溶血磷脂酸（LPA）是一種廣泛存在的生物活性磷脂，參與調節細胞的多種生物學行為。研究表明，LPA可以通過特定的G蛋白耦聯受體（GPCRs）調控細胞的增殖、分化、遷移和侵襲等生物學行為。已有研究表明，腫瘤的惡化及干細胞介導的組織修復與細胞遷移能力緊密相關。鑒于LPA對腫瘤細胞及干細胞遷移能力的顯著影響，本文主要從LPA受體和受體下游主要信號分子兩個方面介紹了LPA對腫瘤細胞和干細胞遷移行為的影響及其相關分子機制。
引用本文： 林川川, 李鐸, 李佳文, 宋關斌. 溶血磷脂酸對細胞遷移的影響及相關分子機制. 生物醫學工程學雜志, 2016, 33(5): 1005-1010. doi: 10.7507/1001-5515.20160161 復制
0 引言
細胞遷移是胚胎發育、免疫系統功能行使、血管新生等多種生命活動的基礎，在炎癥發生、血管損傷以及腫瘤轉移過程中具有相當重要的作用。細胞遷移是一個非常復雜的過程，包含了一系列胞內外信號傳的過程，并最終影響細胞骨架重建和細胞黏附性能的變化，實現細胞位置的改變[1-3]。
溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)是真核細胞磷脂生物合成早期階段的關鍵性前體，是迄今發現的一種最小、結構最簡單的磷脂。LPA作為一種細胞間的磷脂信使，可以激活G蛋白偶聯受體，產生生長激素樣作用，從而引起廣泛的生物學效應，對細胞的生長、增殖、分化及細胞內信息傳遞產生重要影響，在維持機體正常的生理功能、參與各種病理過程的發生發展等方面均起著重要的作用[4]。
干細胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的特殊細胞，在機體發育、損傷組織的修復和再生中起重要作用。在損傷組織修復中，干細胞的動員和向損傷組織位點定向遷移是其進行組織修復的前提。研究發現，LPA可以調節干細胞的遷移能力，誘導干細胞向損傷部位歸巢，促進損傷組織的修復[5]。另一方面，腫瘤細胞的侵襲轉移能力與腫瘤的惡化及預后緊密相關，大量研究證明，LPA可顯著促進腫瘤細胞的遷移能力[6]。
本文首先介紹了LPA的來源及其主要受體，然后著重介紹了LPA對腫瘤細胞侵襲轉移能力和干細胞遷移能力的影響，并介紹了這些過程中涉及的相關信號途徑。
1 LPA的來源及其受體
1.1 LPA的來源
LPA是一種由血小板、成纖維細胞、脂肪細胞和某些腫瘤細胞分泌的小分子甘油磷酸脂，以多種形式存在于不同的組織/細胞中。細胞外的LPA主要有兩個來源：一個是卵磷脂、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸等膜磷脂在磷脂酶D的作用下轉化為磷脂酸，再由磷脂酶A2將其轉化為LPA；另一個是磷脂酶A2將膜磷脂轉化為溶血磷脂，然后再由自毒素(autotaxin, ATX)催化為LPA[7]。細胞內的LPA可由線粒體和內質網等細胞器通過酶促反應產生[8]。胞外的LPA通過與LPA的受體結合進行信號調控，胞內的LPA可以作為合成其它甘油糖脂的媒介分子。LPA在胞外或者細胞器膜上的磷酸脂磷酯酶(lipid phosphate phosphatase, LPP)的作用下被轉化為單酰基甘油(monoacylglycerol, MAG)，進而在MAG激酶作用下，被磷酸化后又可以參與到LPA的合成代謝中[8-9]。可見，機體中的LPA水平主要呈現為由ATX和LPP共同作用維持的一種動態平衡狀態。
1.2 LPA受體
LPA對百日咳毒素敏感Gi蛋白(pertussis toxin sensitive-Gi, PTX-Gi)具有激活作用，表明細胞中存在響應LPA的G蛋白耦聯受體。目前已發現了6種不同的LPA受體(LPA receptor, LPAR)，每種LPAR都耦聯了不同的G蛋白，并通過G蛋白激活下游多條信號通路，影響細胞的生長、增殖、凋亡、遷移和分化等生物學行為[7]。
