成瘤性相关蛋白的研究进展

敖慧娟，石嘉琛，王家敏，阿依木古丽·阿不都热依木，乔自林，杨 琨*

(西北民族大学 生物医学研究中心 1.甘肃省动物细胞技术创新中心； 2.生物工程与技术国家民委重点实验室，甘肃 兰州 730030；3.西北民族大学 生命科学与工程学院， 甘肃 兰州 730030)

肿瘤通常是由于细胞的异常病变产生的，根据其特性，临床上常将肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤，前者是指细胞增殖缓慢且组织周围通常形成包膜光滑且与周围正常组织有着明显分界的肿瘤； 后者是

指肿瘤细胞的分裂失控并向周围组织侵入，再通过淋巴循环系统和血液循环系统被转移到机体的其他组织或器官的肿瘤[1]。科学家们根据肿瘤发生发展的过程，对成瘤性相关蛋白在肿瘤细胞的成瘤性、迁移侵袭和肿瘤转移等过程中的作用进行不同程度的研究，发现成瘤性相关蛋白主要参与肿瘤细胞的成瘤性[2]、体内成瘤[3]、异种移植肿瘤的生长和血管生成[4-5]、细胞的迁移和侵袭[6-7]以及肿瘤转移[8]等过程。因此，探索成瘤性相关蛋白的调控机制，对揭示肿瘤新的相关治疗靶点有重要意义。

1 成瘤性相关蛋白对细胞成瘤性的影响

细胞成瘤性是指将待检细胞接种动物后，接种细胞在动物体内形成肿瘤的过程，成瘤性检测的目的是确定接种动物后形成肿瘤的能力。近年来，大量文献报道了对核蛋白、钙网蛋白和叉头框蛋白等蛋白对细胞成瘤性的影响。

核蛋白(PEST-containing nuclear protein，PCNP)表达于多种肿瘤细胞中[9],但是确切的机制尚不清楚。近年来，PCNP在多种肿瘤细胞中均有研究，为研究核蛋白PCNP与肺腺癌细胞的成瘤性关系，将PCNP 过表达和沉默质粒分别转染到人肺腺癌A549和H1299两种细胞系中得到稳转细胞株，将各稳转细胞株注射到裸鼠腋下，检测PCNP对肺腺癌细胞裸鼠成瘤性的影响发现：PCNP能够促进人肺腺癌异种移植肿瘤的生长和血管生成[4]。将PCNP沉默的人NB细胞注射于裸鼠腋下，其形成的肿瘤较对照组明显增大，而注射PCNP过表达人的NB细胞，其肿瘤较其对照组减小，说明PCNP可抑制人NB细胞移植瘤的形成[5]。此外，PCNP在人卵巢癌组织和细胞中显著过表达，并且与卵巢癌患者的预后不良有关，PCNP与β-catenin结合可促进β-catenin的核转运，进一步激活Wnt/β-catenin信号通路，PCNP调节上皮间质转化(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)中涉及的基因的表达并进一步触发EMT的发生[10]。

钙网蛋白(calreticulin, CRT)是位于内质网内高度保守的糖蛋白，该蛋白与肿瘤的发生有关，在肿瘤组织中成高表达[11]。CRT高表达于A549肺腺癌细胞中[12]，通过重组绦虫钙网蛋白(rTsCRT)，发现rTsCRT对体外癌细胞增殖具有抑制作用，其中乳腺癌细胞系SKOV3对其最为敏感，其次是卵巢癌干细胞样细胞MCF7[13]。此外，研究发现钙网蛋白还与前列腺癌细胞的成瘤性有关[14]。而CRT在肿瘤细胞成瘤性中的具体机制仍需进一步深入研究。

叉头框蛋白A2(forkhead box A2，FOXA2)是肝特异性白蛋白和转甲状腺素蛋白的转录激活因子，可以与染色质相互作用，调控基因转录和翻译，参与机体生长发育[15]。将FOXA2过表达慢病毒感染肝细胞癌细胞HepG2，平板克隆形成实验和裸鼠成瘤实验揭示：FOXA2具有抑制 HepG2 细胞体外增殖和裸鼠体内瘤体生长的作用[3]。

