余輝，胡曉婷，劉新光，陳維春

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RAB4B蛋白研究進展

余輝，胡曉婷，劉新光，陳維春

523808 東莞，廣東醫(yī)科大學衰老研究所（余輝、胡曉婷、劉新光、陳維春），生物化學與分子生物學研究所（劉新光、陳維春）；523808 東莞，廣東省醫(yī)學分子診斷重點實驗室（余輝、胡曉婷、劉新光）

RAB4B 自 1995 年首次被發(fā)現(xiàn)[1]，后在多種組織、細胞及細胞器內(nèi)被鑒定存在。陸續(xù)有關于 RAB4B 基因、蛋白功能及有關疾病的進一步研究報道。

RAB4 是一種進化上保守的 GTP 結(jié)合蛋白，主要定位于網(wǎng)格包被的囊泡、早期內(nèi)體和循環(huán)內(nèi)體，是細胞內(nèi)吞、循環(huán)過程的重要調(diào)節(jié)因子。RAB4 共有 RAB4A、RAB4B 和 RAB4C 3 個不同的亞型[2]?，F(xiàn)有研究報道 RAB4B 參與細胞內(nèi)功能主要涉及主要組織相容性復合物 II（MHC-II）抗原呈遞過程及相關免疫反應、血糖調(diào)節(jié)、突觸囊泡運輸?shù)膬?nèi)吞途徑以及轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrin receptors，TfR）早期內(nèi)體分選等。RAB4B 蛋白的突變可導致細胞功能失調(diào)，與多種疾病存在關聯(lián)。本文對 RAB4B 蛋白的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)特點、分布及細胞內(nèi)功能和相關性疾病等方面作一綜述。

1 RAB4 蛋白的發(fā)現(xiàn)、分布及結(jié)構(gòu)特點

RAB 蛋白是最大的小 GTP 酶家族，迄今為止，已發(fā)現(xiàn)釀酒酵母中的 11 個裂殖酵母（Ypt）蛋白和哺乳動物細胞中的 40 多個 RAB 蛋白（包括同種型）。與人 RAB4 具有 47% 同源性的酵母蛋白 Ypt4，起維持酵母液泡大小作用，在細胞應激反應中有重要功能[3]。1999 年在人臍靜脈內(nèi)皮細胞中檢查到 RAB4B 蛋白的存在，RAB4B 被檢測到在肝細胞癌和分化型膽管細胞癌中被上調(diào)[4]。小鼠脂肪細胞（3T3-L1）、肺和心組織也表達 RAB4B[5]。Zhao 等[6]從大鼠破骨細胞中鑒定出 17 種編碼小 GTPase 的部分 cDNA，包括 RAB1B、RAB4B、RAB5C、RAB7、RAB9、RAB11B 和 RAB35。鯰魚 cDNA 和基因組數(shù)據(jù)庫中共鑒定出 52 個 RAB 基因，含 RAB4B[7]。Pavlos 等[8]發(fā)現(xiàn)突觸囊泡（synaptic vesicles, SVs）包含一組在胞吐和內(nèi)體再循環(huán)中起作用的 RAB。

RAB4B 是一個進化保守的基因，RAB4B 的全長 cDNA 為 1200 bp，ORF 編碼 213 個氨基酸，RAB 蛋白包含兩個相鄰的半胱氨酸殘基，位于下列 C 端序列基序之一：-XXCC、-XCXC 或 -CCXX，它們可以被獨特的 RAB 特異性異戊二烯基轉(zhuǎn)移酶異戊二烯化[9]，RAB4B 也具有這種結(jié)構(gòu)特征[4]。

2 RAB4B 在細胞內(nèi)的功能

2.1 參與 MHC-II 抗原呈遞過程及相關免疫反應

MHC-II 分子主要由胸腺上皮細胞和相應抗原呈遞細胞（抗原提呈細胞 APC、樹突細胞 DC、巨噬細胞、B 淋巴細胞）表達，并且將來自細胞外蛋白的肽提呈給 CD4+T 細胞的 TCR（T 細胞抗原受體）[10-11]。經(jīng)典的 MHC-I 和 MHC-II 抗原提呈途徑取決于由 RAB 家族成員調(diào)節(jié)的囊泡運輸。除了經(jīng)典的抗原提呈途徑之外，越來越多的證據(jù)表明內(nèi)吞循環(huán)過程在抗原提呈中起重要作用[12]。RAB4 調(diào)節(jié)內(nèi)吞細胞循環(huán)，這一過程有助于免疫系統(tǒng)的特異性抗原提呈細胞（APC）介導的 MHC 抗原提呈。研究發(fā)現(xiàn) RAB4B 基因受典型的 MHC-II 類增強子調(diào)節(jié)，該增強子由 CIITA 和多蛋白轉(zhuǎn)錄因子復合物直接控制[13]。RAB4B 和 MHC 類基因轉(zhuǎn)錄激活之間的這種分子聯(lián)系意味著 APC 通過增加 RAB4 介導的內(nèi)吞細胞循環(huán)來增強它們的抗原提呈能力。

Wang 等[7]亦從鯰魚 cDNA 和基因組數(shù)據(jù)庫中共鑒定出 52 個 RAB 基因，包含 RAB4B。RAB 基因在細菌感染后早期被顯著誘導上調(diào)，大多在鰓和肝組織中，RAB4B 在柱狀桿菌感染 4 h 后上調(diào) 12 倍，表明這些 RAB 基因在細菌感染的急性免疫應答中具有特異性和協(xié)同作用。