LPAR1、LPAR 2和LPAR 3是內皮分化基因(endothelial differentiation gene, EDG)家族成員[10]。LPAR1存在于多數組織中，能夠激活3種不同類型的G蛋白：Gαi/0、Gαq/11和Gα12/13。LPAR2高表達于人的睪丸、白細胞中，并在一些惡性腫瘤細胞中異常表達，表明LPAR2可能參與調節腫瘤的發生發展進程[6-7]。LPAR2也能激活Gαi/0、Gαq/11和Gα12/13三種G蛋白。LPAR3在心臟、前列腺、睪丸、卵巢、胰腺、肺和腦等組織中表達，也在部分腫瘤組織中異常表達，能夠耦聯Gαi/0和Gαq/11，但不能耦聯Gα12/13蛋白[11]。
LPAR4、LPAR 5和LPAR 6是不同于EDG家族的分子。LPAR4在人體中廣泛表達，能夠耦聯Gαi/0、Gαq/11、Gα12/13和Gαs共4種G蛋白，其中Gαs并不是常見的LPAR4耦聯G蛋白[7]。LPAR5可以通過Gα12/13誘導細胞應力纖維形成，并能通過Gαq/11增加細胞內鈣離子的濃度[12]。有研究報道，敲除胰腺癌細胞的lpar5基因后能夠明顯影響LPA誘導的遷移[13]。LPAR6在人上皮和毛囊中大量表達，如果其發生突變能夠導致少毛癥和羊毛癥的產生。目前關于LPAR6對細胞遷移的報道有限，但沉默lpar6基因的表達能夠提高腫瘤細胞的藥敏性，因此抑制LPAR6基因的表達可能提高腫瘤的藥物治療效果[7]。
2 對腫瘤細胞和干細胞遷移能力的影響
2.1 對腫瘤細胞遷移的影響
腫瘤細胞遷移能力的增加在腫瘤組織的形成和轉移過程中起著至關重要的作用，遷移過程中細胞內信號通路的研究對臨床上腫瘤的預防、治療以及可能的癌癥轉移干預都具有十分重要的意義。早期的研究發現癌變組織中LPA的表達遠高于正常組織，于是人們將LPA的異常表達同癌癥的發生、發展聯系起來[14]。隨后的研究證明，LPA不但參與了癌癥的多個病理過程，還能夠直接影響癌細胞的侵襲轉移能力[15]。近年來，不斷有研究報道LPA可促進多種腫瘤細胞的遷移，包括卵巢癌細胞、肝癌細胞、淋巴癌細胞、膠質瘤細胞、胰腺癌細胞等[16]。此外，在臨床上，LPA在血清中的含量可作為卵巢癌、骨癌、子宮內膜癌以及宮頸癌等腫瘤診斷的早期標志或預后指標[17]。
由于腫瘤細胞的種類繁雜，人們考察了不同的腫瘤細胞在LPA作用下其遷移行為的變化情況。例如，LPA對卵巢癌細胞運動能力具有明顯促進作用，且在構建了動物模型的研究中發現，實驗組動物體內血清和腹水中LPA的含量明顯高于正常組[17]。此外，Kato等[18]的報道提出，LPA能促進胰腺癌細胞的遷移能力，且在敲除lpar3基因后可明顯抑制LPA對細胞遷移的誘導作用。有趣的是，LPA對HuH7等高轉移性肝癌細胞的遷移能力具有顯著促進作用，但對HepG2等低轉移性肝癌細胞的遷移能力沒有明顯的影響。這種響應差異的原因目前尚不清楚，推測可能與不同肝癌細胞系表達LPAR的差異性相關[19-21]。然而人們也發現部分腫瘤細胞，如黑色素瘤細胞、肉瘤細胞、鼻咽癌細胞和結腸癌細胞等，在LPA的作用下其遷移能力卻受到抑制，并且這種抑制作用通常是通過LPAR4和LPAR5來調節[13, 22-24]，這樣的現象表明在不同種類的腫瘤細胞中LPA對遷移的影響作用存在著較大差異。
2.2 對干細胞遷移行為的影響
干細胞具有自我更新和多向分化潛能，是細胞治療和損傷組織修復中理想的材料來源。干細胞的動員和向損傷組織位點的定向遷移是其進行組織修復的前提。已有研究證實，LPA能夠促進胚胎干細胞和成體干細胞的遷移能力[5, 8]。最近的研究表明，LPA參與調節傷口愈合、血管因子分泌、細胞趨藥性和細胞周期等生理和病理過程。在傷口愈合過程中，LPA能夠刺激角質細胞、成纖維細胞、間質細胞和上皮細胞的遷移和增殖，并通過誘導間充質干細胞(mesenchymal stem cells, MSCs)向損傷部位歸巢，促進傷口愈合。此外，LPA還能誘導干細胞分泌促傷口愈合因子，表明在傷口愈合過程中，LPA不僅能夠直接誘導干細胞向損傷部位募集，還能通過刺激干細胞的旁分泌作用，進一步促進創口的愈合速度[25]。
