齊學(xué)袖

(濟南大學(xué)醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，山東 濟南 250200)

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移有著密不可分的關(guān)系，而腫瘤細(xì)胞偽足的形成和延伸以及細(xì)胞黏附是影響腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的主要原因[1]。Mena蛋白在調(diào)控細(xì)胞偽足的形成和延伸、細(xì)胞運動過程中起著主要作用[2]。Mena蛋白在多數(shù)腫瘤組織中高表達，其表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤浸潤深度顯著相關(guān)；高表達Mena蛋白顯著增強腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力。Mena蛋白與細(xì)胞黏附分子TES、細(xì)胞偽足蛋白Lpd(Lamellipodin，RAPH1)都具有相互作用，通過Mena蛋白與TES蛋白的相互作用可以調(diào)控腫瘤細(xì)胞的遷移與侵襲。現(xiàn)就Mena蛋白與TES蛋白的相互作用及在腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移中的作用做一綜述。

1 Mena蛋白與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

1.1 Mena蛋白的結(jié)構(gòu)與功能 Mena蛋白由ENAH基因編碼表達，是Ena/VASP家族的成員之一。Ena/VASP 是一種存在于脊椎動物、無脊椎動物以及盤基網(wǎng)柄菌屬的結(jié)構(gòu)保守蛋白質(zhì)家族。Mena蛋白在多種人類腫瘤中表達上升，包括腫瘤腫瘤、乳腺腫瘤、胰腺腫瘤等。Ena/VASP家族蛋白參與調(diào)控很多包括纖維原細(xì)胞運動、胞間黏附、血小板聚集和神經(jīng)元軸突導(dǎo)向等肌動蛋白依賴性生理過程[3]。該家族蛋白有3個共同的結(jié)構(gòu)域，分別是N-端EVH1結(jié)構(gòu)域、富含脯氨酸的核心結(jié)構(gòu)域和C-端EVH2結(jié)構(gòu)域。EVH1結(jié)構(gòu)域通過一個可與蛋白質(zhì)結(jié)合溝V型結(jié)合界面特異性結(jié)合到富含脯氨酸保守序列的FPPPP基序，這是一種主要與lamellipodin(LPD)、zyxin等的特異性結(jié)合[1]。EVH2結(jié)構(gòu)域中的兩個非保守序列可分為肌動蛋白纖維結(jié)合區(qū)、COCO區(qū)和肌動蛋白單體結(jié)合區(qū)3個高度保守的α螺旋，且肌動蛋白纖維與EVH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合可以促進其成束，肌動蛋白單體與EVH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合可誘導(dǎo)其低聚化[4]。

1.2 Mena蛋白在腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移中的作用 Ena/VASP 蛋白家族在調(diào)控細(xì)胞偽足的形成和延伸、細(xì)胞的運動中起著重要的作用。該家族成員主要包括Mena、VASP和EVL(Ena/VASP-like)，它們主要定位于細(xì)胞片狀偽足邊緣、絲狀偽足的尖端、以及細(xì)胞黏著斑、黏合連接等部位[1]。該蛋白家族的成員在N端都含有一個EVH1結(jié)構(gòu)域，在C端含有一個有著有G-actin和F-actin結(jié)合位點的EVH2結(jié)構(gòu)域，并且EVH1和EVH2結(jié)構(gòu)域可以與Profilin肌動蛋白單體結(jié)合蛋白結(jié)合[5-6]。Ena/VASP蛋白家族的成員都具有一個用于調(diào)控細(xì)胞偽足的形成和延伸的保守絲氨酸磷酸化位點，該位點在腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲過程中起著重要的作用[7]。

