MYO10与恶性肿瘤的研究进展

国昊楠 综述 秦韬 审校

肿瘤微环境参与肿瘤侵袭、转移和调控已是当代肿瘤研究工作的热点，但针对硬度力学信号诱导肿瘤细胞膜产生膜突(伪足)继而引发的多步骤、多阶段的复杂运动过程依然知之甚少[1]。肌球蛋白X(Myosin X，MYO10)是一种非传统型肌球蛋白，因在细胞膜突起丝状伪足顶端的显著定位而闻名，通过水解ATP获得能量，与微丝相互作用并沿微丝轨道进行运动，对细胞骨架的重塑、细胞运动及调节神经锥的形成均发挥重要作用[2-3]。大量研究表明MYO10基因以在侵入性伪足形成中表达上调为特征，参与多种恶性肿瘤的侵袭和转移，在肿瘤发生发展的过程中发挥了致癌的作用。

1 MYO10生物学功能

MYO10由Solc等[4]于1994年首次在牛蛙内耳中发现，位于人染色体5p15.1区域，编码的蛋白由2 058个氨基酸组成，分子量大小为237 kDa[5]。MYO10作为细胞骨架蛋白，不仅参与细胞正常结构的组成，而且在细胞的迁移、黏附和增殖等生物学过程中发挥重要的调节作用。在促进细胞迁移方面，Pi等[6]研究发现MYO10表达水平的降低可导致BMP6诱导丝状伪足形成的数量减少，抑制内皮细胞的定向迁移进而影响血管的形成。MYO10表达缺失也会导致依赖于细胞的迁移过程如神经管闭合和手指形成等发育的缺陷[7]。在介导细胞-细胞/细胞-基质相互识别和黏附方面，Zhang等[8]发现，MYO10通过将整联蛋白运输到丝足顶端紧密黏附到细胞外基质进而继续延伸。抑制神经细胞中MYO10的表达可影响神经型钙黏蛋白(N-cadherin)的亚细胞分布，干扰N-cadherin介导的神经细胞的黏附功能[9]。在调控细胞增殖方面，沉默MYO10的表达可逆转低氧诱导的肺动脉平滑肌细胞的增殖作用及显著抑制细胞周期调控相关蛋白的表达，使合成期细胞百分率大幅度降低，减慢细胞的增殖速度[10]。破骨细胞前体细胞中MYO10表达缺失显著抑制单核破骨细胞融合成多核破骨细胞的能力，低表达的MYO10可导致破骨细胞骨架缺失进而影响细胞分化能力及活性功能[11]。以上报道均预示着MYO10可能在肿瘤细胞恶性增殖及侵袭迁移过程中发挥着一定的作用。

2 MYO10与肿瘤

2.1 肺癌

相关数据显示，约90%的肺癌患者死于癌细胞的转移而非原发病灶，肿瘤细胞的高侵袭性是导致其死亡的主要原因[12]。Sun等[13]研究发现，MYO10在高侵袭性非小细胞肺癌H522及H1975细胞株中显著高表达且在肺癌组织淋巴结转移组中的表达水平明显高于非转移组；MYO10作为miR-124的直接下游调控靶基因，过表达MYO10可逆转miR-124介导的抑制肺癌细胞侵袭迁移能力。越来越多的证据表明，失控的转化生长因子β(TGFβ)信号转导通路可促进上皮-间质转化，Dvornikov等[14]通过全基因组转录组测序技术对TGFβ诱导的肺腺癌细胞株SK-MES1进行分析，发现与细胞骨架构建及细胞运动相关基因中MYO10表达上调最显著，沉默MYO10基因的表达可降低经TGFβ诱导的SK-MES1的高侵袭能力。此外，对TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库中肺癌组织样本MYO10 mRNA表达水平进行分析发现，高表达的MYO10不仅可作为评判肺鳞癌患者预后的独立因素，也可作为肺腺癌新辅助化疗反应的潜在预测生物标志物。侵袭性肿瘤中存在“前导细胞”和“跟随细胞”，这两种细胞亚群在肿瘤转移过程中相互协作。最近研究报道指出[15]，转移性肺癌的前导细胞与跟随细胞相比，MYO10基因是前导细胞中表达上调和去甲基化程度最高的基因，且长丝状伪足形成和侵袭行为都依赖于MYO10的生物学活性。JAG1/Notch信号转导途径可调节MYO10在前导细胞中的表达水平，MYO10仅在前导细胞中表达就足以诱导肺癌细胞3D集体侵袭。

