摘要: 【摘要】 热休克蛋白70（SHP70）是一组重要应激蛋白，它在肿瘤细胞特别是在恶性肿瘤胞中常有高水平表达，它能与癌基因、抑癌基因产物结合，具有抗肿瘤细胞凋亡作用。现认为HSP70参与肿瘤免疫应答过程，肿瘤组织中提取的HSP70-肽复合物具有肿瘤特异性免疫原性，可产生特异性抗肿瘤免疫效应，HSP70-肽复合物作为肿瘤疫苗具......
组重要应激蛋白，它在肿瘤细胞特别是在恶性肿瘤胞中常有高水平表达，它能与癌基因、抑癌基因产物结合，具有抗肿瘤细胞凋亡作用
现认
HSP70参与肿瘤免疫应答过程，肿瘤组织中提取的HSP70-肽复合物具有肿瘤特异性免疫原性，可产生特异性抗肿瘤免疫效应，HSP70-肽复合物作为肿瘤疫苗具有很好的临床应用
景。
Cheng Xiaoyan，Wang Hongqi
Guangzhou University of TCM，Guangzhou510405.
【Abstract】 Heat shock protein70is a sort of important stress protein.It expresses highly in tumor cells，espeˉcially in malignant tumors.It can combine with cancer gene and anti-cancer gene，and has the effect to restrict the apoptosis anti-tumor cells.Nowadays，it is said that heat shock protein70takes part in the reaction process of tumor immunity.Heat shock protein70-peptide complexes refined from the tumor tissues have the specific immunogenicity of tumor，and can produce the specific anti-tumor immunity reaction.As a vaccine for tumor，heat shock protein70-peptide complexes have a good prospect in clinical use.
Key words heat shock protein70 tumor apoptosis peptides immunity
热休克蛋白（HSP）是一类高度保守的蛋白质，普遍存在于生物细胞中。生物细胞在受热或其它理化因素（如病毒感染、缺氧、重金属离子、紫外线照射等）的作用下都可诱导HSP的产生，故HSP又被称为应激蛋白。它是20世纪70年代由美国学者Tissieres等发现的一类新的蛋白质。HSP根据同源程度及相对分子质量的
小可分为HAP110、HSP90、HSP70、HSP60、小分子HSP及泛素等几
家族 ［1］ ，其中最为重要的是HSP70，它在应激反应，特别是在热刺激时，诱导性最显著，合成量较
，是人们侧重研究的一个类热休克蛋白。HSP70显示具有“分子伴侣”功能，参与蛋白质合成、加工、折叠、转运等过程。肿瘤细胞特别是恶性肿瘤细胞常常高表达HSP70，并与人类恶性肿瘤进展有关。对HSP深入研究认为热休克蛋白的表达参与了基因调控机制，调节细胞增殖，与肿瘤细胞的分化程度、癌基因及抑癌基因、抗肿瘤凋亡等有着密切的内在关系。近年来，HSP在免疫应答中的作用引起人们的广泛关注。其在机体的抗感染免疫、自身免疫、特别是在肿瘤免疫中起重要作用。从肿瘤组织中获得的HSP70-小分子肽复合物具有肿瘤特异性免疫原性，可以产生特异性抗肿瘤免疫效应，诱导CTL免疫应答，特异杀伤肿瘤细胞，因而证实了HSP与肿瘤的发生、发展、治疗以及预后有关 ［2］ 。本文主要综述HSP70与肿瘤尤其是在肿瘤免疫方面的研究进展。
1 HSP70家族的组成和结构
HSP70家族成员广泛存在细胞的各个亚细胞结构、胞浆及胞核中，为可溶性胞浆蛋白，如组成性表达HSC70（heat shock cognate protein，HSC70），热诱导表达HSP70，定位于内体和质膜PBP72/74（peptide binding protein，PBP），线粒体基质中存在GRP75（glucose regulated protein GRP），内质网腔丰富存在BiP（immunolglobulin heavy chain binding protein，BiP）。HSP70家族N端结核域高度保守，具有ATP酶活性，类似肌动蛋白ATP酶结构域。HSP70C端结构域是多肽和蛋白结合的部位，类似MHC结合肽结构域，同源性及功能差异大 ［3］ 。HSP70家族成员具有翻译后磷酸化修饰，大多在Ser/Thr位点，个别在Tyr位点（GRP75），结合ATP后空间构象改变促使其与结合蛋白解离，HSP70/ADP对底物具有
