黏附分子CD44与恶性瘤关系的研究进展
http://www.100md.com
2007年3月5日
作者：钱皓(济南)
摘 要：在细胞生长和分化过程中，变异性剪接是许多基因表达过程的一部分。CD44作为多功能黏附分子，有10个变异外显子能发生选择性拼接，从而产生CD44s和CD44v，其中CD44v主要表达在转移性肿瘤细胞表面。在许多恶性瘤组织中可见到不同CD44v分子的表达，本文主要综述CD44分子与各种肿瘤侵袭转移的相关性。
关键词：CD44；恶性瘤；黏附分子
CD44(cluster of differentiation 44，鉴别簇44)指白细胞分化抗原分化簇第44号，由国际白细胞分化抗原协作组会议将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的膜分子统一命名，是一类重要的尚未归类的黏附分子，于1980年由Dalchau等[1]用单克隆抗体技术检测并最初发现，后经过学者认定属于同一CD44分子家族。CD44分子分布很广泛，在T细胞中主要存在于记忆T细胞，其正常功能是介导淋巴细胞的归巢、淋巴细胞向炎症部位和黏膜相关淋巴组织归位，黏附细胞外基质(ECM)等。近年来发现， CD44分子与许多肿瘤的侵袭和转移有着密切的联系，在这些肿瘤细胞表面，CD44分子都有异常表达。本文就CD44与各种肿瘤的研究进展综述如下。
1 CD44的分子结构与生物功能
小鼠的CD44基因位于2号染色体上，而人类的CD44基因位于11号染色体短臂上，有20个高度保守的外显子[2]，每个外显子长度从70 bp到210 bp不等，完整基因组在染色体DNA上大约跨越50 kb。CD44基因的外显子按表达方式分为两种类型：一种是组成型外显子，另一种是V区变异型外显子(见图1)。组成型外显子有10个，其中转录片段存在于所有CD44转录子中。由CD44基因经过转录、翻译得到的各种CD44分子，其在分子结构和相对分子质量(Mr)上都有差异。这些差异主要来源于以下两个方面：(1)变异体外显子复杂多变的选择性拼接导致CD44分子的肽链不同；(2)翻译后复杂的修饰，主要是CD44分子通过多个N-和O-糖基化位点和硫酸软骨素结合位点，发生了广泛的糖基化。
CD44分子家族主要是按照以下两种依据进行分类的。
一种是按照含有CD44基因中所含外显子类型不同分类，可分为2类：(1)仅由组成型外显子编码而成，称为标准型CD44(CD44s)，CD44s包含10个组成型外显子而不含有任何V区变异型外显子，其转录片段存在于所有CD44转录产物中。因主要在体内造血细胞表达，亦称为CD44H。CD44s分布广泛，在正常人体内大量存在，主要在间质和造血源性细胞表达，介导淋巴细胞的活化、分化、回流、黏附等一系列过程。Lokeshwar等[3]用实验观察CD44s分子在小鼠淋巴瘤细胞中的合成过程，发现CD44s分子首先被合成Mr为42×103的蛋白质前体(p42，未糖基化)，接着在内质网内进行N-糖基化，形成Mr为52×103的N-糖基化前体(p52)，其后在高尔基复合体内进行N-糖基化和O-糖基化和其它翻译后修饰，形成最终的CD44s分子。(2)由含有V区变异型外显子编码而成CD44分子，称变异型CD44(CD44v)。CD44v基因含有10个变异性拼接外显子，总长度仅1 245 bp，这10个V区外显子介于第5和第6个组成型外显子之间。V区外显子能以连续方式拼接，又能以跳跃方式拼接，参加拼接的外显子可多可少，从而使转录片段长短不一。CD44v主要在上皮源性细胞中表达，Mr为150×103左右，亦称为CD44E。近年来发现在多种肿瘤中出现过度表达。Underhill等人通过聚合酶链反应技术在许多细胞系中发现了10多种变异型CD44v。
另一种是按照Mr将CD44分子分为3类。(1)(80~90)×103类，是高度糖基化的CD44s，由361个氨基酸残基连接而成，其肽链结构共可分为4个区域部分：含20个氨基酸残基的信号肽部分、含248个氨基酸残基的氨基末端细胞外区域、含21个氨基酸残基的跨膜区和含72个氨基酸残基的羧基末端胞内段。成熟的CD44s都没有信号肽，因此成熟的CD44s只有341个氨基酸残基，肽链Mr约37.2kD，经糖基化后其Mr可达(80~90)×103。(2)(110~160)×103类，目前已发现有十几种CD44v，主要表达在上皮型细胞和肿瘤细胞表面。(3)大于180×103类，是前两者与硫酸软骨素共价结合而成，其表达量很少，作用功能尚不清楚。
CD44分子是一种分布广泛的细胞表面黏附分子，是细胞与细胞、细胞与ECM相互识别和作用的分子基础，并且具备一系列的生理功能，主要包括：(1)参与细胞间的黏附，促进成纤维细胞和淋巴细胞与ECM如透明质酸、硫酸软骨素、纤维素、糖原以及层黏蛋白、纤连蛋白和胶原蛋白等的黏附；(2)参与淋巴细胞的活化；(3)作为归巢受体(homing receptor)介导淋巴细胞在血液和淋巴液间的运行，即淋巴细胞归巢或再循环；(4)与细胞骨架蛋白结合，参与细胞的运动及细胞内外的信号传导，并且通过胞质尾部外显子的变异拼接，使其具有不同的转导功能；(5)结合并中和透明质酸，更新间质组织成分；(6)可以调节药物的吸收以及细胞对药物的敏感性，某种CD44分子可能调节细胞膜通道；(7)某些CD44分子的异常表达可显著提高肿瘤细胞的转移能力，与肿瘤转移密切相关[4-7]。
2 CD44与肿瘤的关系
