赖氨酰氧化酶样-2在胰腺癌中的研究进展

・综述・ 赖氨酰氧化酶样-2在胰腺癌中的研究进展陈小平【摘要】 胰腺癌恶性程度高，综合治疗效果差，赖氨酰氧化酶样-2（LOXL2）是多种肿瘤细胞上皮间质样变（EMT）的始作俑者之一，并且在胰腺癌细胞和组织中高表达，可能是胰腺癌恶性程度高、侵袭能力强的重要作用因素，本文通过检索PubMed的相关文献就LOXL2在胰腺癌领域研究现状作一综述。

【关键词】 胰腺肿瘤；赖氨酰氧化酶样-2Research progress of lysyl oxidase-like protein-2 (LOXL2) in pancreatic cancer Chen Xiaoping.Department of General Surgery, Baoshan Branch of Shuguang Hospital, Shanghai 201900, ChinaCorresponding author: Chen Xiaoping, Email: xiaopingcxp@【Abstract】 Pancreatic cancer is a very lethal common tumor with high malignant degree andmetastasis in it's early stage and with poor effect of clinical curative. Many researchers have confirmed thatlysyl oxidase-like protein-2 (LOXL2) is over expressed in the pancreatic cancer cell, and is one of thenecessary trigger factors of epithelial-to-mesenchymal, which promotes proliferation, invasion andmetastasis of the pancreas cancer cells. We retrieved the relevant literature of LOXL2 through the PubMedand reviewed the advancing of LOXL2 in the current research in the field of pancreatic cancer.【Key words】 Pancreatic neoplasms; Lysyl oxidase-like protein-2胰腺癌是临床常见的高度恶性的肿瘤，具有三个可怕特点：（1）胰腺癌的发病率呈现渐进上升的趋势，预期在2020年上升至肿瘤性死亡的第二位[1]。

（2）恶性程度高，综合治疗效果差，五年生存率＜5%，发病率与死亡率相差无几[2]。

（3）临床表现缺乏特征性，转移早，手术切除率低，近30年改善有限。

赖氨酰氧化酶样-2（LOXL2）是一种铜依赖的胺氧化酶，广泛存在于多种肿瘤细胞中，LOXL2作为细胞外酶参与细胞外基质稳态的调节，作为定位在细胞质和核周的内源性酶，参与调节肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等过程，现将LOXL2在胰腺癌中的相关研究进展进行分析，综述如下。

一、赖氨酰氧化酶与肿瘤1. 肿瘤内低氧诱导LOXL2：近十年的研究认为肿瘤组织内部是一个低氧的环境。

文献报道当恶性肿瘤生长接近2 mm时就需要新生血管来供血增加供氧，而当肿瘤接近1 cm3时其内部缺氧就已明显存在[3]，微探针测定发现肿瘤内部PO2＜10 mmHg，而健康组织 PO2≥65 mmHg[4-5]，而在胰腺癌组织中，接近60% PO2为2 mmHg[6-7]，提示肿瘤细胞微环境DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2017.02.027作者单位：201900 上海中医药大学附属曙光医院宝山分院胰胆外科通信作者：陈小平，Email: xiaopingcxp@ 中严重缺氧，尤其是胰腺癌患者的肿瘤微环境缺氧更为显著。

研究证明缺氧诱导肿瘤细胞表达缺氧诱导因子（HIF）明显上调，HIF可以强烈诱导赖氨酰氧化酶（LOX）及LOXL2的基因表达，Ruth等[8]研究HIF尤其是缺氧诱导因子-1（HIF-1）对LOX、LOXL2表达的调节作用时发现静默LOX基因后，LOXL2的表达则不受影响依然高表达，而敲除HIF （尤其是HIF-1）后，则LOXL2表达则未出现异常，因此认为与LOX一样，LOXL2也是HIF-1的直接作用靶点之一，进一步的研究表明：在缺氧环境下，多种赖氨酰氧化酶样酶的激活对于抑制E-cadherin 的表达是必需的，实验验证了一个从缺氧到细胞形态转变的分子通路，即：低氧、HIF-1、LOX/LOXL2表达升高、细胞上皮间质化改变分子效应通路，说明缺氧是肿瘤细胞增殖、侵袭、转移等生物活性的最重要微环境因素之一，LOXL2则是肿瘤缺氧微环境与肿瘤生物学特性之间重要的桥接因素之一，需要深入的研究阐述。

2. LOXL2异构体的研究：Wu等[9]研究食管鳞癌时发现LOXL2剪接异构体LOXL2-delta72和LOXL2-e13[10]，其确切的生理作用尚有待研究阐明。

近期发现LOXL2另一新剪接异构体——LOXL2 Δe13[11]，与LOXL2相比缺少了外显子13，外显子13的缺失使读码框移位得以开放并且产生截短体蛋白。

LOXL2 Δe13主要分布在细胞质，它的脱氨基作用受到损害，但促进食管鳞癌细胞运动和癌细胞侵袭能力则更强，进一步研究显示LOXL2 Δe13能直接诱导MAPK8的表达，RNAi介导敲除MAPK8能阻断LOXL2 Δe13的细胞迁移作用，但对LOXL2的作用甚微。

上述LOXL2异构体在胰腺癌的研究中尚无报告，有待研究证实。

二、LOXL2的生物活性1. 内源性LOXL2参与肿瘤增殖和侵袭：LOXL2是一种铜依赖的胺氧化酶，广泛存在于多种肿瘤细胞[12]中，LOXL2作为细胞外酶参与细胞外基质稳态的调节[13-14]，催化细胞外基质（ECM）中胶原纤维和弹性蛋白交联的形成，起着促进肿瘤细胞与基质细胞间粘连、促进肿瘤细胞的运动迁移、基因转录和抑制衰老凋亡等的重要调节作用。

