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（二）细胞外基质（extracellular matrix, ECM)
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ECM主要由胶原、糖蛋白、黏多糖和氨基葡聚糖组成，ECM的各种成分不但在组织中起分隔作用，而且动态调节组织细胞的代谢和行为。已有充分证据表明肿瘤的转移能力与其产生或诱导产生降解ECM或基底膜的蛋白有密切相关。这些蛋白酶可分为：丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、弹力蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶，其中以金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）与胃癌的研究较多。
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1．MMP
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MMP属于锌肽酶超家族，已有约20种具有MMP基本结构的MMP分子被发现（MMP1～MMP20)，它们分别属于胶原酶、明胶酶、间质溶素、基质溶素、膜性金属蛋白酶、金属弹力蛋白酶等。MMPs被激活后通过水解细胞ECM和BM中胶原和纤维连接蛋白等成分导致基底膜破坏，肿瘤细胞浸润结缔组织基质，侵入小血管和淋巴管而发生转移，并可通过促进肿瘤血管形成，重塑肿瘤生长微环境来促进肿瘤浸润转移。MMP抑制物（TIMP）是MMP的天然抑制物，细胞外基质中MMP与TIMP的失衡与肿瘤的浸润和转移密切相关。在MMP/TIMP的表达研究中发现，明胶酶MMP-2和MMP-9、膜性金属蛋白酶（MT1-MMP）在胃癌细胞中有明显表达，并与浸润深度、淋巴结转移和临床分期呈正相关，TIMP-1、TIMP-2分别可与MMP-9、MMP-2前体形成复合物，使后者失活。胃癌组织中MMP-9和TIMP-1表达失衡有4种类型，其中MMP-9表达超过TIMP的胃癌者发生浆膜浸润、淋巴结转移高于TIMP表达低于MMP-9者或两者平衡者，MMP-9阳性表达与胃癌浸润转移正相关，而TIMP-1阳性表达与胃癌浸润转移呈负相关。在非浸润性胃癌中TIMP-2表达大于MMP-2,而浸润性胃癌则相反。近年发现基质溶素MMP-7在胃癌中表达较多，存在癌细胞膜和胞浆内，其阳性强度与浆膜浸润、淋巴结转移、低分化及短生存期有关，而且MMP-7阳性胃癌发生腹膜播散的危险性是阴性者的10倍。MMP在转移中的作用主要表现在降解基底膜和细胞外基质，同时还与其他有关因子协同在新生血管形成和调节细胞黏附中发挥作用。MMP-2、MMP-9能降解Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原，MT1-MMP在内皮细胞表面表达促使局部胶原和层黏蛋白的降解。MMP-2的外源性抑制物或反义核酸均能导致肿瘤蛋白水解能力和新生血管能力丧失。体内外试验表明抑制MMP-2活性可使肿瘤体积下降70％，减少胃癌的淋巴结和腹膜转移率。MMP对新生血管形成的作用受到VEGF、TGF、bFGF、HGF的调控。
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2．uPA
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尿激酶型—血浆纤维蛋白原激活因子（uronase-type plasminogen activator, uPA)，是丝氨酸蛋白酶类中与肿瘤浸润转移相关密切的一种因子，能激活纤溶酶原使之转换为纤溶酶并降解细胞外基质。影响其活性的因素主要包括uPA受体（uPAR）及抑制剂PAI（plasminogen activator inhibitor, PAI)，uPA结合uPAR后可以增强uPAR与亲玻黏连蛋白（vitronectin, VN)、整合素的亲和力，从而启动细胞内、外信号传导，激活蛋白激酶、FAK等促进细胞迁移，PAI可以干扰uPAR与VN和整合素结合。国内外资料均显示，胃癌中uPA、uPAR在mRNA和蛋白水平的增高与浆膜浸润、淋巴结转移有关。
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3．乙酰肝素酶
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肝素酶基因位于4号染色体上，全长39kB，其表达产物经剪接修饰后成为一种异二聚体，分子量为50kD，是至今发现的唯一一种可以降解硫酸乙酰肝素蛋白多糖聚糖链的葡萄糖醛酸内切酶。乙酰肝素酶在心、脑、肺、肾、胰等脏器中不表达，但在增生性病变、炎症、损伤、免疫反应及恶性肿瘤的生长与转移等多种病理改变中普遍存在。乙酰肝素（HS）是ECM和BM的主要成分，它能与细胞表面及ECM中的活性分子结合，黏附于细胞表面，介导细胞—细胞、细胞—组织间的黏附作用，以及细胞的迁移、分化、增殖过程。这些分子主要有：碱性成纤维生长因子、血小板衍生性生长因子、纤维结合素、胶原、肝素辅助因子—Ⅱ、IL-2、脂蛋白、DNA拓扑异构酶、淀粉样蛋白活性酶等。当乙酰肝素酶降解HS后，不仅产生一系列HS的活性片段，也使这些活性分子被释放。
