吳冬冬 周文波 武 倫 陳琴華

(湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬?lài)?guó)藥東風(fēng)醫(yī)院1 肝膽外科，2 實(shí)驗(yàn)中心，湖北省十堰市 442000，電子郵箱：871327069@qq.com)

【提要】 可溶性N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感因子附著蛋白受體(SNARE)蛋白的主要生理功能是介導(dǎo)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)和膜融合，已被證明與多種神經(jīng)系統(tǒng)以及內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病密切相關(guān)。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明SNARE蛋白可能參與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，在腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移、自噬以及化療耐藥等相關(guān)機(jī)制中扮演重要角色，有望成為一種新的腫瘤標(biāo)志物與治療靶點(diǎn)。本文就SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、自噬、化療耐藥中的相關(guān)作用機(jī)制進(jìn)行綜述，并探討其作為腫瘤標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的潛在應(yīng)用價(jià)值。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球新發(fā)惡性腫瘤患者1810萬(wàn)例，死于腫瘤相關(guān)性疾病960萬(wàn)例，惡性腫瘤已成為全球大多數(shù)國(guó)家70歲以下患者死亡的第一或第二病因[1]，可見(jiàn)惡性腫瘤對(duì)全世界人民的生命健康造成了極大的威脅。積極探索腫瘤發(fā)病機(jī)制是醫(yī)學(xué)界亟待解決的問(wèn)題之一，表觀遺傳學(xué)、腫瘤微環(huán)境以及各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，由此衍生出的腫瘤靶向治療和免疫治療也取得了極大的進(jìn)步，使得一部分惡性腫瘤患者的預(yù)后有所改善。但鑒于難以早期診斷、復(fù)發(fā)以及轉(zhuǎn)移等情況的存在，惡性腫瘤的整體預(yù)后仍不盡人意，因此，仍需積極探索新的診斷及治療方法。

可溶性N-乙基馬來(lái)酰亞胺敏感因子附著蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNARE)蛋白是一類(lèi)介導(dǎo)細(xì)胞囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)與膜融合的蛋白質(zhì)家族，以往研究認(rèn)為其可能與糖尿病、癲癇、阿爾茨海默病以及一些生育障礙性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)[2-4]。而近年來(lái)有不少研究表明SNARE蛋白在肝癌、肺癌、胃癌等多種惡性腫瘤組織中存在異常表達(dá)[5-7]，這提示SNARE蛋白可能與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。本文就SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移、自噬、化療耐藥中的相關(guān)作用機(jī)制進(jìn)行綜述，并探討其作為腫瘤標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的潛在應(yīng)用價(jià)值。

1 SNARE蛋白

SNARE蛋白的概念最早是由S?llner等[8]和Rothman等[9]提出，其核心成員主要包括囊泡相關(guān)膜蛋白(vesicle-associated membrane protein，VAMP)/小突觸泡蛋白、突觸融合蛋白(syntaxin，STX)以及突觸小體相關(guān)蛋白(synaptosomal-associated protein，SNAP)25，其中VAMP位于囊泡膜，屬于囊泡型SNARE，而STX和SNAP25位于靶膜，屬于細(xì)胞膜靶標(biāo)型SNARE。SNARE蛋白的主要功能是介導(dǎo)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)以及膜融合：當(dāng)囊泡與靶膜接近時(shí)，囊泡型SNARE與細(xì)胞膜靶標(biāo)型SNARE通過(guò)識(shí)別、靠攏、結(jié)合等步驟形成核心復(fù)合體，以閉合拉鏈形式引導(dǎo)囊泡膜與靶膜完成膜融合，從而使囊泡內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)入到下一個(gè)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)或經(jīng)胞吐作用分泌到細(xì)胞外[10-11]。SNARE蛋白的聚合是一個(gè)可逆的過(guò)程，在完成上述過(guò)程后可解離成單體，方可用于新的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)，形成SNARE循環(huán)，從而保證分泌細(xì)胞對(duì)高強(qiáng)度的重復(fù)刺激做出及時(shí)反應(yīng)。囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)和胞膜融合是機(jī)體細(xì)胞執(zhí)行各種功能的基礎(chǔ)，對(duì)不同細(xì)胞之間、細(xì)胞器之間的信息傳遞至關(guān)重要。

