綜述 審校
浮艦蛋白-1(flotillin-1,F(xiàn)LOT-1)即浮艦蛋白,在蔗糖密度梯度超速離心之后,像艦艇漂浮在密度較低的上層,因而得名。FLOT-1于1997年被首次發(fā)現(xiàn),Schulte等[1]研究團隊在金魚的視網(wǎng)膜再生軸突中發(fā)現(xiàn)一類蛋白,稱之為Reggie-1和Reggie-2;同年,Bickel等[2]從鼠肺組織膜中分離出一種蛋白,非離子型的表面活性劑不能將其溶解,稱之為浮艦蛋白(flotillins)。FLOT蛋白家族包括FLOT-1(Reggie-2)和FLOT-2(Reggie-1)。
FLOT-1屬于脂筏標記蛋白,在不同物種間保守性較高,如人類和小鼠的FLOT-1氨基酸序列相似度高達98.1%[3-4]。在人類編碼FLOT-1的基因定位于染色體6p21.3,編碼分子質(zhì)量約為48 kD的蛋白質(zhì),包含427個氨基酸[3]。其N-端的第1~185位殘基組成SPFH(stomatin,prohibitin,flotillin,Hflk/C)結(jié)構(gòu)域,在C34位點被棕櫚?;c其定位在脂筏相關(guān)[5]。第10~36位和第134~151位殘基組成兩個疏水區(qū),分別起促進膜結(jié)合和質(zhì)膜定位作用[6]。C-端存在FLOT寡聚的重要成分,包含F(xiàn)LOT結(jié)構(gòu)域,是FLOT-1和FLOT-2的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)單元,上述區(qū)域可形成同源或異源寡聚體[7]。
FLOT-1廣泛分布于動物的細胞膜上,參與細胞膜結(jié)構(gòu)組成,介導細胞間信號轉(zhuǎn)導,具有多種生理功能。有報道指出[8],F(xiàn)LOT-1與絲裂原活化蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase,MAPK)級聯(lián)信號通路組件相互作用,如與絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶RAF[Ser/Thr kinase RAF(rapidly accelerating fibrosarcoma)]、絲裂原活化蛋白激酶激酶1(mitogen-activated protein kinase kinase 1,MEK1)、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1(extracellular signal regulated kinases 1,MRK1)和RAS激酶抑制劑(the kinase suppressor of RAS,KSR)形成復合物,成為MAPK的腳手架蛋白。此外,F(xiàn)LOT-1可調(diào)節(jié)成纖維生長因子(fibroblast growth factors,F(xiàn)GF)受體介導的下游信號通路轉(zhuǎn)導,通過FLOT-1與成纖維生長因子受體底物2(fibrogrowth factor receptor substrate 2,F(xiàn)RS2)的相互作用激活MAPK級聯(lián)信號通路[9]。FLOT-1還參與調(diào)節(jié)軸突再生、細胞黏附、內(nèi)吞、質(zhì)膜轉(zhuǎn)運等生理過程[10]。
FLOT-1參與多種疾病發(fā)生發(fā)展。在神經(jīng)退行性疾病中,Kim等[11]研究發(fā)現(xiàn),敲除DJ-1(與PD相關(guān)的基因)在原代星形膠質(zhì)細胞和小鼠胚胎成纖維細胞(mouse embryonic fibroblast,MEF)中降低了脂質(zhì)筏的主要蛋白組分flotillin-1(FLOT-1)和caveolin-1(cav-1)的表達,提示FLOT-1與帕金森?。≒arkinson's disease,PD)的發(fā)生可能有關(guān)。Kokubo等[12]研究同樣發(fā)現(xiàn)阿爾茲海默病(Alzheimer's disease,AD)患者的大腦細胞中FLOT-1高表達與淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)的剪切和淀粉樣蛋白β(amyloid β protein,Aβ)沉默有關(guān)。Galazis等[13]研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)LOT-1與2型糖尿病風險增加相關(guān),Chen等[14]研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)LOT-1是多配體聚糖-1處理富含膽固醇和甘油三酯的殘余載脂蛋白B[cholesteroland triglyceride-rich rement apoB(apolipoprotein B)lipoproteins,C-TRLs]的新型參與者,F(xiàn)LOT-1在2型糖尿病患者肝臟中的低表達可能導致代謝異常脂蛋白血癥。FLOT-1在多種腫瘤中呈高表達,本文旨在綜述FLOT-1在人類實體腫瘤中的研究進展。
