引用本文： 石刚, 董明. 四跨膜蛋白超家族在消化系统恶性肿瘤中的生物学行为的研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2014, 21(9): 1173-1178. doi: 10.7507/1007-9424.20140281 复制
四跨膜蛋白超家族(transmembrane 4 super family/Tetrsapanins，TM4SF/Tspan）是膜蛋白中的一个家族，是特殊的细胞膜糖蛋白，存在于所有多细胞真核生物中，在哺乳动物体内广泛存在[1]。TM4SF家族共有39个成员，其中有34种在哺乳动物中被发现，在人类已经确认33种[1-2]。人类中的TM4SF家族成员包括Tspan1～Tspan33。虽然TM4SF家族的成员较多，但由于TM4SF家族成员的结构异常相似，故其功能、生物学特征及作用机理也较为相似。大部分膜蛋白的含量较低，分子量较小，且TM4SF在细胞膜上的显露长度往往只有4～25 nm[2]。目前，TM4SF家族成员与恶性肿瘤的关系是研究热点，TM4SF通过固定在细胞膜上的微区域控制着细胞的增殖和移动，TM4SF的表达及与其相关联的伴侣因子的异常调节与恶性肿瘤的细胞黏附、运动、侵袭和增殖生物学行为均密切相关[3]。现笔者对TM4SF在消化系统恶性肿瘤中的生物学特征及其机理的研究进展进行综述，以全面系统地总结TM4SF的结构及其功能，为进一步开展相关研究提供理论基础。
1 TM4SF的结构
TM4SF具有4个跨膜区域，包括细胞内N末端、C末端和2个细胞外区域(短细胞外环及长细胞外环)[4]。其主要的特征性结构为，在长细胞外环区域具有4个或更多的带有2个高度保守CCG序列的半胱氨酸残基[5]。TM4SF通常在细胞膜的某一区域以锚定复合蛋白或鹰架蛋白的形式存在。长细胞外环处有N-糖基化位点及棕榈酰化位点[6]。TM4SF具有的特殊的四跨膜结构构造了细胞膜内-细胞膜-细胞膜外信号联络通道，并促进TM4SF信号网络中结合蛋白质的相互作用，参与细胞生长分化、迁移、信号传导、黏附等多种生理功能[7-8]。
2 TM4SF的功能单位
TM4SF以跨膜四超分子富集区域(tetraspanin-enriched microdomains，TEMs)的形式存在[9]。TEMs是一种新发现的信号传递平台，存在于细胞-细胞间和细胞-基质间。TM4SF的细胞外结构主要结合胞外蛋白及配体，细胞内结构的N末端及C末端用以联系细胞内骨架及细胞内信号分子[10]。这种网络高度集中，并有非跨膜蛋白分子结构参与构成[11]。
TM4SF作为连接膜蛋白，参与到不同的信号通路中，是稳定的细胞信号传导复合体，小的初级复合体只包含1组TM4SF和1种特异性的伴侣分子，体积大的复合体可以包含多组不同的TM4SF及多种伴侣分子[12]。如在肝细胞表面具有CD81和胆固醇依赖性的TEMs[6]，在结肠癌及胰腺癌组织中具有CD151-整合素α3β(integrinα3β)复合体存在。可以与TEMs结合的伴侣结构包括：免疫球蛋白家族、生长因子受体、蛋白聚糖、整合素、钙黏素等[13]。
3 TM4SF在人消化系统恶性肿瘤中的表达及意义
消化系统恶性肿瘤如肝癌、结直肠癌、胰腺癌等与TM4SF的相关性均已经比较明确，如Tspan1、Tspan2、Tspan8、Tspan12等的表达与消化系统恶性肿瘤(包括结直肠癌、肝癌、胰腺癌、食管癌等)的TNM分期、细胞分化程度及复发率均呈正相关，与生存率呈负相关[14-16]。TM4SF在消化系统恶性肿瘤中的作用主要体现在其与肿瘤的浸润和转移均相关。TM4SF会影响恶性肿瘤细胞的生物学行为，包括增殖、凋亡、转移、浸润以及黏附。
3.1 TM4SF与胰腺癌
