上皮細胞膜蛋白（epithelial membrane protein, EMP）2 是 EMP 基因家族的 7 個蛋白之一，是一種組織特異性表達的跨膜蛋白。近期研究表明，它在不同腫瘤組織中表現出不同的表達模式，并對不同腫瘤的侵襲轉移顯示出促進或抑制等差異化表現。根據這些特性，目前在抗 EMP2 治療領域如單克隆抗體開發等方面取得了進展，可能給癌癥治療帶來新手段。基于此，該文對 EMP2 在腫瘤侵襲轉移中的研究進展進行綜述，以期為確定腫瘤新標靶提供思路。
引用本文： 張羽. 上皮細胞膜蛋白 2 在腫瘤侵襲轉移中的研究進展. 華西醫學, 2023, 38(12): 1940-1943. doi: 10.7507/1002-0179.202307060 復制
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腫瘤轉移是指腫瘤細胞從腫瘤形成的原發部位向遠處其他主要器官（如腎、肝和肺）轉移的過程[1-2]，腫瘤轉移及其治療結果是導致腫瘤患者死亡、影響預后的重要因素。原發腫瘤通常可以通過局部手術或放療治愈，而轉移瘤是全身性疾病，預防和治療的主要方法包括篩查、化療、靶向治療和免疫治療等系統性方法，但是現有的治療方法效果均不甚理想，急需對腫瘤侵襲轉移的機制進行更深入探索，找到更多新的治療方法，從而提高腫瘤治療的療效。腫瘤轉移是多種因素相互作用的結果，腫瘤細胞與轉移微環境相互作用，通過改變機體的抗腫瘤免疫、細胞外環境、基因組穩定性、生存信號、化療抵抗和增殖周期等來進行遠處轉移[3]。近年來，隨著國內外基因組學研究的進展，在腫瘤細胞中特異表達、促進腫瘤細胞轉移、與臨床復發相關的基因被不斷發現。目前已發現大量基因可促進腫瘤細胞的擴散，在侵襲、循環、外滲、對基質和代謝應激的抵抗、轉移生態位的形成、器官特異性基質成分的共同選擇等環節發揮作用[4-6]。其中上皮細胞膜蛋白（epithelial membrane protein, EMP）家族就是近期的研究熱點之一，特別是 EMP2，目前已有證據表明 EMP2 在腫瘤侵襲轉移中起到了重要作用，本文主要針對 EMP2 在腫瘤侵襲轉移中的研究進展進行綜述。
1 EMP 家族簡介
EMP 家族屬于生長阻滯特異性蛋白 3/外周髓鞘蛋白 22 基因家族，該家族至少包括 7 個蛋白，這些家族成員都擁有類似于四肽超家族成員的拓撲結構，也被稱為跨膜蛋白 4 超家族[7-11]。EMP 缺乏 teraspanin（四次穿膜蛋白）的序列相似性和關鍵結構特點，即在第 2 個胞外段含有 4～8 個半胱氨酸殘基，以形成具有高度保守的 Cys-Cys-Gly 基序的二硫鍵[12-13]。目前越來越多研究聚焦于 EMP 家族的特定的生物學功能，如在腫瘤侵襲轉移中的作用。
2 EMP2 的表達譜
按照人類蛋白質圖譜（Human Protein Atlas）數據庫的信息，EMP2 在肺、皮膚、食管以及眼睛的多種結構（如角膜、睫狀體和視網膜）高表達[14]，而正常腦組織可能不表達或者低表達[15]。在轉錄水平，EMP2 在胚胎肺和腎臟中表達水平較高，而在成年人的胸腺和外周淋巴細胞中則完全不表達[10]。