恶性瘤的重要生物学特征是其对邻近正常组织的浸润及远处转移。Gunthert等[8]认为，CD44与肿瘤转移的关系，可能与CD44s与CD44v的表达失衡有关。在转移细胞中，CD44s的表达变化不大，而各种CD44v的表达明显增加，这种变化在肿瘤转移中的意义目前尚无定论。Bouvier等[9]发现，CD44免疫组化染色在血管周围及肿瘤软膜下小结中染色较强，说明在这些部位CD44呈强表达，表明CD44在肿瘤的侵袭中具有重要作用。Toshiyuki等[10]在实验中发现透明质酸可以使CD44在肿瘤细胞表面脱落，并且他们还发现，CD44分子的相互聚结同样能够使CD44在肿瘤细胞表面脱落，而CD44在肿瘤细胞表面上的脱落极有可能与肿瘤细胞的侵润和转移有密切关系。一些学者通过对多种肿瘤的研究发现，CD44v的高表达与肿瘤的侵润和转移密切相关。他们认为其影响肿瘤转移的可能机制是：激活的淋巴细胞和转移的癌细胞具有许多共性，即都有很强的侵出行为，均有可逆的黏附接触过程进行细胞迁移，在引流淋巴结中两类细胞皆能大量积聚和快速增生，最后它们都能释放到循环系统，并通过外渗作用进入周围组织，CD44v6在淋巴细胞活化中的作用机制与CD44v6在肿瘤转移中作用机制是相同的。CD44v6高表达的癌细胞可能获得淋巴细胞的“伪装”，逃避人体免疫系统的识别和杀伤，更易进入淋巴结，形成转移[11]。
2.1 CD44与肿瘤关系的早期研究
Stamenkevie等于1989年使用不同的单抗分离和克隆了一个编码CD44s的cDNA，该基因不仅由淋巴样细胞表达，也可由不同的癌细胞系包括典型实体瘤标本中表达。Hofmann等[11]用RNA(Northern)印迹法研究了20多个体外培养的人癌细胞系，发现了许多肿瘤细胞能表达CD44v，但在不同细胞中V区外显子的转录拼接模式不尽相同。Gunthert等[8]于1991年研究大鼠胰腺癌细胞时发现无转移能力的癌细胞只表达CD44s，而不表达CD44v；有转移能力的癌细胞可同时表达CD44s和CD44v，且CD44v水平比CD44s高10倍。将CD44v的cDNA转染非转移癌株模型鼠，发现癌细胞获得了转移能力。Seiter等[12]在使用裸鼠研究某些人的转移瘤时发现，CD44基因表达在转移中发挥作用。在大鼠胰腺癌细胞中非转移性细胞株只表达CD44s，而转移性细胞株表达CD44v，将CD44v变异体cDNA转染到非转移性的细胞株可引起转移。第一份临床肿瘤标本(结肠癌) 的检测结果是1992年由英国牛津大学病理实验室的研究人员首先报道的，以后人们应用免疫组化及RNA-cDNA-PCR印迹杂交在肺癌、胃癌、结肠癌、食道癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、宫颈癌、肾癌和非何杰金淋巴瘤等中发现有CD44v表达，认为CD44v5、CD44v6的表达与肿瘤进展程度、转移及预后密切相关[13]。
2.2 CD44与肝癌
原发性肝癌是我国常见恶性瘤之一，死亡率高、被称为“癌中之王”。肝癌发生侵袭转移是导致肝癌复发从而死亡的重要因素。Liotta首先提出肿瘤侵袭转移的三步学说，即黏附、降解和转移，其中黏附即是指肿瘤细胞通过自身细胞膜表面的黏附受体而与ECM的结合。CD44v6是近年来研究较多的黏附分子之一。凡符合下列条件之一者为侵袭转移倾向高危组：(1)肝门淋巴结转移；(2)门静脉有癌栓；(3)同一肝叶内主癌灶周围肿瘤数目≥2个或有多个小卫星结节或伴有包膜侵袭破坏[14]。邵小华等[15]采用免疫组化技术检测69例肝癌组织中CD44v6的表达情况，他们认为CD44v6的表达与肝癌侵袭转移的发生有密切关系，其阳性表达对预测肝癌是否发生转移具有临床意义。官小琴等[16]为了解CD44在肝细胞癌的表达及其与瘤组织的分化和血管浸润的关系，采用免疫组化方法对67例人体肝癌组织做CD44s和CD44v6检测，结果认为肝细胞癌CD44v6的高表达较CD44s有意义，两者与肿瘤的分化和肝内血管浸润无关。但赵新等[17]采用免疫组化法研究了CD44v6在肝癌组织中的表达及与肝癌病理生物学行为之间的关系，结果发现，CD44v6表达绝大多数位于肝癌组织中，阳性率为42.9%(24/56) ，未显示其与肝癌临床病理学特征的相关性。所以他们认为CD44v6表达与肝癌病理生物学特性及肝癌的浸润侵袭无明显相关。
2.3 CD44与肺癌
吴玉泉等[18]研究发现CD44v6在Ⅲ+Ⅳ期肺癌中的表达显著高于Ⅰ+Ⅱ肺癌，说明CD44v6的表达有助于肿瘤细胞获得转移潜能，其促转移作用机制可能是表达CD44v6的肿瘤细胞与远隔的淋巴管或血管内某一配体结合，使转移至那里的肿瘤细胞更加稳定地寄生与生长。从目前的研究来看，CD44主要在非小细胞肺癌(NSCLC)中表达，而在小细胞肺癌中则基本不表达。仲宁等[19]通过使用免疫组化的方法在肺癌组织、癌旁组织及正常肺组织进行CD44v6标记，并分析其与肺癌分期、类型淋巴结转移之间的关系，分析研究CD44v6在肺癌的表达及其意义。结果表明，CD44v6在肺癌组织中表达显著高于癌旁组织，在非小细胞肺癌中表达显著高于小细胞肺癌，与临床病理分期呈显著正相关，有淋巴结转移组显著高于无淋巴结转移组，认为肺癌组织中的CD44v6高表达与肺癌的发生发展、淋巴结转移及预后有一定的关系，可以作为肺癌淋巴结转移潜能与预后一项重要指标。Tran等也发现CD44v6同肺癌淋巴结转移密切相关。