MAPRs家族蛋白在肿瘤中的研究进展

李冬雪 魏凤香

(1珠海市第五人民医院检验科临床基因诊断PCR实验，广东 珠海 519000；2龙岗区妇幼保健院遗传实验室)

肿瘤的发生是由环境因素和遗传因素共同作用的结果，癌细胞是抑癌基因激活和(或)致癌基因突变引起的生长调控失衡所致〔1〕。研究发现，膜相关孕酮受体家族蛋白(MAPRs)家族包括四个成员即孕酮受体膜组分蛋白(PGRMC)1、 PGRMC2、神经营养因子蛋白(Neudesin)和细胞色素B5结构域蛋白(CYB5D)2，是一类进化保守的膜受体蛋白，在细胞骨架重排、细胞增殖、细胞存活、细胞凋亡及化疗药物敏感性等方面发挥重要作用，进而在不同肿瘤中发挥着促进或抑制作用。本文首先从MAPR家族蛋白结构与分布及生物学特性等方面简要综述最新研究进展，进而重点阐述在肿瘤发生中的影响。

1 PGRMC1

1.1结构与分布 PGRMC1(也称为IZA，sigma-2受体，Dap1)是一个27 kD、由195个氨基酸组成的膜结合蛋白，含有短管腔肽，单个N末端跨膜结构域和C末端细胞色素b5相关的血红素结合结构域，具有酪氨酸、丝氨酸磷酸化位点〔2〕。它最初是从猪肝中分离出来，随后将同源基因克隆到人、小鼠和大鼠中。PGRMC1在人类的肝脏和肾脏中高度表达，在脑，肺，心脏，骨骼肌中表达较低。在啮齿动物中，PGRMC1主要存在于肝，肺，肾和脑〔3〕。

1.2生理功能 PGRMC1最初被鉴定为黄体酮的特定受体。然而，最新研究表明PGRMC1发挥生物学活性是其结合血红素而非黄体酮〔4〕。PGRMC1蛋白以两种方式调节胆固醇的合成，一方面结合并激活甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)来催化胆固醇合成，另一方面它还与胆固醇合成调节剂相互作用。已有研究表明在人胚胎肾细胞中敲除PGRMC1蛋白后胆固醇的合成部分终止〔2〕。此外，PGRMC1与细胞色素P450蛋白如CYP21A2，CYP21，CYP7A1和CYP3A4相互作用并改变这些蛋白质的活性，参与激素、脂质和药物代谢〔5〕。 PGRMC1通过调节凋亡相关基因B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)、促细胞凋亡基因(Bax)的表达来参与细胞凋亡〔6〕。类似地PGRMC1参与牛颗粒细胞有丝分裂和卵母细胞减数分裂的晚期事件，与女性卵泡发育不全有关〔7〕。除了上述生理功能外，PGRMC1是胰腺中胰高血糖素样肽(GLP)-1受体复合物的功能部分〔3〕，胰高血糖素(GLG-1)诱导的胰岛素分泌通过PGRMC1的过表达而增强，并且通过抑制PGRMC1而降低。因此推测PGRMC1也是治疗肥胖和2型糖尿病的靶标。

1.3PGRMC1蛋白表达与肿瘤的关联 据报道，PGRMC1在甲状腺癌、肺癌、卵巢癌、子宫颈癌等多种肿瘤中表达上调〔8～10〕。在肾癌中，PGRMC1表达水平与肿瘤恶性程度和总体存活率相关〔11〕。在肺癌中，表皮生长因子受体(EGFR)-PGRMC1复合物通过激活基质金属蛋白酶来促进细胞侵袭。在卵巢癌中，PGRMC1表达显著上调，在金丝桃苷调节下促进细胞自噬和凋亡〔12〕。在乳腺癌中，PGRMC1能激活细胞周期蛋白D1靶基因，进而促进细胞增殖〔13〕。另外，PGRMC1蛋白表达水平与肿瘤中常见预后因子如直径、淋巴结转移、患者复发率、远期生存情况存在关联，且与乳腺癌患者年龄呈负相关〔14〕。有研究〔15，16〕还分析了PGRMC1在三阴乳腺癌组织中的表达情况，PGRMC1在三阴乳腺癌中的表达率为55.6%，且与肿瘤转移、临床分期及肿瘤分子增殖标记物Ki-67的表达呈正相关，进一步说明PGRMC1有望成为评估乳腺癌患者预后的独立预测因子。另外，PGRMC1还可减轻三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231〔17〕和卵巢癌细胞HO-8910〔18〕中顺铂诱导的死亡及结肠癌HCT116细胞中厄洛替尼和多柔比星引起的死亡〔19〕。