Lin等[15]研究通過免疫組織化學法檢測212例乳腺癌石蠟切片中FLOT-1的表達水平,發(fā)現(xiàn)FLOT-1的表達與臨床分期、患者生存期顯著相關(guān);通過干擾FLOT-1的表達后,乳腺癌細胞的增殖能力和成瘤能力明顯下降,蛋白質(zhì)印跡(Western blot)法和熒光素酶報告分析顯示,F(xiàn)LOT-1通過Akt信號通路調(diào)控具有抑癌作用的轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a表達上調(diào)。Li等[16]在乳腺癌細胞系中檢測發(fā)現(xiàn),miR-124通過調(diào)節(jié)FLOT-1來控制腫瘤細胞生長和遷移。H-Ras的過表達和異常激活與乳腺癌侵襲相關(guān),Koh等[17]研究發(fā)現(xiàn),在MDA-MB-231三陰性乳腺癌細胞(three negative breast cancer cells,TNBC)中,表皮生長因子誘導H-Ras激活,需要FLOT-1。敲除FLOT-1能夠在體內(nèi)外抑制MDA-MB-231和Hs578T TNBC細胞的侵襲能力。
Song等[18]和Gong等[19]研究發(fā)現(xiàn),在食管鱗狀細胞癌中,F(xiàn)LOT-1蛋白表達水平與腫瘤分期和生存時間顯著相關(guān),在食管癌細胞系Kyse30和Kyse510中FLOT-1表達上調(diào)。在體內(nèi)實驗中,F(xiàn)LOT-1促進小鼠食管癌細胞增殖。FLOT-1能激活腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α,TNF-α)受體信號并維持食管鱗狀癌細胞中NF-κB的激活。
Zhang等[20]采用Western blot和免疫組織化學法檢測182例行腎切除術(shù)患者的腎細胞癌(renal cell carcinoma,RCC)標本中FLOT-1蛋白表達水平,應用RT-PCR分析FLOT-1 mRNA表達水平。結(jié)果表明,來自RCC患者組織樣本中FLOT-1表達水平顯著高于健康腎組織,并且表達水平與臨床分期、腫瘤大小和組織學等級相關(guān)。另外,F(xiàn)LOT-1在體內(nèi)外實驗中顯著增強了RCC細胞系的增殖。Yang等[21]研究發(fā)現(xiàn),miR-506靶向調(diào)控FLOT-1在腎細胞中的表達,進而調(diào)控RCC的生長和轉(zhuǎn)移,F(xiàn)LOT-1是miR-506的潛在靶基因,即miR-506通過作用于FLOT-1發(fā)揮生物學作用。Guan等[22]研究通過免疫組織化學和Western blot法確定FLOT-1蛋白表達,并通過RT-PCR和實時定量PCR(real time quantitative PCR,Rq-PCR)檢測FLOT-1 mRNA表達,與正常尿路上皮組織相比,移 行 細 胞 癌(transitional cell carcinoma,TCC)中FLOT-1表達顯著上調(diào),并且FLOT-1表達水平與腫瘤大小、病理分級、臨床分期和復發(fā)相關(guān)。通過水溶性四唑鹽(water soluble tetrazole salt,WST-1)測定法和使用BALB/C裸鼠的異種移植瘤模型可檢測到FLOT-1在體內(nèi)外實驗中增加TCC的增殖能力。Liang等[23]通過實驗檢測到在膀胱癌中,miR-608的過表達在體內(nèi)外均抑制腫瘤細胞的增殖和產(chǎn)生,上調(diào)miR-608通過AKT/FOXO3a信號轉(zhuǎn)導誘導G1期阻滯,下調(diào)miR-608促進腫瘤細胞增殖和周期進展;miR-608直接抑制FLOT-1的表達,miR-608抑制劑可顯著逆轉(zhuǎn)siFLOT1誘導的FLOT-1下調(diào)。同樣,F(xiàn)LOT-1過表達質(zhì)粒(pFLOT1)對FLOT-1上調(diào),也可以逆轉(zhuǎn)由miR-608引起的腫瘤細胞增殖受抑制。
Zhang等[24]采用熒光定量PCR法檢測10對配對的肝癌和癌旁組織中FLOT-1 mRNA表達水平。結(jié)果顯示,肝癌組織中FLOT-1的表達水平明顯高于配對的癌旁組織。采用免疫組織化學法檢測196例肝癌組織FLOT-1的表達發(fā)現(xiàn),其表達與腫瘤大小、病理分期、血管侵襲等顯著相關(guān)。FLOT-1高表達的肝癌患者生存期較短,低表達的生存期較長。Liu等[25]采用十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)和免疫印跡法檢測90例肝癌和癌旁組織樣本中的窖蛋白-1(caveolin-1,cav-1)和FLOT-1表達,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肝癌組織中cav-1和FLOT-1的表達水平均高于配對的癌旁組織。通過免疫組織化學法發(fā)現(xiàn),在肝癌組織樣本中與脂筏相關(guān)的參與調(diào)節(jié)細胞存活的Akt信號通路組分產(chǎn)生了變化,其活性決定了細胞功能。Wu等[26]研究發(fā)現(xiàn),Basigin和CD98在人肝癌細胞膜中共定位高表達,二者在肝癌細胞擴散和生長中均起促進作用,其內(nèi)化則由FLOT-1調(diào)節(jié)。
Zhang等[27]通過免疫組織化學法分別檢測蠶蛹原發(fā)性肺腺癌(primary lung adenocarcinoma,PLUAD)組織樣本中的FLOT-1表達,包括42例正常肺組織、62例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PLUAD組織和46例無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。結(jié)果顯示肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)細胞中FLOT-1的表達上調(diào)與晚期臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、術(shù)后復發(fā)增加和總生存率降低均顯著相關(guān)。