胰腺腺癌(PaCa)是早期转移率及死亡率均最高的肿瘤之一。Tspan1、Tspan8、Tspan14、Tspan15、Tspan16、Tspan24、Tspan27、Tspan30、Tspan32、Tspan33等均与胰腺癌相关。Wang等[17]为研究PaCa诱发细胞(PaCIC)标志物在PaCa转移过程中的预测作用，对NOD/SCID大鼠给予皮下注射转移PaCa细胞处理，结果发现，Tspan8在胰腺癌组织中的表达明显上调，这说明Tspan8可能参与转移灶的形成。Zhu等[18]研究了胰腺导管腺癌(PDAC)中CD151、c-Met、整合素α3及整合素α6的表达及意义，结果显示：CD151、c-Met、整合素α3及整合素α6在PDAC的细胞膜上及近膜细胞浆中均呈弥漫性表达，但在正常胰腺组织中没有表达或呈低表达；CD151的表达与整合素α3及整合素α6表达的相关系数均具有统计学意义；CD151的过表达与PDAC的TNM分期及淋巴结浸润情况均呈正相关，与PDAC的病理学分级呈负相关，且CD151的表达与PDAC的短期生存率呈正相关，可以作为预测肿瘤不良预后的独立因素。Gesierich等[19]研究了CD9、CD63、CD81、CD151以及CO-029与整合素α1、α2、α3、α6、β1、β4以及α6β4的共位性对人胰腺癌细胞株运动的影响，结果表明：①以上蛋白在胰腺癌细胞中均有表达，其中CD151在胰腺癌细胞中呈高表达，CO-029及CD9在胰腺癌细胞中呈中度表达；CD151、CD82及CD81在胰腺癌细胞及细胞基质中均有表达。②CD9、CD63及CD81在正常胰腺组织中呈轻度表达，CD151、CD82及CO-029在胰腺正常导管细胞中呈轻度表达。③病理Ⅲ级胰腺癌组织中整合素β1和CD9均呈高表达，病理Ⅱ级胰腺癌组织中CD9呈中度表达；整合素α1、整合素β1及CD9在伴有肝转移的胰腺癌组织中均呈高表达；在整合素β4高表达的细胞中，CD151和CO-029也呈高表达。④免疫共沉淀结果显示，整合素α3和β1明显与CD9、CD81及CD151共位形成复合体，整合素α6β4与CD151及CO-029共位形成复合体，这些复合体对胰腺癌细胞的运动具有促进作用；整合素α3β1与CO-029也具有共位性；整合素α3β1-CO-029复合体的表达预示着胰腺癌的不良预后，其在细胞之间接触位置的表达量更高；整合素α6β4-CO-029复合体在细胞膜运动活跃部位的表达水平也极高。以上研究结果表明，TM4SF通常与整合素形成TEMs而发挥作用，直接参与胰腺癌细胞的迁移、运动及其在远隔部位的种植浸润。
3.2 TM4SF与胃癌
Tspan1及Tspan8均与胃肠道肿瘤的转移相关。Chen等[20]应用免疫组织化学染色方法研究了Tspan1在胃癌组织中的表达情况，并分析了Tspan1和胃癌临床病理特征的关系，结果表明，Tspan1在胃癌组织中的表达阳性率为56.98%，并与临床分期呈正相关，与3年和5年生存率呈负相关；Tspan1的过表达与肿瘤分化程度呈负相关，与肿瘤的淋巴结转移情况和浸润情况呈正相关。Tspan1表达的检测可能对胃癌的诊断及预后预测均具有重大意义。Matsumura等[21]采用微点阵结合巢式实时定量PCR(RT-PCR)的方法，检测了胃癌患者外周血中的5个候选基因(包括Tspan8)的表达水平，结果发现，与健康对照组相比，胃癌患者外周血中Tspan8的表达上调，差异具有统计学意义。
3.3 TM4SF与结肠癌
Tspan1及Tspan8均与结肠癌的进展密切相关。通过小干扰RNA(siRNA)质粒基因沉默系统特异性敲除HCT-8结肠癌细胞系中Tspan1基因的表达后，细胞增殖速度显著降低，HCT-8细胞的浸润能力也减弱，说明下调Tspan1的表达可明显抑制人离体结肠癌细胞的增殖及侵袭[22]。E-钙黏蛋白、p120-钙黏蛋白与Tspan8的共同作用会影响人结肠癌细胞的运动[23]。在结肠癌细胞的转移及浸润过程中，细胞-基质黏附力的平衡与整合素及其底物的功能密切相关，且Tspan8的过表达会导致结肠癌细胞转移能力增强[22-23]。
3.4 TM4SF与肝癌