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乙酰肝素酶促进肿瘤浸润转移的主要机制为：①降解ECM和BM, 破坏了细胞侵袭的屏障；②自身以及释放的一些生长因子促进肿瘤血管生成；③HS的降解片段具有抑制激活的T淋巴细胞的生物学功能；④释放结合在HS上的尿激酶型纤溶酶原激活物和组织纤溶酶原激活物，从而活化生长因子，激活ECM中蛋白酶级联反应，可活化部分基质金属蛋白酶；⑤释放的脂蛋白酶可以降解脂蛋白。肝素酶也可直接激活内皮细胞发生侵袭，而不依赖酶自身的活动度以及细胞膜HSPG的存在与否，直接介导蛋白激酶B/AKT发生磷酸化，从而通过磷脂酰肌醇3－磷酸激酶（PI3K）信号通路来促进依赖这种通路的细胞发生侵袭和转移。
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高转移潜能的肿瘤细胞比低转移潜能的肿瘤细胞肝素酶活性高4～10倍。国内外学者通过RT-PCR法及免疫组化技术检测乙酰肝素酶在胃癌中表达，且与胃癌的不良预后有关。但对于它与胃癌血管、淋巴管转移的关系尚有争议。
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（三）细胞的移动能力
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肿瘤细胞穿入和穿出血管除了需要黏附反应和黏蛋白水解外，活跃的细胞移动能力也是完成侵袭转移的重要因素之一。常见的与胃癌转移有关的细胞促动因子有高迁移率族蛋白（HMGB1)、胰岛素样生长因子（IGF-1, IGF-2)、肝细胞生长因子／扩散因子（HGF/SF)、神经自分泌促动因子（AMF)、成纤维细胞生长因子（FGF)、转化生长因子（TGF)、表皮生长因子（EGF)、单核细胞衍生分散因子、白细胞介素IL-1、IL-3、IL-6、IL-18和干扰素等。
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1．HGF/SF
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HGF/SF是一种旁分泌运动因子，通过影响细胞间作用，诱导不同上皮克隆扩散或趋化运动，导致侵袭和转移，HGF/SF的受体是由c-met基因编码，胃癌中HGF、HGF受体表达与淋巴结转移、肝转移有关。亦有文献认为纤维母细胞可通过HGF/c-met系统的激活刺激硬癌的生长和浸润。
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2．AMF及AMF受体
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AMF能刺激肿瘤细胞定向运动和随意运动。AMF受体（AMFR）不仅与胃癌浸润深度有关，而且与胃癌中E-Cad正常表达之间存在负相关性；AMF-AMFR在转录水平诱导内皮细胞VEGFR（Flt）表达，促进胃癌血管形成。
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3．骨桥蛋白（osteopontin, OPN)
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OPN是一种分泌型、黏附性的磷酸化糖蛋白，其基因定位于染色体4q13,分子结构中含有精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸（Arg-Gly-Asp, 简称RGD序列）序列，RGD序列是与细胞黏附功能有关的重要功能区域。细胞的移动和黏附两者相互协调是细胞游走缺一不可的，因此许多黏附分子都与细胞骨桥蛋白相连。OPN的已知受体为CD44和整合素ανβ1、ανβ3、ανβ5、α9β1等，通过与其受体结合后启动多条信号传导系统，促进细胞的趋化、黏附和迁移。OPN在肿瘤转移的各个环节起着重要作用：①OPN通过激活C-Src/EGFR/ERK信号转导通路诱导整合素ανβ3受体介导AP-I活化及uPA分泌；②OPN通过PI-3K/Akt/IKK信号传导通路诱导NF-κB激活，上调uPA mRNA; ③OPN与ανβ3结合激活内皮细胞NF-κB通路，并激活Src和Ras, 最终激活Ras-MAPK信号途径，调节细胞迁移等功能；④Philip等报道OPN通过激活IκBα/IKK信号通路从而激活NF-κB, 最终激活Pro-MMP-2。OPN在肿瘤发展和转移中的作用正引起关注，可能是一个肿瘤转移相关基因。在利用MNNG至大鼠胃癌实验中，OPNs的表达随腺瘤、腺癌的发生而增强。Ue和Yokozaki发现胃癌中OPN mRNA过度表达，与临床病理的进展有关。