RAB4 被報道參與免疫介質(zhì)有關的免疫反應。免疫介質(zhì)的分泌是宿主對病原體侵襲的先天免疫應答的重要環(huán)節(jié)，RAB GTPases 在調(diào)節(jié)這一過程中起著重要作用。人雙特異性 A 激酶錨定蛋白 2 或 D-AKAP2（也稱為 AKAP10）的直系物，果蠅 Pkaap 蛋白，對 RAB4 和 RAB11 內(nèi)含體有核苷酸依賴的定位。通過調(diào)節(jié) RAB4 和 RAB11 的活性，Pkaap 可以調(diào)節(jié)沿著免疫分泌途徑的貨物水泡運輸過程中的兩個關鍵步驟，即內(nèi)體再循環(huán)中的貨物分選和質(zhì)膜上的胞吐[14]。說明 Pkaap 通過調(diào)節(jié) RAB4 實現(xiàn)在抗菌肽運輸和胞吐中的雙重作用，使其成為炎性介質(zhì)分泌和宿主抵抗病原體的必要成分。

2.2 參與葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白 4 途徑的葡萄糖攝取調(diào)節(jié)

Chen 等[15]采用聯(lián)合全內(nèi)反射熒光顯微鏡（TIRF）和胰島素應答氨基肽酶（IRAP）-氟離子融合試驗證實 RAB10 可直接促進葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白 4（GLUT4）儲存囊泡（GLUT4 storage vesicle，GSV）在質(zhì)膜（plasma membrane，PM）的易位和對接。RAB14 通過含有 TfR 的內(nèi)體介導 GLUT4 向 PM 遞送，而 RAB4A、RAB4B 和 RAB8A 通過內(nèi)體系統(tǒng)回收 GLUT4。GLUT4 主要表達于肌肉和脂肪組織，在全身葡萄糖穩(wěn)態(tài)中起重要作用，其受胰島素調(diào)節(jié)，在胰島素作用下，其從囊泡內(nèi)細胞室向細胞表面的轉(zhuǎn)移是一個多步驟的過程[16-17]。

Kaddai 等[5]發(fā)現(xiàn)，在肥胖糖尿病受試者的脂肪組織，參與內(nèi)吞循環(huán)途徑的 RAB4B 蛋白發(fā)生修飾改變。當 RAB4B 的表達量通過特異性 siRNA 降低兩倍時（程度與肥胖糖尿病受試者的減少相似），發(fā)現(xiàn)基礎脫氧葡萄糖攝取量略有增加（25%），并且在最大胰島素濃度存在時基礎脫氧葡萄糖攝取量更持續(xù)增加（40%）。抑制 RAB4B 表達導致 GLUT4 定位改變，導致 GLUT4 重新分布到質(zhì)膜和其他隔離室。RAB4B 表達下調(diào)不改變 GLUT4 和 GLUT1 表達量，有利于 GLUT 胞吐作用增強，伴隨著 GLUT4 亞細胞定位向 PM 位置的改變（RAB4A 的下調(diào)并沒有引起 GLUT4 亞細胞定位的改變），GLUT4 從 GSV 重新分布到內(nèi)體上，而后運輸?shù)?PM 上，PM 上存在更多的 GLUT4 分子從而誘導葡萄糖攝取量的增加，但不影響胰島素刺激的胰島素受體 IRS、PKB、AS160 或 ERK 的磷酸化，胰島素的作用不受 RAB4B 表達下調(diào)的影響[5, 15]。亦有研究報道二甲雙胍誘導 GLUT4 蛋白的表達，激活 AMPK 和 RAB4，這對于 GLUT4 膜轉(zhuǎn)運很重要，并增加 C2C12 肌肉細胞的葡萄糖攝取[18]。Mohankumar 等[19]報道二甲雙胍誘導 NR4A1、GLUT4 和 RAB4，這與細胞膜中 GLUT4 的增加和葡萄糖進入細胞的攝取增加有關。

綜上，RAB4B 通過內(nèi)體膜參與 GLUT4 輸送到質(zhì)膜后的回收，這將提供一種機制來恢復 GLUT4 回到內(nèi)體和 GLUT4 儲存囊泡。RAB4A、RAB4B 涉及介導 GLUT4 在胞吞后的再利用。

越來越多的證據(jù)表明，5-羥色胺（5-HT）對全身葡萄糖穩(wěn)態(tài)有正向影響，Al-Zoairy 等[20]使用了針對 RAB 蛋白 RAB4、RAB5、RAB9 和 RAB11 的抗體，用 5-HT特異性抗體免疫印跡只有 RAB4 免疫沉淀時產(chǎn)生條帶，其信號被 5-HT 上調(diào)，表明 RAB4 被轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶依賴性 5-HT 激活。這表明，轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶誘導 RAB4 的 5-羥色胺化導致 5-HT 的激活，說明了 5-HT 改善骨骼肌細胞葡萄糖穩(wěn)態(tài)的機制。同時數(shù)據(jù)表明 5-HT 和 PI3K 胰島素信號通路之間存在聯(lián)系，胰島素也可以通過 AKT-底物 160（AS160）的抑制間接激活 RAB4 蛋白。未來的研究應旨在闡明 RAB4 的 5-羥色胺化在 2 型糖尿病發(fā)展中的可能作用，并鑒定作為 5-HT 作用基礎的其他潛在的 5-羥色胺化蛋白靶點。