細胞遷移在機體發育過程中扮演重要角色。在機體發育過程中，干細胞的遷移對于胚胎的形成和成熟具有重要的意義。研究發現，LPA能夠誘導神經干細胞(nervous stem cells, NSCs)遷移并向神經元細胞分化，參與大腦皮層、軸突生長錐的形成[26]。在血管形成過程中，LPA可促進內皮祖細胞、平滑肌細胞的遷移和分化，從而調節血管的生成[2]。在骨形成過程中，LPA可誘導MSCs遷移并向成骨細胞分化，同時成骨細胞自身也可分泌LPA加速骨的形成[27]。血液中的LPA能提高造血干細胞(hemopoietic stem cell, HSCs)的運動和歸巢能力，對血細胞的形成和成熟具有促進作用[28]。目前，LPA對干細胞遷移的促進作用越來越受到人們的重視，大量的研究正致力于探索LPA促干細胞遷移的分子機制，為深入認識LPA促干細胞遷移在機體發育和損傷組織修復中的作用提供理論依據。
3 影響細胞遷移的相關信號途徑
3.1 Ras同源基因家族途徑
Ras同源基因家族(Ras homolog gene family, Rho)作為影響細胞骨架重構的重要信號分子，能夠調節應力纖維和黏著斑的形成以及細胞骨架的重排[29]。LPA通過與Gα12/13耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR4和LPAR5結合，直接激活Rho途徑[7]。Rho途徑的激活能夠影響多種分子的表達，Ras同源基因家族成員A(Ras homolog gene family member A, RhoA)是最早發現的能夠參與LPA信號通路的分子。RhoA能夠參與調節肌動蛋白骨架的形成，并通過調節黏著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)和樁蛋白的磷酸化水平影響細胞的運動能力[30]。許多研究發現，RhoA的下游分子Rho相關蛋白激酶(Rho-associated kinase, ROCK)是調節細胞遷移的主要分子，可通過增加肌動蛋白的聚合以及黏著斑的形成速度來影響細胞的運動能力。在ROCK抑制劑Y-27632的作用下，LPA誘導的細胞遷移被明顯抑制，同時FAK和樁蛋白的磷酸化水平也明顯減弱。進一步的研究證實，LPA能夠通過LPAR激活特定的G蛋白，從而通過RhoA/ROCK信號通路，激活下游的核轉錄因子kappa B(nuclear factor kappa-B, NF-κB)等重要信號分子，并最終影響細胞的運動能力[13, 31]。這些研究結果表明，Rho途徑在LPA影響細胞遷移過程中起著重要的介導作用。
3.2 促分裂原活化蛋白激酶途徑
促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)作為普遍存在的磷酸酶，參與細胞存活、分裂和遷移等生物學行為，并且能夠調節細胞骨架的構成。LPA可以通過與Gαi/0耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR3和LPAR4來激活MAPK，從而引起胞外信號調節蛋白激酶1/2(extracellular signal-regulated protein kinase 1/2, ERK1/2)的磷酸化，并改變細胞的遷移能力。也有研究表明，LPA能夠同時激活MAPK和ERK1/2，兩者為平行關系而非上下游關系[7, 32]。有趣的是，不是所有的細胞都通過激活MAPK通路來應答LPA的刺激。例如在LPA作用下，結腸癌細胞能夠通過MAPK信號通路調節細胞的遷移，但在乳腺癌細胞MDA-MB-435中卻不是通過MAPK途徑調節細胞的遷移[33]，表明MAPK信號途徑在介導LPA影響細胞遷移過程中存在細胞種類差異性。
3.3 磷脂酰肌醇-3-激酶途徑
磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase, PI3K)是一種細胞內磷脂酰肌醇激酶，在細胞增殖、分化、骨架構建等生物學行為中發揮重要作用[34]。LPA能夠通過與Gαi/0耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR3和LPAR4激活PI3K，進而調控細胞的應答反應[7]。在大多數細胞中，PI3K的激活可以提高細胞的遷移能力。活化的PI3K能夠激活下游的p21活化激酶1(p21-activated kinase-1, PAK1)，PAK1的活化可快速誘導細胞產生板狀偽足、絲狀偽足和背褶邊，從而促進細胞骨架的形成和細胞遷移。在PI3K特異性抑制劑LY294002作用下，LPA誘導的PAK1激活和細胞遷移被有效抑制。蛋白激酶B(protein kinase B, PKB/Akt)作為PI3K下游重要的信號分子，能夠響應PI3K激活后引起的一系列反應。雖然所有Akt分子具有85%的同源性，但是不同類型的Akt分子所起的作用各不相同。在LPA誘導的細胞遷移過程中，Akt1具有更加重要的作用[35]。但是也有研究發現，LPA能夠抑制細胞中PI3K的激活，從而造成細胞膜上磷脂酰肌醇三磷酸鹽(phosphatidylinositol 3, 4, 5-triphosphate, PIP3)被大量消耗，引起細胞遷移的抑制[36]。