EMP2 定位于細胞膜的脂筏結構域內，可能參與調節整合素和主要組織相容性復合物Ⅰ類蛋白的質膜轉運活動[16-17]。EMP2 在胚泡著床、細胞分裂、黏附和遷移過程中調節多種整合素的生理功能[18–20]。在視網膜上皮細胞系中，EMP2 通過在 2 個磷酸化位點 Tyr576 和 Tyr577 激活黏著斑激酶來誘導細胞內膠原凝膠收縮[21]。EMP2 和黏著斑激酶的激活與整合素β1 亞單位密切相關[22-24]。在過度表達 EMP2 的視網膜上皮細胞中可以檢測到細胞對Ⅰ型和Ⅳ型膠原的黏附增強、α-平滑肌肌動蛋白表達增加和 F-肌動蛋白激活。這些發現表明 EMP2 可能在肌動蛋白細胞骨架的重組中起作用，并增強細胞的收縮力和黏附力[22]。
3 EMP2 在腫瘤轉移中的作用
3.1 EMP2 促進腫瘤轉移
基因表達譜研究表明，在腦膠質母細胞瘤中 EMP2 mRNA 表達上調[23-24]。將過度表達 EMP2 的膠質母細胞瘤細胞接種到裸鼠體內，顱內腫瘤的血管生長可使腫瘤形成加速[15, 25]。EMP2 和整合素αvβ3 在膠質母細胞瘤細胞中相互作用，共同刺激了它們的表達，通過激活 Src 促進膠質母細胞瘤細胞遷移和侵襲[25]。信號傳導與轉錄激活因子 3 能夠增強 EMP2 的表達，誘導膠質瘤發生，促進膠質母細胞瘤的進展和復發[26]。
轉錄譜分析檢測到乳腺癌中 EMP2 mRNA 表達失調[27–30]。在從非惡性增生到導管原位癌、浸潤性導管癌和淋巴結轉移的過程中，EMP2 水平持續顯著升高[31]，表明 EMP2 與乳腺癌晚期的腫瘤侵襲和轉移密切相關[32]。EMP2 mRNA 的表達可能受到乳腺癌相關受體（雌激素受體、孕激素受體和酪氨酸激酶受體 2）的負調控，因為在三陰性乳腺癌細胞中，EMP2 mRNA 的表達相對較高[33]。另外，一項研究表明在 67%的乳腺癌轉移的淋巴結中可檢測到 EMP2 表達，也說明 EMP2 蛋白水平與淋巴血管侵襲有關，與癌癥進展呈正相關，該研究提示 EMP2 蛋白可能是一種新的生物標志物，能證明是否有效捕獲了乳腺癌患者血液樣本中的循環腫瘤細胞[34]。即使在癌癥早期，乳腺癌靜脈樣本中的循環腫瘤細胞檢測也比周圍靜脈樣本中的循環腫瘤細胞更有效[35]。
有研究納入 60 例接受改良根治術的乳腺癌患者和 60 例年齡和性別匹配的健康對照女性，分別從癌性乳腺組織和邊緣健康乳腺組織取標本，結果顯示，與健康組織相比，乳腺癌組織中 EMP2 和β1 整合素表達水平明顯升高；同時，與對照組相比，患者組的癌抗原 15-3 也顯著增加[36]，提示乳腺癌組織中 EMP2 和β1 整合素的表達與乳腺癌的進展和轉移有關，是判斷乳腺癌嚴重程度的重要指標，可以作為判斷乳腺癌預后的良好指標。
在婦科癌癥中，約 70%的漿液性和子宮內膜樣卵巢腫瘤表達較高水平的 EMP2 蛋白[37]。EMP2 的蛋白水平與子宮內膜癌的進展呈正相關，依次為良性、增生、非典型增生和子宮內膜腺癌[38–40]。EMP2 通過激活 Src 調節血管內皮生長因子和缺氧誘導轉錄因子-1α的表達，從而介導子宮內膜癌的血管生成[41]，這些發現提示 EMP2 可能作為一個潛在的候選藥物治療婦科癌癥。
3.2 EMP2 抑制腫瘤轉移
一項研究表明，EMP2 蛋白在鼻咽癌的大多數高級別腫瘤（Ⅲ級和Ⅳ級）中低水平表達或檢測不到；對于未檢測到 EMP2 表達的患者，鼻咽癌的臨床預后明顯較差；體外培養的鼻咽癌細胞異位表達 EMP2，可抑制細胞生長，提高放療效率，誘導 S 期細胞周期阻滯，增加細胞凋亡[42]。因此，在鼻咽癌中，EMP2 通過抑制鼻咽癌細胞的生長而具有抗腫瘤特性。
與鼻咽癌相似，EMP2 能夠抑制皮膚黑色素瘤，能顯著誘導黑色素瘤細胞凋亡[43]。EMP2 在尿路上皮癌中也起到抑癌作用，EMP2 蛋白表達與尿路上皮癌細胞的組織學分級呈負相關，過表達 EMP2 可抑制癌細胞增殖，抑制腫瘤的發生[44]。