深入的研究发现，LOXL2也是定位在细胞质和核周的内源性酶[15]，参与调节肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移等过程。

不管在活组织还是活体实验中，阻断LOXL2表达后均可显著降低肿瘤的增殖、侵袭能力和远处转移[16]。

Moon等[17]在研究不同亚细胞位置的细胞内外LOXL2生理作用时发现：分泌型LOXL2为100 000左右，在天冬酰胺-455和天冬酰胺-644出现N-糖基化，而胞内LOXL2为75 000，无相同的糖基化，提示可能这种差异可能与细胞核相关。

二者都能氧化赖氨酸，但胞内LOXL2较细胞外LOXL2对促进肿瘤细胞上皮间质样变（EMT）和侵袭性的作用更强，提示细胞内的LOXL2更能促进肿瘤细胞增殖侵袭。

2. LOXL2是EMT的重要触发因子：LOXL2促进肿瘤细胞EMT，并且充当了EMT启动者的角色。

Peinado等[15]研究表明LOXL2的高表达与肿瘤侵袭呈正相关，在研究LOXL2对MDCK细胞株的调节作用过程中，发现LOXL2的过表达诱导了MDCK上皮胞系完整的EMT过程，表现为MDCK 上皮细胞间质样改变，伴随典型的上皮标志物的丢失和间质标志物的表达增加。

在基底样乳腺癌[18]中（具有基底样/肌上皮标记、呈未分化表型、具有高侵袭性、常常为ER、PR和CerBb-2三阴性乳腺癌），LOXL2表达出现于癌细胞的胞质/细胞核周围，而且这种特殊的分布与基底样乳腺肿瘤的远处转移呈高度正相关，沉默LOXL2异常表达后，基底样乳腺癌细胞则出现明显的间质上皮化改变（MET），进而明显降低了致瘤性，肿瘤细胞转移则受到明显的抑制，同时伴随有间质标志物的丢失和上皮标记物的表达增加，而临床上也证实LOXL2过表达的乳腺癌患者拥有更差的预后[19]。

提示LOXL2是肿瘤细胞EMT的重要触发因子之一。

LOXL2的高表达，是否能作为一种预测肿瘤侵袭性和远处转移风险的指标，或者成为一种新的治疗方法的靶点，尚需进一步的实验和临床研究来阐明。

3. LOXL2作用机制：深入研究发现LOXL2可以通过与Snail1的协同作用[20]和直接抑制Notch1的表达促进乳腺癌的进展[21]，也可以通过其自身的SRCR域与一种效应蛋白——调节控制细胞稳态的MARCKSL1N端结合域相作用，抑制MARCKSL1诱导的细胞凋亡作用，导致肿瘤细胞增殖，且呈现出剂量依赖效应。

并证实分泌性LOXL2诱导肿瘤发生增殖可能是通过活化FAK/Akt/mTOR信号通路实现的，提示LOXL2具有促进肿瘤增殖来抑制肿瘤凋亡的作用[22]。

综合现有的研究，LOXL2触发肿瘤细胞EMT的机制有：（1）LOXL2通过Lgl2、封闭蛋白1的转录的下调，以及细胞极性和紧密连接复合体的解体来实现肿瘤的EMT[18]。

（2）LOXL2通过稳定Snail1转录因子诱导EMT，导致E-cadherin、闭合蛋白的抑制和波形蛋白、纤维连接蛋白和MT1-MMP的上调[18]。

（3）LOXL2可催化不活跃的突变体与Snail1合作抑制作为EMT触发器的E-cadherin基因表达。

（4）LOXL2通过调节上皮细胞性肿瘤细胞可塑性非常规途径[23]促进FAK/Src通路激活来支持肿瘤细胞的EMT。

（5）LOXL2催化细胞内组蛋白H3赖氨酸4氨基脱氨基反应[24]，导致钙黏蛋白基因1（CDH1）转录下调，进而降低E-cadherin的表达，促进肿瘤细胞EMT和肿瘤转移。

三、LOXL2是胰腺癌异常恶性的重要因素LOXL2在胰腺癌进展中起着重要作用。

在胰腺癌组织相对正常胰腺组织LOXL2是最高表达且特异性上调的因子之一，蛋白组学分析同样证实LOXL2基因产物是胰腺癌细胞表达最高的蛋白[25-26]。

Park 等[27]研究发现胰腺癌组织中LOXL2的表达率高达81.2%，LOXL2与胰腺癌的预后显著相关，LOXL2阳性的胰腺癌患者的生存率明显降低，远处转移率较阴性患者显著升高，LOXL2过表达的AsPC-1和BxPC-3等胰腺癌细胞则出现明显的EMT倾向，肿瘤细胞的迁徙和侵袭能力增强。

同时，LOXL2的过表达增强了肿瘤的化学治疗的抵抗性[28]。

Wiel等[29]研究致瘤性应急诱发衰老（OIS）时发现，人体上皮细胞表达LOX或LOXL2有助于上皮细胞OIS逃避，在高侵袭性胰腺癌转基因鼠，LOX/LOXL2的表达加速OIS的逃避，相反抑制LOX或LOXL2活性则OIS稳定，肿瘤生长缓慢，明显提高生存，这种OIS逃避作用可能是通过调节FAK通路实现。