B?aszczyk 等[21]在小鼠 3T3-L1 脂肪細胞中實驗，胰島素刺激（100 nmol/L，30 min）改變了 RAB4A在對照脂肪細胞中的細胞定位，對照非刺激性脂肪細胞中 RAB4A 主要見于細胞核，改變?yōu)橄蛸|(zhì)膜重新分布。暴露于 IL-6、IL-8 或 IL-15 的脂肪細胞中，胰島素的這種重新分布作用被阻止。胰島素依賴性 RAB4A 的重新分布，可能反映了刺激囊泡介導的轉(zhuǎn)運，在脂肪細胞分化存在 IL-6、IL-8 或 IL-15 時被抑制。這種改變可能與導致炎癥相關的胰島素抵抗發(fā)生的機制有關，具體機制還需要進一步的研究。

Hou 等[22]亦報道鱗翅目昆蟲棉鈴蟲中 RAB4B 蛋白通過參與胰島素和 20 羥基蛻皮素（20-hydroxyecdysone，20E）兩種途徑協(xié)同調(diào)節(jié)昆蟲生長和變態(tài)。其機制是 RAB4B 調(diào)節(jié)胰島素和 20 羥基蛻皮素途徑的基因轉(zhuǎn)錄。RAB4B 定位于細胞質(zhì)中，參與胰島素對 FOXO 的抑制（FOXO 的作用是通過抑制糖原合成、促進糖原分解和糖異生，誘導細胞凋亡、抑制生長等，作用與胰島素相反），幼蟲中敲低 RAB4B 抑制了糖原合成酶（GS）的轉(zhuǎn)錄，以及變態(tài)起始因子（Br）和激素受體 3（HR3）的轉(zhuǎn)錄，但增加了抑制轉(zhuǎn)錄因子 FOXO 的轉(zhuǎn)錄，RAB4B 敲除后導致糖原含量降低，由于能量供應不足，導致幼蟲死亡和變態(tài)異常。RAB4B 可能是 FOXO 轉(zhuǎn)錄的抑制因子。

2.3 參與突觸囊泡運輸及神經(jīng)系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)

突觸囊泡包含一組在胞吐和內(nèi)體再循環(huán)中起作用的 RAB，涉及到突觸囊泡胞吐的蛋白有 RAB3A、RAB3B、RAB3C 和 RAB27B，涉及到突觸囊泡內(nèi)吞的蛋白有 RAB4B、RAB5A/B、RAB10、RAB11B 和 RAB14。在大鼠海馬神經(jīng)元中，RAB4B 與突觸神經(jīng)末梢的突觸小體有部分共定位[8]。先前的影像學和尸體研究已經(jīng)報道，在患有抑郁癥的受試者的背外側(cè)前額葉皮質(zhì)（dorsolateral prefrontal cortex，dlPFC）的腦容量和較小神經(jīng)元的尺寸和密度均較小。表明抑郁癥患者的背外側(cè)前額葉皮層的突觸數(shù)量和功能均有所下降[23-24]。Kang 等[25]通過原位雜交分析，顯示在抑郁癥患者的背外側(cè)前額葉皮層的灰質(zhì)中 RAB4B 低表達，中深層 RAB4B 呈層狀分布，這與 Brown 等[26]報道 RAB4 與樹突棘形成有關相符。亦有文獻報道RAB4B 參與調(diào)節(jié)脊椎維持和神經(jīng)遞質(zhì)受體再循環(huán)所需的內(nèi)體循環(huán)[26-27]。有文獻報道自閉癥譜系障礙（ASD）與影響突觸成分的突變有關，包括 GluN2B-NMDA 受體（NMDAR）和蛋白激酶錨定蛋白（NBEA）。NBEA 參與調(diào)節(jié)突觸受體靶向性、突觸功能、認知和社會行為的生物合成途徑。NBEA 是高度動態(tài)的，并且位于可移動的管狀小泡中，這些小泡與活性 RAB4 循環(huán)內(nèi)體瞬時融合并延伸。NBEA 與 RAB4 陽性再循環(huán)內(nèi)體動態(tài)相互作用，以活性依賴性方式瞬時進入脊柱，并調(diào)節(jié) GluN2B-NMDAR 再循環(huán)。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性 VPS35 和 RAB4 與 NBEA 在樹突中共定位[28]，在這方面，確定的是 NBEARAB4-VPS35 的相互作用可能是 NBEA 在調(diào)節(jié) NMDAR 內(nèi)吞循環(huán)中的特異性募集所必需的。

脊椎骨骼肌收縮是由煙堿乙酰膽堿受體（CHRN）介導的。CHRN 的內(nèi)吞和再循環(huán)調(diào)節(jié)它們在神經(jīng)-肌肉突觸，即神經(jīng)肌肉連接處（NMJ）的豐度。使用體內(nèi)成像研究內(nèi)吞 CHRN 和 RAB-GFP 融合蛋白，新內(nèi)吞的 CHRN 與 RAB5-GFP 在大片肌肉纖維上共定位，RAB4-GFP 和 RAB11-GFP 與內(nèi)吞的 CHRN 共定位幾乎完全在神經(jīng)肌肉接頭處[29]。

Dey 等[30]研究發(fā)現(xiàn) RAB4 相關小泡在果蠅軸突中雙向移動，但具有順行偏向，導致它們在幼蟲腹側(cè)神經(jīng)節(jié)的突觸區(qū)域適度富集。在大鼠胚胎成纖維細胞中的結(jié)合試驗以及在果蠅中的遺傳分析表明，與驅(qū)動蛋白-2 的結(jié)合使 RAB4 相關的囊泡向突觸移動。RAB4 的順行交通的減少導致腹側(cè)神經(jīng)節(jié)中突觸區(qū)域的體積擴大并且增加果蠅幼蟲的運動性。這些結(jié)果表明，RAB4 依賴的朝向突觸的囊泡運輸在維持該神經(jīng)元網(wǎng)絡中的突觸平衡中起著至關重要的作用。