Cox多因素回歸分析顯示,F(xiàn)LOT-1的表達水平為獨立的預后因素,是LUAD淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和預后的潛在新型生物標志物,其上調(diào)可能在LUAD的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用。Li等[28]研究52例非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)組織和癌旁組織應用熒光定量PCR檢測FLOT-1 mRNA的表達,采用免疫組織化學法檢測106例NSCLC患者石蠟包埋組織中FLOT-1蛋白的表達,結(jié)果顯示FLOT-1 mRNA在NSCLC組織中的表達明顯高于癌旁組織,F(xiàn)LOT-1蛋白水平與腫瘤大小、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。FLOT-1高表達患者總生存期較短,低表達患者生存期較長。Guo等[29]研究檢測在5個LUAD細胞中FLOT-1的表達上調(diào);當下調(diào)表達時,LUAD細胞的體外惡性表型減弱,反之上調(diào)表達,其體外惡性表型增強。與用空載體轉(zhuǎn)染的細胞相比,敲除FLOT-1的LUAD細胞在裸鼠中成瘤能力減弱。
Li等[30]研究采用實時熒光定量PCR和Western blot法分析檢測8組舌鱗狀細胞癌(tongue squamous cell carcinoma,TSCC)組織及與其配對的癌旁組織中FLOT-1 mRNA,采用免疫組織化學法檢測181例N0期TSCC患者石蠟包埋組織中FLOT-1蛋白的表達,結(jié)果顯示在TSCC中FLOT-1 mRNA和FLOT-1蛋白表達水平均升高,F(xiàn)LOT-1表達水平與臨床分期、TNM分期和復發(fā)呈正相關(guān)。FLOT-1表達較高的患者總生存期較短。Xiong等[31]研究發(fā)現(xiàn),與正??谇簧掀ぜ毎啾?,F(xiàn)LOT-1在口腔鱗狀細胞癌(oral squamous cell carcinoma,OSCC)細胞系中高表達,F(xiàn)LOT-1表達通過增強P65和IκBα的磷酸化以及P65向細胞核的易位來激活NF-κB信號轉(zhuǎn)導途徑,從而促進癌細胞生長和運動。
Cao等[32]研究采用熒光定量PCR法檢測16組胃癌和癌旁新鮮組織中FLOT-1 mRNA表達,采用免疫組織化學法檢測187例胃癌和癌旁石蠟包埋組織中FLOT-1蛋白的表達,結(jié)果顯示FLOT-1 mRNA和FLOT-1蛋白在胃癌組織中均高表達,F(xiàn)LOT-1蛋白的表達和患者的年齡、性別、腫瘤大小、位置、分化程度均無關(guān),僅與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移和美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)臨床分期有關(guān)。Kang等[33]在體內(nèi)外實驗中檢測到miR-485-5p可抑制胃癌細胞的生長和轉(zhuǎn)移,F(xiàn)LOT-1則是其發(fā)揮作用的靶基因。
Cao等[34]研究169例臨床存檔的鼻咽癌患者組織樣本中FLOT-1的表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期的關(guān)系。FLOT-1的高表達增強鼻咽癌細胞體外遷移和侵襲能力,促進對周圍組織的侵襲和體內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。而鼻咽癌細胞內(nèi)源性FLOT-1的沉默降低了局部浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。FLOT-1過表達促進TGF-β1的表達和分泌,導致SUNE1和CNE2細胞中Smad3磷酸化和Snail表達的上調(diào)以及E-鈣粘蛋白的下調(diào),促進TGF-β/Smad3信號轉(zhuǎn)導的激活,從而實現(xiàn)腫瘤細胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)。
Li等[35]研究檢測308例宮頸癌患者的石蠟包埋切片,發(fā)現(xiàn)FLOT-1蛋白和FLOT-1 mRNA表達上調(diào),早期宮頸癌中FLOT-1蛋白高表達與盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。此外,F(xiàn)LOT-1通過Wnt/β-連環(huán)蛋白和NF-κB通路調(diào)節(jié)的EMT促進宮頸癌細胞轉(zhuǎn)移。Winship等[36]采用實時熒光定量PCR和免疫組織化學法檢測FLOT-1在人類1~3級子宮內(nèi)膜癌中的表達和定位。在子宮內(nèi)膜癌和良性子宮內(nèi)膜中,F(xiàn)LOT-1 mRNA水平均未改變。腫瘤分級的增加,使FLOT-1蛋白在腫瘤基質(zhì)中的水平隨之增加,而在上皮細胞內(nèi)則顯著減少。
FLOT-1屬于脂筏標記蛋白,擔當腳手架作用,為其他蛋白的相互作用提供平臺。FLOT-1的表達與腫瘤臨床分期、轉(zhuǎn)移、浸潤、預后等均相關(guān),參與多種信號通路,如AKT/FOXO3a、TGF-β/Smad3等調(diào)控,調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生發(fā)展,其調(diào)控機制尚不明確,亟需進一步深入探究。隨著對FLOT-1研究的深入,其有望成為腫瘤的潛在預測因子、預后指標和治療的新靶點,為腫瘤的早期診斷與治療提供新方向。