皮層肌動(dòng)蛋白在腫瘤進(jìn)展中作用的研究進(jìn)展

1、皮層肌動(dòng)蛋白在腫瘤進(jìn)展中作用的研究進(jìn)展【摘要】皮層肌動(dòng)蛋白(rtatin)與多種復(fù)雜的細(xì)胞進(jìn)程有關(guān)，包括細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性、侵襲性、突觸發(fā)生、吞噬作用以及腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移灶的形成。rtatin的過(guò)度表達(dá)可能以多種途徑在侵襲性腫瘤表現(xiàn)型的開(kāi)展過(guò)程起作用，包括增強(qiáng)肌動(dòng)蛋白聚合作用、下調(diào)表皮生長(zhǎng)因子受體(epideralgrthfatrreeptr，EGFR)、調(diào)節(jié)pdse和invadpdia的形成以及與細(xì)胞周期蛋白D1(ylinD1)和D44等分子之間互相作用。rtatin作為與癌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)性和侵襲性親密相關(guān)的標(biāo)志物可能成為預(yù)測(cè)腫瘤患者預(yù)后的重要指標(biāo)。對(duì)rtatin的深化研究將為腫瘤的診斷和治療提供靶向基因。

2、【關(guān)鍵詞】肌動(dòng)蛋白類(lèi)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)腫瘤轉(zhuǎn)移腫瘤浸潤(rùn)ThasParsn實(shí)驗(yàn)室于1993年發(fā)現(xiàn)皮層肌動(dòng)蛋白(rtatin)，它是一種微絲肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白，還是致癌性酪氨酸激酶v-Sr的主要底物1。rtatin在細(xì)胞骨架重塑過(guò)程中發(fā)揮重要作用，影響細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)性、侵襲性、突觸發(fā)生、吞噬以及腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移灶形成，同時(shí)還是連接細(xì)胞骨架重建信號(hào)通路的關(guān)鍵局部。1rtatin分子構(gòu)造特點(diǎn)及編碼基因rtatin分子構(gòu)造中包括一個(gè)N末端酸性區(qū)域，該區(qū)域可與Arp2/3復(fù)合物結(jié)合并使之激活2。在rtatin的末端還包括擁有3個(gè)-Sr酪氨酸磷酸化作用位點(diǎn)的富脯氨酸區(qū)域和1個(gè)SH3構(gòu)造域，末端用以調(diào)節(jié)與多種細(xì)胞功能相關(guān)的不同

3、蛋白質(zhì)間的互相作用1。rtatin由單一基因(ES1)編碼，但是在SDS聚丙烯酰氨凝膠電泳中卻可以顯示2個(gè)別離的電泳帶，分別位于80kDa和85kDa處。它們的差異可能代表兩種剪接，也可能因翻譯后修飾引起，其中85kDa亞型的出現(xiàn)可能與腫瘤形成有關(guān)3。人類(lèi)rtatin基因TTN(以前稱為ES1)就位于11q134。在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(HNS)內(nèi)和肝細(xì)胞癌中均發(fā)現(xiàn)該基因的擴(kuò)增導(dǎo)致了rtatin的過(guò)度表達(dá)4-5。TTN擴(kuò)增和過(guò)度表達(dá)與HNS患者的不良預(yù)后直接相關(guān)6。用11q13擴(kuò)增缺乏的細(xì)胞進(jìn)展重組細(xì)胞基因過(guò)度表達(dá)的研究也間接支持這一觀點(diǎn)7。2rtatin的磷酸化u等1最初確定rtatin在v-S

4、r轉(zhuǎn)化細(xì)胞內(nèi)的酪氨酸磷酸化作用。Sr使rtatin在3個(gè)酪氨酸殘基(Y421、Y466、Y482)上發(fā)生磷酸化8。rtatin通過(guò)其N(xiāo)末端酸性構(gòu)造域與Arp2/3復(fù)合物結(jié)合，并且通過(guò)其重復(fù)區(qū)域與微絲肌動(dòng)蛋白結(jié)合，從而直接激活A(yù)rp2/3復(fù)合物肌動(dòng)蛋白核化作用活性9。rtatin利用其SH3構(gòu)造域與發(fā)動(dòng)蛋白2(Dynain2)或IP(ASP-interatinPrtEin)的結(jié)合進(jìn)一步增強(qiáng)了核化作用活性以及層形足板的突出10。rtatin的SH3構(gòu)造域還能結(jié)合并激活neurnal(N)-ASp，依次促進(jìn)Arp2/3肌動(dòng)蛋白核化作用和細(xì)胞遷移11。另外，通過(guò)Sr和其他致癌性酪氨酸激酶使3個(gè)特異性酪

