周菊蘭綜述 周中銀審校

腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展是一個(gè)受多種因素調(diào)控的復(fù)雜病理過程，而腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，以及血管形成等行為是腫瘤的重要特征[1]。其中對(duì)腫瘤發(fā)生和進(jìn)展相關(guān)分子病理機(jī)制的研究已經(jīng)成為人們認(rèn)識(shí)和治療腫瘤的前提。 Mda-9/Syntenin作為一種支架蛋白在細(xì)胞內(nèi)廣泛分布，并且在細(xì)胞的生理和病理過程中均發(fā)揮重要作用[2-5]。研究表明， Mda-9/Syntenin在多種腫瘤中的表達(dá)水平升高，并且其水平與腫瘤的病理級(jí)別呈正相關(guān)[6-11]。以往的研究主要集中在 Mda-9/Syntenin基于整合素信號(hào)通路在腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移過程中的作用，最近的研究表明，在無(wú)細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)誘導(dǎo)的條件下， Mda -9/Syntenin仍能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移，并且與腫瘤細(xì)胞的增殖和血管形成相關(guān)[9-11]。基于以上研究結(jié)果，本文將綜述Mda-9/Syntenin在不同信號(hào)通路中的作用，尤其是不依賴整合素的情況下對(duì)腫瘤進(jìn)展所發(fā)揮的作用。

1 Mda-9/Syntenin概述

1.1 基本結(jié)構(gòu)及PDZ結(jié)構(gòu)域 Mda-9/Syntenin是通過減差雜交技術(shù)從黑色素瘤中克隆得到的基因，在基因組中定位于8q12，cDNA含有大約2.1kb，具有一個(gè)894bp的開放讀碼框，編碼一條含有298個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈[12-13]。研究顯示，Mda-9/Syntenin在大鼠、小鼠、斑馬魚和非洲蟾蜍中具有高度的同源性[5,14]。Mda-9/Syntenin包含有4個(gè)結(jié)構(gòu)域：N-端結(jié)構(gòu)域(aa 1-109)、PDZ-1(aa 110 -193)、PDZ-2(aa 194 -274)和C-端結(jié)構(gòu)域[16-18]。這4個(gè)結(jié)構(gòu)域在Mda-9/Syntenin發(fā)揮其功能的過程中具有不同作用，其中對(duì)PDZ結(jié)構(gòu)域的研究相對(duì)明確，它是由80～100個(gè)氨基酸殘基形成的緊密球星結(jié)構(gòu)域，能夠介導(dǎo)組裝多蛋白復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)其功能；N-端結(jié)構(gòu)域和 C-端結(jié)構(gòu)域在維持蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面發(fā)揮重要作用[4,15-18]。

1.2 N-端結(jié)構(gòu)域和C-端結(jié)構(gòu)域 研究顯示， N-端結(jié)構(gòu)域能夠募集轉(zhuǎn)錄因子 SOX4和 EIF4A形成信號(hào)復(fù)合物，而該結(jié)構(gòu)域酪氨酸位點(diǎn)磷化能夠阻止Mda -9/Syntenin與受體型酪氨酸蛋白磷酶(rPTP η)CD148 相互作用[18 -19]。最近的研究顯示， N-端結(jié)構(gòu)域能夠調(diào)節(jié)Mda -9/Syntenin與泛素的相互作用 。N-端結(jié)構(gòu)域與泛素的結(jié)合使其在泛素依賴的跨膜物質(zhì)的篩選中發(fā)揮重要作用[20]。與大多數(shù)和泛素蛋白相互作用的分子相比， Mda-9/Syntenin與泛素之間具有更高的親和力[5]。N-端結(jié)構(gòu)域中的LYPS保守序列能夠與泛素的C-端特異位點(diǎn)相連，同樣亦能夠與經(jīng) Lys48 或 Lys63 連接的多聚泛素鏈相互作用[20]。這些研究表明， Mda-9/Syntenin與泛素依賴蛋白相結(jié)合能夠形成泛素依賴的分子樞紐，從而通過胞吞運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)對(duì)與 Mda-9/Syntenin相互作用的包括 Syndecan-4、GlyT2和 IR -5R 在內(nèi)的多個(gè)跨膜分子調(diào)節(jié)。

Mda-9/Syntenin與泛素蛋白的相互作用有賴于其C-端的完整性和Mad-9/Syntenin二聚體，而二聚化有缺陷的突變體不能與泛素相連。由PDZ結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)的Mad-9/Syntenin二聚化使得二聚體能夠連接2個(gè)泛素或2個(gè)泛素化蛋白，同時(shí)，Mad-9/Syntenin與泛素的連接使它能夠遮蓋泛素中去泛素酶的主要結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)而使Mad-9/Syntenin復(fù)合物中的單泛素化伴侶能夠避免去泛素化，從而實(shí)現(xiàn)Mad-9/Syntenin依賴的信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)[20]。Ulk1是絲蘇氨酸蛋白酶，在自噬和調(diào)節(jié)胞吞作用的過程中發(fā)揮作用，它能夠磷酸化Mda-9/Syntenin從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Mda-9/Syntenin與泛素作用的調(diào)節(jié)[18,20]。Ulk1磷酸化N-端LYPSL序列中的絲氨酸位點(diǎn)能夠阻止Mda-9/Syntenin與泛素相互作用[20]。