Tspan1在肝癌组织中呈过表达，并与肝癌的临床分期呈正相关，与生存率呈负相关；P27的表达情况和Tspan1相反；Tspan1也是肝癌患者预后的独立影响因素，Tspan1的过表达会导致肝癌患者的死亡率升高；Tspan1过表达的患者其5年生存率明显低于Tspan1低表达的患者[24]。Huang等[25]为研究乙肝病毒相关性肝癌和癌旁组织中多种基因的表达情况，采用cDNA微点阵方法检测了不同基因的表达情况，并采用RT-PCR方法进行候选基因表达的检测，结果显示：Tspan1在肝癌组织中呈阳性表达，在癌旁组织中呈阴性表达，提示TM4SF与乙肝病毒相关性肝癌细胞的侵袭及增殖均密切相关。
3.5 TM4SF与食管癌
有研究[26]表明，Tspan8和Tspan24(CD151)的表达均与食管腺癌的发展相关，这种相关性反映在食管腺癌的复发、转移及生存期方面，Tspan8及Tspan24高表达的患者其复发及转移率较高，生存期短，提示Tspan8及Tspan24的高表达与食管癌的不良预后有关。目前，对TM4SF与食管癌关系的研究较少，需深入研究。
4 TM4SF调节肿瘤浸润及转移的作用机理
对TM4SF与消化系统肿瘤发展以及转移关系的研究主要是集中在对Tspan1、Tspan2、Tspan8、Tspan24、Tspan27、Tspan30、Tspan32、Tspan33等的研究上。TM4SF的异常表达在DNA水平、mRNA水平及蛋白水平这3个层面均有发生。在细胞水平，TM4SF可能通过改变肿瘤细胞的黏附及运动能力来调节细胞黏附、运动、增殖和融合，从而促进恶性肿瘤细胞的转移[27]；在分子水平，TM4SF与整合素结合，同时也可能结合免疫球蛋白、生长因子、蛋白酶、细胞内信号蛋白等，形成TEMs，从而影响细胞-基质和细胞-细胞的黏附力[28]。
在恶性肿瘤转移早期，TM4SF的过表达可能诱发细胞黏附力的减弱，从而引起肿瘤细胞从原发瘤体脱离。具有侵袭力的肿瘤细胞从原发病灶分离后，会浸润间质组织，并更有效地突破在转移过程中遇到的各种上皮和内皮基膜。Tspan1及Tspan8可能会影响主导转移的其他分子如CD44和上皮细胞黏附分子(EPCAM)的表达，间接改变细胞-基质和细胞-细胞的黏附性[29]。此外，CD151基因敲除大鼠模型的肺转移灶的转移活性会显著降低[30]。
4.1 TM4SF与整合素作用共同调节恶性肿瘤浸润及转移的机理
TM4SF与整合素之间的关系密切，Tspan1和Tspan8在肿瘤进展的早期即呈高表达，在原发恶性肿瘤灶及淋巴结转移灶中均呈过表达[31]。CD151可调节Tspan8初级复合体与整合素α3β1的相互作用，CD82也可以弱化整合素α6调节的细胞黏附性及细胞形态的改变[27]。在CD151过表达的基础上，CD151-整合素α3βl和CD9P-1-整合素α3β1复合体会重新分布，从而增强肿瘤细胞的迁徙性[32]。
Herlevsen等[33]的研究显示，大鼠D6.1A(Tspan8)与整合素α6β4结合会增强肿瘤细胞的运动性，促进肝转移灶的形成；当肝转移灶的非转移亚系被二次转染以表达整合素α6β4和D6.1A后，于大鼠腹腔内注射该肿瘤细胞后会形成肝转移灶，故转移可能由于整合素α6β4和D6.1A的相互作用引起。这两种分子通过形成共位复合体而发挥作用。整合素α6β4和D6.1A的共位作用可以被蛋白激酶(PKC)刺激强化，导致整合素α6β4-D6.1A复合体的重新分布。在适合的环境下，D6.1A与整合素α3β1、α6β1或α6β4共位形成TEMs，使其从黏附支持因子转变为转移支持因子，从而增强了肿瘤细胞的转移能力。在转移性胰腺癌和结直肠癌细胞系中，PKC的激活增强了肿瘤细胞中Tspan8和Tspan28与整合素α6β4结合后的共区域性，这种TEMs复合体的细胞内摄作用大大提高了肿瘤细胞在基质中的黏附力，促进了恶性肿瘤细胞的转移[34-35]。Tspan1在瘤体供血血管内皮细胞中呈选择性高表达，CD151-整合素α3α6复合体在肿瘤血管的形成过程中也扮演着重要的角色[36]。
4.2 TM4SF与外切体的作用对肿瘤转移及浸润的影响