3.4 磷脂酶C途徑
磷脂酶C(phospholipase C, PLC)是磷脂酶家族中的重要成員，能調節細胞內肌醇三磷酸(inositol 1, 4, 5-trisphosphate, IP3)和二酰甘油(diacylglycerol, DAG)的水平。研究表明，LPA能夠通過與Gαq/11和Gɑi/0耦聯的LPAR來激活PLC，從而調節細胞內Ca2+的釋放和蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)的磷酸化，并最終參與細胞的多種生物學行為[7, 37]。Ca2+是細胞運動、遷移所需的重要信號分子，LPA可以通過PLC的激活來增加Ca2+的流動，從而誘導細胞的遷移[38]。PKC是絲氨酸/蘇氨酸激酶家族成員，能夠調節細胞增殖、凋亡、存活和遷移等多種細胞生物學行為。由于PKC的激活能夠參與黏著小帶的斷裂和細胞骨架形成，因此與細胞的遷移密切相關。PKC特異性抑制劑GF109203X可以消除LPA對多種細胞遷移的誘導作用[39]。在絕大多數細胞中，PKC的激活可以增加細胞的遷移能力，但在某些細胞中，如乳腺癌細胞和小鼠胚胎纖維母細胞，PKC的激活卻對細胞的遷移能力起抑制作用[40]。
3.5 環腺苷一磷酸途徑
環腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)作為細胞內重要的第二信使，能夠直接參與調節細胞的遷移和趨化能力。細胞內cAMP含量的增加可有效并快速影響細胞遷移過程中黏著斑的形成，減少細胞邊緣肌動蛋白的密度，并可逆地中斷細胞形成背褶邊的過程[41]。目前的研究發現，LPA能夠通過Gαs蛋白增加細胞內cAMP的濃度。多數情況下，只有LPAR4能夠與Gαs蛋白耦聯，也有報道稱LPAR5能增加cAMP在細胞內的含量，但這種上調不是通過與Gαs蛋白偶聯來實現的[42]。因此，在LPA的作用下可能存在著其它的作用方式來增加細胞內cAMP的含量。cAMP在細胞內含量的上升能夠抑制細胞的遷移，這可能是在LPA作用下有些細胞表現出遷移行為抑制的原因。
3.6 其它可能的信號分子
在LPA誘導細胞遷移的過程中涉及到許多分子，在不同類型的細胞中LPA信號可能通過不同的信號通路進行傳導，同時不同信號通路之間可能還存在交互對話(crosstalk)。LPA除了能夠直接激活信號分子影響細胞的遷移能力外，在某些細胞中，LPA還能通過誘導細胞合成諸如白介素-6(interleukin-6, IL-6)、白介素-8(interleukin, IL-8)或腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等趨化因子，從而改變細胞的遷移能力。在多個促遷移因子同時存在的條件下，LPA能夠提升細胞應答其它促遷移因子的能力，例如Whetton等[43]研究證實，LPA能夠提高造血干細胞響應基質細胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1, SDF-1)的促細胞遷移能力。可見，LPA影響細胞遷移的機制十分復雜，不僅因細胞類型而異，而且與多種信號途徑及其交互影響有關，同時還存在直接或間接調控細胞遷移行為的不同作用方式。
4 結語
LPA對細胞的遷移行為具有十分重要的調節作用，能夠通過激活不同的信號通路從而改變細胞的遷移能力。在腫瘤防治方面，LPA在血清和腹水中含量的變化可以作為一些癌癥診斷和預后的指標，因此靶向干預LPA誘導的癌細胞侵襲轉移對癌癥治療具有重要意義。在損傷組織修復方面，LPA能提高干細胞的遷移能力，從而加速組織修復和傷口愈合，因此通過LPA調節干細胞的遷移能力可作為提高臨床干細胞移植中細胞治療或/和組織修復的新策略。