高亲和力，有助于HSP70/蛋白复合体稳定。
2 HSP70在肿瘤组织中的表达
HSP70在正常细胞中表达水平较低，而在应激状态下可显著性升高。在病毒转化和化学诱导的肿瘤细胞中，HSP70的表达比正常细胞高几倍。在许多恶性肿瘤（如乳腺癌、胃癌、肺癌、肝癌等）中，HSP70的高表达与肿瘤的恶性程度及病人的无瘤生存期相关。已有许多报道证实，恶性肿瘤常常高表达HSP70，并且在体内外许多不利于肿瘤细胞生长的环境中，具有保护肿瘤细胞的作用，严重影响抗肿瘤治疗的效果。高表达HSP70的恶性肿瘤患者往往生存期缩短。因此，HSP70的水平已成为恶性肿瘤治疗效果评估以及预后的重要参
。李洪福等研究发现HSP70在人脑星形胶质瘤细胞中高表达，与肿瘤的恶性程度成正比，严重影响抗肿瘤治疗的效果。临床资料也证实，高表达HSP70的高恶性程度的人脑胶质瘤患者生存期往往较短 ［4］ 。宋 王 君 辉等研究发现HSP70在皮肤癌中存在异常增高的核表达，并与细胞的增殖程度和病理分级有关，提示HSP70在皮肤肿瘤中具有一定的鉴别诊断价值，并可能与临床预后有关 ［5］ 。
3 HSP70与癌基因、抑癌基因的相互作用
对HSP70的深入研究发现，HSP70可以参与c-myc癌基因、p53抑癌基因的表达。HSP70可通过与癌基因、抑癌基因及其产物相互作用调节细胞增殖。肿瘤中常有p53和HSP70的共同表达，HSP70水平的高低与p53基因的突变率正相关。HSP70与突变型p53能选择性结合形成稳定的复合物，使核内p53蛋白转运到细胞质中，丧失控制细胞增殖的能力。此外，HSP70还参与野生型p53转变成突变型p53的表型调节。程书榜等研究发现胃癌中HSP70及p53蛋白呈高表达且呈正相关性，提示两者在肿瘤的发生、发展中具有协同作用，HSP70作为一
重要的基因参与了调控肿瘤的增殖与凋亡 ［6］ 。董亮等研究也发现HSP70与p53在乳腺癌中的表达呈正相关，并且两者都与乳腺癌的病理组织学分级相关，随着乳腺癌恶性程度的增高而HSP70和p53的阳性率也提高，提示HSP70可能通过参与p53的借调而在肿瘤的发生和发展中起作用 ［7］ 。应激环境中所诱发的HSP70常伴有c-myc基因的大量表达。许多病毒蛋白和癌基因产物可通过与特异序列的结合来调节细胞基因转录。c-myc蛋白的氨基酸组分与腺病毒Ela相似，可激活HSP70的表达。HSP70作为分子伴侣可与c-myc产物结合来调整其积聚和定位。
4 HSP70抗肿瘤细胞凋亡作用
细胞凋亡是细胞的主动“自杀”过程。近年的研究表明，HSP尤其是HSP70对细胞凋亡有保护作用，HSP70的高表达增强了肿瘤细胞抗凋亡能力，使细胞的生长抑制效应和死亡减弱。其作用机制与HSP抑制应激激活蛋白激酶，抑制凋亡基因p53和Bax的表达，抑制凋亡信号转导中的蛋白水解酶和抑制氧自由基生成，以及对细胞线粒体功能的保护作用有关。Wei等 ［8］ 用HSP70反义寡聚核苷酸阻断Molt-4等肿瘤细胞的内源性HSP70表达，发现HSP70反义寡聚核苷的使用可诱导肿瘤细胞的凋亡，并呈剂量和时间依赖关系，阻断细胞内源性HSP70的表达能明显抑制肿瘤细胞的增殖，诱发其凋亡。Kwak等发现，采用基因转染的方法，使骨髓白血病HL-60细胞基础表达人诱导型HSP70，将促进细胞的分化和防止细终末分化后发生凋亡，并且存活期延长。HSP70高表达的HL-60细胞对凋亡诱导剂，如硝普钠、Taxol等的抵抗力增加 ［9］ 。赵霞等用HSP70反义寡核苷酸阻断卵巢癌细胞的HSP70表达，发现HSP70反义寡核苷酸不仅使卵巢癌细胞株的生长受到抑制并且诱导其发生凋亡，且
种凋亡的诱导有浓度和时间的依存性及细胞周期特异性，主要诱导G 1 期和S期细胞的凋亡 ［10］ 。
5 HSP70在肿瘤免疫中的作用
肿瘤免疫以T细胞介导的细胞免疫为主，肿瘤抗原在细胞内加工成多肽后通过细胞表面的MHCⅠ类分子提呈给CD8 + T细胞，或者从肿瘤细胞上脱落下（因为肿瘤细胞极少表达MHCⅡ类抗原），然后由抗原提呈细胞（APC）摄取、加工成多肽分子，再由细胞表面的MHCⅡ类分子提呈给CD4 + T细胞，激活T细胞介导的抗肿瘤免疫。越来越多的研究表明，HSP70不仅可作为抗原提呈的辅助分子，参与肿瘤抗原多肽的加工和处理，而且可作为抗原呈递分子直接将肿瘤抗原肽呈递给T细胞，激发细胞介导的特异抗肿瘤细胞免疫。