Rana等[37]认为，外切体在细胞间联系中具有重要的功能，当外切体表达为Tspan8-CD49d复合体时，才能与内皮细胞连接，启动新生血管形成。在胰腺癌大鼠模型中，D6.1A过表达与肿瘤血管的生成有关[33]，这个过程是依赖于外切体的生成而实现的。PMA(the phorbol 12-myristate 13-acetate)通过诱导Tspan8活化，促进肿瘤细胞转移，同时降低基质及细胞的黏附性，并诱导TM4SF网络重新排列[37]。PMA对外切体的输送和外切体靶目标的选择具有极大的影响。根据这个机理，可以设计针对性强的治疗性外切体，从而使外切体作为信息或者药物的载体而发挥治疗作用。
4.3 TM4SF与钙黏蛋白的作用
Greco等[38]在研究Tspan8时发现，E-钙黏蛋白、p120-钙黏蛋白与Tspan8的共同作用控制着人结肠癌细胞的运动。TM4SF允许蛋白聚合并黏着于细胞骨架的肌动蛋白上，从而形成复合体。细胞间的黏附依靠以钙黏蛋白为基础的黏附接头连接，该作用主要使E-钙黏蛋白黏附于上皮细胞上，从而影响恶性肿瘤细胞的转移。Tspan8基因沉默后，细胞活性及增殖力没有受到影响，但结肠癌细胞的转移能力明显削弱[38]。
4.4 TM4SF与肿瘤相关信号通路的作用机理
Tspan5及Tspan33可以参与调解Notch信号通路，Notch与Tspan5和Tspan33以配体结合的方式诱发跨膜区域及细胞内区域的信号传导入细胞核，激活目标基因的转录，从而对Notch信号通路发挥正性作用，选择性抑制TM4SF的表达可以产生拮抗Notch信号通路的作用[39-40]。KAI-1-CD82可以调节c-Met信号通路，从而影响肿瘤细胞的转移；CD82对c-Met信号通路中酪氨酸的磷酸化没有影响，但会选择性地通过Rsa-Cdc42-Rac通路和磷脂酰肌醇二磷酸三激酶-Cdc42-Rac通路强化肝细胞生长因子（HGF)诱导的细胞板状突起和细胞迁移。
Costa等[41]研究了TM4SF成员中肿瘤相关黏蛋白1（MUC1)在胃癌细胞中的功能，结果显示，Tspan8可能与细胞表面其他TM4SF的磷酸化有关；若沉默了MUC1-CD基因，Tspan8作为其信号伴侣，表达水平会有明显改变。Wang等[42]对SMMC-7721大鼠肝癌细胞系转染了NET-1 siRNA，转染后肝癌细胞的生长受到抑制，细胞周期停滞，增殖率明显下降，Ki-67阳性指数降低，转移和胞吞作用均受到抑制。该结果提示，NET-1基因在细胞增殖、运动、胞吞等过程中扮演着重要的角色。
肝素结合生长因子(MK)可能会与整合素α6β结合而促进肿瘤的发生及发展。MK与Tspan1作用会易化Tspan1和整合素α6β蛋白的结合，且其可调节黏着斑激(FAK)与整合素依赖性酪氨酸的磷酸化，激活Statlapha通路，作用于下游区的靶基因，从而增强细胞的转移和侵袭能力[43]。CO82过表达会引起FAK-Lyn-pBOCAS-CrkⅡ信号通路改变，从而参与细胞运动的调节[44]。Maghzal等[45]认为，CD151可能通过C-JUN信号通路发挥作用，EPCAM也通过细胞间的信号通路调解细胞的形态学运动。
5 小结和展望
转移和浸润是恶性肿瘤死亡率居高不下的主要原因，随着基因芯片技术的发展[46]，更多的肿瘤预测基因被发现，故建立有效的诊断及治疗方法、探索新的肿瘤标志物及靶向治疗目标变得非常重要[47]。一些TM4SF家族成员和肿瘤进展的关系使得这些分子成为治疗靶点的候选者。因TM4SF在恶性肿瘤进展过程中具有重要作用，故从其机理出发研究肿瘤的靶向治疗药物是目前研究的热点。以TM4SF为靶点的RNA干扰(RNAi)技术是治疗多种肿瘤的可能策略之一。外切体同样可以作为信息或者药物的载体而发挥治疗作用[48]。Tspan8可以作为评估胰腺癌远期生存率、转移和肿瘤细胞扩增的标志物之一。Bae等[49]的研究发现，间质干细胞(MSCs)疗法是细胞治疗领域非常有前景的新生医学，但目前主要缺少特异性标志物以辨认异常细胞，因此有破坏正常细胞的风险。该研究[49]发现，Tspan1在MSCs中呈高表达，其Tspan1的免疫选择性在形态学、免疫表型和分化潜能方面均与从骨髓和脂肪组织中得到的同种细胞群的MSCs高度相似。该研究结果提示，TM4SF可以作为膜蛋白标志物，用以确定来源于不同细胞的MSCs。因此，对于TM4SF的进一步深入研究具有深远的意义。