5、氨酸殘基磷酸化而使rtatin得以調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)7。最近有研究證明，磷酸化的rtatin與N-ASp和IP結(jié)合激活A(yù)rp2/3復(fù)合物，在這一系統(tǒng)中Nk起到重要作用12。目前已發(fā)現(xiàn)的磷酸化作用反映出rtatin在細(xì)胞中參與了多種復(fù)雜的生理過(guò)程。有研究結(jié)果說(shuō)明在裸鼠體內(nèi)乳腺癌細(xì)胞rtatin過(guò)度表達(dá)組與對(duì)照組比較轉(zhuǎn)移灶形成率顯著升高。將過(guò)度表達(dá)的rtatin磷酸化突變體注入小鼠體內(nèi)所誘導(dǎo)的溶骨性轉(zhuǎn)移灶顯著增多。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)rtatin酪氨酸殘基的磷酸化作用與其在裸鼠體內(nèi)誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)移灶形成的潛能相關(guān)13。Huang等14發(fā)如今K-1735鼠黑色素瘤細(xì)胞株內(nèi)，Sr激酶家族中的Fyn酪氨酸激酶被選擇性激活。并

6、且只有在高轉(zhuǎn)移潛能細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)現(xiàn)被激活的Fyn與rtatin形成穩(wěn)定的復(fù)合物，這種復(fù)合物在細(xì)胞膜共同積聚。rtatin的磷酸化程度與細(xì)胞遷移才能之間存在正相關(guān)。3rtatin與pdse和invadpdia細(xì)胞膜的突出啟動(dòng)細(xì)胞遷移，細(xì)胞遷移在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用。突出膜構(gòu)造稱為層形足板，常與動(dòng)態(tài)的膜皺褶形成相關(guān)。侵襲性腫瘤細(xì)胞和另外幾種類(lèi)型的細(xì)胞為了侵入組織界面，產(chǎn)生?；母叨葎?dòng)態(tài)的黏附構(gòu)造，促進(jìn)基質(zhì)降解。這些構(gòu)造稱為pdse和invadpdia。兩個(gè)概念之間的區(qū)別還未明確，在文獻(xiàn)中可以互換使用。pdse首先在單核細(xì)胞衍生細(xì)胞中被描繪，如破骨細(xì)胞。Tehrani等15研究說(shuō)明正常情況下巨噬

7、細(xì)胞的pdse功能需要rtatin的酪氨酸磷酸化，例如骨的再吸收。rtatin存在于Sr轉(zhuǎn)化細(xì)胞以及明顯含有pdse的細(xì)胞內(nèi)。因此常在pdse內(nèi)發(fā)現(xiàn)rtatin。ASP(isktt-AldrihsyndreprtEIn)家族蛋白是pdse形成所需的重要分子。形成細(xì)胞突出需要ASP家族蛋白誘導(dǎo)快速肌動(dòng)蛋白聚合16。由于rtatin與IP在pdse內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)，并且它們?cè)诩?xì)胞的共同表達(dá)刺激膜突出的形成，因此rtatin與IP之間互相作用可能影響pdse的形成10。在多種癌癥中發(fā)現(xiàn)rtatin在invadpdia內(nèi)富集，這是一種從細(xì)胞外表突出的膜相構(gòu)造，所形成的突出可以調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)降解。Bden等1

8、7嘗試在乳腺癌細(xì)胞的invadpdia內(nèi)顯微注射抗rtatin多克隆抗體，細(xì)胞外基質(zhì)降解可被阻斷。有研究提示基質(zhì)金屬蛋白酶(atrixetallprteinases，Ps)的表達(dá)與原發(fā)性肝細(xì)胞癌的侵襲和轉(zhuǎn)移行為親密相關(guān)18。許朱定等19應(yīng)用反義核酸rtatin片段也能抑制肝癌細(xì)胞的穿膜游走才能，使侵襲力減弱。arx等20研究發(fā)現(xiàn)invadpdia通過(guò)P顯示局部蛋白水解酶活性。而B(niǎo)den等21近期又證實(shí)乳腺癌細(xì)胞的invadpdia內(nèi)rtatin酪氨酸磷酸化程度與invadpdia的蛋白水解酶活性成正比。一系列結(jié)論顯示rtatin與P的互相作用直接影響腫瘤細(xì)胞invadpdia降解細(xì)胞外基質(zhì)的功

9、能。另有研究提出P降解產(chǎn)物的活性可能促進(jìn)新的invadpdia形成，rtatin在invadpdia中還有調(diào)節(jié)P分泌的作用22。這是一種把動(dòng)態(tài)肌動(dòng)蛋白組裝機(jī)制與促分泌機(jī)制聯(lián)絡(luò)在一起的新機(jī)制，可以促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)降解和增強(qiáng)細(xì)胞侵襲力。invadpdia的形成依賴Sr對(duì)rtatin的磷酸化作用，并且在細(xì)胞挪動(dòng)中，rtatin在依賴invadpdia的細(xì)胞外基質(zhì)降解和層形足板的形成中也具有重要作用23。rtatin還能調(diào)節(jié)N-ASp和Arp2/3的活性，這兩種分子的活性為invadpdia的形成與伸展所需要24。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4rtatin與表皮生長(zhǎng)因子受體下調(diào)生長(zhǎng)因子啟動(dòng)的信號(hào)途徑對(duì)細(xì)胞增殖