翻譯Mena蛋白的mRNA具有兩種不同的剪接形式，分別是不包括11a外顯子的剪接體和包括11a外顯子的剪接體MenaINV[8]。其中MenaINV剪接體具有非常強的促侵襲作用，MenaINV在體外實驗和小鼠體內(nèi)實驗中都能夠促進表皮生長因子(EGF)誘導(dǎo)的細(xì)胞膜突出，并增強腫瘤細(xì)胞降解基質(zhì)的能力，從而促進腫瘤細(xì)胞的運動和侵襲與細(xì)胞黏附的能力[9]。細(xì)胞黏附是影響腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲的重要因素：腫瘤細(xì)胞自原發(fā)灶脫落與細(xì)胞間黏附降低有關(guān)；腫瘤細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)黏附的改變利于腫瘤的轉(zhuǎn)移；腫瘤細(xì)胞在游出管腔過程中與管腔內(nèi)皮及基底膜黏附改變是腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要因素[10]。有研究表明Mena在多數(shù)有侵襲性的腫瘤細(xì)胞中過表達[9]，并且與這些腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生與發(fā)展具有顯著相關(guān)性，例如乳腺癌、結(jié)直腸癌、腫瘤等，同時，Mena缺陷表達能夠抑制腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[11]。

2 TES蛋白與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移

2.1 TES蛋白的結(jié)構(gòu)與功能 TES蛋白是蛋白是一種被第7染色體上的Tes基因編輯形成的蛋白質(zhì)，人類TES基因的開放閱讀框長度為1 263 bp，編碼在焦點黏連處被發(fā)現(xiàn)的由421個氨基酸組成的分子量為47 kDa的蛋白質(zhì)。TES對管理細(xì)胞活性有一定的影響，同時也對腫瘤的發(fā)展有一定的抑制作用，它參與腫瘤的發(fā)生與增長等過程。小鼠TES蛋白是Testin基因表達的一類細(xì)胞黏附分子，沿肌動蛋白應(yīng)力纖維排布，位于細(xì)胞與細(xì)胞間及細(xì)胞與基質(zhì)黏著斑上，介導(dǎo)細(xì)胞粘附、遷移以及細(xì)胞信號傳導(dǎo)[10]。Testin基因定位于7q31.2，是一種候選抑癌基因，是一種假定抑癌基因[1]。Testin表達水平與組織內(nèi)處于G1分裂期的細(xì)胞占比呈正相關(guān)，而過表達的TES可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，降低細(xì)胞形成能力。Testin的表達降低與細(xì)胞上皮形態(tài)丟失和獲得間充質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲的能力有關(guān)[12]。

TES蛋白的NH2端含有一個PET(Prickle,Espinas,TES)結(jié)構(gòu)域，COOH端有3個LIM結(jié)構(gòu)域，分別是LIM1，LIM2，LIM3結(jié)構(gòu)域，每個LIM結(jié)構(gòu)域各由2個鋅指結(jié)構(gòu)組成。它們是細(xì)胞黏附和細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)蛋白的特異性相互作用區(qū)，介導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞骨架蛋白的相互作用，可調(diào)節(jié)細(xì)胞的形態(tài)、遷移和黏附[13]。TES蛋白主要分布在細(xì)胞間連接區(qū)域與基質(zhì)黏著斑上，并且主要依賴蛋白COOH端的LIM結(jié)構(gòu)域與多種細(xì)胞骨架蛋白，如talin、zyxin、actin和Arp7A相結(jié)合。其中，TES的第三個LIM結(jié)構(gòu)域可以與ENL、血影蛋白、Ena/VASP蛋白家族成員等相互作用，這些蛋白對維持TES在細(xì)胞內(nèi)的定位、調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架蛋白、細(xì)胞的鋪展和遷移侵襲具有重要的作用[14]。

2.2 TES蛋白在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移與侵襲中的作用 TES的LIM1結(jié)構(gòu)域可與zyxin結(jié)合，同時TES的LIM3結(jié)構(gòu)域可與Mena和VASP結(jié)合共同形成zyxin-TES-Mena-VASP復(fù)合物，主要位于細(xì)胞與細(xì)胞之間的連接區(qū)域。zyxin-TES-Mena-VASP復(fù)合物被SiRNA技術(shù)在Hela細(xì)胞中沉默的TES基因破壞后會導(dǎo)致肌動蛋白壓力纖維(actin stress fibers)富集減少，過表達的TES會抑制細(xì)胞的擴散能力，從而導(dǎo)致與GTP結(jié)合的RhoA活性下降進一步影響Rho-GTPase的活性。通過降低Rho-GTPase的活性在增加細(xì)胞運動型和降低細(xì)胞伸展性以致增加腫瘤細(xì)胞的致癌性方面有著重要的作用[15]。