4 EMP 家族在臨床上的應用
目前臨床上針對轉移性腫瘤，大多采用放化療、靶向治療和免疫治療這 3 種廣泛的全身治療方法聯合應用。雖然細胞毒性化療仍然是轉移性腫瘤治療的支柱，目前仍是許多腫瘤亞型的唯一選擇，但是近年來針對腫瘤驅動癌蛋白或靶向治療的藥物正在改善著許多腫瘤的預后[45]。很多證據表明 EMP 家族成員介導了癌癥的進展和轉移[25-26, 32, 34]，因此有必要進一步研究 EMP 家族對腫瘤進展的抑制活性，設計治療策略以改善癌癥患者的預后。
目前，在抗 EMP 單克隆抗體的開發方面已經取得了一定進展。由于腫瘤的臨床病理異質性和生物學復雜性，以 EMP 家族成員為靶點的單克隆抗體的研發具有很大的挑戰性。已有報道顯示，抗 EMP2 重組二價抗體片段（diabodies）可降低子宮內膜癌細胞的侵襲性[46]，這些二價抗體（KS49 和 KS83）可以分別識別人類和小鼠 EMP2，可以抑制卵巢癌和子宮內膜癌細胞的生長并促進腫瘤細胞凋亡[27, 46]。此外，用抗 EMP2 免疫球蛋白 G1 治療乳腺癌可促進腫瘤細胞死亡并抑制腫瘤細胞侵襲，在乳腺癌小鼠模型中，抗 EMP2 治療可以減少表達高水平 EMP2 的異種移植瘤所產生的自發性轉移病灶的數量[40]。
盡管目前抗 EMP2 治療的臨床前試驗取得了有益的結果，但仍需要持續研究來評估急性和長期的不良反應，以期在臨床前試驗階段進行必要的改進以優化治療，進一步推進今后的臨床使用。
5 結語
EMP 家族蛋白成員在多種類型的腫瘤細胞表面均有表達，特別是 EMP2 在不同的腫瘤組織中表達模式和生物學功能并不相同，甚至在同一種腫瘤中，對侵襲轉移的作用也可能不同。雖然 EMP2 已逐漸成為與腫瘤侵襲和轉移相關的新興分子，但是它們的作用機制并不十分清楚。現有針對 EMP2 的研究還很有限，針對 EMP2 在不同腫瘤細胞中的基因表達調控方式、所發揮作用及所涉及的具體信號通路還需要進一步充分研究，以便于開發更加有效的腫瘤診斷和治療方式。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
腫瘤轉移是指腫瘤細胞從腫瘤形成的原發部位向遠處其他主要器官（如腎、肝和肺）轉移的過程[1-2]，腫瘤轉移及其治療結果是導致腫瘤患者死亡、影響預后的重要因素。原發腫瘤通常可以通過局部手術或放療治愈，而轉移瘤是全身性疾病，預防和治療的主要方法包括篩查、化療、靶向治療和免疫治療等系統性方法，但是現有的治療方法效果均不甚理想，急需對腫瘤侵襲轉移的機制進行更深入探索，找到更多新的治療方法，從而提高腫瘤治療的療效。腫瘤轉移是多種因素相互作用的結果，腫瘤細胞與轉移微環境相互作用，通過改變機體的抗腫瘤免疫、細胞外環境、基因組穩定性、生存信號、化療抵抗和增殖周期等來進行遠處轉移[3]。近年來，隨著國內外基因組學研究的進展，在腫瘤細胞中特異表達、促進腫瘤細胞轉移、與臨床復發相關的基因被不斷發現。目前已發現大量基因可促進腫瘤細胞的擴散，在侵襲、循環、外滲、對基質和代謝應激的抵抗、轉移生態位的形成、器官特異性基質成分的共同選擇等環節發揮作用[4-6]。其中上皮細胞膜蛋白（epithelial membrane protein, EMP）家族就是近期的研究熱點之一，特別是 EMP2，目前已有證據表明 EMP2 在腫瘤侵襲轉移中起到了重要作用，本文主要針對 EMP2 在腫瘤侵襲轉移中的研究進展進行綜述。
1 EMP 家族簡介
