热休克蛋白75与非小细胞肺癌相关性的研究进展

李 德，金 圣，黄文华，李姝瑜，孙 洁，朴俊杰 ⋆

（1. 延边大学医学院，吉林 延吉 133000；2. 延边大学医学院病理教研室，吉林 延吉 133000）

热休克蛋白75 (glucose-regulated protein 75, GRP75)又叫做mtHSP70/PBP74/Mortalin，是热休克蛋白70（heat shock protein 70, HSP 70）的家族成员之一。目前的研究显示，GRP75可参与调控细胞的多种生理功能，包括细胞存活、胞内转运、细胞增殖、稳定细胞骨架、应激反应以及线粒体合成等。此外，GRP75可能在NSCLC的发生发展中也发挥一定的作用。

1 GRP75的分子结构

GRP75最早由Wadhwa于1993年在ICR(CD-1)小鼠的胚胎成纤维细胞中被分离出来的[1]。根据互补DNA及同源性的相关研究可将其归入Hsp70家族。基于p66mot-1的致死性特点，其又被称为致死蛋白Mortalin。GRP75基因定位于5q31-1染色体，全长约为20 kb，由17个外显子和16个内含子构成，其相对分子质量为74 KDa。GRP75具有高保守性，人类的GRP75序列与鼠科动物GRP75序列的同源性均约为98%。鼠科动物的GRP75有两种异构体，即mot-1和mot-2。mot-1与mot-2有着截然不同的功能。例如，mot-1可以引起细胞的衰老，而mot-2可以引起细胞的恶性演进。在人源性细胞中，GRP75只有一种cDNA编码，其功能与鼠源性的mot-2相似。转录成熟的GRP75-mRNA全长约为3506 bp，由679个氨基酸组成蛋白质。其前体中所含的一段线粒体前导肽可引导GRP75定位于细胞的线粒体中，但GRP75的亚细胞定位不仅在线粒体中。研究发现，GRP75主要定位于细胞的线粒体中，有少量定位于内质网、胞质囊泡、中心体和细胞膜中。它可以与P53、电压依赖性阴离子通道蛋白、葡萄糖调节蛋白94、成纤维细胞生长因子 FGF-1 (fibroblast growth factor-1，FGF-1)和 HPS60等多种配体结合[2]。GRP75的一级蛋白结构与其他HSP70家族成员相似，也具有两个结构域，即近N端的ATP酶结构域和近C端的蛋白结合结构域。其ATP酶结构域在HSP70家族成员中高度保守，能够与底物高效结合，同时含有ATPase活力。其蛋白结合结构域也可以与底物结合，能够起到“盖子”的作用，将底物“关”在分子内部并促使其发生折叠[3]。

2 GRP75的生物学功能

Grp75在细胞内不仅发挥着管家蛋白的作用，而且还负责监控各种异常的生理变化（如修正发生错误折叠的蛋白质等）和参与应激反应。同时，它还可与多种蛋白直接或间接地进行结合，从而起到保护细胞的作用。目前的研究成果显示，多种外界信号（如电离辐射、缺糖、低温、臭氧及甲状腺功能异常等）均可引起Grp75的异常表达，而Grp75的表达又与肌肉组织活动、线粒体活性的维持等生理活动有关。由于Grp75的亚细胞定位不仅仅在于线粒体中，因此其在细胞内发挥的生物学功能也不局限于线粒体上。例如，GRP75可以监测细胞周围的应激条件以及凋亡因子是否对细胞产生损伤作用。研究显示，GRP75 可以与P66Shc 在线粒体中直接结合，使 P66Shc 丧失氧化应激所依赖的 P53 途径，从而可抑制细胞的凋亡。但是，当外因（如紫外辐射等）引发氧化应激时则会促使P66Shc从GRP75-P66Shc复合物中解离出来，并诱发线粒体损伤和细胞凋亡[4]。在细胞内，Grp75可以参与多种因子的运输过程。研究发现，大鼠体细胞中的Grp75可以与FGF-1结合并共同使用一个细胞环境。这表示Grp75可能参与了FGF-l的胞内运输或介导了FGF-1参与的信号转导。同时，Grp75还可与白介素-1 IL-1 (interleukin-1，IL-1)的I型受体结合，参与受体的内摄过程。在蛋白结合方面，Grp75参与修饰结合细胞内的多种蛋白。例如，GRP75可以与甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶MPD（mevalonate pyrophosphate decarboxylase，MPD，一种能让异戊二烯基簇异戊烯化的酶）结合并在功能上联系p21Ras，从而调控细胞的增殖[5]。此外，Ludmila A 等的研究发现，高表达GRP75可负性调控线粒体内的活性氧 ROS（reactive oxygen species，ROS），从而可保护线粒体的代谢，抑制炎性因子的产生。