此外，TES蛋白的LIM3結(jié)構(gòu)域還可以與alphaⅡ-spectrin蛋白的alpha8-Ⅱ重復(fù)序列相結(jié)合后與EVL共同構(gòu)成TES-EVL-specrin復(fù)合物，TES-EVL-specrin復(fù)合物可以的膜骨架蛋白的蛋白富集作用可以激活spectrin從而加強細(xì)胞間的連接[15]。相關(guān)研究表明，在小鼠和雞的成纖維細(xì)胞中過表達TES基因細(xì)胞的纖維連接蛋白層面上運動性能降低、伸展性增加，表明TES蛋白可能參與調(diào)控細(xì)胞的黏附作用和細(xì)胞肌動蛋白動力學(xué)[16-17]。Magno等[18]發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)，TES蛋白在LIM結(jié)構(gòu)域的第二個鋅指結(jié)構(gòu)處可以與鈣敏感受體(CaR)結(jié)合。過表達的TES在HEK293細(xì)胞中通過增強鈣敏感受體依賴的Rho激酶信號通路進而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的遷移能力。

在人類癌癥方面，Testin被認(rèn)為是假定的腫瘤抑制基因(TSG),Testin基因的沉默有助于腫瘤發(fā)生，如乳腺癌、子宮癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。TES的表達受到啟動子區(qū)基因甲基化、點突變和基因多態(tài)性(SNP)的影響抑制表達量的減少甚至完全消失。TES表達量的降低會減少胞間聯(lián)系與黏著從而增加細(xì)胞的移動潛力。TES表達的降低與腫瘤晚期、高等淋巴細(xì)胞在血管中的侵襲相關(guān)[12]。TES的表達與MMP-2和CD34的表達呈負(fù)相關(guān)，MMP-2的表達由miR-29b調(diào)節(jié)，通過miR-29b可以抑制腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。由MMP-2和miR-29b的相互作用調(diào)控TES的表達可能成為治療腫瘤的靶點[19-21]。有研究表明[22]，過表達的TES可以顯著抑制體外腫瘤細(xì)胞的生長，降低體內(nèi)腫瘤細(xì)胞系的致癌能力。

3 Mena與TES蛋白在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的相互作用

Testin基因是一種候選的抑癌基因，它與Mena蛋白在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)在人類多種腫瘤細(xì)胞中，Testin基因的表達下降或缺失，而Mena蛋白的表達在多種惡性腫瘤中則會增高[23]。

Di Modugno等[23]研究中，通過免疫組織化學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)Mena免疫染色存在于乳腺癌細(xì)胞中，并且染色強度隨著腫瘤的惡性程度增大而增大，但是正常的乳腺上皮細(xì)胞中沒有Mena的免疫反應(yīng)。大量研究表明，TES通過與Mena蛋白相互作用起到抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用。TES蛋白的LIM3結(jié)構(gòu)域與Mena蛋白EVH1結(jié)構(gòu)域結(jié)合后定位于細(xì)胞黏合連接和胞間連接部位。Bo?da等[24]研究發(fā)現(xiàn)TES蛋白的缺失表達會使通過Mena蛋白介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移與侵襲能力顯著增加。

在所有Ena/VASP家族已知的配體中，TES蛋白是唯一含有LIM結(jié)構(gòu)域且既不含F(xiàn)PPPP基序又不含WW或SH3結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)[24]。TES和Mena之間的相互作用與FPPPP基序中的第四個脯氨酸發(fā)生沖突，這對于與EVH1結(jié)構(gòu)域的結(jié)合是必需的[24]。其中Testin基因在多種人類腫瘤細(xì)胞中的表達是下降或者缺失的，但是在很多惡性腫瘤中Mena蛋白的表達呈增高趨勢[19,25]。

TES是一種現(xiàn)代腫瘤預(yù)后指標(biāo)和潛在CG治療靶點。TES可以抑制胞外GC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲，TES與Mena相互作用可以抑制Mena與Lpd的相互作用。Transwell分析表明，TES以一種依賴Mena的方式抑制GC細(xì)胞的遷移和侵襲[14]。