也有人持有不同的观点：Mizera等[20]认为，尽管发生转移的肺癌细胞高表达CD44v6，但与无转移者相比差异无显著性；Givehchian等发现，CD44在鳞状上皮肺癌细胞的表达同正常的呼吸道上皮细胞，但在其他细胞类型的肺癌中CD44s和CD44v的表达明显下调或缺失，这说明在非鳞状上皮细胞癌中CD44s和CD44v表达下调(而不是上调)可能与转移扩散有关。Manabu等[21]发现了CD44的一种新功能：即在其刺激下，肺癌细胞的Fas表达以及Fas介导的细胞凋亡降低：(1)肺癌细胞表面高表达CD44；(2)透过特异性抗体或者透明质酸片断，CD44在细胞表面的聚集会导致Fas表达的降低；(3)CD44的聚集能够降低Fas介导的细胞凋亡；(4)通过内源性细胞毒性淋巴细胞(cytotoxic lumphocyte，CTL)，在CD44的刺激下，肺癌细胞表面IFN-γ表达降低；(5)通过内源性CTL，CD44的刺激能够阻止杀伤肺癌肿瘤细胞。由于Fas-FasL途径是肿瘤细胞凋亡的主要途径，在机体内，恶性瘤能够逃脱机体免疫系统的监视而生存的原因之一就是肿瘤细胞对Fas诱导的凋亡不敏感及许多肿瘤细胞表面Fas的表达降低。所以CD44对于肺癌的远端转移有着密切的关系。
2.3 CD44与消化道肿瘤
胃癌的转移主要通过淋巴系统转移，在临床上一般以患者有无淋巴结转移作为评估预后和指导治疗的标准。众多研究表明，胃癌与CD44v6的转移关系重大，所以CD44v6可作为预测胃癌有无发生转移的一项指标。现在的研究并不能说明正常胃黏膜中是否表达CD44v6，Herder等人认为正常胃黏膜组织中有CD44v6变异分子的表达，Kim等[22]认为细胞外的透明质酸对于结肠癌细胞的侵袭是至关重要的，而且这种侵袭能力是依赖于透明质酸与CD44的相互作用的。Vizoso等[23]为了研究CD44v5以及CD44v6在预后结肠直肠癌中的表达，使用酶联免疫反应方法进行测定，他们认为CD44v5与CD44v6在肿瘤的发展方面是起到一定作用的。Keiichi等[24]自1986到1995年之间观察了213例患有结肠直肠癌并且做过肿瘤切除术的患者，其中有7例发生了肝转移。他们发现CD44v9在发生肝转移的原位癌上的表达比未发生肝转移的表达要多，所以他们认为CD44v9可以作为预测早期结肠直肠癌是否会发生肝转移的一项指标。Marileda等[25]随机选择了20例切除发生肺转移的结肠肿瘤的患者，对CD44的免疫反应性进行定量，认为CD44v6的表达与结肠肿瘤切除和发生肺转移的诊断、肺转移的数量以及肺切除后患者的生存情况有关。Liu等[26]通过使用免疫组化染色法检查了62例胃腺癌、62例结肠直肠腺癌、120例管内癌(乳腺)和20例正常乳腺组织中CD44s和CD44v6的表达，结果发现CD44s和CD44v6的高表达能够导致淋巴腺肿瘤的转移和侵袭，并且CD44v6的过度表达与细胞分化程度密切相关。
2.4 CD44与其他肿瘤
Ranuncolo等[27]在84例胶质瘤中也未发现CD44v的表达，而CD44s在不同级别的胶质瘤中均有表达，且与肿瘤的组织学分级有关。Oz等[28]对35例胶质母细胞瘤、7例未分化星形细胞瘤、10例星形细胞瘤的检测发现，CD44s位于这些细胞的细胞膜上，阳性率分别为82.8%、42.3%、50%，且越靠近血管，阳性细胞染色越深。Buccoliero等[29]检测CD44s在原发和复发的胶质瘤中的表达率分别为63%和73%，CD44s阳性的患者的中位生存期短于CD44s阴性的患者，因此认为CD44可作为一种预后的预测指标。Stella等[30]研究了CD44s与其变异拼接体CD44v3和CD44v6在57例人类黑素瘤原位癌的活组织中的表达，而这些病患并没有进行前期治疗。他们分析了CD44的表达以及其主要临床病理学特征，包括生存率，结果发现57例病患中有56例都表达了CD44s，表达于胞膜上。但是并没有检测到CD44v3和CD44v6的表达。由于CD44s不能用于预测RFS(无复发生存)以及OS(生存总数)，所以CD44s并不能够作为一种肿瘤标记物。
参考文献：
[1] Dalchau R, Kirkley J, Fabre JW. Monoclonal antibody to a human brain-granulocyte-T- lymphocyte antigen probably homologous to the W3/13 antigen of the rat[J]. Immunology, 1980, 10:741-749.
[2] Haynes BF, Liao HX, Patton KL. The transmembrane hyaluronate recepter(CD44) multiple functions, multiple forms[J]. Cancer Cell, 1991,3:347-350.
[3] Lokeshwar VB et al . Post-translational protein modification and expression of ankyrin- binding site(s) in GP85 (Pgp-1/CD44) and its biosynthetic precursors during T-lymphoma membrane biosynthesis[J]. Biochemstry,1991 ,266 (27) :17983-17989.