2 SNARE蛋白在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的潛在作用機(jī)制

2.1 SNARE蛋白與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系 惡性腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致腫瘤患者預(yù)后不良的重要風(fēng)險(xiǎn)因素之一，整合素幾乎參與了細(xì)胞轉(zhuǎn)移的每一步，特別是腫瘤細(xì)胞的遷移[12]。Day等[13]研究表明，STX3、STX4在整合素α5β1、α3β1的轉(zhuǎn)運(yùn)中發(fā)揮了重要作用，敲除STX3、STX4可降低α5β1、α3β1在腫瘤細(xì)胞表面的表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞遷移并誘導(dǎo)其凋亡。Riggs等[14]研究表明，STX6與VAMP3形成復(fù)合體共同介導(dǎo)整合素α3β1的胞吞循環(huán)。由此可見(jiàn)，SNARE蛋白在整合素介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞遷移過(guò)程中的發(fā)揮重要作用。目前已有研究報(bào)道整合素抑制劑體現(xiàn)出了一定的抗腫瘤活性[15]，而SNARE蛋白作為整合素轉(zhuǎn)運(yùn)途徑中的關(guān)鍵物質(zhì)，為整合素抑制劑的研究提供了新思路。當(dāng)然，鑒于SNARE蛋白在整合素轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中作用的復(fù)雜性，即不同亞型的整合素可能由不同種類(lèi)的SNARE蛋白來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，因此仍需要進(jìn)一步研究篩選出特異性的SNARE蛋白。

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)能降解細(xì)胞外基質(zhì)中的多種蛋白成分，被認(rèn)為在腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮了重要作用[16]。Kean等[17]對(duì)侵襲性人纖維肉瘤細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，SNAP23、VAMP3介導(dǎo)了MMP2和MMP9的分泌，STX13則與膜型基質(zhì)金屬蛋白酶1(membrane type 1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP)的轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)，抑制上述SNARE蛋白的表達(dá)水平可降低腫瘤細(xì)胞侵襲力。而在人乳腺癌細(xì)胞系中，有研究表明STX4、SNAP23、VAMP7共同介導(dǎo)了癌細(xì)胞偽足形成過(guò)程中MT1-MMP的轉(zhuǎn)運(yùn)，阻斷上述SNARE蛋白間的相互作用可使癌細(xì)胞偽足表面MT1-MMP的含量顯著降低，從而抑制癌細(xì)胞對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)的降解。Jia等[18]研究表明，活化的肝星狀細(xì)胞可分泌STX2，并通過(guò)黏著斑激酶 -細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶途徑增加MMP9的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。組織金屬蛋白酶抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)是MMP的特異性抑制劑，二者的相互作用使得細(xì)胞外基質(zhì)處于動(dòng)態(tài)平衡[19]。有研究表明，VAMP8的低表達(dá)可導(dǎo)致TIMP1分泌受損，并進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，同時(shí)該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)肺癌患者VAMP8的表達(dá)情況進(jìn)行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)VAMP8低表達(dá)者發(fā)生肺癌轉(zhuǎn)移事件的可能性更高[20]。

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子被認(rèn)為參與了腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移過(guò)程[21-22]，其中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)2是其主要的功能受體。研究表明，STX6對(duì)維持細(xì)胞表面VEGFR2水平十分重要，抑制STX6的功能會(huì)干擾VEGFR2從高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜表面，并阻斷血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖、遷移和血管生成[23]。

腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移是一個(gè)涉及多種調(diào)節(jié)因子和信號(hào)通路的復(fù)雜過(guò)程，其核心步驟包括腫瘤細(xì)胞黏附性的改變、細(xì)胞外基質(zhì)中遷移能力的增強(qiáng)以及局部新生血管的形成等，這些環(huán)節(jié)相輔相成，最終促進(jìn)腫瘤的不良進(jìn)展。SNARE蛋白可通過(guò)調(diào)控上述過(guò)程中的關(guān)鍵因子，表明SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中的重要意義。因此，后續(xù)的研究應(yīng)以整合素、MMP以及VEGFR等為切入點(diǎn)，進(jìn)一步研究相關(guān)分子機(jī)制。

2.2 SNARE蛋白與自噬的關(guān)系 自噬是細(xì)胞吞噬自身胞質(zhì)蛋白或細(xì)胞器而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身代謝和細(xì)胞器自我更新的過(guò)程。自噬可以抑制腫瘤的發(fā)生，但在腫瘤的發(fā)展過(guò)程中，自噬可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞在應(yīng)激條件下的存活并促進(jìn)其發(fā)展[24]。眾多研究已表明SNARE蛋白參與細(xì)胞自噬過(guò)程。例如，Moreau等[25]研究表明，VAMP7、STX7、STX8參與調(diào)控自噬相關(guān)蛋白16L1的同型膜融合從而促進(jìn)自噬體形成。還有研究表明VAMP3參與調(diào)控自噬相關(guān)蛋白16L1與哺乳動(dòng)物的自噬相關(guān)蛋白9的異型膜融合過(guò)程[26]。SNARE蛋白除了參與自噬體的形成之外，也參與了自噬體與溶酶體的融合十分重要。既往研究已經(jīng)證實(shí)STX17、SNAP29與VAMP8或VAMP7可以形成蛋白復(fù)合體，共同介導(dǎo)自噬體與溶酶體的融合[27-28]，從而對(duì)自噬體中的“貨物”進(jìn)行降解，而新近研究發(fā)現(xiàn)在敲除STX17的人宮頸癌HeLa細(xì)胞中仍可以觀察到自噬體與溶酶體融合的現(xiàn)象，最終表明YKT6、SNAP29、STX7形成蛋白復(fù)合體介導(dǎo)了上述過(guò)程[29]。Mu等[30]研究表明，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子核蛋白1通過(guò)激活SNAP25來(lái)調(diào)控自噬溶酶體外排，從而促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的不良進(jìn)展。由此可見(jiàn)，SNARE蛋白對(duì)細(xì)胞自噬的調(diào)控十分重要，其可涉及細(xì)胞自噬的不同階段，總體效應(yīng)是提高自噬通量，但鑒于自噬在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中作用的雙面性，后續(xù)研究或許可以從腫瘤發(fā)生和發(fā)展的不同階段對(duì)SNARE蛋白調(diào)控細(xì)胞自噬加以研究。