LPA對細胞的遷移行為存在重要影響。盡管目前人們在LPA對不同細胞遷移的作用效果及分子機制研究中還存在不少疑問，但LPA對腫瘤細胞和干細胞遷移行為的影響特征已基本上被闡明。相信隨著LPA在細胞遷移中作用研究的不斷深入，人們將全面揭示LPA影響細胞遷移的分子機制及信號通路，這對LPA靶向干預的腫瘤防治和通過LPA調控干細胞遷移能力的干細胞治療具有重要意義。
0 引言
細胞遷移是胚胎發育、免疫系統功能行使、血管新生等多種生命活動的基礎，在炎癥發生、血管損傷以及腫瘤轉移過程中具有相當重要的作用。細胞遷移是一個非常復雜的過程，包含了一系列胞內外信號傳的過程，并最終影響細胞骨架重建和細胞黏附性能的變化，實現細胞位置的改變[1-3]。
溶血磷脂酸(lysophosphatidic acid, LPA)是真核細胞磷脂生物合成早期階段的關鍵性前體，是迄今發現的一種最小、結構最簡單的磷脂。LPA作為一種細胞間的磷脂信使，可以激活G蛋白偶聯受體，產生生長激素樣作用，從而引起廣泛的生物學效應，對細胞的生長、增殖、分化及細胞內信息傳遞產生重要影響，在維持機體正常的生理功能、參與各種病理過程的發生發展等方面均起著重要的作用[4]。
干細胞是一類具有自我更新和多向分化潛能的特殊細胞，在機體發育、損傷組織的修復和再生中起重要作用。在損傷組織修復中，干細胞的動員和向損傷組織位點定向遷移是其進行組織修復的前提。研究發現，LPA可以調節干細胞的遷移能力，誘導干細胞向損傷部位歸巢，促進損傷組織的修復[5]。另一方面，腫瘤細胞的侵襲轉移能力與腫瘤的惡化及預后緊密相關，大量研究證明，LPA可顯著促進腫瘤細胞的遷移能力[6]。
本文首先介紹了LPA的來源及其主要受體，然后著重介紹了LPA對腫瘤細胞侵襲轉移能力和干細胞遷移能力的影響，并介紹了這些過程中涉及的相關信號途徑。
1 LPA的來源及其受體
1.1 LPA的來源
LPA是一種由血小板、成纖維細胞、脂肪細胞和某些腫瘤細胞分泌的小分子甘油磷酸脂，以多種形式存在于不同的組織/細胞中。細胞外的LPA主要有兩個來源：一個是卵磷脂、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸等膜磷脂在磷脂酶D的作用下轉化為磷脂酸，再由磷脂酶A2將其轉化為LPA；另一個是磷脂酶A2將膜磷脂轉化為溶血磷脂，然后再由自毒素(autotaxin, ATX)催化為LPA[7]。細胞內的LPA可由線粒體和內質網等細胞器通過酶促反應產生[8]。胞外的LPA通過與LPA的受體結合進行信號調控，胞內的LPA可以作為合成其它甘油糖脂的媒介分子。LPA在胞外或者細胞器膜上的磷酸脂磷酯酶(lipid phosphate phosphatase, LPP)的作用下被轉化為單酰基甘油(monoacylglycerol, MAG)，進而在MAG激酶作用下，被磷酸化后又可以參與到LPA的合成代謝中[8-9]。可見，機體中的LPA水平主要呈現為由ATX和LPP共同作用維持的一種動態平衡狀態。
1.2 LPA受體
LPA對百日咳毒素敏感Gi蛋白(pertussis toxin sensitive-Gi, PTX-Gi)具有激活作用，表明細胞中存在響應LPA的G蛋白耦聯受體。目前已發現了6種不同的LPA受體(LPA receptor, LPAR)，每種LPAR都耦聯了不同的G蛋白，并通過G蛋白激活下游多條信號通路，影響細胞的生長、增殖、凋亡、遷移和分化等生物學行為[7]。
LPAR1、LPAR 2和LPAR 3是內皮分化基因(endothelial differentiation gene, EDG)家族成員[10]。LPAR1存在于多數組織中，能夠激活3種不同類型的G蛋白：Gαi/0、Gαq/11和Gα12/13。LPAR2高表達于人的睪丸、白細胞中，并在一些惡性腫瘤細胞中異常表達，表明LPAR2可能參與調節腫瘤的發生發展進程[6-7]。LPAR2也能激活Gαi/0、Gαq/11和Gα12/13三種G蛋白。LPAR3在心臟、前列腺、睪丸、卵巢、胰腺、肺和腦等組織中表達，也在部分腫瘤組織中異常表達，能夠耦聯Gαi/0和Gαq/11，但不能耦聯Gα12/13蛋白[11]。