四跨膜蛋白超家族(transmembrane 4 super family/Tetrsapanins，TM4SF/Tspan）是膜蛋白中的一个家族，是特殊的细胞膜糖蛋白，存在于所有多细胞真核生物中，在哺乳动物体内广泛存在[1]。TM4SF家族共有39个成员，其中有34种在哺乳动物中被发现，在人类已经确认33种[1-2]。人类中的TM4SF家族成员包括Tspan1～Tspan33。虽然TM4SF家族的成员较多，但由于TM4SF家族成员的结构异常相似，故其功能、生物学特征及作用机理也较为相似。大部分膜蛋白的含量较低，分子量较小，且TM4SF在细胞膜上的显露长度往往只有4～25 nm[2]。目前，TM4SF家族成员与恶性肿瘤的关系是研究热点，TM4SF通过固定在细胞膜上的微区域控制着细胞的增殖和移动，TM4SF的表达及与其相关联的伴侣因子的异常调节与恶性肿瘤的细胞黏附、运动、侵袭和增殖生物学行为均密切相关[3]。现笔者对TM4SF在消化系统恶性肿瘤中的生物学特征及其机理的研究进展进行综述，以全面系统地总结TM4SF的结构及其功能，为进一步开展相关研究提供理论基础。
1 TM4SF的结构
TM4SF具有4个跨膜区域，包括细胞内N末端、C末端和2个细胞外区域(短细胞外环及长细胞外环)[4]。其主要的特征性结构为，在长细胞外环区域具有4个或更多的带有2个高度保守CCG序列的半胱氨酸残基[5]。TM4SF通常在细胞膜的某一区域以锚定复合蛋白或鹰架蛋白的形式存在。长细胞外环处有N-糖基化位点及棕榈酰化位点[6]。TM4SF具有的特殊的四跨膜结构构造了细胞膜内-细胞膜-细胞膜外信号联络通道，并促进TM4SF信号网络中结合蛋白质的相互作用，参与细胞生长分化、迁移、信号传导、黏附等多种生理功能[7-8]。
2 TM4SF的功能单位
TM4SF以跨膜四超分子富集区域(tetraspanin-enriched microdomains，TEMs)的形式存在[9]。TEMs是一种新发现的信号传递平台，存在于细胞-细胞间和细胞-基质间。TM4SF的细胞外结构主要结合胞外蛋白及配体，细胞内结构的N末端及C末端用以联系细胞内骨架及细胞内信号分子[10]。这种网络高度集中，并有非跨膜蛋白分子结构参与构成[11]。
TM4SF作为连接膜蛋白，参与到不同的信号通路中，是稳定的细胞信号传导复合体，小的初级复合体只包含1组TM4SF和1种特异性的伴侣分子，体积大的复合体可以包含多组不同的TM4SF及多种伴侣分子[12]。如在肝细胞表面具有CD81和胆固醇依赖性的TEMs[6]，在结肠癌及胰腺癌组织中具有CD151-整合素α3β(integrinα3β)复合体存在。可以与TEMs结合的伴侣结构包括：免疫球蛋白家族、生长因子受体、蛋白聚糖、整合素、钙黏素等[13]。
3 TM4SF在人消化系统恶性肿瘤中的表达及意义
消化系统恶性肿瘤如肝癌、结直肠癌、胰腺癌等与TM4SF的相关性均已经比较明确，如Tspan1、Tspan2、Tspan8、Tspan12等的表达与消化系统恶性肿瘤(包括结直肠癌、肝癌、胰腺癌、食管癌等)的TNM分期、细胞分化程度及复发率均呈正相关，与生存率呈负相关[14-16]。TM4SF在消化系统恶性肿瘤中的作用主要体现在其与肿瘤的浸润和转移均相关。TM4SF会影响恶性肿瘤细胞的生物学行为，包括增殖、凋亡、转移、浸润以及黏附。
3.1 TM4SF与胰腺癌