此外，血管緊張素 II-1 型受體（AT1R）的內(nèi)化在維持心血管穩(wěn)態(tài)中起重要作用。受體內(nèi)化減少與異常激活（如高血壓）引起的心血管疾病密切相關。目前的研究表明，RAB4 和（或）RAB11 的過表達可促進 AT1R 的再循環(huán)[31]。已 知 WIP（WASP 相互作用蛋白）與 N-WASP（神經(jīng)Wiskott-Aldrich 綜合征蛋白）共同調(diào)節(jié)肌動蛋白聚合，該聚 合對內(nèi)膜和絲足的形成至關重要。WIP 與 ITSN1 相互作用，ITSN1 與細胞內(nèi)/外吞、凋亡、有絲分裂信號轉(zhuǎn)導和 細胞骨架重排密切相關。Gryaznova 等[32]研究發(fā)現(xiàn) WIP/ITSN1-L 復合物通過 RAB4 特異性膜囊泡轉(zhuǎn)運參與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體再循環(huán)，促進絲狀偽足樣突起的形成，并且可以在不同的肌動蛋白依賴性膜形成中起作用。

已知細胞毒性 T 淋巴細胞（CTL）在細胞質(zhì)分泌顆粒內(nèi)儲存即用的穿孔素，但穿孔素在 TCR 刺激后數(shù)小時內(nèi)會重新合成。在獨立于分泌性溶酶體以外的免疫突觸上觀察到新的穿孔素蛋白；Lesteberg 等[33]研究了新的穿孔素如何過渡到突觸。研究表明，鑒定出 RAB8、RAB11A、RAB4 和 RAB37 在內(nèi)的再循環(huán)內(nèi)體室與新的穿孔素以及 SNAREs vti1b 和 VAMP4 共定位，說明再循環(huán)內(nèi)體途徑可以作為輔助細胞內(nèi)途徑，用于將新的穿孔素遞送至免疫突觸，以使細胞毒性反應持久。

綜上，RAB4 參與神經(jīng)遞質(zhì)受體的囊泡運輸。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，它調(diào)節(jié)多種神經(jīng)生物學功能，包括參與樹突棘形成，維持樹突棘的大小，煙堿乙酰膽堿受體在神經(jīng)肌肉連接處內(nèi)吞和再循環(huán)調(diào)節(jié)，參與絲狀偽足樣突起的形成，T 淋巴細胞穿孔素的分泌轉(zhuǎn)運。

2.4 參與轉(zhuǎn)鐵蛋白受體早期內(nèi)體分選

已知每種 RAB 蛋白質(zhì)在囊泡交通中的一個或多個步驟起作用，作為 RAB 家族成員之一，RAB4A和 RAB4B 負責囊泡從內(nèi)體到質(zhì)膜的再循環(huán)途徑[34]。已有研究報道在 3T3-L1 前脂肪細胞中，RAB4B 定位在內(nèi)體結(jié)構(gòu)中，在脂肪細胞中 RAB4B 主要與 GLUT4 和囊泡相關膜蛋白 2（vesicle-associated membrane protein 2，VAMP2）共定位，與 TfR 少量共定位[15]。Perrin 等[37]為了確定 RAB4B 是否參與 TfR 循環(huán)，通過免疫熒光實驗證實 RAB4B 和 TfR 之間高度共定位，表明 RAB4B 可能參與 TfR 的再循環(huán)。通過研究表達不同水平 RAB4B 的 HeLa 細胞中的 TfR 內(nèi)吞轉(zhuǎn)運來確定其控制哪些內(nèi)吞轉(zhuǎn)運步驟。使用野生型人 HeLa 細胞（wt）和 N 端穩(wěn)定表達 HA 標記的融合小鼠 RAB4B（Ha-RAB4B）的人 HeLa 細胞，用針對人 RAB4B 的 siRNA 轉(zhuǎn)染兩株細胞，siRNA 能有效地抑制內(nèi)源性 RAB4B mRNA 的表達，不能下調(diào)外源性小鼠 HA-RAB4B 的表達，亦不影響 RAB4A mRNA 的表達。用 siRNA 敲除RAB4B 后 TfR 在兩種細胞系中的表達是相同的。RAB4B 沉默增加了 TfR 在細胞表面的量，RAB4B 過表達降低了 TfR 在細胞表面的量。Tf 被認為是通過快速（來自早期內(nèi)體）和緩慢（來自再循環(huán)內(nèi)體）兩種再循環(huán)途徑循環(huán)到質(zhì)膜[35-36]。細胞表面 TfRs 的增加可能是由于它們內(nèi)化的抑制或再循環(huán)的增加。進一步實驗驗證，Tf 攝取與細胞表面 TfR 的量成正比，RAB4B 在 Tf 內(nèi)化過程中不起作用，在 TfR 的早期和再循環(huán)內(nèi)體之間的分選中起作用。并通過酵母雙雜交篩選人胎盤 cDNA 文庫，鑒定出 RAB4B 的效應子為網(wǎng)格蛋白適配體 AP-1 的 AP1c 亞基，AP-1 是由兩個 100 kD 亞基（c 和 b1）、一個 47 kD 亞基（m1）和一個 20 kD 亞基（s1）組成的異源四聚體復合物。RAB4B 與 AP1c 相互作用，定位于網(wǎng)格蛋白包被的囊泡里[37]，顯示 RAB4B 與 AP1c 的相互作用是 TfR 早期內(nèi)體分選到再循環(huán)內(nèi)體所必需的。當 RAB4B-AP1c 相互作用受到影響時，RAB4B-AP1c 包被囊泡和 TfR 循環(huán)受到干擾。