2 PGRMC2

2.1结构与分布 PGRMC2位于4号染色体上，而PGRMC1位于X染色体上。PGRMC2在多种组织中表达，特别是在胎盘中高表达。PGRMC2具有与PGRMC1相似的结构域，但N-末端和跨膜结构域上存在差异。在卵巢癌SKOV-3中细胞PGRMC2主要定位于内质网。在猕猴的子宫内膜中，PGRMC2定位于基底腺的上皮细胞的细胞质中。在患有子宫内膜异位症的猕猴中，PGRMC2的定位改变为基底上皮细胞的核膜，核仁内和细胞质颗粒体内〔19〕。PGRMC2的这种差异分布可能暗示PGRMC2参与子宫内膜异位症发生，但需要进一步的研究来揭示PGRMC2发挥的具体功能。

2.2PGRMC2的功能 实际上对PGRMC2的功能知之甚少，但最近研究表明PGRMC2含有泛素化位点〔20〕。研究最广泛的泛素化作用对蛋白质的翻译后修饰，其在DNA损伤修复，细胞表面受体内吞作用和先天免疫信号传导等几种细胞过程中起重要作用。PGRMC2是一种膜受体，推测泛素化位点可能是该受体的重要调节元件。

2.3PGRMC2蛋白表达与肿瘤的关联 PGRMC2在癌症中的作用机制尚未见详细报道，但有研究表明PGRMC2在肿瘤中发挥抑制作用。例如，与乳腺癌Ⅲ期组织相比，PCRMC2mRNA在Ⅱ期乳腺癌中显著降低，且与患者年龄无相关性〔21〕。因此，PGRMC2是比PGRMC1更能区分乳腺肿瘤分化阶段的候选标记者。此外，在卵巢癌细胞SKOV-3中PGRMC2过表达导致迁移率降低，敲减PGRMC2导致细胞迁移率升高，在同一研究中，改变PGRMC1表达水平并不影响迁移速率〔22〕。在子宫腺癌的淋巴结转移组织中检测到PGRMC2的高丢失率，表明PGRMC2在宫颈癌转移中起抑制作用〔23〕。此外，测试了PGRMC2对卵巢癌细胞中化疗药物顺铂敏感性的影响，与野生型细胞相比，PGRMC2过表达或敲减的细胞并没有显示出不同的生长行为〔24〕。从目前的研究结果来看，PGRMC2至少对体外卵巢癌细胞系统中的化学敏感性没有发挥作用。

3 Neudesin

3.1结构与分布 Neudesin也称候选癌基因GIG47，是一种含有171个氨基酸的分泌蛋白。核磁共振分析表明，具有β1-α1-β2-β3-α2-β4-α3-α4-β5-β6拓扑结构，在α2和α3螺旋之间可见潜在的血红素/类固醇结合疏水口袋。Neudesin优先在小鼠胚胎期的大脑和脊髓中表达，但在出生后在各种组织中广泛表达，包括脑、脂肪组织、心脏、肺和肾〔25〕。