2.2 乳腺癌

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，也是女性癌症死亡的第二大原因，及早发现乳腺癌转移对阻断乳腺癌恶性发展具有重要意义[16]。近年来多项研究表明，MYO10表达水平的增加与乳腺癌的侵袭和转移密切相关。最近，应用免疫组化方法检测120例乳腺癌及相应癌旁组织发现，91.67%乳腺癌组织MYO10表达水平高于相应癌旁组织，高表达的MYO10与乳腺癌组织低分化程度及淋巴结转移密切相关。细胞体外实验表明沉默MYO10的表达可抑制侵袭性伪足的形成并降低乳腺癌细胞的侵袭和转移能力；裸鼠体内实验进一步证明MYO10表达水平的降低可抑制肿瘤细胞的生长及远端肺转移[17]。为了探寻突变型p53促进乳腺癌侵袭和转移机制，Arjonen等[18]通过对GEO(Gene Expression Omnibus)数据库两个乳腺癌数据集基因表达谱分析，结果发现MYO10在高浸润性、易复发和转移的两种乳腺癌亚型(乳腺基底细胞样癌及HER2阳性乳腺癌)中高表达且Kaplan-Meier生存分析显示原发性及淋巴结转移的乳腺癌患者中高表达的MYO10与患者的不良预后密切相关。与此同时，研究发现MYO10是突变型p53驱动乳腺癌侵袭的必要下游分子，在乳腺癌组织中MYO10与突变p53表达呈正相关，突变型p53通过调控MYO10的表达水平直接将整联蛋白运输到丝足顶端是细胞入侵的始动环节。Chen等[19]也陆续证实MYO10对乳腺癌恶性表型的影响，MYO10与miR-340表达呈负相关，miR-340在乳腺癌细胞中通过靶向结合MYO10抑制癌细胞的迁移和侵袭过程。过表达MYO10逆转miR-340介导的对乳腺癌细胞迁移和侵袭的抑制作用，反之，沉默MYO10可削弱miR-340表达降低后癌细胞的侵袭转移能力。

2.3 结肠癌

结肠癌为一种预后不良的高侵袭性消化道恶性肿瘤，发生转移的肿瘤细胞常表现出异常细胞骨架重塑及迁移过程[20]。Zhu等[21]研究发现在神经细胞中MYO10可与结肠癌缺失蛋白(Deleted in colorectal cancer，DCC)及神经细胞黏附蛋白(Neogenin)相互作用，DCC基因在大部分结直肠癌中表达甚微，Liu等[22]研究发现MYO10在结肠癌组织中高表达，MYO10可通过DCC与其他基因相互作用介导结肠癌的侵袭和转移。欧海斌等[23]利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建稳定敲除MYO10的结肠癌细胞株SW620，与对照组相比，MYO10表达减少使SW620细胞于G0/G1期阻滞，细胞的恶性增殖能力下降，细胞形态由原来的长梭形逐渐发展成扁圆形。Zhang等[24]在探究肿瘤微环境对MYO10的调节作用机制中发现，在结肠癌组织中MYO10与蛋白酶激活受体2(Protease activated receptor 2，PAR2)表达呈正相关，MYO10和PAR2在淋巴结转移组中的表达水平显著高于未转移组，经胰蛋白酶处理的结肠癌细胞中MYO10表达水平明显上调，通过PAR2/miR-204/MYO10信号通路调节结肠癌细胞体内侵袭迁移过程，该研究表明MYO10可参与肿瘤微环境中胰蛋白酶介导的细胞迁移过程。

2.4 神经母细胞瘤(Neuroblastoma，NB)

