王 詩(shī)，謝 凱，任志健綜述，任斌輝審校

0 引 言

據(jù)2021年世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究署(IARC)發(fā)布的2020年全球最新癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年全世界新增癌癥病例約1929萬(wàn)例，新增癌癥死亡病例約996萬(wàn)例,其中中國(guó)新增癌癥病例457萬(wàn)例、新增癌癥死亡病例300萬(wàn)例[1]。雖然隨著醫(yī)療水平的提高、癌癥早篩的普及，癌癥的整體死亡率有所下降，但癌癥的高發(fā)生率和高死亡率仍是危害人類健康的主要因素，目前，探究新的腫瘤標(biāo)志物、尋求新的癌癥治療靶點(diǎn)以及克服腫瘤化療耐藥一直是臨床工作者及科學(xué)研究者們鉆研的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

SNARE(Soluble NSF attachment Protein receptors)蛋白，即可溶性N-乙基馬來(lái)酰亞胺(N-ethylmaleimide-Sensitive Factor, NSF)附著蛋白受體蛋白，是一類廣泛分布于真核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)家族，主要包括囊泡相關(guān)膜蛋白(vesicle-associated membrane protein，VAMP)、突觸融合蛋白(syntaxin，STX)以及突觸小體相關(guān)蛋白(synaptosomal-associated protein，SNAP)三類蛋白質(zhì)。早期SNARE蛋白相關(guān)研究多集中于其在正常生理活動(dòng)如胞吐、膜融合、神經(jīng)遞質(zhì)傳遞等方面的中的作用。隨著對(duì)SNARE蛋白的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)了SNAREs和SNAREs相關(guān)蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，深入了解這些蛋白質(zhì)參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，將有助于研發(fā)新的腫瘤標(biāo)志物或抗癌靶點(diǎn)。本文就SNARE蛋白在腫瘤發(fā)生發(fā)展中研究進(jìn)展作一綜述，以期為SNARE蛋白在惡性腫瘤中的后續(xù)研究提供新思路。

1 SNARE蛋白簡(jiǎn)介

早期研究發(fā)現(xiàn)，在蛋白質(zhì)膜間運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，NSF和可溶性 NSF附著蛋白(soluble NSF Attachment Proteins, SNAPs) 是兩種必不可少的蛋白，其后囊泡及細(xì)胞膜上的多種受體蛋白(SNAPs Receptors)也相繼被發(fā)現(xiàn)。

1.1SNARE蛋白復(fù)合體結(jié)構(gòu)1998年，Sutton等[2]發(fā)現(xiàn)了由VAMP2、SNAP25和STX1A組裝成的異三聚體SNARE復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)揭示SNARE復(fù)合體是一個(gè)α螺旋的四螺旋束，位于中心的是一高度保守的相互作用的氨基酸側(cè)鏈離子層，由精氨酸和三個(gè)谷氨酰胺殘基組成。該發(fā)現(xiàn)奠定了SNARE蛋白在膜融合過(guò)程中行使功能的復(fù)合體形式，并為后期人們對(duì)SNARE蛋白的分類以及功能的深入研究提供了理論依據(jù)。