2.5 與血管通透性調(diào)節(jié)有關

血管內(nèi)皮生長因子受體-2（VEGFR2）是內(nèi)皮細胞功能的主要調(diào)節(jié)因子，激活多種下游信號通路，這些信號通路對血管發(fā)育和正常血管功能至關重要。VEGFR2 通過不同的內(nèi)體室轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)其信號輸出。因此，調(diào)節(jié) VEGFR2 通過內(nèi)體運輸?shù)乃俣群头较虻牡鞍踪|(zhì)已被證明對動脈生成特別重要。研究發(fā)現(xiàn)一種與動脈生成有關的 RAB 效應蛋白，RAB GTPase 結(jié)合效應蛋白 2（RABEP2），可以調(diào)節(jié) VEGFR2 運輸。通過實驗證實 RABEP2 與 RAB4 相互作用，調(diào)節(jié) VEGFR2 內(nèi)體轉(zhuǎn)運，維持細胞表面 VEGFR2 的表達和 VEGF 信號轉(zhuǎn)導[38]。RABEP2 或 RAB4 的缺失導致血清饑餓，內(nèi)皮細胞中 VEGFR2 的表面表達減少，表明 RABEP2 和 RAB4 在維持組成性 VEGFR2 表面水平方面起作用。已知肺水腫發(fā)生在急性肺損傷，如肺炎和急性呼吸窘迫綜合征的環(huán)境中。肺內(nèi)皮連接部分由血管內(nèi)皮細胞（VE）-鈣黏蛋白（一種黏附連接蛋白）維持，其表面表達受內(nèi)皮轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)。小 GTPase 的 RAB 家族是內(nèi)吞細胞販運的調(diào)節(jié)者。主要販運途徑受 RAB4、RAB7 和 RAB9 調(diào)節(jié)。RAB4 通過快速穿梭過程調(diào)控內(nèi)膜體細胞表面的再循環(huán)，有文獻報道 RAB4 激活和 RAB9 抑制通過增強內(nèi)皮細胞連接處 VE-鈣黏蛋白的表達在調(diào)節(jié)血管通透性中起關鍵作用[39]。這進一步表明，RAB4 介導的內(nèi)皮屏障功能依賴于細胞外信號調(diào)節(jié)激酶磷酸化和活性。證明 RAB4 通過細胞外信號調(diào)節(jié)激酶依賴途徑調(diào)節(jié)細胞表面 VE-鈣黏蛋白水平，從而調(diào)節(jié)肺內(nèi)皮，參與血管內(nèi)皮細胞的生長調(diào)節(jié)，相關機制研究為治療急性呼吸窘迫綜合征提供新的治療策略。

3 RAB4B 蛋白相關疾病

慢性阻塞性肺?。–OPD）的遺傳危險因素目前尚不清楚。Cho 等[40]對來自四個隊列的 3499名患者和 1922 名對照受試者進行了全基因組關聯(lián)研究（GWAS），在染色體 19q13 上發(fā)現(xiàn)了一個新的全基因組重要位點 19q13（rs7937），這個區(qū)域基因包括 RAB4B、EGLN2、MIA 以及 CYP2A6，且 RAB4B 與吸煙行為相關聯(lián)[41-43]。

已知脯氨酰羥化酶 2（EGLN2）通過調(diào)節(jié)低氧誘導因子的降解而影響腫瘤的發(fā)生。Zhu 等[44]檢測了 EGLN2 遠端啟動子內(nèi) 4-bp 插入/缺失多態(tài)性（rs10680577）對中國人群肝細胞癌（HCC）風險相關性。在 623 例 HCC 病例和 1242 例對照中研究了 rs10680577 與 HCC 風險相關性，并在 444 例 HCC 病例和 450 例對照組成的獨立病例對照中進行了重復。Logistic 回歸分析表明：基因型-表型相關研究顯示，缺失等位基因與 EGLN2 和 RERT-lncRNA（一種非編碼長 RNA，其序列與 RAB4B 和 EGLN2 重疊）在體內(nèi)外的高表達顯著相關。

家族性腺瘤性息肉病（FAP）是一種由腺瘤性息肉?。ˋPC）基因突變引起的常染色體顯性遺傳的結(jié)直腸癌（CRC）。對一個家庭的兩個受影響的兄妹和 88 個種族和性別匹配的健康對照進行了全基因組掃描，以確定兄弟姐妹共有的缺失，Long-rangePCR 報告染色體 19q13 存在 32 kb 缺失，該缺失特異性地破壞了 APC 突變陰性患者中 CYP2A7、MIA 和 MIA-RAB4B lncRNA 的表達[45]。

骨關節(jié)炎（OA）中的滑膜炎是一種非常常見的疾病。然而，其內(nèi)在機制尚不清楚。有研究對 OA 患者的 10 例滑膜組織和健康人的 7 例滑膜組織，利用生物技術(shù)信息基因云（Gene Cloud of Bio Information，GCBI）進行差異表達基因（DEG）分析、GO（Gene Ontology）富集分析、通路分析、通路網(wǎng)絡分析和基因信號網(wǎng)絡分析。共測定了 1941 個差異表達基因，包括 1471 個上調(diào)基因和 470 個下調(diào)基因。PSMG3、LRP12 MIA-RAB4B、ETHE1、SFXN1、DAZAP1、RABEP2、C9orf16 等基因在 OA 滑膜炎中有顯著調(diào)控[46]。