越來(lái)越多的研究表明，Mda-9/Syntenin N-端結(jié)構(gòu)域在細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)揮重要作用，有研究顯示， Mda-9/Syntenin在免疫細(xì)胞的極化和趨化過程中起關(guān)鍵性的作用[21-22]。在抗原呈遞細(xì)胞的前緣和收縮區(qū)，Mda-9/Syntenin促進(jìn)極化肌動(dòng)蛋白支架的形成；Scr磷酸化 Tyr4之后， Mda-9/Syntenin促進(jìn)肌動(dòng)蛋白支架的形成，進(jìn)而通過與肌動(dòng)蛋白磷酸化酶Rho蛋白的相互作用激活小分子GTP酶[22-23]。 整合素受體和細(xì)胞因子的活化在 T細(xì)胞的遷移與極化過程中發(fā)揮著重要的作用，細(xì)胞與接觸部位形成的極化區(qū)被稱為 “免疫突觸”[5,20-22]。

對(duì)Mda-9/Syntenin N-端結(jié)構(gòu)域進(jìn)一步的研究顯示，Mda-9/Syntenin存在著“關(guān)閉”和“開啟”2種狀態(tài)，而這可能是通過磷酸化該區(qū)域的自動(dòng)阻滯區(qū)域而實(shí)現(xiàn)的[24]。N-端缺失大于70個(gè)氨基酸的突變體能夠在細(xì)胞膜部位富集，而且一個(gè)Try56位點(diǎn)磷酸化的模擬突變體也在細(xì)胞膜部位大量聚集，由此表明，N-端磷酸化能夠消除自我阻滯而引起Mda-9/Syntenin在細(xì)胞膜的聚集[24]。

研究顯示，C-端結(jié)構(gòu)域在Mda-9/Syntenin實(shí)現(xiàn)其功能的過程中亦發(fā)揮重要作用，Perkins等[25]研究發(fā)現(xiàn)，C-端結(jié)構(gòu)域中包含與PDZ結(jié)構(gòu)域相互作用的片段。C-端缺失的突變體完全失去在細(xì)胞膜的定位功能，而含有帶正電荷的氨基酸殘基則有利于Mda-9/Syntenin在膜區(qū)的著位；而且模擬C-端磷酸化的突變體能夠減少其在細(xì)胞膜的聚集[24]。

1.3 細(xì)胞內(nèi)分布部位 研究發(fā)現(xiàn)， Mda-9/Syntenin與F-actin、syntenin-1、E-cadherin、α-catenin和β-catenin共存于細(xì)胞與細(xì)胞接觸的部位。在成纖維細(xì)胞中，Mda-9/Syntenin定位于黏著斑和張力絲[5]。Mda-9/Syntenin亦參與肌動(dòng)蛋白骨架重組的調(diào)節(jié)，其表達(dá)水平的升高可引起包括褶皺、片狀偽足、微小突起和突觸樣結(jié)構(gòu)在內(nèi)的特殊性結(jié)構(gòu)的形成。它與整個(gè)細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)相聯(lián)系，能夠通過與磷脂酸肌醇二磷酸和磷脂酸Cγ相互作用而著位于細(xì)胞膜。Mda-9/Syntenin也定位于早期分泌通路中的結(jié)構(gòu)，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、中間體、順勢(shì)高爾基體等，從而促進(jìn)細(xì)胞表面分子的轉(zhuǎn)運(yùn)[5,18]。

2 Mda-9/Syntenin基于整合素信號(hào)通路在腦膠質(zhì)瘤中的作用

2.1 整合素介導(dǎo)的FAK活化在惡性膠質(zhì)瘤增殖和遷移中的作用 整合素是細(xì)胞表面受體家族，介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)以及細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用。整合素是異源二聚體蛋白復(fù)合物，由1個(gè)α亞單位和1個(gè)β亞單位組成，屬于單跨膜受體蛋白。α亞單位和β亞單位的胞外部分形成帽狀結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞外基質(zhì)的作用下，整合素在黏著斑部位聚集，形成多蛋白復(fù)合物，其中包括細(xì)胞骨架和整合素胞內(nèi)部位的信號(hào)分子[5,16-17]。因此，整合素實(shí)現(xiàn)了介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)與細(xì)胞骨架以及細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子相互作用的功能，從而在細(xì)胞的黏附、遷移、生存、生長(zhǎng)以及分化中發(fā)揮重要作用[8-9 ]。

FAK是整合素信號(hào)通路中最早被發(fā)現(xiàn)的重要結(jié)構(gòu)，它屬于非受體型酪氨酸激酶，主要位于黏附細(xì)胞的黏著斑部位。早期的研究顯示，在黏附細(xì)胞和癌變細(xì)胞，整合素能夠介導(dǎo)FAK活化和磷酸化,活化的FAK通過Tyr397自動(dòng)磷酸化位點(diǎn)與含有SH2 結(jié)構(gòu)域的分子相互作用，如Src和PI3K亞單位p85，進(jìn)而激活下游的信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞的增殖和遷移[5,15]。