[4] Screaton GR, Bell MV, Tackson DG. Genomic structure of DNA encoding the lymphocyte homing receptor CD44 reveals at least 12 alternatively splice exons[J]. Proc Natl Acad Sci USA ,1992,89(24):12160-12164.
[5] Koopman G, Heider KH, Horst E. Activated human lymphocytes and aggressive non- hodgkin's lymphomas express a homologue the rat metastasis-associated variant of CD44[J]. J Exp Med, 1993,177(4):897-904.
[6] Tolg C,Hofmann M,Herrlieh P,et a1.Splicing choice from ten variant exon establishes CD44 variability[J]. Nucleic Acids Res,1993,21(5):1225-1229.
[7] Haynes BF,Telen MJ,Hale LP,et a1.CD44-a molecule involved in leukocyte adherence and T-cell activation[J]. Immunol Today,1989,10(12):423-428.
[8] Gunthert U, Hofmann M, Rudy W, et al. A new variant of glycoprotein CD44 confers metastatic potential to rat carcinoma cells[J]. Cell ,1991, 65(1) :13-24.
[9] Bouvier LC, Liprandi A, Monti G, et a1.CD44H is expressed by cells of the oligodendrocytelineage and by oligodendrogliomas in humans[J]. Neurooncology,2002,60(2):127-134.
[10] Toshiyuki M, Yoshihiro M, Hitomi N, et al. Engagement of CD44 Promotes Rac Activation and CD44 Cleavageduring Tumor Cell Migration[J]. J Biochem, 2004, 279(6): 4541–4550.
[11] Hofmann M, Rudy W, Zoller M, et al . CD44 splice variants confer metastatic behavior in rats: homologous sequences are expressed in human tumor cell lines[J]. Cancer Res, 1991, 51 (9): 5290-5299.
[12] Seiter S, Arch R, Reber S, et al . Prevention of tumor metastasis formation by anti-variant CD44[J]. Exp Med, 1993, 177(2): 443-455.
[13] Yamamichi K, Uehara Y, Kitamura N, et al. Increased expression of CD44v6 mRNA significantly correlates with distant metastasis and poor prognosis in gastric cancer[J]. Cancer, 1998, 79(3): 256-262.
[14] 朱争艳，杜智，王毅军，等. CD15、CD44v6和CD54检测与肝癌复发转移的关系研究[J].临床肝胆病杂志，2001，17(4)：244-245.
[15] 邵小华，郜玉峰，李旭，等. CD44v6在原发性肝癌中的表达及其意义[J].安徽医学，2005，9(3)：187-188.
[16] 官小琴，徐曼，李圆圆，等. CD44与肝细胞癌的分化和血管浸润[J].重庆医科大学学报，2002，27(3)：247-249.
[17] 赵新，丛文铭，吴孟超，等. E-钙黏蛋白CD44v6在肝癌组织中的表达与肝癌浸润侵袭性关系的研究[J].中华实验外科杂志，2001，18(5)：424-425.
[18] 吴玉泉，沈企周，马炬明，等. 老年肺癌患者外周血CD44表达及其临床意义[J].临床肿瘤学杂志，2003，8(1)：42-44.
[19] 仲宁，郑世营，陈锁成，等. CD44v6在肺癌组织中的表达及意义[J].江苏医药，2005，31(3)：164-166.
[20] Mizera NE, Dyszkiewiez W, Heider KH, et al. Isoform expression of CD44 adhesion molecules, bcl2, p53 and Ki67 proteinsin lung cancer[J]. Tumour Biol, 2001, 22(1): 45-53.
[21] Manabu Y, Yoshiya T, Koichi F, et al. CD44 stimulation down-regulates Fas expression and Fas-mediated apoptosis of lung cancer cells[J]. Int Immunol, 2001, 13(10): 1309-1319.
[22] Kim HR, Wheeler MA, Wilson CM, et al. Hyaluronan facilitates invasion of colon carcinoma cells in vitro via interaction with CD44[J]. Cancer Res, 2004,64(13): 4569-4576.
[23] Vizoso FJ, Fernández JC, Corte MD, et al. Expression and clinical significance of CD44v5 and CD44V6 in resectable colorectal cancer[J]. J Cancer Res Clin Oncol, 2004, 130(11): 679-680.
[24] Keiichi O, Tadakazu S, Yasuhiro M. Clinicopathologic and immunohistochemical study of early colorectal cancer with liver metastases[J]. Gastroenterology, 1999, 34(3): 334-340.
[25] Marileda I, Claudia C, Enricog, et al. Evaluation of CD44 variant 6 expression and clinicopathological factors in pulmonary metastases from colon carcinoma[J]. Oncol Rep, 2003, 11(1): 1875-1877.
[26] Liu YJ, Yan PS, Li J, et al. Expression and significance of CD44s, CD44v6, and nm23 mRNA in human cancer[J]. World J Gastroenterology, 2005, 11(42): 6601-6606.
[27] Ranuncolo SM, Ladeda V, Speeterman S, et a1.CD44 expression in human gliomas[J]. Surg Oncol, 2002, 79(1): 30-35.
[28] Oz B, Karayel FA, Gazio NL, et a1.The distribution of extracellular matrix pro teins an d CD44s expression in human astrocytomas[J]. Pathol Oncol Res, 2000, 6(2): 118-124.
[29] Buccoliero AM, Caldarella A, Arganini L, et a1. Oligodendroglioma:CD44 as a possible prognostic opportunity[J]. Clin Neuropathol, 2003, 22(4): 169-175.
