國昊楠 綜述 秦韜 審校

腫瘤微環(huán)境參與腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移和調(diào)控已是當(dāng)代腫瘤研究工作的熱點，但針對硬度力學(xué)信號誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞膜產(chǎn)生膜突(偽足)繼而引發(fā)的多步驟、多階段的復(fù)雜運動過程依然知之甚少[1]。肌球蛋白X(Myosin X，MYO10)是一種非傳統(tǒng)型肌球蛋白，因在細(xì)胞膜突起絲狀偽足頂端的顯著定位而聞名，通過水解ATP獲得能量，與微絲相互作用并沿微絲軌道進(jìn)行運動，對細(xì)胞骨架的重塑、細(xì)胞運動及調(diào)節(jié)神經(jīng)錐的形成均發(fā)揮重要作用[2-3]。大量研究表明MYO10基因以在侵入性偽足形成中表達(dá)上調(diào)為特征，參與多種惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，在腫瘤發(fā)生發(fā)展的過程中發(fā)揮了致癌的作用。

1 MYO10生物學(xué)功能

MYO10由Solc等[4]于1994年首次在牛蛙內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)，位于人染色體5p15.1區(qū)域，編碼的蛋白由2 058個氨基酸組成，分子量大小為237 kDa[5]。MYO10作為細(xì)胞骨架蛋白，不僅參與細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)的組成，而且在細(xì)胞的遷移、黏附和增殖等生物學(xué)過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。在促進(jìn)細(xì)胞遷移方面，Pi等[6]研究發(fā)現(xiàn)MYO10表達(dá)水平的降低可導(dǎo)致BMP6誘導(dǎo)絲狀偽足形成的數(shù)量減少，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的定向遷移進(jìn)而影響血管的形成。MYO10表達(dá)缺失也會導(dǎo)致依賴于細(xì)胞的遷移過程如神經(jīng)管閉合和手指形成等發(fā)育的缺陷[7]。在介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞/細(xì)胞-基質(zhì)相互識別和黏附方面，Zhang等[8]發(fā)現(xiàn)，MYO10通過將整聯(lián)蛋白運輸?shù)浇z足頂端緊密黏附到細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)而繼續(xù)延伸。抑制神經(jīng)細(xì)胞中MYO10的表達(dá)可影響神經(jīng)型鈣黏蛋白(N-cadherin)的亞細(xì)胞分布，干擾N-cadherin介導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞的黏附功能[9]。在調(diào)控細(xì)胞增殖方面，沉默MYO10的表達(dá)可逆轉(zhuǎn)低氧誘導(dǎo)的肺動脈平滑肌細(xì)胞的增殖作用及顯著抑制細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)蛋白的表達(dá)，使合成期細(xì)胞百分率大幅度降低，減慢細(xì)胞的增殖速度[10]。破骨細(xì)胞前體細(xì)胞中MYO10表達(dá)缺失顯著抑制單核破骨細(xì)胞融合成多核破骨細(xì)胞的能力，低表達(dá)的MYO10可導(dǎo)致破骨細(xì)胞骨架缺失進(jìn)而影響細(xì)胞分化能力及活性功能[11]。以上報道均預(yù)示著MYO10可能在腫瘤細(xì)胞惡性增殖及侵襲遷移過程中發(fā)揮著一定的作用。

2 MYO10與腫瘤

2.1 肺癌

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，約90%的肺癌患者死于癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移而非原發(fā)病灶，腫瘤細(xì)胞的高侵襲性是導(dǎo)致其死亡的主要原因[12]。Sun等[13]研究發(fā)現(xiàn)，MYO10在高侵襲性非小細(xì)胞肺癌H522及H1975細(xì)胞株中顯著高表達(dá)且在肺癌組織淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達(dá)水平明顯高于非轉(zhuǎn)移組；MYO10作為miR-124的直接下游調(diào)控靶基因，過表達(dá)MYO10可逆轉(zhuǎn)miR-124介導(dǎo)的抑制肺癌細(xì)胞侵襲遷移能力。越來越多的證據(jù)表明，失控的轉(zhuǎn)化生長因子β(TGFβ)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，Dvornikov等[14]通過全基因組轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)對TGFβ誘導(dǎo)的肺腺癌細(xì)胞株SK-MES1進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞骨架構(gòu)建及細(xì)胞運動相關(guān)基因中MYO10表達(dá)上調(diào)最顯著，沉默MYO10基因的表達(dá)可降低經(jīng)TGFβ誘導(dǎo)的SK-MES1的高侵襲能力。此外，對TCGA(The Cancer Genome Atlas)數(shù)據(jù)庫中肺癌組織樣本MYO10 mRNA表達(dá)水平進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)的MYO10不僅可作為評判肺鱗癌患者預(yù)后的獨立因素，也可作為肺腺癌新輔助化療反應(yīng)的潛在預(yù)測生物標(biāo)志物。侵襲性腫瘤中存在“前導(dǎo)細(xì)胞”和“跟隨細(xì)胞”，這兩種細(xì)胞亞群在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中相互協(xié)作。最近研究報道指出[15]，轉(zhuǎn)移性肺癌的前導(dǎo)細(xì)胞與跟隨細(xì)胞相比，MYO10基因是前導(dǎo)細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)和去甲基化程度最高的基因，且長絲狀偽足形成和侵襲行為都依賴于MYO10的生物學(xué)活性。JAG1/Notch信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可調(diào)節(jié)MYO10在前導(dǎo)細(xì)胞中的表達(dá)水平，MYO10僅在前導(dǎo)細(xì)胞中表達(dá)就足以誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞3D集體侵襲。