EMP 家族屬于生長阻滯特異性蛋白 3/外周髓鞘蛋白 22 基因家族，該家族至少包括 7 個蛋白，這些家族成員都擁有類似于四肽超家族成員的拓撲結構，也被稱為跨膜蛋白 4 超家族[7-11]。EMP 缺乏 teraspanin（四次穿膜蛋白）的序列相似性和關鍵結構特點，即在第 2 個胞外段含有 4～8 個半胱氨酸殘基，以形成具有高度保守的 Cys-Cys-Gly 基序的二硫鍵[12-13]。目前越來越多研究聚焦于 EMP 家族的特定的生物學功能，如在腫瘤侵襲轉移中的作用。
2 EMP2 的表達譜
按照人類蛋白質圖譜（Human Protein Atlas）數據庫的信息，EMP2 在肺、皮膚、食管以及眼睛的多種結構（如角膜、睫狀體和視網膜）高表達[14]，而正常腦組織可能不表達或者低表達[15]。在轉錄水平，EMP2 在胚胎肺和腎臟中表達水平較高，而在成年人的胸腺和外周淋巴細胞中則完全不表達[10]。
EMP2 定位于細胞膜的脂筏結構域內，可能參與調節整合素和主要組織相容性復合物Ⅰ類蛋白的質膜轉運活動[16-17]。EMP2 在胚泡著床、細胞分裂、黏附和遷移過程中調節多種整合素的生理功能[18–20]。在視網膜上皮細胞系中，EMP2 通過在 2 個磷酸化位點 Tyr576 和 Tyr577 激活黏著斑激酶來誘導細胞內膠原凝膠收縮[21]。EMP2 和黏著斑激酶的激活與整合素β1 亞單位密切相關[22-24]。在過度表達 EMP2 的視網膜上皮細胞中可以檢測到細胞對Ⅰ型和Ⅳ型膠原的黏附增強、α-平滑肌肌動蛋白表達增加和 F-肌動蛋白激活。這些發現表明 EMP2 可能在肌動蛋白細胞骨架的重組中起作用，并增強細胞的收縮力和黏附力[22]。
3 EMP2 在腫瘤轉移中的作用
3.1 EMP2 促進腫瘤轉移
基因表達譜研究表明，在腦膠質母細胞瘤中 EMP2 mRNA 表達上調[23-24]。將過度表達 EMP2 的膠質母細胞瘤細胞接種到裸鼠體內，顱內腫瘤的血管生長可使腫瘤形成加速[15, 25]。EMP2 和整合素αvβ3 在膠質母細胞瘤細胞中相互作用，共同刺激了它們的表達，通過激活 Src 促進膠質母細胞瘤細胞遷移和侵襲[25]。信號傳導與轉錄激活因子 3 能夠增強 EMP2 的表達，誘導膠質瘤發生，促進膠質母細胞瘤的進展和復發[26]。
轉錄譜分析檢測到乳腺癌中 EMP2 mRNA 表達失調[27–30]。在從非惡性增生到導管原位癌、浸潤性導管癌和淋巴結轉移的過程中，EMP2 水平持續顯著升高[31]，表明 EMP2 與乳腺癌晚期的腫瘤侵襲和轉移密切相關[32]。EMP2 mRNA 的表達可能受到乳腺癌相關受體（雌激素受體、孕激素受體和酪氨酸激酶受體 2）的負調控，因為在三陰性乳腺癌細胞中，EMP2 mRNA 的表達相對較高[33]。另外，一項研究表明在 67%的乳腺癌轉移的淋巴結中可檢測到 EMP2 表達，也說明 EMP2 蛋白水平與淋巴血管侵襲有關，與癌癥進展呈正相關，該研究提示 EMP2 蛋白可能是一種新的生物標志物，能證明是否有效捕獲了乳腺癌患者血液樣本中的循環腫瘤細胞[34]。即使在癌癥早期，乳腺癌靜脈樣本中的循環腫瘤細胞檢測也比周圍靜脈樣本中的循環腫瘤細胞更有效[35]。
有研究納入 60 例接受改良根治術的乳腺癌患者和 60 例年齡和性別匹配的健康對照女性，分別從癌性乳腺組織和邊緣健康乳腺組織取標本，結果顯示，與健康組織相比，乳腺癌組織中 EMP2 和β1 整合素表達水平明顯升高；同時，與對照組相比，患者組的癌抗原 15-3 也顯著增加[36]，提示乳腺癌組織中 EMP2 和β1 整合素的表達與乳腺癌的進展和轉移有關，是判斷乳腺癌嚴重程度的重要指標，可以作為判斷乳腺癌預后的良好指標。