病毒作為細胞內(nèi)的寄生蟲，完全依賴宿主因子進行復制。復雜病毒顆粒如人巨細胞病毒（HCMV）的組裝和排出可能需要許多宿主因子。研究顯示 RAB4B 在感染 HCMV 后重新定位到病毒裝配室，并且RAB4B 的敲低導致感染性病毒生產(chǎn)的嚴重缺陷，減少了完整病毒粒子的釋放[47]，表明 RAB4B 在病毒體裝配和出口中起作用。

衣原體感染的最初步驟包括黏附和內(nèi)化到宿主細胞，最重要的是，修改新生的包涵體以建立細胞內(nèi)生態(tài)位。肺炎衣原體通過 EGFR 依賴的內(nèi)吞作用進入具有磷脂酰肌醇 3-磷酸（PI3P）膜特性的早期內(nèi)吞體。進入后，早期衣原體包涵體獲得早期內(nèi)體 RAB GTP 酶，包括 RAB4、RAB5、RAB7 以及兩種循環(huán)特異性 RABs RAB11 和 RAB14。當 RAB5、RAB11 和 RAB14 保留在囊膜中時，RAB4 和 RAB7 很快消失[48]。RAB4 的丟失和 RAB11/RAB14 的保留表明包涵體是緩慢循環(huán)的內(nèi)含體，可以防止降解。蜱傳播立克次體中病原體導致多種傳染病，其中許多是人類和動物的嚴重傳染病。感染的蜱液泡（AmV）同時招募早期內(nèi)體（RAB5）、再循環(huán)內(nèi)體（RAB4 和 RAB11）和晚期內(nèi)體（RAB7）的標志物，它們保持在中性 pH 附近，不與溶酶體融合，排除蛋白酶組織蛋白酶 L，并在感染后長達 21 d 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體接合[49]。正常人牙齦上皮可以防止牙周細菌的侵入，但最知名的牙周病原體牙齦卟啉單胞菌能夠侵入牙齦上皮細胞，并通過上皮屏障進入更深的組織。發(fā)現(xiàn)定位于早期內(nèi)體的病原體募集了 VAMP2 和 RAB4A。VAMP2 與 EXOC2/Sec5 和 EXOC3/Sec6 形成復合物，而 RAB4A 介導 EXOC 復合物的解離，然后募集 RUFY1/RABip4、RAB4A 效應子和 RAB14[50]。VAMP2 或 RAB4A 的消耗導致細菌在早期內(nèi)體中積累并且干擾細菌從感染細胞中排出。這些新的動力學表明牙齦卟啉單胞菌能夠利用快速的再循環(huán)途徑促進對牙齦組織進一步細菌滲透。

4 展望

RAB4B 屬于小 GTP 酶，與囊泡運輸密切相關。同時又參與許多蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的運輸，從而影響細胞內(nèi)諸多生物學功能。如 Lee 等[18]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可以通過 AMPK-AS160-PKC-zeta 途徑誘導 RAB4 的表達，調(diào)節(jié)胰島素誘導的 GLUT4 轉(zhuǎn)運進而影響葡萄糖的攝入?？赡艽砦磥眍A防和治療策略的基礎，以指導治療藥物誘導的胰島素抵抗和糖尿病。同時，這為研究LKB1-AMPK 信號通路以外的葡萄糖轉(zhuǎn)運在血糖調(diào)控中的作用提供了新的研究方向。如 APC 通過增加 RAB4B 介導的內(nèi)吞細胞循環(huán)來增強它們的抗原提呈能力，為研究提高免疫細胞識別提供參考。新近報道的 RAB4 通過 RABEP2 調(diào)節(jié) VEGFR2 轉(zhuǎn)運，為特異性靶向動脈形成的新療法提供研究方向，繼續(xù)探索相關機制可能揭示治療以血管阻塞為特征疾病的新策略，如腦卒中和冠狀動脈閉塞。又如 RAB4 通過異丙基半胱氨酸羧甲基轉(zhuǎn)移酶（ICMT）的羧甲基作用影響腫瘤細胞的遷移和轉(zhuǎn)移[51]，這使人們注意到 C 端羧甲基化對 RAB GTPases 的影響，并為靶向 ICMT 治療轉(zhuǎn)移癌提供理論依據(jù)。

RAB4B 蛋白的突變可以引起細胞功能異常，提示與某些疾病的發(fā)生有關。有報道 RAB4B 基因可能與減少色素沉著（RP）相關聯(lián)[3]；與慢性阻塞性肺病（COPD）、肝細胞癌（HCC）、家族性腺瘤性息肉?。‵AP）、骨關節(jié)炎（OA）滑膜炎等有關聯(lián)，還參與病毒在細胞內(nèi)的裝配與轉(zhuǎn)運，SNP 分析 RAB4B 是多種潛在疾病高風險基因位點，盡管 RAB4B 涉及相關疾病分子機制仍不明確，相信隨著分子生物學的技術(shù)進步，RAB4B 在囊泡轉(zhuǎn)運途徑中的功能與作用會逐漸清楚，在多種相關疾病中扮演的功能角色與定位會進一步明晰。

[1] Barbosa MD, Johnson SA, Achey K, et al. The RAB protein family: genetic mapping of six RAB genes in the mouse. Genomics, 1995, 30(3):439-444.