[30] Stella MR, Virginia L, Susana G, et al. Expression of CD44s and CD44 splice variants in human melanoma[J]. Oncol Rep,2002, 9(1): 51-56., 百拇医药
摘 要：在细胞生长和分化过程中，变异性剪接是许多基因表达过程的一部分。CD44作为多功能黏附分子，有10个变异外显子能发生选择性拼接，从而产生CD44s和CD44v，其中CD44v主要表达在转移性肿瘤细胞表面。在许多恶性瘤组织中可见到不同CD44v分子的表达，本文主要综述CD44分子与各种肿瘤侵袭转移的相关性。
关键词：CD44；恶性瘤；黏附分子
CD44(cluster of differentiation 44，鉴别簇44)指白细胞分化抗原分化簇第44号，由国际白细胞分化抗原协作组会议将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的膜分子统一命名，是一类重要的尚未归类的黏附分子，于1980年由Dalchau等[1]用单克隆抗体技术检测并最初发现，后经过学者认定属于同一CD44分子家族。CD44分子分布很广泛，在T细胞中主要存在于记忆T细胞，其正常功能是介导淋巴细胞的归巢、淋巴细胞向炎症部位和黏膜相关淋巴组织归位，黏附细胞外基质(ECM)等。近年来发现， CD44分子与许多肿瘤的侵袭和转移有着密切的联系，在这些肿瘤细胞表面，CD44分子都有异常表达。本文就CD44与各种肿瘤的研究进展综述如下。
1 CD44的分子结构与生物功能
小鼠的CD44基因位于2号染色体上，而人类的CD44基因位于11号染色体短臂上，有20个高度保守的外显子[2]，每个外显子长度从70 bp到210 bp不等，完整基因组在染色体DNA上大约跨越50 kb。CD44基因的外显子按表达方式分为两种类型：一种是组成型外显子，另一种是V区变异型外显子(见图1)。组成型外显子有10个，其中转录片段存在于所有CD44转录子中。由CD44基因经过转录、翻译得到的各种CD44分子，其在分子结构和相对分子质量(Mr)上都有差异。这些差异主要来源于以下两个方面：(1)变异体外显子复杂多变的选择性拼接导致CD44分子的肽链不同；(2)翻译后复杂的修饰，主要是CD44分子通过多个N-和O-糖基化位点和硫酸软骨素结合位点，发生了广泛的糖基化。
CD44分子家族主要是按照以下两种依据进行分类的。
一种是按照含有CD44基因中所含外显子类型不同分类，可分为2类：(1)仅由组成型外显子编码而成，称为标准型CD44(CD44s)，CD44s包含10个组成型外显子而不含有任何V区变异型外显子，其转录片段存在于所有CD44转录产物中。因主要在体内造血细胞表达，亦称为CD44H。CD44s分布广泛，在正常人体内大量存在，主要在间质和造血源性细胞表达，介导淋巴细胞的活化、分化、回流、黏附等一系列过程。Lokeshwar等[3]用实验观察CD44s分子在小鼠淋巴瘤细胞中的合成过程，发现CD44s分子首先被合成Mr为42×103的蛋白质前体(p42，未糖基化)，接着在内质网内进行N-糖基化，形成Mr为52×103的N-糖基化前体(p52)，其后在高尔基复合体内进行N-糖基化和O-糖基化和其它翻译后修饰，形成最终的CD44s分子。(2)由含有V区变异型外显子编码而成CD44分子，称变异型CD44(CD44v)。CD44v基因含有10个变异性拼接外显子，总长度仅1 245 bp，这10个V区外显子介于第5和第6个组成型外显子之间。V区外显子能以连续方式拼接，又能以跳跃方式拼接，参加拼接的外显子可多可少，从而使转录片段长短不一。CD44v主要在上皮源性细胞中表达，Mr为150×103左右，亦称为CD44E。近年来发现在多种肿瘤中出现过度表达。Underhill等人通过聚合酶链反应技术在许多细胞系中发现了10多种变异型CD44v。
另一种是按照Mr将CD44分子分为3类。(1)(80~90)×103类，是高度糖基化的CD44s，由361个氨基酸残基连接而成，其肽链结构共可分为4个区域部分：含20个氨基酸残基的信号肽部分、含248个氨基酸残基的氨基末端细胞外区域、含21个氨基酸残基的跨膜区和含72个氨基酸残基的羧基末端胞内段。成熟的CD44s都没有信号肽，因此成熟的CD44s只有341个氨基酸残基，肽链Mr约37.2kD，经糖基化后其Mr可达(80~90)×103。(2)(110~160)×103类，目前已发现有十几种CD44v，主要表达在上皮型细胞和肿瘤细胞表面。(3)大于180×103类，是前两者与硫酸软骨素共价结合而成，其表达量很少，作用功能尚不清楚。
CD44分子是一种分布广泛的细胞表面黏附分子，是细胞与细胞、细胞与ECM相互识别和作用的分子基础，并且具备一系列的生理功能，主要包括：(1)参与细胞间的黏附，促进成纤维细胞和淋巴细胞与ECM如透明质酸、硫酸软骨素、纤维素、糖原以及层黏蛋白、纤连蛋白和胶原蛋白等的黏附；(2)参与淋巴细胞的活化；(3)作为归巢受体(homing receptor)介导淋巴细胞在血液和淋巴液间的运行，即淋巴细胞归巢或再循环；(4)与细胞骨架蛋白结合，参与细胞的运动及细胞内外的信号传导，并且通过胞质尾部外显子的变异拼接，使其具有不同的转导功能；(5)结合并中和透明质酸，更新间质组织成分；(6)可以调节药物的吸收以及细胞对药物的敏感性，某种CD44分子可能调节细胞膜通道；(7)某些CD44分子的异常表达可显著提高肿瘤细胞的转移能力，与肿瘤转移密切相关[4-7]。