NB作为儿童时期常见的颅外实体性恶性肿瘤，具有高风险转移的特性，患者5年生存率极低，其中化疗耐药性已成为NB的主要治疗障碍[25]。多项研究表明MYO10的表达与NB的化疗敏感性密切相关，Wang等[26]证实NB中MYO10的高表达与其低生存率密切相关，miR-129通过靶向调节MYO10的表达水平进而影响瘤体的生长及对化疗药物(环磷酰胺，CTX)的敏感性，下调MYO10的表达可显著促进CTX在体内外的毒性作用，增强NB的化疗敏感性及逆转其耐药。近期发表文章指出，MYO10在NB实体肿瘤组织及细胞株中均呈现高表达，NB化疗产生的耐药与顺铂诱导NB细胞自噬有关，miR-329-3p可以通过靶向结合MYO10增加耐药株对顺铂敏感性，抑制顺铂诱导的NB细胞自噬[27]。

2.5 黑色素瘤

黑色素瘤为一种恶性程度高的皮肤肿瘤，起源于痣细胞恶变的侵袭性恶性黑色素瘤，生长迅速，易有早期转移[28]。Tokuo等[29]构建MYO10缺陷小鼠模型实验表明，MYO10表达缺失可减少黑素细胞的迁移进而使小鼠腹部出现白斑，同时低表达水平的MYO10可降低黑色素瘤在小鼠体内向肺部的转移。此外，应用免疫组化的方法对人正常皮肤、痣(良性皮肤肿瘤)、黑色素瘤中MYO10表达水平进行分析，发现MYO10在黑色素瘤中表达最高，其表达上调可促进黑色素瘤的恶性发展。值得一提的是，研究报道指出在p53突变型乳腺癌中MYO10 mRNA表达水平显著升高[18]，为了确定这种相关性是否存在于其他肿瘤中，研究发现与野生型p53组相比，突变型p53组黑色素瘤样本MYO10 mRNA的表达明显降低[29]，与乳腺癌中观察到的结果恰好相反；而在前列腺癌细胞株中，MYO10过表达与突变型p53的表达却没有联系[30]，这些结果表明，MYO10 mRNA的表达调节在不同的肿瘤中是不尽相同的，这一现象值得深入研究。

2.6 宫颈癌

宫颈癌已被确定为全球女性癌症高死亡率和发病率的第四大原因，仅次于乳腺癌、结直肠癌和肺癌[31]。He等[32]通过TCGA和Oncomine数据库分析发现宫颈癌组织中MYO10表达水平高于正常宫颈组织，该结果与MYO10在体外经免疫组化方法检测宫颈癌组织中高表达结果相一致。此外，基于Umeki等[33]报道指出MYO10是PIP3激酶下游的一个重要信号转导分子，进一步证实MYO10表达沉默可显著抑制PI3K和AKT磷酸化水平，MYO10可能通过PI3K/AKT信号通路调控宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭过程[32]。

3 小结与展望

MYO10作为一种新型的依赖于微丝的分子马达，在参与细胞运动(如丝状伪足形成)和细胞生长(如神经发育、色素沉着及手指形成)过程中扮演重要角色。越来越多的研究发现，MYO10在正常人体的多种组织中均有的表达，但在相应肿瘤细胞和肿瘤组织中，该基因表达显著上调，提示MYO10基因在肿瘤发生发展过程中可能发挥致癌作用。侵入性伪足被认为是细胞在3D侵袭过程中最关键的亚细胞结构，因MYO10在侵入性伪足中有定位，故该基因的表达上调/增强可引发恶性肿瘤的迁移和侵袭[34]。诸多文献报道指出MYO10与恶性肿瘤(如肺癌、乳腺癌、结肠癌等)的转移密切相关，其表达水平的高低可作为评价恶性肿瘤转移及预后的有效指标。MYO10在恶性肿瘤发生发展过程中发挥的作用仍存在较大的探索空间，进一步探究MYO10在肿瘤增殖转移过程中的作用机制，可对肿瘤的早期诊断及预后判定提供新的视角。