[2] Galvez T, Gilleron J, Zerial M, et al. SnapShot: Mammalian RAB proteins in endocytic trafficking. Cell, 2012, 151(1):234.

[3]Rains A, Bryant Y, Dorsett KA, et al. Ypt4 and lvs1 regulate vacuolar size and function in Schizosaccharomyces pombe. Cell Logist, 2017, 7(3):e1335270.

[4] He H, Dai F, Yu L, et al. Identification and characterization of nine novel human small GTPases showing variable expressions in liver cancer tissues. Gene Expr, 2002, 10(5-6):231-242.

[5] Kaddai V, Gonzalez T, Keslair F, et al. RAB4b is a small GTPase involved in the control of the glucose transporter GLUT4 localization in adipocyte. PLoS One, 2009, 4(4):e5257.

[6] Zhao H, Ettala O, V??n?nen HK. Intracellular membrane trafficking pathways in bone-resorbing osteoclasts revealed by cloning and subcellular localization studies of small GTP-binding rab proteins. Biochem Biophys Res Commun, 2002, 293(3):1060-1065.

[7] Wang R, Zhang Y, Liu S, et al. Analysis of 52 RAB GTPases from channel catfish and their involvement in immune responses after bacterial infections. Dev Comp Immunol, 2014, 45(1):21-34.

[8] Pavlos NJ, Gronborg M, Riedel D, et al. Quantitative analysis of synaptic vesicle RABs uncovers distinct yet overlapping roles for RAB3a and RAB27b in Ca2+-triggered exocytosis. J Neurosci, 2010, 30(40):13441-13453.

[9] Farnsworth CC, Seabra MC, Ericsson LH, et al. Rab geranylgeranyl transferase catalyzes the geranylgeranylation of adjacent cysteines in the small GTPases Rab1A, Rab3A, and Rab5A. Proc Natl Acad Sci U S A, 1994, 91(25):11963-11967.

[10] Cresswell P. Assembly, transport, and function of MHC class II molecules. Annu Rev Immunol, 1994, 12:259-293.

[11] Trombetta ES, Mellman I. Cell biology of antigen processing in vitro and in vivo. Annu Rev Immunol, 2005, 23:975-1028.

[12] Robinson JH, Delvig AA. Diversity in MHC class II antigen presentation. Immunology, 2002, 105(3):252-362.

[13] Krawczyk M, Leimgruber E, Seguín-Estévez Q, et al. Expression of RAB4B, a protein governing endocytic recycling, is co-regulated with MHC class II genes. Nucleic Acids Res, 2007, 35(2):595-605.

[14] Sorvina A, Shandala T, Brooks DA. Drosophila Pkaap regulates RAB4/RAB11-dependent traffic and RAB11 exocytosis of innate immune cargo. Biol Open, 2016, 5(6):678-688.

[15] Chen Y, Wang Y, Zhang J, et al. RAB10 and myosin-Va mediate insulin-stimulated GLUT4 storage vesicle translocation in adipocytes. J Cell Biol, 2012, 198(4):545-560.

[16] Thong FS, Dugani CB, Klip A. Turning signals on and off: GLUT4 traffic in the insulin-signaling highway. Physiology (Bethesda), 2005, 20:271-284.

[17] Huang S, Czech MP. The GLUT4 glucose transporter. Cell Metab, 2007, 5(4):237-252.

[18] Lee JO, Lee SK, Jung JH, et al. Metformin induces RAB4 through AMPK and modulates GLUT4 translocation in skeletal muscle cells.J Cell Physiol, 2011, 226(4):974-981.

[19] Mohankumar K, Lee J, Wu CS, et al. Bis-indole-derived nr4a1 ligands and metformin exhibit nr4a1-dependent glucose metabolism and uptake in c2C12 Cells. Endocrinology, 2018, 159(5): 1950-1963.

[20] Al-Zoairy R, Pedrini MT, Khan MI, et al. Serotonin improves glucose metabolism by Serotonylation of the small GTPase RAB4 in L6 skeletal muscle cells. Diabetol Metab Syndr, 2017, 9:1.

[21] Blaszczyk M, Gajewska M, Milewska M, et al. Insulin-dependent cytoplasmic distribution of RAB4a in mouse adipocytes is inhibited by interleukin-6, -8, and -15. Cell Biol Int, 2017, 41(4):457-463.

[22] Hou L, Cai MJ, Liu W, et al. Small GTPase RAB4b participates in the gene transcription of 20-hydroxyecdysone and insulin pathways to regulate glycogen level and metamorphosis. Dev Biol, 2012, 371(1): 13-22.

[23] Rajkowska G, Miguel-Hidalgo JJ, Wei J, et al. Morphometric evidence for neuronal and glial prefrontal cell pathology in major depression. Biol Psychiatry, 1999, 45(9):1085-1098.

[24] Drevets WC. Functional anatomical abnormalities in limbic and prefrontal cortical structures in major depression. Prog Brain Res, 2000, 126:413-431.

[25] Kang HJ, Voleti B, Hajszan T, et al. Decreased expression of synapse-related genes and loss of synapses in major depressive disorder. Nat Med, 2012, 18(9):1413-1417.

[26] Brown TC, Correia SS, Petrok CN, et al. Functional compartmentalization of endosomal trafficking for the synaptic delivery of AMPA receptors during long-term potentiation. J Neurosci, 2007, 27(48):13311-13315.