综上所述：PCNP可促进肺腺癌异种移植肿瘤和卵巢癌细胞的增殖和血管生成，还可抑制NB细胞移植瘤的形成。CRT、FOXA2则是通过抑制体外肿瘤细胞的增殖和体内瘤体的生长调控细胞的成瘤性。

2 成瘤性相关蛋白相互作用对肿瘤迁移侵袭的影响

细胞的成瘤性增强或肿瘤细胞的分裂失控导致肿瘤进一步恶化，而肿瘤细胞的迁移侵袭与蛋白之间相互作用息息相关。近年来，一些成瘤性相关蛋白相互作用对肿瘤细胞的迁移侵袭的影响被揭晓。

C反应蛋白(CRP)是第一个被发现的急性炎性蛋白，而低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1α)是平衡氧气供应和需求的中枢调控因子，在肿瘤的低氧微环境下,HIF-1α可促进下游低氧反应基因的转录,引起肿瘤细胞对低氧的一系列适应性反应,包括维持肿瘤细胞的能量代谢， CRP可通过激活 MAPK/ERK 通路促进肝癌细胞中HIF-1α大量合成，诱导基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)高表达，进而促进肝癌细胞的迁移侵袭[7]。

原钙黏蛋白A9(protocadherin gamma-A9,PCDHGA9)是原钙黏蛋白家族成员之一， PCDHGA9基因敲低促进了胃癌(GC)细胞的迁移和侵袭，而PCDHGA9过表达抑制了GC肿瘤的增殖和转移，但诱导了细胞凋亡、自噬和G1细胞周期停滞。此外，PCDHGA9的过表达抑制细胞增殖并减少核β-catenin(Wnt /β-catenin途径活化的指标)，提示PCDHGA9负调控Wnt信号传导。PCDHGA9充当具有抗增殖活性和抗侵袭能力的肿瘤抑制剂[16]，因此，PCDHGA可以作为GC中独立的预后生物标志物。

端粒酶调控因子(Pin2/TRF1 interacting protein X1，PINX1)作为端粒酶的有效抑制剂，也常发挥肿瘤抑制因子的作用， PINX1可能通过核因子(NF)-κB依赖性转录来阻碍基质金属蛋白酶2(MMP2)的活性从而抑制结直肠癌(CRC)细胞的迁移侵袭[17]。研究成瘤性相关蛋白之间相互作用能更好的揭示肿瘤迁移侵袭的具体机制。

3 成瘤性相关蛋白在体外细胞迁移侵袭中的作用

细胞在体外迁移侵袭能力是判断细胞成瘤性的方法之一，α-烯醇化酶，埃兹蛋白、厚体1蛋白和辅助转录因子 4(positive cofactor 4，PC4)等蛋白被证实参与细胞在体外迁移侵袭。

α-烯醇化酶(enolase 1，ENO1)是一种多功能蛋白；Rabl A蛋白属于Rab家族成员。ENO1和Rab1A蛋白在结直肠癌(CRC)组织中过表达，并且Rab1A与ENO1呈正相关。 ENO1和Rab1A的高表达水平导致CRC患者的预后明显低于单独的任何一个[18]。ENO1和Rabl A相互作用可以显著抑制CRC细胞在体外迁移侵袭。

埃兹蛋白(Ezrin)是肌动蛋白结合蛋白(Ezrin、 Radixin、 Moesin)ERM家族成员之一， Ezrin在乳腺癌组织中上调，这与侵袭性肿瘤特征和不良预后有关，并证实了Ezrin在体外和体内均可促进乳腺癌的增殖、迁移、侵袭和血管生成[19]。黄芩素可通过抑制Ezrin 蛋白活性和表达从而抑制骨肉瘤细胞的迁移侵袭[20]。说明Ezrin蛋白具有促进肿瘤细胞的迁移侵袭作用。