2.3 SNARE蛋白與化療耐藥的關(guān)系 化療是腫瘤綜合治療的重要組成部分，可改善多種腫瘤患者的預(yù)后，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題是腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性，這也極大地限制了化療藥物的療效。目前關(guān)于腫瘤細(xì)胞耐藥性產(chǎn)生的機(jī)制尚未完全闡明[31]。研究表明，SNARE蛋白參與了腫瘤細(xì)胞化療耐藥性的產(chǎn)生。例如，Moreno-Smith等[32]研究發(fā)現(xiàn)，STX6、VAMP4介導(dǎo)了順鉑從高爾基體向質(zhì)膜外的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑產(chǎn)生耐藥。Perrotta等[33]研究表明，腫瘤微環(huán)境中的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一氧化氮降低了STX4的表達(dá)水平，而STX4的低表達(dá)阻斷了順鉑誘導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡。Zhou等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在順鉑耐藥的卵巢癌組織中氧連接氮乙酰葡糖胺轉(zhuǎn)移酶表達(dá)下調(diào)，且誘導(dǎo)了STX17-SNAP29-VAMP8蛋白復(fù)合體的形成，進(jìn)一步通過(guò)提高自噬通量誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞對(duì)順鉑產(chǎn)生耐藥。另外，Yew等[35]研究表明，STX2可以調(diào)控卵巢癌細(xì)胞從間質(zhì)型向上皮型轉(zhuǎn)化，從而增加其對(duì)卡鉑的敏感性，提高卡鉑的療效。研究發(fā)現(xiàn)，腦膠質(zhì)瘤組織高表達(dá)VAMP8可促進(jìn)細(xì)胞自噬而對(duì)替莫唑胺產(chǎn)生耐藥性[36]。上述研究雖然針對(duì)不同的腫瘤和藥物，但最終結(jié)論均是通過(guò)SNARE蛋白提高自噬通量而使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生化療耐藥性，而另有幾項(xiàng)研究表明多種腫瘤產(chǎn)生化療耐藥性均與自噬相關(guān)[37-39]，那么SNARE蛋白是否也參與其中可能是一個(gè)值得研究的方向。

恩雜魯胺是治療去勢(shì)抵抗性前列腺癌的常用藥物，然而仍有部分患者在使用該藥后產(chǎn)生了耐藥性，嚴(yán)重影響其療效。Peak等[40]研究表明，STX6在恩雜魯胺耐藥的前列腺癌細(xì)胞株中呈高表達(dá)水平，并促進(jìn)了外泌體的分泌從而誘導(dǎo)細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生。外泌體是一種微囊泡結(jié)構(gòu)，是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)某些功能性蛋白與核酸性物質(zhì)，參與腫瘤轉(zhuǎn)移與耐藥的相關(guān)機(jī)制[41]，而SNARE蛋白作為一種囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，對(duì)腫瘤細(xì)胞釋放外泌體具有促進(jìn)作用[42-43]，但目前相關(guān)研究尚不多，仍需進(jìn)一步研究，這將有助闡明外泌體在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用機(jī)制。

3 SNARE蛋白與腫瘤標(biāo)志物

腫瘤標(biāo)志物一般是直接由惡性腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生或者因腫瘤組織生長(zhǎng)、代謝過(guò)程中刺激宿主細(xì)胞反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì)，多用于腫瘤的早期診斷、評(píng)估療效及判斷預(yù)后等[44]。Wang等[45]研究表明，STX2在結(jié)直腸癌組織中表達(dá)上調(diào)，且STX2的高表達(dá)水平與結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移及不良預(yù)后明顯相關(guān)，其作用機(jī)制是STX2與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6相互作用激活核因子κB通路，激活的核因子κB通路反過(guò)來(lái)促進(jìn)STX2的表達(dá)，形成一個(gè)正反饋循環(huán)而最終促進(jìn)結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移，因此他們認(rèn)為STX2可以作為結(jié)直腸癌的診斷標(biāo)志物以及抗腫瘤轉(zhuǎn)移治療的靶點(diǎn)。Nan等[46]研究表明，STX3在乳腺癌組織中表達(dá)上調(diào)，STX3高表達(dá)組患者的總生存期和無(wú)病生存期明顯低于STX3低表達(dá)組患者，并通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明STX3通過(guò)誘導(dǎo)抑癌基因第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因的泛素化和降解而激活磷脂?；?-激酶/蛋白激酶/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)途徑，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。另有幾項(xiàng)研究表明在膀胱癌[47]、腎癌[48]、卵巢癌[49]、食管癌[50]等惡性腫瘤中均存在SNARE蛋白異常高表達(dá)的情況，且與腫瘤不良進(jìn)展明顯相關(guān)，但其中所涉及的相關(guān)分子機(jī)制尚不明確。新近的研究表明，STX1在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤病理診斷中顯現(xiàn)了高度的敏感性與特異性，是一種較為穩(wěn)定的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤標(biāo)志物[52]，但鑒于該研究樣本量較少，后續(xù)仍需要大樣本、多中心的研究對(duì)此加以證實(shí)。上述研究說(shuō)明SNARE蛋白具有成為腫瘤標(biāo)志物的潛質(zhì)，然而理想的腫瘤標(biāo)志物應(yīng)該是既能特異性地用于某種特定腫瘤的診斷、監(jiān)測(cè)治療效果以及評(píng)估預(yù)后，又能方便臨床檢驗(yàn)，且在健康人和其他疾病中不交叉存在，目前臨床廣泛應(yīng)用的甲胎蛋白、癌胚抗原、前列腺特異性抗原等腫瘤標(biāo)志物，雖然在相關(guān)腫瘤的輔助診斷中應(yīng)用效果較佳，但也有其不足之處，例如臨床上有約30%肝癌患者甲胎蛋白呈陰性，部分胃癌患者甲胎蛋白呈陽(yáng)性[51]，因此今后仍需更深入的研究。