胰腺腺癌(PaCa)是早期转移率及死亡率均最高的肿瘤之一。Tspan1、Tspan8、Tspan14、Tspan15、Tspan16、Tspan24、Tspan27、Tspan30、Tspan32、Tspan33等均与胰腺癌相关。Wang等[17]为研究PaCa诱发细胞(PaCIC)标志物在PaCa转移过程中的预测作用，对NOD/SCID大鼠给予皮下注射转移PaCa细胞处理，结果发现，Tspan8在胰腺癌组织中的表达明显上调，这说明Tspan8可能参与转移灶的形成。Zhu等[18]研究了胰腺导管腺癌(PDAC)中CD151、c-Met、整合素α3及整合素α6的表达及意义，结果显示：CD151、c-Met、整合素α3及整合素α6在PDAC的细胞膜上及近膜细胞浆中均呈弥漫性表达，但在正常胰腺组织中没有表达或呈低表达；CD151的表达与整合素α3及整合素α6表达的相关系数均具有统计学意义；CD151的过表达与PDAC的TNM分期及淋巴结浸润情况均呈正相关，与PDAC的病理学分级呈负相关，且CD151的表达与PDAC的短期生存率呈正相关，可以作为预测肿瘤不良预后的独立因素。Gesierich等[19]研究了CD9、CD63、CD81、CD151以及CO-029与整合素α1、α2、α3、α6、β1、β4以及α6β4的共位性对人胰腺癌细胞株运动的影响，结果表明：①以上蛋白在胰腺癌细胞中均有表达，其中CD151在胰腺癌细胞中呈高表达，CO-029及CD9在胰腺癌细胞中呈中度表达；CD151、CD82及CD81在胰腺癌细胞及细胞基质中均有表达。②CD9、CD63及CD81在正常胰腺组织中呈轻度表达，CD151、CD82及CO-029在胰腺正常导管细胞中呈轻度表达。③病理Ⅲ级胰腺癌组织中整合素β1和CD9均呈高表达，病理Ⅱ级胰腺癌组织中CD9呈中度表达；整合素α1、整合素β1及CD9在伴有肝转移的胰腺癌组织中均呈高表达；在整合素β4高表达的细胞中，CD151和CO-029也呈高表达。④免疫共沉淀结果显示，整合素α3和β1明显与CD9、CD81及CD151共位形成复合体，整合素α6β4与CD151及CO-029共位形成复合体，这些复合体对胰腺癌细胞的运动具有促进作用；整合素α3β1与CO-029也具有共位性；整合素α3β1-CO-029复合体的表达预示着胰腺癌的不良预后，其在细胞之间接触位置的表达量更高；整合素α6β4-CO-029复合体在细胞膜运动活跃部位的表达水平也极高。以上研究结果表明，TM4SF通常与整合素形成TEMs而发挥作用，直接参与胰腺癌细胞的迁移、运动及其在远隔部位的种植浸润。
3.2 TM4SF与胃癌
Tspan1及Tspan8均与胃肠道肿瘤的转移相关。Chen等[20]应用免疫组织化学染色方法研究了Tspan1在胃癌组织中的表达情况，并分析了Tspan1和胃癌临床病理特征的关系，结果表明，Tspan1在胃癌组织中的表达阳性率为56.98%，并与临床分期呈正相关，与3年和5年生存率呈负相关；Tspan1的过表达与肿瘤分化程度呈负相关，与肿瘤的淋巴结转移情况和浸润情况呈正相关。Tspan1表达的检测可能对胃癌的诊断及预后预测均具有重大意义。Matsumura等[21]采用微点阵结合巢式实时定量PCR(RT-PCR)的方法，检测了胃癌患者外周血中的5个候选基因(包括Tspan8)的表达水平，结果发现，与健康对照组相比，胃癌患者外周血中Tspan8的表达上调，差异具有统计学意义。
3.3 TM4SF与结肠癌
Tspan1及Tspan8均与结肠癌的进展密切相关。通过小干扰RNA(siRNA)质粒基因沉默系统特异性敲除HCT-8结肠癌细胞系中Tspan1基因的表达后，细胞增殖速度显著降低，HCT-8细胞的浸润能力也减弱，说明下调Tspan1的表达可明显抑制人离体结肠癌细胞的增殖及侵袭[22]。E-钙黏蛋白、p120-钙黏蛋白与Tspan8的共同作用会影响人结肠癌细胞的运动[23]。在结肠癌细胞的转移及浸润过程中，细胞-基质黏附力的平衡与整合素及其底物的功能密切相关，且Tspan8的过表达会导致结肠癌细胞转移能力增强[22-23]。
3.4 TM4SF与肝癌
Tspan1在肝癌组织中呈过表达，并与肝癌的临床分期呈正相关，与生存率呈负相关；P27的表达情况和Tspan1相反；Tspan1也是肝癌患者预后的独立影响因素，Tspan1的过表达会导致肝癌患者的死亡率升高；Tspan1过表达的患者其5年生存率明显低于Tspan1低表达的患者[24]。Huang等[25]为研究乙肝病毒相关性肝癌和癌旁组织中多种基因的表达情况，采用cDNA微点阵方法检测了不同基因的表达情况，并采用RT-PCR方法进行候选基因表达的检测，结果显示：Tspan1在肝癌组织中呈阳性表达，在癌旁组织中呈阴性表达，提示TM4SF与乙肝病毒相关性肝癌细胞的侵袭及增殖均密切相关。