2.2 乳腺癌

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，也是女性癌癥死亡的第二大原因，及早發(fā)現(xiàn)乳腺癌轉(zhuǎn)移對阻斷乳腺癌惡性發(fā)展具有重要意義[16]。近年來多項研究表明，MYO10表達(dá)水平的增加與乳腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。最近，應(yīng)用免疫組化方法檢測120例乳腺癌及相應(yīng)癌旁組織發(fā)現(xiàn)，91.67%乳腺癌組織MYO10表達(dá)水平高于相應(yīng)癌旁組織，高表達(dá)的MYO10與乳腺癌組織低分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。細(xì)胞體外實驗表明沉默MYO10的表達(dá)可抑制侵襲性偽足的形成并降低乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力；裸鼠體內(nèi)實驗進(jìn)一步證明MYO10表達(dá)水平的降低可抑制腫瘤細(xì)胞的生長及遠(yuǎn)端肺轉(zhuǎn)移[17]。為了探尋突變型p53促進(jìn)乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移機(jī)制，Arjonen等[18]通過對GEO(Gene Expression Omnibus)數(shù)據(jù)庫兩個乳腺癌數(shù)據(jù)集基因表達(dá)譜分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MYO10在高浸潤性、易復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移的兩種乳腺癌亞型(乳腺基底細(xì)胞樣癌及HER2陽性乳腺癌)中高表達(dá)且Kaplan-Meier生存分析顯示原發(fā)性及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中高表達(dá)的MYO10與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。與此同時，研究發(fā)現(xiàn)MYO10是突變型p53驅(qū)動乳腺癌侵襲的必要下游分子，在乳腺癌組織中MYO10與突變p53表達(dá)呈正相關(guān)，突變型p53通過調(diào)控MYO10的表達(dá)水平直接將整聯(lián)蛋白運輸?shù)浇z足頂端是細(xì)胞入侵的始動環(huán)節(jié)。Chen等[19]也陸續(xù)證實MYO10對乳腺癌惡性表型的影響，MYO10與miR-340表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-340在乳腺癌細(xì)胞中通過靶向結(jié)合MYO10抑制癌細(xì)胞的遷移和侵襲過程。過表達(dá)MYO10逆轉(zhuǎn)miR-340介導(dǎo)的對乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲的抑制作用，反之，沉默MYO10可削弱miR-340表達(dá)降低后癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力。

2.3 結(jié)腸癌

結(jié)腸癌為一種預(yù)后不良的高侵襲性消化道惡性腫瘤，發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞常表現(xiàn)出異常細(xì)胞骨架重塑及遷移過程[20]。Zhu等[21]研究發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)細(xì)胞中MYO10可與結(jié)腸癌缺失蛋白(Deleted in colorectal cancer，DCC)及神經(jīng)細(xì)胞黏附蛋白(Neogenin)相互作用，DCC基因在大部分結(jié)直腸癌中表達(dá)甚微，Liu等[22]研究發(fā)現(xiàn)MYO10在結(jié)腸癌組織中高表達(dá)，MYO10可通過DCC與其他基因相互作用介導(dǎo)結(jié)腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。歐海斌等[23]利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建穩(wěn)定敲除MYO10的結(jié)腸癌細(xì)胞株SW620，與對照組相比，MYO10表達(dá)減少使SW620細(xì)胞于G0/G1期阻滯，細(xì)胞的惡性增殖能力下降，細(xì)胞形態(tài)由原來的長梭形逐漸發(fā)展成扁圓形。Zhang等[24]在探究腫瘤微環(huán)境對MYO10的調(diào)節(jié)作用機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌組織中MYO10與蛋白酶激活受體2(Protease activated receptor 2，PAR2)表達(dá)呈正相關(guān)，MYO10和PAR2在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達(dá)水平顯著高于未轉(zhuǎn)移組，經(jīng)胰蛋白酶處理的結(jié)腸癌細(xì)胞中MYO10表達(dá)水平明顯上調(diào)，通過PAR2/miR-204/MYO10信號通路調(diào)節(jié)結(jié)腸癌細(xì)胞體內(nèi)侵襲遷移過程，該研究表明MYO10可參與腫瘤微環(huán)境中胰蛋白酶介導(dǎo)的細(xì)胞遷移過程。

2.4 神經(jīng)母細(xì)胞瘤(Neuroblastoma，NB)