[27] Hoogenraad CC, Popa I, Futai K, et al. Neuron specific RAB4 effector GRASP-1 coordinates membrane specialization and maturation of recycling endosomes. PLoS Biol, 2010, 8(1):e1000283.

[28] Gromova K V, Muhia M, Rothammer N, et al. Neurobeachin and the kinesin KIF21B are critical for endocytic recycling of NMDA receptors and regulate social behavior. Cell Rep, 2018, 23(9): 2705-2717.

[29] Wild F, Khan MM, Rudolf R. Evidence for the subsynaptic zone as a preferential site for CHRN recycling at neuromuscular junctions. Small GTPases, 2017, 10:1-8.

[30] Dey S, Banker G, Ray K. Anterograde transport of RAB4-associated vesicles regulates synapse organization in drosophila. Cell Rep, 2017, 18(10):2452-2463.

[31] Bian J, Zhang S, Yi M, et al. The mechanisms behind decreased internalization of angiotensin II type 1 receptor. Vascul Pharmacol, 2018, 103-105:1-7.

[32] Gryaznova T, Gubar O, Burdyniuk M, et al. WIP/ITSN1 complex is involved in cellular vesicle trafficking and formation of filopodia-like protrusions. Gene, 2018, 674:49-56.

[33] Lesteberg K, Orange J, Makedonas G. Recycling endosomes in human cytotoxic T lymphocytes constitute an auxiliary intracellular trafficking pathway for newly synthesized perforin. Immunol Res, 2017, 65(5):1031-1045.

[34] Novick P, Zerial M. The diversity of RAB proteins in vesicle transport. Curr Opin Cell Biol, 1997, 9(4):496-504.

[35] Maxfield FR, Mcgraw TE. Endocytic recycling. Nat Rev Mol Cell Biol, 2004, 5(2):121-132.

[36] Grant BD, Donaldson JG. Pathways and mechanisms of endocytic recycling. Nat Rev Mol Cell Biol, 2009, 10(9):597-608.

[37] Perrin L, Lacas-Gervais S, Gilleron J, et al. RAB4b controls an early endosome sorting event by interacting with the gamma-subunit of the clathrin adaptor complex 1. J Cell Sci, 2013, 126(Pt 21):4950-4962.

[38] Kofler N, Corti F, Rivera-Molina F, et al. The RAB-effector protein RABEP2 regulates endosomal trafficking to mediate vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR2)-dependent signaling. J Biol Chem, 2018, 293(13):4805-4817.

[39] Chichger H, Braza J, Duong H, et al. Select RAB GTPases regulate the pulmonary endothelium via endosomal trafficking of vascular endothelial-cadherin. Am J Respir Cell Mol Biol, 2016, 54(6):769- 781.

[40] Cho MH, Castaldi PJ, Wan ES, et al. A genome-wide association study of COPD identifies a susceptibility locus on chromosome 19q13. Hum Mol Genet, 2012, 21(4):947-957.

[41] Otulakowski G, Duan W, O'Brodovich H. Global and gene-specific translational regulation in rat lung development. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009, 40(5):555-567.

[42] Lamontagne M, Couture C, Postma DS, et al. Refining susceptibility loci of chronic obstructive pulmonary disease with lung eqtls. PLoS One, 2013, 8(7):e70220.

[43] Lutz SM, Frederiksen B, Begum F, et al. Common and rare variants genetic association analysis of cigarettes per day among ever smokers in COPD cases and controls. Nicotine Tob Res, 2018. [Epub ahead of print]

[44] Zhu Z, Gao X, He Y, et al. An insertion/deletion polymorphism within RERT-lncRNA modulates hepatocellular carcinoma risk. Cancer Res, 2012, 72(23):6163-6172.

[45] Thean LF, Wong YH, Lo M, et al. Chromosome 19q13 disruption alters expressions of CYP2A7, MIA and MIA-RAB4B lncRNA and contributes to FAP-like phenotype in APC mutation-negative familial colorectal cancer patients. PLoS One, 2017, 12(3):e0173772.

[46] Huang H, Zheng J, Shen N, et al. Identification of pathways and genes associated with synovitis in osteoarthritis using bioinformatics analyses. Sci Rep, 2018, 8(1):10050.

[47] Mccormick D, Lin YT, Grey F. Identification of host factors involved in human cytomegalovirus replication, assembly, and egress using a two-step small interfering RNA screen. MBio, 2018, 9(3):e00716-e00718.

[48] Molleken K, Hegemann JH. Acquisition of RAB11 and RAB11-Fip2-A novel strategy for Chlamydia pneumoniae early survival. PLoS Pathogens, 2017, 13(8):e1006556.

[49] Magunda F, Thompson CW, Schneider DA, et al. Anaplasma marginale actively modulates vacuolar maturation during intracellular infection of its tick vector, dermacentor andersoni. Appl Environ Microbiol, 2016, 82(15):4715-4731.

[50] Takeuchi H, Takada A, Kuboniwa M, et al. Intracellular periodontal pathogen exploits recycling pathway to exit from infected cells. Cell Microbiol, 2016, 18(7):928-948.

[51] Do MT, Chai TF, Casey PJ, et al. Isoprenylcysteine carboxylmethyltransferase function is essential for RAB4A-mediated integrin β3 recycling, cell migration and cancer metastasis. Oncogene, 2017, 36(41):5757-5767.

國家自然科學基金（30900739、81671399）；廣東省自然科學基金（9151064201000056）

陳維春，Email：chenwchun@126.com

2018-11-29

10.3969/j.issn.1673-713X.2019.01.015