LPAR4、LPAR 5和LPAR 6是不同于EDG家族的分子。LPAR4在人體中廣泛表達，能夠耦聯Gαi/0、Gαq/11、Gα12/13和Gαs共4種G蛋白，其中Gαs并不是常見的LPAR4耦聯G蛋白[7]。LPAR5可以通過Gα12/13誘導細胞應力纖維形成，并能通過Gαq/11增加細胞內鈣離子的濃度[12]。有研究報道，敲除胰腺癌細胞的lpar5基因后能夠明顯影響LPA誘導的遷移[13]。LPAR6在人上皮和毛囊中大量表達，如果其發生突變能夠導致少毛癥和羊毛癥的產生。目前關于LPAR6對細胞遷移的報道有限，但沉默lpar6基因的表達能夠提高腫瘤細胞的藥敏性，因此抑制LPAR6基因的表達可能提高腫瘤的藥物治療效果[7]。
2 對腫瘤細胞和干細胞遷移能力的影響
2.1 對腫瘤細胞遷移的影響
腫瘤細胞遷移能力的增加在腫瘤組織的形成和轉移過程中起著至關重要的作用，遷移過程中細胞內信號通路的研究對臨床上腫瘤的預防、治療以及可能的癌癥轉移干預都具有十分重要的意義。早期的研究發現癌變組織中LPA的表達遠高于正常組織，于是人們將LPA的異常表達同癌癥的發生、發展聯系起來[14]。隨后的研究證明，LPA不但參與了癌癥的多個病理過程，還能夠直接影響癌細胞的侵襲轉移能力[15]。近年來，不斷有研究報道LPA可促進多種腫瘤細胞的遷移，包括卵巢癌細胞、肝癌細胞、淋巴癌細胞、膠質瘤細胞、胰腺癌細胞等[16]。此外，在臨床上，LPA在血清中的含量可作為卵巢癌、骨癌、子宮內膜癌以及宮頸癌等腫瘤診斷的早期標志或預后指標[17]。
由于腫瘤細胞的種類繁雜，人們考察了不同的腫瘤細胞在LPA作用下其遷移行為的變化情況。例如，LPA對卵巢癌細胞運動能力具有明顯促進作用，且在構建了動物模型的研究中發現，實驗組動物體內血清和腹水中LPA的含量明顯高于正常組[17]。此外，Kato等[18]的報道提出，LPA能促進胰腺癌細胞的遷移能力，且在敲除lpar3基因后可明顯抑制LPA對細胞遷移的誘導作用。有趣的是，LPA對HuH7等高轉移性肝癌細胞的遷移能力具有顯著促進作用，但對HepG2等低轉移性肝癌細胞的遷移能力沒有明顯的影響。這種響應差異的原因目前尚不清楚，推測可能與不同肝癌細胞系表達LPAR的差異性相關[19-21]。然而人們也發現部分腫瘤細胞，如黑色素瘤細胞、肉瘤細胞、鼻咽癌細胞和結腸癌細胞等，在LPA的作用下其遷移能力卻受到抑制，并且這種抑制作用通常是通過LPAR4和LPAR5來調節[13, 22-24]，這樣的現象表明在不同種類的腫瘤細胞中LPA對遷移的影響作用存在著較大差異。
2.2 對干細胞遷移行為的影響
干細胞具有自我更新和多向分化潛能，是細胞治療和損傷組織修復中理想的材料來源。干細胞的動員和向損傷組織位點的定向遷移是其進行組織修復的前提。已有研究證實，LPA能夠促進胚胎干細胞和成體干細胞的遷移能力[5, 8]。最近的研究表明，LPA參與調節傷口愈合、血管因子分泌、細胞趨藥性和細胞周期等生理和病理過程。在傷口愈合過程中，LPA能夠刺激角質細胞、成纖維細胞、間質細胞和上皮細胞的遷移和增殖，并通過誘導間充質干細胞(mesenchymal stem cells, MSCs)向損傷部位歸巢，促進傷口愈合。此外，LPA還能誘導干細胞分泌促傷口愈合因子，表明在傷口愈合過程中，LPA不僅能夠直接誘導干細胞向損傷部位募集，還能通過刺激干細胞的旁分泌作用，進一步促進創口的愈合速度[25]。
細胞遷移在機體發育過程中扮演重要角色。在機體發育過程中，干細胞的遷移對于胚胎的形成和成熟具有重要的意義。研究發現，LPA能夠誘導神經干細胞(nervous stem cells, NSCs)遷移并向神經元細胞分化，參與大腦皮層、軸突生長錐的形成[26]。在血管形成過程中，LPA可促進內皮祖細胞、平滑肌細胞的遷移和分化，從而調節血管的生成[2]。在骨形成過程中，LPA可誘導MSCs遷移并向成骨細胞分化，同時成骨細胞自身也可分泌LPA加速骨的形成[27]。血液中的LPA能提高造血干細胞(hemopoietic stem cell, HSCs)的運動和歸巢能力，對血細胞的形成和成熟具有促進作用[28]。目前，LPA對干細胞遷移的促進作用越來越受到人們的重視，大量的研究正致力于探索LPA促干細胞遷移的分子機制，為深入認識LPA促干細胞遷移在機體發育和損傷組織修復中的作用提供理論依據。