3.5 TM4SF与食管癌
有研究[26]表明，Tspan8和Tspan24(CD151)的表达均与食管腺癌的发展相关，这种相关性反映在食管腺癌的复发、转移及生存期方面，Tspan8及Tspan24高表达的患者其复发及转移率较高，生存期短，提示Tspan8及Tspan24的高表达与食管癌的不良预后有关。目前，对TM4SF与食管癌关系的研究较少，需深入研究。
4 TM4SF调节肿瘤浸润及转移的作用机理
对TM4SF与消化系统肿瘤发展以及转移关系的研究主要是集中在对Tspan1、Tspan2、Tspan8、Tspan24、Tspan27、Tspan30、Tspan32、Tspan33等的研究上。TM4SF的异常表达在DNA水平、mRNA水平及蛋白水平这3个层面均有发生。在细胞水平，TM4SF可能通过改变肿瘤细胞的黏附及运动能力来调节细胞黏附、运动、增殖和融合，从而促进恶性肿瘤细胞的转移[27]；在分子水平，TM4SF与整合素结合，同时也可能结合免疫球蛋白、生长因子、蛋白酶、细胞内信号蛋白等，形成TEMs，从而影响细胞-基质和细胞-细胞的黏附力[28]。
在恶性肿瘤转移早期，TM4SF的过表达可能诱发细胞黏附力的减弱，从而引起肿瘤细胞从原发瘤体脱离。具有侵袭力的肿瘤细胞从原发病灶分离后，会浸润间质组织，并更有效地突破在转移过程中遇到的各种上皮和内皮基膜。Tspan1及Tspan8可能会影响主导转移的其他分子如CD44和上皮细胞黏附分子(EPCAM)的表达，间接改变细胞-基质和细胞-细胞的黏附性[29]。此外，CD151基因敲除大鼠模型的肺转移灶的转移活性会显著降低[30]。
4.1 TM4SF与整合素作用共同调节恶性肿瘤浸润及转移的机理
TM4SF与整合素之间的关系密切，Tspan1和Tspan8在肿瘤进展的早期即呈高表达，在原发恶性肿瘤灶及淋巴结转移灶中均呈过表达[31]。CD151可调节Tspan8初级复合体与整合素α3β1的相互作用，CD82也可以弱化整合素α6调节的细胞黏附性及细胞形态的改变[27]。在CD151过表达的基础上，CD151-整合素α3βl和CD9P-1-整合素α3β1复合体会重新分布，从而增强肿瘤细胞的迁徙性[32]。
Herlevsen等[33]的研究显示，大鼠D6.1A(Tspan8)与整合素α6β4结合会增强肿瘤细胞的运动性，促进肝转移灶的形成；当肝转移灶的非转移亚系被二次转染以表达整合素α6β4和D6.1A后，于大鼠腹腔内注射该肿瘤细胞后会形成肝转移灶，故转移可能由于整合素α6β4和D6.1A的相互作用引起。这两种分子通过形成共位复合体而发挥作用。整合素α6β4和D6.1A的共位作用可以被蛋白激酶(PKC)刺激强化，导致整合素α6β4-D6.1A复合体的重新分布。在适合的环境下，D6.1A与整合素α3β1、α6β1或α6β4共位形成TEMs，使其从黏附支持因子转变为转移支持因子，从而增强了肿瘤细胞的转移能力。在转移性胰腺癌和结直肠癌细胞系中，PKC的激活增强了肿瘤细胞中Tspan8和Tspan28与整合素α6β4结合后的共区域性，这种TEMs复合体的细胞内摄作用大大提高了肿瘤细胞在基质中的黏附力，促进了恶性肿瘤细胞的转移[34-35]。Tspan1在瘤体供血血管内皮细胞中呈选择性高表达，CD151-整合素α3α6复合体在肿瘤血管的形成过程中也扮演着重要的角色[36]。
4.2 TM4SF与外切体的作用对肿瘤转移及浸润的影响