1.2SNARE蛋白的分類最初，Sollner等[3-4]將SNAPs受體蛋白統(tǒng)稱為SNARE蛋白，并根據(jù)其位置分為位于囊泡膜上的v-SNAREs(vesicle-SNAREs，主要包括VAMPs)和位于靶膜上的t-SNAREs(target-SNAREs，主要包括STX和SNAP25)，除此之外，還包含一些對(duì)膜融合過(guò)程起調(diào)控作用的輔助蛋白(如突觸結(jié)合蛋白Synaptotagmin,突觸素Synaptophysin和Munc18蛋白等)。然而，隨著SNARE復(fù)合體結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，以及對(duì)SNARE蛋白功能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，以往簡(jiǎn)單的定位分類已難以滿足需求。于是基于SNARE蛋白對(duì)離子層的貢獻(xiàn)，F(xiàn)asshauer等[5]對(duì)SNARE蛋白進(jìn)行了重新分類，即R-SNAREs和Q-SNAREs，其中R-SNAREs為該離子層提供精氨酸(Arg，R)，主要包括SNAP蛋白和STX蛋白，Q-SNAREs提供互補(bǔ)谷氨酰胺(Glu，Q)，主要包括VAMP蛋白和Synaptotagmin等。全新的Q-R分類在后期研究中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.3SNARE蛋白的功能一直以來(lái)， SNARE蛋白的功能均基于SNARE假說(shuō)，即膜融合是通過(guò)SNARE復(fù)合體的特異性識(shí)別、結(jié)合來(lái)完成的。該假說(shuō)認(rèn)為，SNARE蛋白的四條α螺旋束形成一個(gè)亮氨酸拉鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，促使囊泡和細(xì)胞膜之間相互靠近，囊泡膜與細(xì)胞膜接觸后形成類似管道結(jié)構(gòu)的融合孔，從而介導(dǎo)物質(zhì)在囊泡和細(xì)胞之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。但近兩年有研究表明這種結(jié)構(gòu)不夠嚴(yán)謹(jǐn)， SNARE復(fù)合體介導(dǎo)的膜融合更多地類似于高度復(fù)雜、靈敏且快速觸發(fā)的閥門結(jié)構(gòu)，融合孔短期持續(xù)開放所傳遞的物質(zhì)可能讓受體細(xì)胞對(duì)信號(hào)不敏感，而閥門結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性開放與關(guān)閉更符合信號(hào)傳遞的刺激與級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)[6]。不論SNARE蛋白發(fā)揮作用的具體機(jī)制如何，不可否認(rèn)的是其在細(xì)胞與細(xì)胞之間、以及細(xì)胞器之間物質(zhì)傳遞與膜融合中的作用都不容小覷。

2 SNARE蛋白在腫瘤發(fā)生中的作用

正常細(xì)胞從可控發(fā)展為不可控并最終形成腫瘤的過(guò)程稱為腫瘤發(fā)生。腫瘤發(fā)生是一個(gè)漸進(jìn)式的過(guò)程，涉及了多級(jí)反應(yīng)以及突變的不斷積累。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，SNARE蛋白介導(dǎo)的膜融合從多方面參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展，如腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移時(shí)侵襲性偽足的形成、腫瘤微環(huán)境中外泌體的分泌釋放以及腫瘤細(xì)胞的自噬活動(dòng)等。

2.1SNARE蛋白參與侵襲性偽足的形成惡性腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移是影響預(yù)后的主要因素，而獲得侵襲性表型是腫瘤轉(zhuǎn)移的先決條件。腫瘤細(xì)胞的侵襲主要涉及侵襲性偽足的形成[7]、細(xì)胞外基質(zhì)黏附受體整合素(integrin)的分布[8, 9]和降解細(xì)胞外基質(zhì)的蛋白水解酶基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)的分三個(gè)方面泌[10-11]。研究發(fā)現(xiàn)，涉及SNAREs 蛋白SNAP23和STX13的膜轉(zhuǎn)運(yùn)途徑通過(guò)向細(xì)胞膜傳遞EGFR、β1整合素和Src激酶來(lái)促進(jìn)侵襲性偽足的形成。體外實(shí)驗(yàn)表明，抑制SNAP23、STX13的表達(dá)可干擾EGFR、Src和β1整合素之間的相互作用，并降低了EGFR和Src的磷酸化，從而抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲[10, 12]。在宮頸腺癌和胰腺癌中，syntaxin-3、4介導(dǎo)整合素的運(yùn)輸,促進(jìn)細(xì)胞遷移和存活[13]。另一方面，MMP的有效運(yùn)輸也依賴于SNAREs蛋白[14-15]。免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)表明，Bet1與乳腺癌細(xì)胞中的STX4和Vti1b以及Vti1a和VAMP4 / 8形成新的內(nèi)體SNARE復(fù)合物，將MT1-MMP從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸至細(xì)胞膜，參與侵襲性偽足的形成，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移[16]。由此可見，多個(gè)SNARE蛋白在腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。