3 NSCLC的诊疗现状

肺癌是我国最常见的恶性肿瘤之一，也是对人类健康最具威胁的肿瘤之一。根据生物学特性的不同，可将肺癌分为NSCLC和小细胞肺癌（small cell lung cancer, SCLC）两大类。从组织病理学的角度划分，NSCLC可被分为鳞癌、腺癌、大细胞癌和鳞腺癌（腺鳞癌）四个亚型。国家癌症中心、全国肿瘤登记中心统计的数据显示，NSCLC是我国肺癌患者主要的发病类型。此病患者占所有肺癌患者的80%～85%。我国早在2003年就颁布了《原发性肺癌诊疗规范》，但NSCLC患者的死亡率并没有明显下降。目前，临床上治疗NSCLC的手段仍然以手术和放化疗为主。近年来，随着分子病理学研究的深入，我们对肺癌分类分型的认识逐渐由病理组织学分类向基于驱动基因变异的分子分型转变，分子靶向治疗方案也逐步成为治疗NSCLC的主要手段。表皮生长因子受体EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor）是2004年首个被发现的NSCLC驱动基因。统计数据显示，我国约有28.2%的NSCLC患者存在EGFR基因突变，且肺腺癌患者EGFR基因的突变率高于肺鳞癌患者。因此，表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂EGFR-TKIs(Tyrosine Kinase Inhibitors)已受到临床医生的广泛关注。

4 GRP75与NSCLC相关性的研究现状

Wadhwa等的研究发现，GRP75在多种肿瘤组织、肿瘤细胞及永生化细胞中呈高表达[6]。高表达的GRP75可以促进裸鼠荷瘤的形成、提高乳腺癌细胞的恶性程度。Sun等的研究结果显示，GRP75在NSCLC组织中呈高表达，且其高表达与患者的病理学分级、临床分期、有无淋巴转移及生存期缩短密切相关。该研究证实，GRP75可作为一种诊断NSCLC的新型分子标志物。目前，虽然临床上尚缺乏针对GRP75与NSCLC相关性更深入的研究，但有研究结果显示，GRP75是介导 Raf / MEK / ERK 信号通路的分子开关，而Raf / MEK / ERK 通路又在抑制肿瘤发生的过程中发挥着重要的作用[7]。抑制GRP75的表达可以促进P21CIP1的转录、恢复MEK / ERK信号轴的激活态，从而诱导细胞周期阻滞和凋亡的发生。研究发现，HSP70家族中的其他成员并不能有效替代GRP75对P21CIP1的调控。这说明，GRP75在Raf / MEK / ERK信号通路中发挥着独特的作用。

5 小结

目前的研究证实，GRP75在非小细胞肺癌组织中呈高表达，且可能参与其发生发展。因此，是否可以将GRP75作为抑制NSCLC演进的靶点是值得进行深入研究的课题。

[1]Wadhwa R, Kanl SC, Ikawa Y, et a1. Identification of a novel me mber of mouse hsp70 family. Its association with cellular mor tal phenotype[J]. J Biol Chem. 1993,268(9):6615-6621.

[2]Wadhwa R, Takano S, Robert M, et al. Inactivation of tumor su p-pressor p53 by mot-2, a hsp70 family member[J]. J Biol Che m. 1998,273(45):29586-29591.

[3]Daugaard M，Rohde M，Jaattela M. The heat shock protein 70 family：Highly homologous proteins with overlapping and distinct funetions[J]. FEBS Left. 2007,58l:3702-3710.

[4]Orsini F, Migliaccio E, Moroni M, et al. The life span determin ant p66Shc localizes to mitochondria where it associates with mitochondrial heat shock protein 70 and regulates trans-memb rane potential[J]. J Biol Chem. 2004,279(24):25689-25695.

[5]Deocaris CC, Lu WJ, Kaul SC, et al. Druggability of mortalin fo r cancer and neuro-degenerative disorders[J]. Curr Pharm Des.2013,19(3):418-429.

[6]Wadhwa R, Takano S, Kaur K, et al. Upregulation of mortalin/m thsp70/Grp75 contributes to human carcinogenesis[J]. Int J Ca ncer. 2006,118(12):2973-2980.

[7]Wu PK, Hong SK, Veeranki S, et al. A mortalin/HSPA9-mediated switch in tumor-suppressive signaling of Raf/MEK/extracellular signal-regulated kinase[J]. Mol Cell Biol. 2013,33(20):4051-4067.