Mena蛋白与TES蛋白在肿瘤侵袭转移中的作用研究进展

齐学袖

(济南大学医学与生命科学学院，山东 济南 250200)

肿瘤的发生发展与肿瘤的侵袭转移有着密不可分的关系，而肿瘤细胞伪足的形成和延伸以及细胞黏附是影响肿瘤细胞迁移和侵袭的主要原因[1]。Mena蛋白在调控细胞伪足的形成和延伸、细胞运动过程中起着主要作用[2]。Mena蛋白在多数肿瘤组织中高表达，其表达与淋巴结转移、肿瘤浸润深度显著相关；高表达Mena蛋白显著增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。Mena蛋白与细胞黏附分子TES、细胞伪足蛋白Lpd(Lamellipodin，RAPH1)都具有相互作用，通过Mena蛋白与TES蛋白的相互作用可以调控肿瘤细胞的迁移与侵袭。现就Mena蛋白与TES蛋白的相互作用及在肿瘤细胞侵袭转移中的作用做一综述。

1 Mena蛋白与肿瘤侵袭转移

1.1 Mena蛋白的结构与功能 Mena蛋白由ENAH基因编码表达，是Ena/VASP家族的成员之一。Ena/VASP 是一种存在于脊椎动物、无脊椎动物以及盘基网柄菌属的结构保守蛋白质家族。Mena蛋白在多种人类肿瘤中表达上升，包括肿瘤肿瘤、乳腺肿瘤、胰腺肿瘤等。Ena/VASP家族蛋白参与调控很多包括纤维原细胞运动、胞间黏附、血小板聚集和神经元轴突导向等肌动蛋白依赖性生理过程[3]。该家族蛋白有3个共同的结构域，分别是N-端EVH1结构域、富含脯氨酸的核心结构域和C-端EVH2结构域。EVH1结构域通过一个可与蛋白质结合沟V型结合界面特异性结合到富含脯氨酸保守序列的FPPPP基序，这是一种主要与lamellipodin(LPD)、zyxin等的特异性结合[1]。EVH2结构域中的两个非保守序列可分为肌动蛋白纤维结合区、COCO区和肌动蛋白单体结合区3个高度保守的α螺旋，且肌动蛋白纤维与EVH2结构域结合可以促进其成束，肌动蛋白单体与EVH2结构域结合可诱导其低聚化[4]。

1.2 Mena蛋白在肿瘤细胞侵袭与转移中的作用 Ena/VASP 蛋白家族在调控细胞伪足的形成和延伸、细胞的运动中起着重要的作用。该家族成员主要包括Mena、VASP和EVL(Ena/VASP-like)，它们主要定位于细胞片状伪足边缘、丝状伪足的尖端、以及细胞黏着斑、黏合连接等部位[1]。该蛋白家族的成员在N端都含有一个EVH1结构域，在C端含有一个有着有G-actin和F-actin结合位点的EVH2结构域，并且EVH1和EVH2结构域可以与Profilin肌动蛋白单体结合蛋白结合[5-6]。Ena/VASP蛋白家族的成员都具有一个用于调控细胞伪足的形成和延伸的保守丝氨酸磷酸化位点，该位点在肿瘤细胞的转移与侵袭过程中起着重要的作用[7]。

翻译Mena蛋白的mRNA具有两种不同的剪接形式，分别是不包括11a外显子的剪接体和包括11a外显子的剪接体MenaINV[8]。其中MenaINV剪接体具有非常强的促侵袭作用，MenaINV在体外实验和小鼠体内实验中都能够促进表皮生长因子(EGF)诱导的细胞膜突出，并增强肿瘤细胞降解基质的能力，从而促进肿瘤细胞的运动和侵袭与细胞黏附的能力[9]。细胞黏附是影响肿瘤细胞迁移、侵袭的重要因素：肿瘤细胞自原发灶脱落与细胞间黏附降低有关；肿瘤细胞与细胞外基质黏附的改变利于肿瘤的转移；肿瘤细胞在游出管腔过程中与管腔内皮及基底膜黏附改变是肿瘤发生转移的重要因素[10]。有研究表明Mena在多数有侵袭性的肿瘤细胞中过表达[9]，并且与这些肿瘤细胞的产生与发展具有显著相关性，例如乳腺癌、结直肠癌、肿瘤等，同时，Mena缺陷表达能够抑制肿瘤的发生和发展[11]。