2.2SNARE蛋白調(diào)節(jié)外泌體的分泌在癌癥中，外泌體可能通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤免疫應(yīng)答、阻斷上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和促進(jìn)血管生成來(lái)參與腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[17]。近年來(lái)，外泌體分泌到細(xì)胞外環(huán)境的過(guò)程逐漸得到闡明，主要依靠RAB家族和SNARE蛋白家族的幫助[18]。其中參與外泌體釋放的SNARE復(fù)合物包括多泡小體膜上的v-SNAREs和細(xì)胞膜上的t-SNAREs，二者形成介導(dǎo)外泌體分泌的穩(wěn)定三元復(fù)合物。作為v-SNAREs，囊泡相關(guān)膜蛋白VAMP2、VAMP3、VAMP7和VAMP8可調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的胞吐作用[19-22]。 此外，SNAP23是一種重要的t-SNARE，主要位于質(zhì)膜上，其磷酸化不僅促進(jìn)SNARE復(fù)合物的形成，而且還增加外泌體分泌[23-25]。在肝細(xì)胞癌中，SNAP23與VAMP3形成復(fù)合物，促進(jìn)肝細(xì)胞癌腫瘤微環(huán)境中外泌體的分泌[26]。在非小細(xì)胞肺癌中，SNARE蛋白YKT6的抑制導(dǎo)致外泌體的釋放減少[27]。在胰腺癌中，TKT6-VAMP3復(fù)合物對(duì)介導(dǎo)其外泌體分泌前的膜融合過(guò)程至關(guān)重要[20]。因此，SNARE蛋白對(duì)腫瘤微環(huán)境中外泌體的分泌釋放發(fā)揮了重要作用。

2.3SNARE蛋白參與自噬活動(dòng)自噬促進(jìn)惡性細(xì)胞存活、血管生成，并限制壞死、炎癥和腫瘤發(fā)生。自噬失調(diào)與許多不同的病理有關(guān)，如癌癥、炎癥和神經(jīng)退化[28]。自噬晚期過(guò)程中的一個(gè)核心步驟是完成自噬體與溶酶體之間的融合，從而形成自噬溶酶體。加深對(duì)腫瘤自噬認(rèn)識(shí)對(duì)探討新型癌癥治療方法具有重要意義。在癌癥生物學(xué)中，SNARE復(fù)合體介導(dǎo)的膜融合是調(diào)節(jié)晚期自噬溶酶體形成的核心步驟[29-30]。如STX17是核內(nèi)體/溶酶體融合過(guò)程中所需的重要SNARE蛋白。Itakura 等[31-32]的研究發(fā)現(xiàn)，自噬小體外膜上的STX17能夠與溶酶體膜上的SNARE蛋白 VAMP8 以及SNAP29相互作用，誘導(dǎo)自噬小體外膜和溶酶體膜之間的融合，促進(jìn)自噬溶酶體的形成，而抑制STX17則會(huì)導(dǎo)致自噬小體的積累，從而使自噬受阻。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中，體外敲除STX17也可阻斷自噬小體的形成[33]。此外，VAMP8是另一種調(diào)節(jié)自噬過(guò)程的重要SNARE蛋白。在人類非小細(xì)胞肺癌中的研究表明， SNAP25-VAMP8相互作用能夠維持自噬通量和自噬溶酶體流出，從而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[34]。以上研究表明，SNARE蛋白在自噬活動(dòng)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，某些SNARE蛋白的功能抑制會(huì)嚴(yán)重影響自噬，進(jìn)而影響自噬相關(guān)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