2 CD44与肿瘤的关系
恶性瘤的重要生物学特征是其对邻近正常组织的浸润及远处转移。Gunthert等[8]认为，CD44与肿瘤转移的关系，可能与CD44s与CD44v的表达失衡有关。在转移细胞中，CD44s的表达变化不大，而各种CD44v的表达明显增加，这种变化在肿瘤转移中的意义目前尚无定论。Bouvier等[9]发现，CD44免疫组化染色在血管周围及肿瘤软膜下小结中染色较强，说明在这些部位CD44呈强表达，表明CD44在肿瘤的侵袭中具有重要作用。Toshiyuki等[10]在实验中发现透明质酸可以使CD44在肿瘤细胞表面脱落，并且他们还发现，CD44分子的相互聚结同样能够使CD44在肿瘤细胞表面脱落，而CD44在肿瘤细胞表面上的脱落极有可能与肿瘤细胞的侵润和转移有密切关系。一些学者通过对多种肿瘤的研究发现，CD44v的高表达与肿瘤的侵润和转移密切相关。他们认为其影响肿瘤转移的可能机制是：激活的淋巴细胞和转移的癌细胞具有许多共性，即都有很强的侵出行为，均有可逆的黏附接触过程进行细胞迁移，在引流淋巴结中两类细胞皆能大量积聚和快速增生，最后它们都能释放到循环系统，并通过外渗作用进入周围组织，CD44v6在淋巴细胞活化中的作用机制与CD44v6在肿瘤转移中作用机制是相同的。CD44v6高表达的癌细胞可能获得淋巴细胞的“伪装”，逃避人体免疫系统的识别和杀伤，更易进入淋巴结，形成转移[11]。
2.1 CD44与肿瘤关系的早期研究
Stamenkevie等于1989年使用不同的单抗分离和克隆了一个编码CD44s的cDNA，该基因不仅由淋巴样细胞表达，也可由不同的癌细胞系包括典型实体瘤标本中表达。Hofmann等[11]用RNA(Northern)印迹法研究了20多个体外培养的人癌细胞系，发现了许多肿瘤细胞能表达CD44v，但在不同细胞中V区外显子的转录拼接模式不尽相同。Gunthert等[8]于1991年研究大鼠胰腺癌细胞时发现无转移能力的癌细胞只表达CD44s，而不表达CD44v；有转移能力的癌细胞可同时表达CD44s和CD44v，且CD44v水平比CD44s高10倍。将CD44v的cDNA转染非转移癌株模型鼠，发现癌细胞获得了转移能力。Seiter等[12]在使用裸鼠研究某些人的转移瘤时发现，CD44基因表达在转移中发挥作用。在大鼠胰腺癌细胞中非转移性细胞株只表达CD44s，而转移性细胞株表达CD44v，将CD44v变异体cDNA转染到非转移性的细胞株可引起转移。第一份临床肿瘤标本(结肠癌) 的检测结果是1992年由英国牛津大学病理实验室的研究人员首先报道的，以后人们应用免疫组化及RNA-cDNA-PCR印迹杂交在肺癌、胃癌、结肠癌、食道癌、乳腺癌、膀胱癌、肝癌、宫颈癌、肾癌和非何杰金淋巴瘤等中发现有CD44v表达，认为CD44v5、CD44v6的表达与肿瘤进展程度、转移及预后密切相关[13]。
2.2 CD44与肝癌
原发性肝癌是我国常见恶性瘤之一，死亡率高、被称为“癌中之王”。肝癌发生侵袭转移是导致肝癌复发从而死亡的重要因素。Liotta首先提出肿瘤侵袭转移的三步学说，即黏附、降解和转移，其中黏附即是指肿瘤细胞通过自身细胞膜表面的黏附受体而与ECM的结合。CD44v6是近年来研究较多的黏附分子之一。凡符合下列条件之一者为侵袭转移倾向高危组：(1)肝门淋巴结转移；(2)门静脉有癌栓；(3)同一肝叶内主癌灶周围肿瘤数目≥2个或有多个小卫星结节或伴有包膜侵袭破坏[14]。邵小华等[15]采用免疫组化技术检测69例肝癌组织中CD44v6的表达情况，他们认为CD44v6的表达与肝癌侵袭转移的发生有密切关系，其阳性表达对预测肝癌是否发生转移具有临床意义。官小琴等[16]为了解CD44在肝细胞癌的表达及其与瘤组织的分化和血管浸润的关系，采用免疫组化方法对67例人体肝癌组织做CD44s和CD44v6检测，结果认为肝细胞癌CD44v6的高表达较CD44s有意义，两者与肿瘤的分化和肝内血管浸润无关。但赵新等[17]采用免疫组化法研究了CD44v6在肝癌组织中的表达及与肝癌病理生物学行为之间的关系，结果发现，CD44v6表达绝大多数位于肝癌组织中，阳性率为42.9%(24/56) ，未显示其与肝癌临床病理学特征的相关性。所以他们认为CD44v6表达与肝癌病理生物学特性及肝癌的浸润侵袭无明显相关。
2.3 CD44与肺癌
吴玉泉等[18]研究发现CD44v6在Ⅲ+Ⅳ期肺癌中的表达显著高于Ⅰ+Ⅱ肺癌，说明CD44v6的表达有助于肿瘤细胞获得转移潜能，其促转移作用机制可能是表达CD44v6的肿瘤细胞与远隔的淋巴管或血管内某一配体结合，使转移至那里的肿瘤细胞更加稳定地寄生与生长。从目前的研究来看，CD44主要在非小细胞肺癌(NSCLC)中表达，而在小细胞肺癌中则基本不表达。仲宁等[19]通过使用免疫组化的方法在肺癌组织、癌旁组织及正常肺组织进行CD44v6标记，并分析其与肺癌分期、类型淋巴结转移之间的关系，分析研究CD44v6在肺癌的表达及其意义。结果表明，CD44v6在肺癌组织中表达显著高于癌旁组织，在非小细胞肺癌中表达显著高于小细胞肺癌，与临床病理分期呈显著正相关，有淋巴结转移组显著高于无淋巴结转移组，认为肺癌组织中的CD44v6高表达与肺癌的发生发展、淋巴结转移及预后有一定的关系，可以作为肺癌淋巴结转移潜能与预后一项重要指标。Tran等也发现CD44v6同肺癌淋巴结转移密切相关。