CSTs最早是由 Anastasi 等采用亲和层析的方法首次在鸡蛋清中分离得到的对半胱氨酸蛋白酶有抑制作用的一种蛋白质[1]。依据其分子结构主要分成三大类：胞内 cystatin 也称 stefin：包括 A 和 B，2 个成员；分泌型 cystatin：包含有 C、 D、 E/M、 F、 G、 S、 SN 和 SA 等成员；血浆中的激肽原：包含低分子质量和高分子质量激肽原。该超家族的成员中都至少包含一个 cystatin 结构域，典型的 cystatin 结构域由大约 100 个氨基酸多肽组成， 折叠成 5 股反平行的 β 折叠， 部分环绕中心形成一个螺旋结构。 β 折叠末端的两侧具有 3 个疏水性的区域（甘氨酸-11、 脯氨酸-105 和色氨酸-106），共同构成了一个楔形结，与半胱氨酸蛋白酶的活性部位互补，从而发挥抑制作用[2,3]。CSTs 通过与半胱氨酸蛋白酶即组织蛋白酶（cathepsin）形成高亲和性复合物以调控靶酶的功能[4]。这些蛋白酶抑制剂在生理过程中扮演着重要的作用，例如细胞内的蛋白质的降解对骨的重构起关键作用，在抗原表达的控制中可能也很重要的。此外，如癌转移和炎症等病理生理条件下这些蛋白质的的活动也增加了。因此，CSTs 不仅能够调节正常身体的生理过程，而且可能在受到抑制时引起疾病，同时可能参与抵御微生物感染的防御[18]。
对 CSTs 的新认识
在过去的20多年里，人们主要研究CSTs超级家抑制细胞内半胱氨酸蛋白酶的能力。然而，此类研究并不能完全解释其显著的生物功能。当前的研究发现，某些结构域、细胞质、细胞分泌的CSTs或许在肿瘤的生长、侵袭和转移中扮演了重要的作用。研究发现 CSTs 与肿瘤的发生、发展密切相关， 在肿瘤的生长、血管生成、浸润和转移起重要作用，具有作为肿瘤诊断和预后评估的标志物的潜力[5-7]，基于目前对半胱氨酸蛋白酶抑制剂功能的认识，从而提出了抗肿瘤策略的新途径[8]。近年来研究表明CSTs在多种肿瘤中表达的增加。研究表明Cystatin E/M（CST6）在骨转移时分泌的蛋白质在癌症细胞与正常细胞相互作用中起着重要的作用。对抗癌症细胞的抑制功能是通过癌症细胞派生的可溶性CST6发挥作用[12]。CystC是一种分泌的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，可以调节骨吸收、中性粒细胞趋化性和组织炎症，以及抵抗细菌和病毒感染。可以促进癌细胞入侵和转移的半胱氨酸蛋白酶家族。在大多数体液中广泛地表达和呈现，它抑制了组织蛋白酶的活动[22]通过免疫组化染色及显微镜观察，发现在受累淋巴结中Cystatin C染色阳性的细胞集中在未成熟的树突状细胞。从而首次将Cystatin C当做非霍奇金淋巴瘤复发的标志物，血清中cystatinC水平对卵巢癌的术前诊断乳腺癌的诊断也很有帮助[19，21，23]。Cystatin SN（CST1）高表达同样是非小细胞肺癌患者手术切除后高的复发率、转移风险、低生存率的预后指标[20]， 不仅可以作为乳腺癌重要的预后指标，而且还可以作为乳腺癌的潜在治疗目标[24]。而CSTs在胃肠道肿瘤中的表达也使其成为胃肠道恶性肿瘤的标志物变为可能。