5.1 HSP70与MHCⅠ类途径 肿瘤移植排斥实验研究中 发现，HSP70具有伴移抗原肽作用，其本身不具有免疫原性且不受MHC分子的限制，而HSP70结合的多肽具有免疫原性，激发特异抗肿瘤CD8 + T细胞反应。由于HSP70多肽结合域类似MHC结合抗原肽结构域，HSP70基因定位于MHC内补体与肿瘤坏死因子之间。推测HSP70参与MHCⅠ类分子介导的抗原加工过程:胞质溶胶中抗原经泛素依赖的蛋白酶水解后，抗原肽片段经HSP70、HSP90以依赖性ATP方式结合并转运至内质网膜的TAP（transporter associated with antigen processing，TAP）TAP再将抗
原肽转运给内质网腔gp96，最后与MHCⅠ类分子组装成稳定三聚体。HSP70具有伴移抗原肽作用，确保MHCⅠ类分子在应激条件下结合异源或异常的自身肿瘤抗原肽，以增强呈递，打破宿主对肿瘤细胞的免疫耐受 ［11］ 。
5.2 HSP70与MHCⅡ类途径 乳腺癌组织中存在突变p53/HSP70复合物时，则病人外周血中存在抗突变p53蛋白抗体。PBP72/PBP74参与MHCⅡ类途径的抗原肽的加工呈递。巨噬细中HSC70的表达与MHCⅡ类途径的抗原呈递密切相关，稳定转染hsc70基因的巨噬细胞中外源性抗原与HSP70形成复合物明显增强外源性抗原的呈递，ATP和免疫抑制剂促进此复合物的解离。综上所述，推测HSP70/HSC70通过保护并转运抗原肽的作用而直接或间接参与MHCⅡ类途径的抗原呈递 ［12］ 。
5.3 HSP70是抗原呈递分子 近年研究发现，HSP70家族具有类似MHC结合抗原肽的结构域，可能作为抗原呈递分子直接将抗原肽呈递至细胞表面激发特异的γδT细胞反应。γδT细胞对肿瘤细胞的杀伤可以不受MHC分子的限制性。HSP70是γδT细胞的识别配体，诱导肿瘤细胞表达HSP70可增强T细胞（主要是γδT细胞）的杀伤活性 ［13］ 。B细胞淋巴瘤病人自身γδT细胞识别杀伤自身SUP-B17细胞，由GRP75将SUP-B17细胞的Igλ轻链抗原肽呈现递至细胞表面，供γδT细胞识别杀伤。抗体封闭试验及流式细包仪分析表明，GRP75分布在SUP-B1
7细胞表面，抗GRP75抗体封闭γδT细胞对SUP-B17细胞的细胞毒作用。抗HSP70抗体证实HSC70表达细胞表面且封闭上述细胞毒作用，这说明HSC70直接呈递抗原肽的作用 ［14］ 。
5.4 HSP70具有免疫佐剂效应 年近的研究还表明，HSP70具有内在的免疫佐剂效应，它能与多种肿瘤抗原肽结合，在体内诱导特异性主动免疫。用HSP70高表达的肿瘤细胞或肿瘤细胞中HSP70-抗原肽提取物免疫小鼠能诱发小鼠特异性抗肿瘤能力，同时在体外可扩增出大量具有杀伤活性的淋巴细胞。因此用肿瘤细胞HSP70-多肽复合物免疫动物时不需要佐剂。
6 HSP70在肿瘤免疫治疗中的应用前景
HSP70在肿瘤治疗中有广泛的应用价值。T细胞介导的特异性细胞免疫在肿瘤免疫治疗中的重要作用已得到人们的共识，肿瘤特异抗原诱导T细胞特异肿瘤免疫治疗在临床上亦取得一些进展。肿瘤细胞提取的和基因工程生产的热休克蛋白70-抗原肽复合物最有可能含有多种肿瘤抗原特异的抗原肽，作为瘤苗免疫机体，激发机体产生抗肿瘤特异的多个和多种CTL克隆（αβCTL和γδCTL），有可能杀伤所有肿瘤细胞，而发挥免疫防治作用。它有如下优点:（1）用肿瘤细胞HSP70-多肽疫苗方便易行，不需要繁琐地分离肿瘤特异性抗原;（2）肿瘤细胞HSP70-多肽疫苗可活化多个CTL克隆，从而产生对一种肿瘤内所有肿瘤细胞杀伤的可能;（3）肿瘤细胞HSP70-多肽疫苗诱导的CTL在发挥杀伤活性时不受MHC-1分子限制，提供了同种个体内相互应用的可能性;（4）肿瘤细胞HSP70-多肽疫苗免疫动物时不需要佐剂。HSP作为瘤苗的可行性在实验动物已得到证实 ［15］ ，可望在不远的将来应用于临床。虽然HSP70的肿瘤免疫机制已得到初步阐明，但其中的关键步骤和详细机理仍有待进一步深入研究。
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作者单位:510405广东广州广州中医药大学
（收稿日期:2004-02-27） （编辑海 涛）