4 SNARE蛋白與治療靶點(diǎn)

SNARE蛋白參與腫瘤發(fā)生和發(fā)展的相關(guān)機(jī)制，因此，SNARE蛋白具有成為腫瘤治療靶點(diǎn)的潛能，而肉毒毒素作為一種SNARE蛋白抑制劑，其分子結(jié)構(gòu)中的輕鏈?zhǔn)瞧涠拘源呋Y(jié)構(gòu)域，可高選擇性酶切相應(yīng)的SNARE蛋白。Zhao等[53]對(duì)胃癌模型小鼠分別進(jìn)行肉毒毒素注射和迷走神經(jīng)切除術(shù)，結(jié)果顯示兩種處理均明顯抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和疾病進(jìn)展。有學(xué)者在前列腺癌和胰腺癌的動(dòng)物模型中也發(fā)現(xiàn)肉毒毒素具有抗腫瘤活性[54-55]，這提示肉毒毒素可能通過(guò)“去神經(jīng)效應(yīng)”而發(fā)揮抗腫瘤作用。腫瘤微環(huán)境中存在神經(jīng)支配，神經(jīng)元與癌細(xì)胞之間的交互作用十分密切，并有可能通過(guò)神經(jīng)遞質(zhì)而促進(jìn)腫瘤發(fā)展[56-57]，而SNARE蛋白作為神經(jīng)遞質(zhì)分泌過(guò)程中的重要調(diào)控因子，肉毒毒素是否通過(guò)直接作用于相應(yīng)的SNARE蛋白而發(fā)揮其去神經(jīng)效應(yīng)目前尚無(wú)相關(guān)研究。總之，肉毒毒素已初步顯現(xiàn)出一定的抗腫瘤活性，后續(xù)研究可以SNARE蛋白為切入點(diǎn)探索其相關(guān)分子機(jī)制，并在不同腫瘤中評(píng)估其抗腫瘤的活性與安全性。

5 小結(jié)與展望

SNARE蛋白作為一種囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)與膜融合的調(diào)控蛋白，在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中均發(fā)揮了重要作用，其不僅可以通過(guò)調(diào)節(jié)整合素等物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)參與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移，還可以通過(guò)調(diào)控細(xì)胞自噬參與腫瘤發(fā)展過(guò)程，也參與了卵巢癌、前列腺癌等惡性腫瘤耐藥的相關(guān)機(jī)制途徑，可見(jiàn)其作用的廣泛性與復(fù)雜性。目前的研究已初步體現(xiàn)SNARE蛋白作為腫瘤標(biāo)志物與治療靶點(diǎn)的潛質(zhì)，但仍缺乏更為細(xì)致、深入的研究。SNARE蛋白對(duì)闡明腫瘤的發(fā)病機(jī)制具有十分重要的意義，值得進(jìn)一步研究。