3 影響細胞遷移的相關信號途徑
3.1 Ras同源基因家族途徑
Ras同源基因家族(Ras homolog gene family, Rho)作為影響細胞骨架重構的重要信號分子，能夠調節應力纖維和黏著斑的形成以及細胞骨架的重排[29]。LPA通過與Gα12/13耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR4和LPAR5結合，直接激活Rho途徑[7]。Rho途徑的激活能夠影響多種分子的表達，Ras同源基因家族成員A(Ras homolog gene family member A, RhoA)是最早發現的能夠參與LPA信號通路的分子。RhoA能夠參與調節肌動蛋白骨架的形成，并通過調節黏著斑激酶(focal adhesion kinase, FAK)和樁蛋白的磷酸化水平影響細胞的運動能力[30]。許多研究發現，RhoA的下游分子Rho相關蛋白激酶(Rho-associated kinase, ROCK)是調節細胞遷移的主要分子，可通過增加肌動蛋白的聚合以及黏著斑的形成速度來影響細胞的運動能力。在ROCK抑制劑Y-27632的作用下，LPA誘導的細胞遷移被明顯抑制，同時FAK和樁蛋白的磷酸化水平也明顯減弱。進一步的研究證實，LPA能夠通過LPAR激活特定的G蛋白，從而通過RhoA/ROCK信號通路，激活下游的核轉錄因子kappa B(nuclear factor kappa-B, NF-κB)等重要信號分子，并最終影響細胞的運動能力[13, 31]。這些研究結果表明，Rho途徑在LPA影響細胞遷移過程中起著重要的介導作用。
3.2 促分裂原活化蛋白激酶途徑
促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)作為普遍存在的磷酸酶，參與細胞存活、分裂和遷移等生物學行為，并且能夠調節細胞骨架的構成。LPA可以通過與Gαi/0耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR3和LPAR4來激活MAPK，從而引起胞外信號調節蛋白激酶1/2(extracellular signal-regulated protein kinase 1/2, ERK1/2)的磷酸化，并改變細胞的遷移能力。也有研究表明，LPA能夠同時激活MAPK和ERK1/2，兩者為平行關系而非上下游關系[7, 32]。有趣的是，不是所有的細胞都通過激活MAPK通路來應答LPA的刺激。例如在LPA作用下，結腸癌細胞能夠通過MAPK信號通路調節細胞的遷移，但在乳腺癌細胞MDA-MB-435中卻不是通過MAPK途徑調節細胞的遷移[33]，表明MAPK信號途徑在介導LPA影響細胞遷移過程中存在細胞種類差異性。
3.3 磷脂酰肌醇-3-激酶途徑
磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase, PI3K)是一種細胞內磷脂酰肌醇激酶，在細胞增殖、分化、骨架構建等生物學行為中發揮重要作用[34]。LPA能夠通過與Gαi/0耦聯的LPAR1、LPAR2、LPAR3和LPAR4激活PI3K，進而調控細胞的應答反應[7]。在大多數細胞中，PI3K的激活可以提高細胞的遷移能力。活化的PI3K能夠激活下游的p21活化激酶1(p21-activated kinase-1, PAK1)，PAK1的活化可快速誘導細胞產生板狀偽足、絲狀偽足和背褶邊，從而促進細胞骨架的形成和細胞遷移。在PI3K特異性抑制劑LY294002作用下，LPA誘導的PAK1激活和細胞遷移被有效抑制。蛋白激酶B(protein kinase B, PKB/Akt)作為PI3K下游重要的信號分子，能夠響應PI3K激活后引起的一系列反應。雖然所有Akt分子具有85%的同源性，但是不同類型的Akt分子所起的作用各不相同。在LPA誘導的細胞遷移過程中，Akt1具有更加重要的作用[35]。但是也有研究發現，LPA能夠抑制細胞中PI3K的激活，從而造成細胞膜上磷脂酰肌醇三磷酸鹽(phosphatidylinositol 3, 4, 5-triphosphate, PIP3)被大量消耗，引起細胞遷移的抑制[36]。