Rana等[37]认为，外切体在细胞间联系中具有重要的功能，当外切体表达为Tspan8-CD49d复合体时，才能与内皮细胞连接，启动新生血管形成。在胰腺癌大鼠模型中，D6.1A过表达与肿瘤血管的生成有关[33]，这个过程是依赖于外切体的生成而实现的。PMA(the phorbol 12-myristate 13-acetate)通过诱导Tspan8活化，促进肿瘤细胞转移，同时降低基质及细胞的黏附性，并诱导TM4SF网络重新排列[37]。PMA对外切体的输送和外切体靶目标的选择具有极大的影响。根据这个机理，可以设计针对性强的治疗性外切体，从而使外切体作为信息或者药物的载体而发挥治疗作用。
4.3 TM4SF与钙黏蛋白的作用
Greco等[38]在研究Tspan8时发现，E-钙黏蛋白、p120-钙黏蛋白与Tspan8的共同作用控制着人结肠癌细胞的运动。TM4SF允许蛋白聚合并黏着于细胞骨架的肌动蛋白上，从而形成复合体。细胞间的黏附依靠以钙黏蛋白为基础的黏附接头连接，该作用主要使E-钙黏蛋白黏附于上皮细胞上，从而影响恶性肿瘤细胞的转移。Tspan8基因沉默后，细胞活性及增殖力没有受到影响，但结肠癌细胞的转移能力明显削弱[38]。
4.4 TM4SF与肿瘤相关信号通路的作用机理
Tspan5及Tspan33可以参与调解Notch信号通路，Notch与Tspan5和Tspan33以配体结合的方式诱发跨膜区域及细胞内区域的信号传导入细胞核，激活目标基因的转录，从而对Notch信号通路发挥正性作用，选择性抑制TM4SF的表达可以产生拮抗Notch信号通路的作用[39-40]。KAI-1-CD82可以调节c-Met信号通路，从而影响肿瘤细胞的转移；CD82对c-Met信号通路中酪氨酸的磷酸化没有影响，但会选择性地通过Rsa-Cdc42-Rac通路和磷脂酰肌醇二磷酸三激酶-Cdc42-Rac通路强化肝细胞生长因子（HGF)诱导的细胞板状突起和细胞迁移。
Costa等[41]研究了TM4SF成员中肿瘤相关黏蛋白1（MUC1)在胃癌细胞中的功能，结果显示，Tspan8可能与细胞表面其他TM4SF的磷酸化有关；若沉默了MUC1-CD基因，Tspan8作为其信号伴侣，表达水平会有明显改变。Wang等[42]对SMMC-7721大鼠肝癌细胞系转染了NET-1 siRNA，转染后肝癌细胞的生长受到抑制，细胞周期停滞，增殖率明显下降，Ki-67阳性指数降低，转移和胞吞作用均受到抑制。该结果提示，NET-1基因在细胞增殖、运动、胞吞等过程中扮演着重要的角色。
肝素结合生长因子(MK)可能会与整合素α6β结合而促进肿瘤的发生及发展。MK与Tspan1作用会易化Tspan1和整合素α6β蛋白的结合，且其可调节黏着斑激(FAK)与整合素依赖性酪氨酸的磷酸化，激活Statlapha通路，作用于下游区的靶基因，从而增强细胞的转移和侵袭能力[43]。CO82过表达会引起FAK-Lyn-pBOCAS-CrkⅡ信号通路改变，从而参与细胞运动的调节[44]。Maghzal等[45]认为，CD151可能通过C-JUN信号通路发挥作用，EPCAM也通过细胞间的信号通路调解细胞的形态学运动。
5 小结和展望
转移和浸润是恶性肿瘤死亡率居高不下的主要原因，随着基因芯片技术的发展[46]，更多的肿瘤预测基因被发现，故建立有效的诊断及治疗方法、探索新的肿瘤标志物及靶向治疗目标变得非常重要[47]。一些TM4SF家族成员和肿瘤进展的关系使得这些分子成为治疗靶点的候选者。因TM4SF在恶性肿瘤进展过程中具有重要作用，故从其机理出发研究肿瘤的靶向治疗药物是目前研究的热点。以TM4SF为靶点的RNA干扰(RNAi)技术是治疗多种肿瘤的可能策略之一。外切体同样可以作为信息或者药物的载体而发挥治疗作用[48]。Tspan8可以作为评估胰腺癌远期生存率、转移和肿瘤细胞扩增的标志物之一。Bae等[49]的研究发现，间质干细胞(MSCs)疗法是细胞治疗领域非常有前景的新生医学，但目前主要缺少特异性标志物以辨认异常细胞，因此有破坏正常细胞的风险。该研究[49]发现，Tspan1在MSCs中呈高表达，其Tspan1的免疫选择性在形态学、免疫表型和分化潜能方面均与从骨髓和脂肪组织中得到的同种细胞群的MSCs高度相似。该研究结果提示，TM4SF可以作为膜蛋白标志物，用以确定来源于不同细胞的MSCs。因此，对于TM4SF的进一步深入研究具有深远的意义。