厚体1(dickkopf1,DKK1)、辅助转录因子4(positive cofactor 4，PC4)等成瘤性相关蛋白在体外对细胞迁移侵袭的作用均有报道。DKK1 是一种分泌性糖蛋白， DKK1 通过靶基因调节 Wnt/β-catenin 信号通路对口腔鳞癌干细胞的迁移侵袭影响时发现，DKK1可以通过抑制 Wnt3a，从而调控 Wnt/β-catenin信号通路，进而抑制口腔鳞癌的迁移侵袭[21]。PC4是一种功能强大且结构高度保守的核蛋白。PC4蛋白异常高表达于正常细胞恶性转化后的模型以及肺癌临床标本中，与肿瘤的发生发展息息相关，在敲低PC4 稳定转染的乳腺癌细胞系的研究中发现，低表达 PC4可以抑制乳腺癌的迁移侵袭[22]。说明DKK1 和PC4均可抑制肿瘤细胞的迁移侵袭。

4 成瘤性相关蛋白与肿瘤转移的关系

肿瘤转移是所有恶性肿瘤的基本生物学特征，肿瘤细胞转移抑制相关蛋白的失活和转移相关基因的激活均导致转移的发生。其转移过程包括肿瘤细胞与细胞间黏附力降低、肿瘤细胞侵袭新的器官并定植或向周围组织浸润增殖、 溶解蛋白作用、 转移灶内新生血管形成等。

小窝蛋白-1(caveolin-1，Cav-1)是细胞质膜微囊的功能蛋白， Cav-1和蛋白-O-岩藻糖基转移酶1(protein O-fucosyltransferase 1, POFUT1)在肝癌中明显高表达， Cav-1激活MAPK信号传导并促进转录因子的磷酸化，由于 POFUT1可以用O-岩藻糖修饰Notch信号受体，Cav-1诱导的 POFUT1表达上调激活了Notch途径，从而增强了小鼠肝细胞癌(HCC)细胞在体外和体内的侵袭和转移能力。揭示了Cav-1通过上调 POFUT1的表达促进肿瘤转移的新机制[23]，这表明Cav-1可能充当HCC新的生物标志物。

小分子GTP 酶3的亚型 D(Rab3D)在食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞系中高表达[24]，其含量与肿瘤恶性程度正相关，可促进肿瘤的转移能力。还会调节基质金属蛋白酶Matrix metalloproteinase，MMP)的活性,通过体内外实验均证明了 Rab3D 是促进肿瘤转移中的关键蛋白分子[1]，可作为潜在的抗肿瘤治疗和药物开发新靶点。

低氧介导的肿瘤进展，转移和耐药性是卵巢癌的主要临床挑战，低氧性卵巢癌细胞衍生的外泌体(hypoxic ovarian cancer cells derived exosomes,HEx)能重新编程永生化的输卵管分泌上皮细胞，使其在小鼠输卵管中具有促肿瘤作用。此外，在低氧条件下，卵巢癌细胞中通过外泌体的顺铂外排显著增加。HEx在增强卵巢癌的转移/化疗耐药性方面效果非常显著，并且可以作为肿瘤转移、化学耐药性的新机制以及改善临床疗效的干预点[25]。

综上所述，肿瘤转移是一个多步骤、长期和复杂因素作用的过程，不是个别成瘤性相关蛋白能够调控完成的，且不同蛋白的功能存在差异，其具体的调控机制还需要作进一步的探索。

5 问题与展望

本文主要对近几年成瘤性相关蛋白在肿瘤发生发展过程中的研究进行综述，发现肿瘤的发生发展受多个成瘤性相关蛋白的调控，且肿瘤的发生发展是个复杂、多步骤和多机制的过程，因此，仍需投入大量精力不断深入的研究。近年来，质谱仪设计和生物信息学算法的改进导致了数据非依赖采集(DIA)的重新发现和发展，DIA是一种可以进行蛋白质鉴定和复杂蛋白质样品定量分析的质谱技术，相信结合该技术不断深入研究，成瘤性相关蛋白在肿瘤发生发展中具体机制有望很快被揭晓。