的潛在作用也需實驗驗證。此外，MDA-9/Syntenin如何選擇其伴侶蛋白以發(fā)揮其生物活性，也是一個亟待解答的問題。

PDZ1i作為先進代小分子抑制劑，能夠特異性地靶向MDA-9/Syntenin的先進個PDZ結構域（PDZ1），為治療腦膠質瘤（GBM）、前列腺癌、神經(jīng)母細胞瘤以及因MDA-9/Syntenin表達異常導致的其他癌癥提供了新的治療策略。盡管在這些癌癥中已顯示出初步的療效，但未來仍需更多的研究和臨床試驗來進一步驗證其有效性和安全性。

近年來，盡管充滿挑戰(zhàn)，但在開發(fā)改變蛋白質-蛋白質相互作用的藥物和方法方面取得了顯著進展，推動了靶向治療的發(fā)展。PDZ1i作為同類首創(chuàng)的無毒、特異性蛋白質-蛋白質相互作用抑制劑，在多種癌癥環(huán)境中展現(xiàn)了獨特的抗轉移活性。

PDZ1i的分子量為538 Da，略大于傳統(tǒng)定義的小分子（小于500 Da），因此也可以被歸類為MDA-9/Syntenin的拮抗劑。基于PDZ1i的分子支架結構，有潛力開發(fā)出具有更強治療特性的新一代分子。

從實驗室研究到臨床應用的過程通常曲折而艱難，PDZ1i或其下一代分子的發(fā)展也很可能面臨這樣的挑戰(zhàn)。然而，考慮到PDZ1i具有可接受的藥代動力學特性和出色的臨床前抗轉移活性，這是一個值得投入的研究方向。因此，PDZ1i的進一步開發(fā)和臨床轉化已成為我們實驗室重點關注的領域。

這項研究不僅為癌癥轉移治療提供了新的潛在靶點，也為蛋白質-蛋白質相互作用抑制劑的開發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗，有望推動更多創(chuàng)新型靶向藥物的研發(fā)。