在婦科癌癥中，約 70%的漿液性和子宮內膜樣卵巢腫瘤表達較高水平的 EMP2 蛋白[37]。EMP2 的蛋白水平與子宮內膜癌的進展呈正相關，依次為良性、增生、非典型增生和子宮內膜腺癌[38–40]。EMP2 通過激活 Src 調節血管內皮生長因子和缺氧誘導轉錄因子-1α的表達，從而介導子宮內膜癌的血管生成[41]，這些發現提示 EMP2 可能作為一個潛在的候選藥物治療婦科癌癥。
3.2 EMP2 抑制腫瘤轉移
一項研究表明，EMP2 蛋白在鼻咽癌的大多數高級別腫瘤（Ⅲ級和Ⅳ級）中低水平表達或檢測不到；對于未檢測到 EMP2 表達的患者，鼻咽癌的臨床預后明顯較差；體外培養的鼻咽癌細胞異位表達 EMP2，可抑制細胞生長，提高放療效率，誘導 S 期細胞周期阻滯，增加細胞凋亡[42]。因此，在鼻咽癌中，EMP2 通過抑制鼻咽癌細胞的生長而具有抗腫瘤特性。
與鼻咽癌相似，EMP2 能夠抑制皮膚黑色素瘤，能顯著誘導黑色素瘤細胞凋亡[43]。EMP2 在尿路上皮癌中也起到抑癌作用，EMP2 蛋白表達與尿路上皮癌細胞的組織學分級呈負相關，過表達 EMP2 可抑制癌細胞增殖，抑制腫瘤的發生[44]。
4 EMP 家族在臨床上的應用
目前臨床上針對轉移性腫瘤，大多采用放化療、靶向治療和免疫治療這 3 種廣泛的全身治療方法聯合應用。雖然細胞毒性化療仍然是轉移性腫瘤治療的支柱，目前仍是許多腫瘤亞型的唯一選擇，但是近年來針對腫瘤驅動癌蛋白或靶向治療的藥物正在改善著許多腫瘤的預后[45]。很多證據表明 EMP 家族成員介導了癌癥的進展和轉移[25-26, 32, 34]，因此有必要進一步研究 EMP 家族對腫瘤進展的抑制活性，設計治療策略以改善癌癥患者的預后。
目前，在抗 EMP 單克隆抗體的開發方面已經取得了一定進展。由于腫瘤的臨床病理異質性和生物學復雜性，以 EMP 家族成員為靶點的單克隆抗體的研發具有很大的挑戰性。已有報道顯示，抗 EMP2 重組二價抗體片段（diabodies）可降低子宮內膜癌細胞的侵襲性[46]，這些二價抗體（KS49 和 KS83）可以分別識別人類和小鼠 EMP2，可以抑制卵巢癌和子宮內膜癌細胞的生長并促進腫瘤細胞凋亡[27, 46]。此外，用抗 EMP2 免疫球蛋白 G1 治療乳腺癌可促進腫瘤細胞死亡并抑制腫瘤細胞侵襲，在乳腺癌小鼠模型中，抗 EMP2 治療可以減少表達高水平 EMP2 的異種移植瘤所產生的自發性轉移病灶的數量[40]。
盡管目前抗 EMP2 治療的臨床前試驗取得了有益的結果，但仍需要持續研究來評估急性和長期的不良反應，以期在臨床前試驗階段進行必要的改進以優化治療，進一步推進今后的臨床使用。
5 結語
EMP 家族蛋白成員在多種類型的腫瘤細胞表面均有表達，特別是 EMP2 在不同的腫瘤組織中表達模式和生物學功能并不相同，甚至在同一種腫瘤中，對侵襲轉移的作用也可能不同。雖然 EMP2 已逐漸成為與腫瘤侵襲和轉移相關的新興分子，但是它們的作用機制并不十分清楚。現有針對 EMP2 的研究還很有限，針對 EMP2 在不同腫瘤細胞中的基因表達調控方式、所發揮作用及所涉及的具體信號通路還需要進一步充分研究，以便于開發更加有效的腫瘤診斷和治療方式。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。