2 TES蛋白与肿瘤侵袭转移

2.1 TES蛋白的结构与功能 TES蛋白是蛋白是一种被第7染色体上的Tes基因编辑形成的蛋白质，人类TES基因的开放阅读框长度为1 263 bp，编码在焦点黏连处被发现的由421个氨基酸组成的分子量为47 kDa的蛋白质。TES对管理细胞活性有一定的影响，同时也对肿瘤的发展有一定的抑制作用，它参与肿瘤的发生与增长等过程。小鼠TES蛋白是Testin基因表达的一类细胞黏附分子，沿肌动蛋白应力纤维排布，位于细胞与细胞间及细胞与基质黏着斑上，介导细胞粘附、迁移以及细胞信号传导[10]。Testin基因定位于7q31.2，是一种候选抑癌基因，是一种假定抑癌基因[1]。Testin表达水平与组织内处于G1分裂期的细胞占比呈正相关，而过表达的TES可诱导细胞凋亡，降低细胞形成能力。Testin的表达降低与细胞上皮形态丢失和获得间充质细胞的转移与侵袭的能力有关[12]。

TES蛋白的NH2端含有一个PET(Prickle,Espinas,TES)结构域，COOH端有3个LIM结构域，分别是LIM1，LIM2，LIM3结构域，每个LIM结构域各由2个锌指结构组成。它们是细胞黏附和细胞骨架调节蛋白的特异性相互作用区，介导与转录因子、细胞骨架蛋白的相互作用，可调节细胞的形态、迁移和黏附[13]。TES蛋白主要分布在细胞间连接区域与基质黏着斑上，并且主要依赖蛋白COOH端的LIM结构域与多种细胞骨架蛋白，如talin、zyxin、actin和Arp7A相结合。其中，TES的第三个LIM结构域可以与ENL、血影蛋白、Ena/VASP蛋白家族成员等相互作用，这些蛋白对维持TES在细胞内的定位、调节细胞骨架蛋白、细胞的铺展和迁移侵袭具有重要的作用[14]。

2.2 TES蛋白在肿瘤细胞转移与侵袭中的作用 TES的LIM1结构域可与zyxin结合，同时TES的LIM3结构域可与Mena和VASP结合共同形成zyxin-TES-Mena-VASP复合物，主要位于细胞与细胞之间的连接区域。zyxin-TES-Mena-VASP复合物被SiRNA技术在Hela细胞中沉默的TES基因破坏后会导致肌动蛋白压力纤维(actin stress fibers)富集减少，过表达的TES会抑制细胞的扩散能力，从而导致与GTP结合的RhoA活性下降进一步影响Rho-GTPase的活性。通过降低Rho-GTPase的活性在增加细胞运动型和降低细胞伸展性以致增加肿瘤细胞的致癌性方面有着重要的作用[15]。

此外，TES蛋白的LIM3结构域还可以与alphaⅡ-spectrin蛋白的alpha8-Ⅱ重复序列相结合后与EVL共同构成TES-EVL-specrin复合物，TES-EVL-specrin复合物可以的膜骨架蛋白的蛋白富集作用可以激活spectrin从而加强细胞间的连接[15]。相关研究表明，在小鼠和鸡的成纤维细胞中过表达TES基因细胞的纤维连接蛋白层面上运动性能降低、伸展性增加，表明TES蛋白可能参与调控细胞的黏附作用和细胞肌动蛋白动力学[16-17]。Magno等[18]发现在细胞膜的内侧，TES蛋白在LIM结构域的第二个锌指结构处可以与钙敏感受体(CaR)结合。过表达的TES在HEK293细胞中通过增强钙敏感受体依赖的Rho激酶信号通路进而调节肿瘤细胞的迁移能力。

在人类癌症方面，Testin被认为是假定的肿瘤抑制基因(TSG),Testin基因的沉默有助于肿瘤发生，如乳腺癌、子宫癌和胶质母细胞瘤。TES的表达受到启动子区基因甲基化、点突变和基因多态性(SNP)的影响抑制表达量的减少甚至完全消失。TES表达量的降低会减少胞间联系与黏着从而增加细胞的移动潜力。TES表达的降低与肿瘤晚期、高等淋巴细胞在血管中的侵袭相关[12]。TES的表达与MMP-2和CD34的表达呈负相关，MMP-2的表达由miR-29b调节，通过miR-29b可以抑制肿瘤的侵袭与转移。由MMP-2和miR-29b的相互作用调控TES的表达可能成为治疗肿瘤的靶点[19-21]。有研究表明[22]，过表达的TES可以显著抑制体外肿瘤细胞的生长，降低体内肿瘤细胞系的致癌能力。

3 Mena与TES蛋白在肿瘤侵袭转移中的相互作用

Testin基因是一种候选的抑癌基因，它与Mena蛋白在肿瘤的发生与发展中起着重要作用。研究发现在人类多种肿瘤细胞中，Testin基因的表达下降或缺失，而Mena蛋白的表达在多种恶性肿瘤中则会增高[23]。