也有人持有不同的观点：Mizera等[20]认为，尽管发生转移的肺癌细胞高表达CD44v6，但与无转移者相比差异无显著性；Givehchian等发现，CD44在鳞状上皮肺癌细胞的表达同正常的呼吸道上皮细胞，但在其他细胞类型的肺癌中CD44s和CD44v的表达明显下调或缺失，这说明在非鳞状上皮细胞癌中CD44s和CD44v表达下调(而不是上调)可能与转移扩散有关。Manabu等[21]发现了CD44的一种新功能：即在其刺激下，肺癌细胞的Fas表达以及Fas介导的细胞凋亡降低：(1)肺癌细胞表面高表达CD44；(2)透过特异性抗体或者透明质酸片断，CD44在细胞表面的聚集会导致Fas表达的降低；(3)CD44的聚集能够降低Fas介导的细胞凋亡；(4)通过内源性细胞毒性淋巴细胞(cytotoxic lumphocyte，CTL)，在CD44的刺激下，肺癌细胞表面IFN-γ表达降低；(5)通过内源性CTL，CD44的刺激能够阻止杀伤肺癌肿瘤细胞。由于Fas-FasL途径是肿瘤细胞凋亡的主要途径，在机体内，恶性瘤能够逃脱机体免疫系统的监视而生存的原因之一就是肿瘤细胞对Fas诱导的凋亡不敏感及许多肿瘤细胞表面Fas的表达降低。所以CD44对于肺癌的远端转移有着密切的关系。
2.3 CD44与消化道肿瘤
胃癌的转移主要通过淋巴系统转移，在临床上一般以患者有无淋巴结转移作为评估预后和指导治疗的标准。众多研究表明，胃癌与CD44v6的转移关系重大，所以CD44v6可作为预测胃癌有无发生转移的一项指标。现在的研究并不能说明正常胃黏膜中是否表达CD44v6，Herder等人认为正常胃黏膜组织中有CD44v6变异分子的表达，Kim等[22]认为细胞外的透明质酸对于结肠癌细胞的侵袭是至关重要的，而且这种侵袭能力是依赖于透明质酸与CD44的相互作用的。Vizoso等[23]为了研究CD44v5以及CD44v6在预后结肠直肠癌中的表达，使用酶联免疫反应方法进行测定，他们认为CD44v5与CD44v6在肿瘤的发展方面是起到一定作用的。Keiichi等[24]自1986到1995年之间观察了213例患有结肠直肠癌并且做过肿瘤切除术的患者，其中有7例发生了肝转移。他们发现CD44v9在发生肝转移的原位癌上的表达比未发生肝转移的表达要多，所以他们认为CD44v9可以作为预测早期结肠直肠癌是否会发生肝转移的一项指标。Marileda等[25]随机选择了20例切除发生肺转移的结肠肿瘤的患者，对CD44的免疫反应性进行定量，认为CD44v6的表达与结肠肿瘤切除和发生肺转移的诊断、肺转移的数量以及肺切除后患者的生存情况有关。Liu等[26]通过使用免疫组化染色法检查了62例胃腺癌、62例结肠直肠腺癌、120例管内癌(乳腺)和20例正常乳腺组织中CD44s和CD44v6的表达，结果发现CD44s和CD44v6的高表达能够导致淋巴腺肿瘤的转移和侵袭，并且CD44v6的过度表达与细胞分化程度密切相关。
2.4 CD44与其他肿瘤
Ranuncolo等[27]在84例胶质瘤中也未发现CD44v的表达，而CD44s在不同级别的胶质瘤中均有表达，且与肿瘤的组织学分级有关。Oz等[28]对35例胶质母细胞瘤、7例未分化星形细胞瘤、10例星形细胞瘤的检测发现，CD44s位于这些细胞的细胞膜上，阳性率分别为82.8%、42.3%、50%，且越靠近血管，阳性细胞染色越深。Buccoliero等[29]检测CD44s在原发和复发的胶质瘤中的表达率分别为63%和73%，CD44s阳性的患者的中位生存期短于CD44s阴性的患者，因此认为CD44可作为一种预后的预测指标。Stella等[30]研究了CD44s与其变异拼接体CD44v3和CD44v6在57例人类黑素瘤原位癌的活组织中的表达，而这些病患并没有进行前期治疗。他们分析了CD44的表达以及其主要临床病理学特征，包括生存率，结果发现57例病患中有56例都表达了CD44s，表达于胞膜上。但是并没有检测到CD44v3和CD44v6的表达。由于CD44s不能用于预测RFS(无复发生存)以及OS(生存总数)，所以CD44s并不能够作为一种肿瘤标记物。
参考文献：
[1] Dalchau R, Kirkley J, Fabre JW. Monoclonal antibody to a human brain-granulocyte-T- lymphocyte antigen probably homologous to the W3/13 antigen of the rat[J]. Immunology, 1980, 10:741-749.
[2] Haynes BF, Liao HX, Patton KL. The transmembrane hyaluronate recepter(CD44) multiple functions, multiple forms[J]. Cancer Cell, 1991,3:347-350.
[3] Lokeshwar VB et al . Post-translational protein modification and expression of ankyrin- binding site(s) in GP85 (Pgp-1/CD44) and its biosynthetic precursors during T-lymphoma membrane biosynthesis[J]. Biochemstry,1991 ,266 (27) :17983-17989.