3.4 磷脂酶C途徑
磷脂酶C(phospholipase C, PLC)是磷脂酶家族中的重要成員，能調節細胞內肌醇三磷酸(inositol 1, 4, 5-trisphosphate, IP3)和二酰甘油(diacylglycerol, DAG)的水平。研究表明，LPA能夠通過與Gαq/11和Gɑi/0耦聯的LPAR來激活PLC，從而調節細胞內Ca2+的釋放和蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)的磷酸化，并最終參與細胞的多種生物學行為[7, 37]。Ca2+是細胞運動、遷移所需的重要信號分子，LPA可以通過PLC的激活來增加Ca2+的流動，從而誘導細胞的遷移[38]。PKC是絲氨酸/蘇氨酸激酶家族成員，能夠調節細胞增殖、凋亡、存活和遷移等多種細胞生物學行為。由于PKC的激活能夠參與黏著小帶的斷裂和細胞骨架形成，因此與細胞的遷移密切相關。PKC特異性抑制劑GF109203X可以消除LPA對多種細胞遷移的誘導作用[39]。在絕大多數細胞中，PKC的激活可以增加細胞的遷移能力，但在某些細胞中，如乳腺癌細胞和小鼠胚胎纖維母細胞，PKC的激活卻對細胞的遷移能力起抑制作用[40]。
3.5 環腺苷一磷酸途徑
環腺苷一磷酸(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)作為細胞內重要的第二信使，能夠直接參與調節細胞的遷移和趨化能力。細胞內cAMP含量的增加可有效并快速影響細胞遷移過程中黏著斑的形成，減少細胞邊緣肌動蛋白的密度，并可逆地中斷細胞形成背褶邊的過程[41]。目前的研究發現，LPA能夠通過Gαs蛋白增加細胞內cAMP的濃度。多數情況下，只有LPAR4能夠與Gαs蛋白耦聯，也有報道稱LPAR5能增加cAMP在細胞內的含量，但這種上調不是通過與Gαs蛋白偶聯來實現的[42]。因此，在LPA的作用下可能存在著其它的作用方式來增加細胞內cAMP的含量。cAMP在細胞內含量的上升能夠抑制細胞的遷移，這可能是在LPA作用下有些細胞表現出遷移行為抑制的原因。
3.6 其它可能的信號分子
在LPA誘導細胞遷移的過程中涉及到許多分子，在不同類型的細胞中LPA信號可能通過不同的信號通路進行傳導，同時不同信號通路之間可能還存在交互對話(crosstalk)。LPA除了能夠直接激活信號分子影響細胞的遷移能力外，在某些細胞中，LPA還能通過誘導細胞合成諸如白介素-6(interleukin-6, IL-6)、白介素-8(interleukin, IL-8)或腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等趨化因子，從而改變細胞的遷移能力。在多個促遷移因子同時存在的條件下，LPA能夠提升細胞應答其它促遷移因子的能力，例如Whetton等[43]研究證實，LPA能夠提高造血干細胞響應基質細胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor-1, SDF-1)的促細胞遷移能力。可見，LPA影響細胞遷移的機制十分復雜，不僅因細胞類型而異，而且與多種信號途徑及其交互影響有關，同時還存在直接或間接調控細胞遷移行為的不同作用方式。
4 結語
LPA對細胞的遷移行為具有十分重要的調節作用，能夠通過激活不同的信號通路從而改變細胞的遷移能力。在腫瘤防治方面，LPA在血清和腹水中含量的變化可以作為一些癌癥診斷和預后的指標，因此靶向干預LPA誘導的癌細胞侵襲轉移對癌癥治療具有重要意義。在損傷組織修復方面，LPA能提高干細胞的遷移能力，從而加速組織修復和傷口愈合，因此通過LPA調節干細胞的遷移能力可作為提高臨床干細胞移植中細胞治療或/和組織修復的新策略。
LPA對細胞的遷移行為存在重要影響。盡管目前人們在LPA對不同細胞遷移的作用效果及分子機制研究中還存在不少疑問，但LPA對腫瘤細胞和干細胞遷移行為的影響特征已基本上被闡明。相信隨著LPA在細胞遷移中作用研究的不斷深入，人們將全面揭示LPA影響細胞遷移的分子機制及信號通路，這對LPA靶向干預的腫瘤防治和通過LPA調控干細胞遷移能力的干細胞治療具有重要意義。