Lpd是MRL(MIG-10、RIAM和Lpd)家族成員之一，該家族蛋白可以與Ena/VASP蛋白成員相互作用，共定位于有利于Lpd發(fā)揮下游的重要信號整合作用的細(xì)胞片狀偽足邊緣、絲狀偽足尖端和網(wǎng)格蛋白涂層，調(diào)節(jié)細(xì)胞偽足的突出與運動速度，進而調(diào)控腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力[9]。研究表明，Lpd在胚胎發(fā)育過程中在整個大腦皮層均勻表達，Lpd在哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育中起到一定的作用[26]。Lpd蛋白包含F(xiàn)PPPP 基序，Ena/VASP蛋白家族成員與Lpd的FPPPP基序相互結(jié)合，共定位于細(xì)胞偽足部位，調(diào)控和調(diào)節(jié)肌動蛋白絲延伸，在細(xì)胞偽足的形成和調(diào)節(jié)細(xì)胞移動過程中發(fā)揮著重要的作用[27-28]。Lpd富含脯氨酸的C末端可以與SCAR/WAVE復(fù)合物與F-肌動蛋白結(jié)合進而調(diào)控細(xì)胞形態(tài)的變化、偽足的突出、細(xì)胞的遷移與運動[26]。

Bo?da等[24]研究發(fā)現(xiàn)，Mens蛋白的EVH1結(jié)構(gòu)域與TES蛋白LIM3結(jié)構(gòu)域結(jié)合可以競爭性的抑制Mena蛋白可以與Lpd的FPPPP基序結(jié)合，并闡述了LIM3-EVH1復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。含有FPPPP基序的蛋白質(zhì)與Mena蛋白的EVH1結(jié)構(gòu)域結(jié)合能夠調(diào)控細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和移動、細(xì)胞與細(xì)胞之間的黏附和參與調(diào)控細(xì)胞偽足的形成、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲，并且過表達的TES與Mena蛋白的結(jié)合性更強[29]?？梢缘贸?，TES蛋白通過與Lpd的FPPPP基序競爭性結(jié)合Mena蛋白的EVH1結(jié)構(gòu)域從而達到抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲。Griffith等研究表明TES蛋白的過量表達會使雞胚胎的成纖維細(xì)胞降低約45%的運動速度[30]。

TES和Lpd都是與Mena的EVH1結(jié)構(gòu)域相互結(jié)合。腫瘤細(xì)胞過表達TES時，TES與Mena的EVH1結(jié)構(gòu)域結(jié)合競爭性的抑制Lpd與Mena的EVH1結(jié)構(gòu)域結(jié)合從而導(dǎo)致TES與Mena的結(jié)合增加，與Lpd的結(jié)合顯著降低[2]。Mnea蛋白參與調(diào)控肌動纖維的組裝和調(diào)控細(xì)胞黏附狀態(tài)[22]。Mena蛋白可以通過MRL蛋白和Lpd調(diào)控在絲狀偽足和板狀偽足末端的細(xì)胞擴散與遷移，說明Mena蛋白通過Lpd參與腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移。因此，Mena蛋白與TES和Lpd相互作用起到抑制腫瘤的作用[22]。

4 小結(jié)

大量實驗研究結(jié)果表明，Mena蛋白的EVH1結(jié)構(gòu)域可以通過與含有FPPPP基序的蛋白相互作用促進腫瘤細(xì)胞的遷移侵襲。而TES蛋白可以黏合于腫瘤細(xì)胞Mena蛋白上抑制其與Lpd的FPPPP基序結(jié)合進而發(fā)揮調(diào)控腫瘤細(xì)胞遷移與侵襲的作用，這可能為腫瘤的治療提供新的靶點與思路[1]。但是詳盡的腫瘤轉(zhuǎn)移分子機制與是否尚有與TES類似不含F(xiàn)PPPP基序但是可以與Mena蛋白結(jié)合的蛋白尚不清楚，這需要后續(xù)大量的實驗驗證闡明。