[4] Screaton GR, Bell MV, Tackson DG. Genomic structure of DNA encoding the lymphocyte homing receptor CD44 reveals at least 12 alternatively splice exons[J]. Proc Natl Acad Sci USA ,1992,89(24):12160-12164.
[5] Koopman G, Heider KH, Horst E. Activated human lymphocytes and aggressive non- hodgkin's lymphomas express a homologue the rat metastasis-associated variant of CD44[J]. J Exp Med, 1993,177(4):897-904.
[6] Tolg C,Hofmann M,Herrlieh P,et a1.Splicing choice from ten variant exon establishes CD44 variability[J]. Nucleic Acids Res,1993,21(5):1225-1229.
[7] Haynes BF,Telen MJ,Hale LP,et a1.CD44-a molecule involved in leukocyte adherence and T-cell activation[J]. Immunol Today,1989,10(12):423-428.
[8] Gunthert U, Hofmann M, Rudy W, et al. A new variant of glycoprotein CD44 confers metastatic potential to rat carcinoma cells[J]. Cell ,1991, 65(1) :13-24.
[9] Bouvier LC, Liprandi A, Monti G, et a1.CD44H is expressed by cells of the oligodendrocytelineage and by oligodendrogliomas in humans[J]. Neurooncology,2002,60(2):127-134.
[10] Toshiyuki M, Yoshihiro M, Hitomi N, et al. Engagement of CD44 Promotes Rac Activation and CD44 Cleavageduring Tumor Cell Migration[J]. J Biochem, 2004, 279(6): 4541–4550.
[11] Hofmann M, Rudy W, Zoller M, et al . CD44 splice variants confer metastatic behavior in rats: homologous sequences are expressed in human tumor cell lines[J]. Cancer Res, 1991, 51 (9): 5290-5299.
[12] Seiter S, Arch R, Reber S, et al . Prevention of tumor metastasis formation by anti-variant CD44[J]. Exp Med, 1993, 177(2): 443-455.
[13] Yamamichi K, Uehara Y, Kitamura N, et al. Increased expression of CD44v6 mRNA significantly correlates with distant metastasis and poor prognosis in gastric cancer[J]. Cancer, 1998, 79(3): 256-262.
[14] 朱争艳，杜智，王毅军，等. CD15、CD44v6和CD54检测与肝癌复发转移的关系研究[J].临床肝胆病杂志，2001，17(4)：244-245.
[15] 邵小华，郜玉峰，李旭，等. CD44v6在原发性肝癌中的表达及其意义[J].安徽医学，2005，9(3)：187-188.
[16] 官小琴，徐曼，李圆圆，等. CD44与肝细胞癌的分化和血管浸润[J].重庆医科大学学报，2002，27(3)：247-249.
[17] 赵新，丛文铭，吴孟超，等. E-钙黏蛋白CD44v6在肝癌组织中的表达与肝癌浸润侵袭性关系的研究[J].中华实验外科杂志，2001，18(5)：424-425.
[18] 吴玉泉，沈企周，马炬明，等. 老年肺癌患者外周血CD44表达及其临床意义[J].临床肿瘤学杂志，2003，8(1)：42-44.
[19] 仲宁，郑世营，陈锁成，等. CD44v6在肺癌组织中的表达及意义[J].江苏医药，2005，31(3)：164-166.
[20] Mizera NE, Dyszkiewiez W, Heider KH, et al. Isoform expression of CD44 adhesion molecules, bcl2, p53 and Ki67 proteinsin lung cancer[J]. Tumour Biol, 2001, 22(1): 45-53.
[21] Manabu Y, Yoshiya T, Koichi F, et al. CD44 stimulation down-regulates Fas expression and Fas-mediated apoptosis of lung cancer cells[J]. Int Immunol, 2001, 13(10): 1309-1319.
[22] Kim HR, Wheeler MA, Wilson CM, et al. Hyaluronan facilitates invasion of colon carcinoma cells in vitro via interaction with CD44[J]. Cancer Res, 2004,64(13): 4569-4576.
[23] Vizoso FJ, Fernández JC, Corte MD, et al. Expression and clinical significance of CD44v5 and CD44V6 in resectable colorectal cancer[J]. J Cancer Res Clin Oncol, 2004, 130(11): 679-680.
[24] Keiichi O, Tadakazu S, Yasuhiro M. Clinicopathologic and immunohistochemical study of early colorectal cancer with liver metastases[J]. Gastroenterology, 1999, 34(3): 334-340.
[25] Marileda I, Claudia C, Enricog, et al. Evaluation of CD44 variant 6 expression and clinicopathological factors in pulmonary metastases from colon carcinoma[J]. Oncol Rep, 2003, 11(1): 1875-1877.
[26] Liu YJ, Yan PS, Li J, et al. Expression and significance of CD44s, CD44v6, and nm23 mRNA in human cancer[J]. World J Gastroenterology, 2005, 11(42): 6601-6606.
[27] Ranuncolo SM, Ladeda V, Speeterman S, et a1.CD44 expression in human gliomas[J]. Surg Oncol, 2002, 79(1): 30-35.
[28] Oz B, Karayel FA, Gazio NL, et a1.The distribution of extracellular matrix pro teins an d CD44s expression in human astrocytomas[J]. Pathol Oncol Res, 2000, 6(2): 118-124.
[29] Buccoliero AM, Caldarella A, Arganini L, et a1. Oligodendroglioma:CD44 as a possible prognostic opportunity[J]. Clin Neuropathol, 2003, 22(4): 169-175.
[30] Stella MR, Virginia L, Susana G, et al. Expression of CD44s and CD44 splice variants in human melanoma[J]. Oncol Rep,2002, 9(1): 51-56., 百拇医药