10、具有重要作用。在一組對(duì)HNS的研究中發(fā)現(xiàn)rtatin的過(guò)度表達(dá)可抑制配體誘導(dǎo)的表皮生長(zhǎng)因子受體(epideralgrthfatrreeptr,EGFR)下調(diào)。而且該研究還顯示rtatin過(guò)度表達(dá)削弱-b1酪氨酸磷酸化作用及-b1與EGFR的結(jié)合，同時(shí)還檢測(cè)出EGFR泛素化減弱。同樣，在HNS細(xì)胞內(nèi)使用siRNA可以使rtatin程度下降，并且加速EGFR的降解25。-b1是泛素連接酶b1家族成員，該家族在受體酪氨酸激酶下調(diào)方面具有重要作用。有研究說(shuō)明-b1的過(guò)度表達(dá)增加了EGFR的陷入率26。雖然以上現(xiàn)象顯示rtatin與EGFR下調(diào)有親密的關(guān)系，但是目前對(duì)rtatin干擾EGFR下調(diào)確實(shí)切機(jī)

11、制還不明確。一種可能是rtatin過(guò)度表達(dá)削弱了Sr酪氨酸激酶，從而減弱-d1磷酸化作用，隨后影響EGFR的泛素化。另一種可能是rtatin過(guò)度表達(dá)激活d42而使-b1與受體結(jié)合減少25。最近在針對(duì)HNS的研究中，分別對(duì)rtatin和EGFR表達(dá)進(jìn)展評(píng)估，研究發(fā)現(xiàn)176例腫瘤組織中有44%呈現(xiàn)rtatin過(guò)度表達(dá)，這一結(jié)果與腫瘤遠(yuǎn)處淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織學(xué)分級(jí)惡性程度增高、局部復(fù)發(fā)率增加、無(wú)瘤生存期縮短以及5年總生存率下降相關(guān)，并且該結(jié)果不依賴于EGFR的狀態(tài)。同時(shí)，rtatin表達(dá)狀態(tài)仍然是局部復(fù)發(fā)率、無(wú)瘤生存率和總生存率的獨(dú)立的預(yù)后因素。該研究還確定了HNS的一個(gè)亞組分型，以rtatin過(guò)度表達(dá)

12、并呈現(xiàn)低EGFR程度和低生存率為特征，該亞組的生存率與rtatin和EGFR均過(guò)度表達(dá)的腫瘤患者的生存率一樣27。這些發(fā)現(xiàn)提示rttin是腫瘤預(yù)后的重要指標(biāo)。對(duì)HNS細(xì)胞株rtatin調(diào)節(jié)的研究發(fā)現(xiàn)，rtatin過(guò)度表達(dá)在錨定依賴性和錨定非依賴性條件下均增強(qiáng)血清和EGF激活的細(xì)胞增殖，并且進(jìn)步了對(duì)失巢凋亡的抵抗力。這一發(fā)現(xiàn)極大豐富了rtatin在腫瘤進(jìn)展中所起的作用。另外，該研究還證明rtatin過(guò)度表達(dá)單獨(dú)或與細(xì)胞周期蛋白D1上調(diào)共同促進(jìn)癌細(xì)胞對(duì)EGFR激酶抑制劑gefitinib的抵抗力28。這些發(fā)現(xiàn)提示rtatin在腫瘤進(jìn)展中具有多重作用。5rtatin與D44Hill等29對(duì)透明質(zhì)烷受

13、體D44促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞對(duì)骨髓上皮組織侵襲和黏附的研究說(shuō)明，rtatin是D44信號(hào)通路轉(zhuǎn)錄的靶點(diǎn)，而且在乳腺癌細(xì)胞株內(nèi)siRNA介導(dǎo)的rtatin沉默削弱了由D44促進(jìn)的乳腺癌細(xì)胞對(duì)骨髓內(nèi)皮細(xì)胞的侵襲和黏附。脫氧土霉素(dxyyline，DX)調(diào)節(jié)的D44乳腺癌異種移植物模型已經(jīng)建立。在該模型的活體實(shí)驗(yàn)中，誘導(dǎo)D44不影響原發(fā)腫瘤的生長(zhǎng)率和局部侵襲，但在11只小鼠中卻有8只發(fā)生肝臟繼發(fā)性腫瘤，并且轉(zhuǎn)移癌呈現(xiàn)D44高表達(dá)30。由該結(jié)果推測(cè)，在D44高表達(dá)的情況下rtatin只發(fā)揮促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移作用，而對(duì)局部侵襲無(wú)促進(jìn)作用。rtatin與D44互相作用確實(shí)切機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。6結(jié)語(yǔ)rtatin與腫瘤的進(jìn)展親密相關(guān),多種證據(jù)支持這一結(jié)論。目前對(duì)rtatin的關(guān)注主要集中在其兩個(gè)特性上，即與微絲肌動(dòng)蛋白結(jié)合和被多種激酶磷酸化。對(duì)rtatin在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)中的復(fù)雜作用還不