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4．CCL21/6 chkine-CCR7
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CCL21是趋化因子（chemokine）的一个家族成员，其受体为CCR7。研究发现，许多趋化因子及其受体与肿瘤细胞运动、侵袭、转移密切相关。研究显示，淋巴管内皮细胞通过分泌趋化因子吸引肿瘤细胞，并与肿瘤细胞表面受体结合，诱导肿瘤细胞骨架重排，促进肿瘤细胞黏附，从而促进肿瘤细胞淋巴定向转移。
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5．转化生长因子β（transfonning growth factor β, TGF-β)
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TGF-β是一种多功能的细胞因子，可通过细胞表面的信号传导途径调控细胞的增殖、分化和凋亡等作用。TGF-β与受体结合后通过磷酸化将信号传递给转录调控因子Smads, 形成Smads复合体与转录因子作用而发挥作用。Smads表达异常也会影响到TGF-β/Smad4信号传导。TGF-β/Smad4可能通过免疫抑制逃逸、增加血管生成、增加肿瘤细胞与胞外基质的相互作用来促进肿瘤的侵袭和转移。另有报道，TGF-β诱导锌指类转录因子Snail和SIP1的表达，而Snail和SIP1可抑制CDH1基因从而促进转移。TGF-β还能上调细胞外蛋白溶解酶活性降解细胞外基质，促进肿瘤细胞的转移。大量的研究提示，浸润型或伴有淋巴结转移的胃癌患者，其血清TGF-β浓度以及癌组织中的TGF-βmRNA表达皆明显高于膨胀型或不伴淋巴结转移者，因此检测血清中TGF-β可用来预测胃癌的转移和复发。
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（四）新生血管形成（angiogenesis)
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新生血管是肿瘤生长和转移的基础，血管生成过程涉及许多血管生成因子、细胞因子及其抑制因子之间的调节失衡。目前已分离和纯化了20多种血管生成因子和相关因子。主要包括血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF)、酸性及碱性成纤维细胞生长因子（aFGF, bFGF)、血管生成素（angiogenin)、胎盘生长因子（PIGF)、表皮生长因子（EGF)、白介素-8、肿瘤坏死因子α（TNF-α）等，其中VEGF被认为是作用最强、特异性最高的调控因子。
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VEGF基因定位于69，21，3位点上，全长14kd，其8个外显子和7个内含子通过不同的剪接至少产生6种剪接体。VEGF具有增加血管通透性的作用，能刺激血管内皮细胞增殖，促进血管形成。研究表明，肿瘤细胞能合成并周期性分泌VEGF，并与血管内皮细胞上的VEGF受体结合，促进肿瘤新生血管形成。肿瘤组织的血管内皮细胞存在VEGF受体的强烈上调，正常组织与肿瘤的交界处即肿瘤浸润的区域表达尤其丰富，但在周围的正常组织则无表达。目前已在内皮细胞膜上检出的VEGF受体有3种：flt-1、KDR和flt-4，属于酪氨酸激酶c-fms家族。现已证实在胃癌的血管生成、血行转移及淋巴结转移过程中VEGF扮演重要角色。VEGF-A主要是Flt-1和Flk-1/KDR的配体，在肿瘤血管生成方面具有重要意义，其机制为诱导内皮细胞的迁移和促进有丝分裂。VEGF-C和VEGF-D与KDR结合发挥促进血管生成的作用，但较VEGF-A明显弱。VEGF-C和VEGF-D与VEGFR-3结合后通过MEF/ERK和PI3K/Akt途径促进淋巴管内皮细胞增生，其中VEGF-C是促进淋巴管生成的主要因素。多项研究已发现胃癌组织中有VEGF mRNA的表达，且与淋巴结转移、TNM分期密切相关，而与肿瘤大小、分化程度等无关，同样VEGF-C、flt-1、KDR与胃癌的浸润和转移也呈显著相关性。实验示外源性VEGF能直接刺激KDR阳性的胃癌细胞株AGS-1的生长，而对KDR阴性的胃癌细胞株NCI N87无作用；KDR反义寡核苷酸能抑制人血管内皮细胞（human vascular endothelial cell, HVEC）和人胃癌细胞（human gastric carcinoma cell, HGCC）的增殖，HGCC能刺激HVEC的生长，而HVEC却抑制HGCC的生长，提示VEGF通过旁分泌和自分泌途径促进胃癌的生长与转移，且KDR在旁分泌途径中起重要作用。另外，p53、COX-2、CerbB-2、MMP2、iNOs、PIEN、CYCLIND等分子对胃癌的生长、转移过程的影响与VEGF的表达有一定的相关性，这给胃癌的生物学治疗提供了重要靶点。
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