3 SNARE蛋白與腫瘤標(biāo)志物

自世界衛(wèi)生組織明確提出癌癥的“三早”策略，即早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療以來(lái)，癌癥篩查普及、早就診和早治療，已經(jīng)成為世界公認(rèn)的癌癥防控最強(qiáng)力且最有效的措施及途徑，而探索新的腫瘤標(biāo)志物用于腫瘤早期篩查是腫瘤防治的關(guān)鍵。研究表明，SNARE蛋白在多種腫瘤中異常表達(dá)，并與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，STX6在食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)樣本中表達(dá)上調(diào)，且STX6表達(dá)水平與腫瘤的大小、組織學(xué)分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和深度顯著相關(guān)，一方面，STX6沉默以p53依賴的方式抑制ESCC細(xì)胞的生存和增殖，另一方面，STX6影響整合素的轉(zhuǎn)運(yùn)，調(diào)控ESCC細(xì)胞的遷移[35]。該研究揭示了STX6在ESCC進(jìn)展中的致瘤作用，可能是一個(gè)有價(jià)值的ESCC治療靶點(diǎn)。本課題組先前研究也表明，SNAP23在卵巢癌中是一種潛在的癌基因，可在體外促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖和遷移[36]。SNAP47在肺腺癌中高表達(dá)，且SNAP47表達(dá)水平與肺腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，我們推測(cè)SNAP47可能通過(guò)運(yùn)輸一些信號(hào)因子或者其他腫瘤相關(guān)物質(zhì)等，來(lái)促過(guò)肺腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移等惡性表型[37-38]。此外，在結(jié)直腸癌、乳腺癌等癌癥類型中，STX2、STX3等SANRE蛋白有可能作為腫瘤診斷標(biāo)志物以及抗腫瘤轉(zhuǎn)移治療的靶點(diǎn)[39-40]。

4 SNARE蛋白參與了腫瘤化療耐藥的調(diào)控

化療耐藥已成為腫瘤可持續(xù)治療的主要挑戰(zhàn)其形成涉及多種因素，了解化療耐藥性背后的分子機(jī)制可能為癌癥治療的發(fā)展提供基礎(chǔ)。據(jù)報(bào)道，某些SNARE蛋白參與賦予化療耐藥性。多項(xiàng)研究表明順鉑耐藥性的形成與t-SNARE蛋白SNAP的糖基化修飾(O-GlcNAcylation)水平有關(guān)。在卵巢癌中，SNAP29-STX17-VAMP8復(fù)合物在葡萄糖胺?；D(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的順鉑耐藥性中起著至關(guān)重要的作用[41]。而SNAP23的O-GlcN?；约芭cSTX4、VAMP8的相互作用能夠促進(jìn)外泌體分泌，增加細(xì)胞內(nèi)順鉑的流出，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)順鉑濃度降低，進(jìn)而導(dǎo)致卵巢癌的耐藥性[42]。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，蛋白酶體誘導(dǎo)的STX4磷酸化降解作為誘導(dǎo)順鉑化療耐藥的新機(jī)制，也可能用于蛋白酶體抑制劑的聯(lián)合癌癥治療[43]。實(shí)驗(yàn)表明，低水平的STX4限制了順鉑誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡，從而抑制了該藥物的細(xì)胞毒性，但這一途徑在腫瘤化療耐藥中的作用還需要進(jìn)一步的研究。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

SNARE蛋白在膜融合中具有核心作用。參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響腫瘤的惡性進(jìn)展以及持續(xù)治療。本文對(duì)SNARE在腫瘤發(fā)生中作用的研究進(jìn)行回顧總結(jié)，以期為SNARE蛋白作為新的腫瘤標(biāo)志物、腫瘤治療靶點(diǎn)和化療耐藥的后續(xù)研究提供一些思路，其中SNARE蛋白介導(dǎo)的膜融合可能是未來(lái)研究腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制的重要方向之一。