3.2生理功能 在中枢神经系统中，Neudesin作为神经营养因子促进成熟神经元存活，并且它在小鼠胚胎期促进未分化的神经祖细胞的增殖和分化。据报道，Neudesin在调节食物摄入的下丘脑核中强烈表达，其表达受脑源性神经营养因子调节。另外，通过向小鼠脑室内插管施用重组Neudesin增加下丘脑前阿黑皮素原和黑皮质素受体4的表达来导致小鼠食物摄入和体重减少〔26〕。然而在高脂肪喂食敲除了Neudesin小鼠中，Neudesin对食物摄入的影响被消除，但小鼠出现一定程度上的焦虑行为〔25〕。这是由于腹侧海马齿状回颗粒神经元的多巴胺能输入减少和树突状分枝缺陷所致。另外，在高脂肪喂食敲除Neudesin小鼠中发现交感神经活性显著增加，进而激活肾上腺素能信号传导，刺激白色脂肪组织中的脂肪分解并增强棕色脂肪组织的热量产生。以上研究表明，Neudesin是能量消耗的负性调节因子，并在一定程度上调节焦虑。

3.3Neudesin蛋白表达与肿瘤的关联 Neudesin在多种癌症中过度表达，尤其在子宫颈癌、肝癌、乳腺癌〔27〕。在乳腺癌MCF-7细胞中，Neudesin通过使ERK1/2和AKT磷酸化，促进其致瘤性和侵袭性〔28〕。在乳腺癌MDA-MB-231细胞中，过表达Neudesin显著增强细胞增殖与转移，并与乳腺癌患者远期生存情况存在关联〔29〕。在肝癌HepG2细胞中，Neudesin通过活化MAPK和AKT信号通路，促进肝癌细胞侵袭与转移〔30〕。

4 CYB5D2

4.1结构与分布 CYB5D2又称Neuferricin，位于17号染色体，编码产物为含有264个氨基酸的分泌蛋白。该蛋白在N-末端含有血红素结合结构域，而MAPR家族的其他成员在C-末端具有血红素结构域。CYB5D2在成人的几种组织中高表达，如心脏，肾上腺和肾〔31〕。

4.2生理功能 CYB5D2在两种生理活动中起作用：促进神经发生和保护依托泊苷诱导的细胞毒性。在小鼠脑神经瘤Neuro2a细胞中，CYB5D2敲低增加凋亡抑制基因Bcl-2的表达，而对凋亡促进基因Bax的表达没有影响。因此，CYB5D2通过抑制未分化神经细胞的凋亡来促进神经发生。CYB5D2敲低降低羊毛甾醇脱甲基酶(Cyp51A)和(Cyp3A4)活性，从而增强依托泊苷诱导的细胞毒性的抗性〔32〕。

4.3CYB5D2蛋白表达与肿瘤的关联 CYB5D2具有肿瘤抑制活性，异位表达CYB5D2不影响人宫颈癌HeLa细胞增殖和异种移植肿瘤的能力，但显著抑制体外HeLa细胞侵袭和免疫缺陷小鼠肺转移发生，并且CYB5D2促进暴露于化学治疗剂如紫杉醇、顺铂和多柔比星的HeLa细胞的存活。最近，研究表明CYB5D2在原发性乳腺癌中表达下调，并与乳腺癌患者的总体存活时间显著相关〔33〕。

综上所述，MAPRs在肿瘤细胞中的活化并非是相应基因发生突变而引发，主要通过刺激细胞增殖、抑制细胞凋亡或者诱导癌细胞运动与迁移等方面参与癌症发生。研究表明其家族成员PGRMC2和CYB5D2在肿瘤如结肠癌、子宫颈癌、胃癌及乳腺癌等恶性肿瘤中作为抑癌基因表达，而PGRMC1和Neudesin在肿瘤如子宫颈癌、甲状腺癌、肺癌、卵巢癌及乳腺癌等中作为癌基因表达。这种可致癌又抑癌的生物学功能尚未得到明确的解释，这可能与肿瘤所处的部位及微环境不同有关〔34〕。此外，MAPRs参与调控化疗药物敏感性，是开发癌症有效疗法的另一个重要研究方向。因此进一步探讨MAPRs家族作为肿瘤新型诊断分子标志物和治疗靶点也是今后的研究热点。