Di Modugno等[23]研究中，通过免疫组织化学的方法，发现Mena免疫染色存在于乳腺癌细胞中，并且染色强度随着肿瘤的恶性程度增大而增大，但是正常的乳腺上皮细胞中没有Mena的免疫反应。大量研究表明，TES通过与Mena蛋白相互作用起到抑制肿瘤细胞转移的作用。TES蛋白的LIM3结构域与Mena蛋白EVH1结构域结合后定位于细胞黏合连接和胞间连接部位。Bo⊇da等[24]研究发现TES蛋白的缺失表达会使通过Mena蛋白介导的肿瘤细胞转移与侵袭能力显著增加。

在所有Ena/VASP家族已知的配体中，TES蛋白是唯一含有LIM结构域且既不含FPPPP基序又不含WW或SH3结构域的蛋白质[24]。TES和Mena之间的相互作用与FPPPP基序中的第四个脯氨酸发生冲突，这对于与EVH1结构域的结合是必需的[24]。其中Testin基因在多种人类肿瘤细胞中的表达是下降或者缺失的，但是在很多恶性肿瘤中Mena蛋白的表达呈增高趋势[19,25]。

TES是一种现代肿瘤预后指标和潜在CG治疗靶点。TES可以抑制胞外GC细胞的转移与侵袭，TES与Mena相互作用可以抑制Mena与Lpd的相互作用。Transwell分析表明，TES以一种依赖Mena的方式抑制GC细胞的迁移和侵袭[14]。

Lpd是MRL(MIG-10、RIAM和Lpd)家族成员之一，该家族蛋白可以与Ena/VASP蛋白成员相互作用，共定位于有利于Lpd发挥下游的重要信号整合作用的细胞片状伪足边缘、丝状伪足尖端和网格蛋白涂层，调节细胞伪足的突出与运动速度，进而调控肿瘤细胞的迁移和侵袭能力[9]。研究表明，Lpd在胚胎发育过程中在整个大脑皮层均匀表达，Lpd在哺乳动物中枢神经系统的发育中起到一定的作用[26]。Lpd蛋白包含FPPPP 基序，Ena/VASP蛋白家族成员与Lpd的FPPPP基序相互结合，共定位于细胞伪足部位，调控和调节肌动蛋白丝延伸，在细胞伪足的形成和调节细胞移动过程中发挥着重要的作用[27-28]。Lpd富含脯氨酸的C末端可以与SCAR/WAVE复合物与F-肌动蛋白结合进而调控细胞形态的变化、伪足的突出、细胞的迁移与运动[26]。

Bo⊇da等[24]研究发现，Mens蛋白的EVH1结构域与TES蛋白LIM3结构域结合可以竞争性的抑制Mena蛋白可以与Lpd的FPPPP基序结合，并阐述了LIM3-EVH1复合体的结构。含有FPPPP基序的蛋白质与Mena蛋白的EVH1结构域结合能够调控细胞的转移和移动、细胞与细胞之间的黏附和参与调控细胞伪足的形成、调节肿瘤细胞的转移与侵袭，并且过表达的TES与Mena蛋白的结合性更强[29]。可以得出，TES蛋白通过与Lpd的FPPPP基序竞争性结合Mena蛋白的EVH1结构域从而达到抑制肿瘤细胞的转移与侵袭。Griffith等研究表明TES蛋白的过量表达会使鸡胚胎的成纤维细胞降低约45%的运动速度[30]。

TES和Lpd都是与Mena的EVH1结构域相互结合。肿瘤细胞过表达TES时，TES与Mena的EVH1结构域结合竞争性的抑制Lpd与Mena的EVH1结构域结合从而导致TES与Mena的结合增加，与Lpd的结合显著降低[2]。Mnea蛋白参与调控肌动纤维的组装和调控细胞黏附状态[22]。Mena蛋白可以通过MRL蛋白和Lpd调控在丝状伪足和板状伪足末端的细胞扩散与迁移，说明Mena蛋白通过Lpd参与肿瘤细胞侵袭与转移。因此，Mena蛋白与TES和Lpd相互作用起到抑制肿瘤的作用[22]。

4 小结

大量实验研究结果表明，Mena蛋白的EVH1结构域可以通过与含有FPPPP基序的蛋白相互作用促进肿瘤细胞的迁移侵袭。而TES蛋白可以黏合于肿瘤细胞Mena蛋白上抑制其与Lpd的FPPPP基序结合进而发挥调控肿瘤细胞迁移与侵袭的作用，这可能为肿瘤的治疗提供新的靶点与思路[1]。但是详尽的肿瘤转移分子机制与是否尚有与TES类似不含FPPPP基序但是可以与Mena蛋白结合的蛋白尚不清楚，这需要后续大量的实验验证阐明。