NB作為兒童時期常見的顱外實體性惡性腫瘤，具有高風(fēng)險轉(zhuǎn)移的特性，患者5年生存率極低，其中化療耐藥性已成為NB的主要治療障礙[25]。多項研究表明MYO10的表達(dá)與NB的化療敏感性密切相關(guān)，Wang等[26]證實NB中MYO10的高表達(dá)與其低生存率密切相關(guān)，miR-129通過靶向調(diào)節(jié)MYO10的表達(dá)水平進(jìn)而影響瘤體的生長及對化療藥物(環(huán)磷酰胺，CTX)的敏感性，下調(diào)MYO10的表達(dá)可顯著促進(jìn)CTX在體內(nèi)外的毒性作用，增強(qiáng)NB的化療敏感性及逆轉(zhuǎn)其耐藥。近期發(fā)表文章指出，MYO10在NB實體腫瘤組織及細(xì)胞株中均呈現(xiàn)高表達(dá)，NB化療產(chǎn)生的耐藥與順鉑誘導(dǎo)NB細(xì)胞自噬有關(guān)，miR-329-3p可以通過靶向結(jié)合MYO10增加耐藥株對順鉑敏感性，抑制順鉑誘導(dǎo)的NB細(xì)胞自噬[27]。

2.5 黑色素瘤

黑色素瘤為一種惡性程度高的皮膚腫瘤，起源于痣細(xì)胞惡變的侵襲性惡性黑色素瘤，生長迅速，易有早期轉(zhuǎn)移[28]。Tokuo等[29]構(gòu)建MYO10缺陷小鼠模型實驗表明，MYO10表達(dá)缺失可減少黑素細(xì)胞的遷移進(jìn)而使小鼠腹部出現(xiàn)白斑，同時低表達(dá)水平的MYO10可降低黑色素瘤在小鼠體內(nèi)向肺部的轉(zhuǎn)移。此外，應(yīng)用免疫組化的方法對人正常皮膚、痣(良性皮膚腫瘤)、黑色素瘤中MYO10表達(dá)水平進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)MYO10在黑色素瘤中表達(dá)最高，其表達(dá)上調(diào)可促進(jìn)黑色素瘤的惡性發(fā)展。值得一提的是，研究報道指出在p53突變型乳腺癌中MYO10 mRNA表達(dá)水平顯著升高[18]，為了確定這種相關(guān)性是否存在于其他腫瘤中，研究發(fā)現(xiàn)與野生型p53組相比，突變型p53組黑色素瘤樣本MYO10 mRNA的表達(dá)明顯降低[29]，與乳腺癌中觀察到的結(jié)果恰好相反；而在前列腺癌細(xì)胞株中，MYO10過表達(dá)與突變型p53的表達(dá)卻沒有聯(lián)系[30]，這些結(jié)果表明，MYO10 mRNA的表達(dá)調(diào)節(jié)在不同的腫瘤中是不盡相同的，這一現(xiàn)象值得深入研究。

2.6 宮頸癌

宮頸癌已被確定為全球女性癌癥高死亡率和發(fā)病率的第四大原因，僅次于乳腺癌、結(jié)直腸癌和肺癌[31]。He等[32]通過TCGA和Oncomine數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)宮頸癌組織中MYO10表達(dá)水平高于正常宮頸組織，該結(jié)果與MYO10在體外經(jīng)免疫組化方法檢測宮頸癌組織中高表達(dá)結(jié)果相一致。此外，基于Umeki等[33]報道指出MYO10是PIP3激酶下游的一個重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，進(jìn)一步證實MYO10表達(dá)沉默可顯著抑制PI3K和AKT磷酸化水平，MYO10可能通過PI3K/AKT信號通路調(diào)控宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲過程[32]。

3 小結(jié)與展望

MYO10作為一種新型的依賴于微絲的分子馬達(dá)，在參與細(xì)胞運動(如絲狀偽足形成)和細(xì)胞生長(如神經(jīng)發(fā)育、色素沉著及手指形成)過程中扮演重要角色。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，MYO10在正常人體的多種組織中均有的表達(dá)，但在相應(yīng)腫瘤細(xì)胞和腫瘤組織中，該基因表達(dá)顯著上調(diào)，提示MYO10基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中可能發(fā)揮致癌作用。侵入性偽足被認(rèn)為是細(xì)胞在3D侵襲過程中最關(guān)鍵的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因MYO10在侵入性偽足中有定位，故該基因的表達(dá)上調(diào)/增強(qiáng)可引發(fā)惡性腫瘤的遷移和侵襲[34]。諸多文獻(xiàn)報道指出MYO10與惡性腫瘤(如肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等)的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其表達(dá)水平的高低可作為評價惡性腫瘤轉(zhuǎn)移及預(yù)后的有效指標(biāo)。MYO10在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮的作用仍存在較大的探索空間，進(jìn)一步探究MYO10在腫瘤增殖轉(zhuǎn)移過程中的作用機(jī)制，可對腫瘤的早期診斷及預(yù)后判定提供新的視角。