研究顯示，在持續(xù)增殖的黑色素細(xì)胞和低轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞中，c-Src和FAK處于激活狀態(tài)[9]。Mda-9/Syntenin蛋白利用自身的PDZ結(jié)構(gòu)域結(jié)合基序與c-Src結(jié)合，使其能夠組裝產(chǎn)生較大的c-Src-FAK復(fù)合物，從而顯著提高c-Src-FAK的激活程度。Mda-9/Syntenin與c-Src結(jié)合，有利于c-Src-FAK復(fù)合物的形成，進(jìn)而激活下游信號(hào)通路p38MAPK/NF-κB。在膠質(zhì)細(xì)胞瘤中c-Src-FAK復(fù)合物的形成也具有類似的過程[11]。

在整合素信號(hào)通路的過程中，蛋白激酶α(PKCα)通過與Mda-9/Syntenin相互影響而發(fā)揮重要作用。抑制Mda-9/Syntenin表達(dá)能夠減少基礎(chǔ)的或是FN誘導(dǎo)的PKCα Thr638/641磷酸化水平，相應(yīng)地阻滯PKCα可以降低Mda-9/Syntenin表達(dá)水平。無(wú)論是阻滯Mda-9/Syntenin還是PKCα都能夠抑制FN誘導(dǎo)的Integrin-β1/FAK/c-Src信號(hào)復(fù)合物的形成，進(jìn)而抑制FAK Tyr397和c-Src Try416磷酸化水平，從而影響對(duì)下游的信號(hào)分子如p38MAPK、絲裂原蛋白激酶、Cdc42和NF-κB的活化[16]。

因此，Syntenin蛋白在整合素信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞遷移的過程中發(fā)揮重要作用，它可能通過與Src結(jié)合，促進(jìn)Src與FAK形成較大的復(fù)合體，從而激活下游的信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為[17]。

2.2 FAK/c-Src下游信號(hào)分子在腫瘤發(fā)展中的作用 NF-κB是FAK/c-Src下游的重要分子，它是由5個(gè)亞單位組成的同源或異源二聚體。通常情況下，NF-κB以非激活狀態(tài)與IκB結(jié)合于細(xì)胞質(zhì)中。在諸如腫瘤壞死因子(TNF-α)或脂多糖配體的刺激下，IκB的α亞基被其上游信號(hào)分子IKK磷酸化，進(jìn)而促使其泛素化，最終被蛋白酶體降解，IκB釋放出NF-κB使得NF-κB轉(zhuǎn)位于細(xì)胞核。活化的NF-κB能夠調(diào)控多種基因的轉(zhuǎn)錄，從而在細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化、血管形成以及侵襲和遷移中發(fā)揮重要作用[25]。除TNF-α介導(dǎo)的IKK激活經(jīng)典途徑外，PI3K/AKT信號(hào)通路激活I(lǐng)KK較多見于近年來(lái)的報(bào)道，認(rèn)為PI3K/AKT通過激活I(lǐng)KK，進(jìn)而激活NF-κB，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)[26-27]。研究表明，Ras/MAPK信號(hào)通路中，REK1/2和p-38MAPK通過激活MSK1，進(jìn)而促進(jìn)p65磷酸化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)控NF-κB的反式激活和染色質(zhì)的修飾[27]。研究顯示，NF-κB能夠調(diào)控MMP-9的表達(dá)；MMP-9與整合素協(xié)同激活αVβ3，顯著增強(qiáng)腫瘤的遷移能力；除此之外MMP-9能夠裂解細(xì)胞表面的重要黏附分子CD44，促進(jìn)細(xì)胞的遷移[27-28]。此外，NF-κB還能促進(jìn)MMP-2的表達(dá)[11]。

研究顯示，在Ⅰ型膠原蛋白的誘導(dǎo)下，Mda-9/Syntenin能夠促進(jìn)整合素連接酶(ILK)發(fā)揮其功能，形成IPP復(fù)合物，進(jìn)而活化AKT，最終影響乳腺癌細(xì)胞的遷移[21]。阻滯Mda-9/Syntenin或表達(dá)ILK突變體能夠顯著阻遏ILK和AKT向細(xì)胞膜的易位[21]。因此，Mda-9/Syntenin可能通過不依賴PI3K/AKT信號(hào)通路的其他途徑活化AKT，并最終促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移。

腫瘤內(nèi)血管形成是腫瘤的重要特征，Mda-9/Syntenin具有促進(jìn)腫瘤血管形成的作用，p-AKT作為FAK/c-Src下游的重要信號(hào)分子，能夠激活HIF-1α，而HIF-1α能夠促進(jìn)IGFBP的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌VEGF，從而促進(jìn)腫瘤血管的生成[29]。

3 Mda-9/Syntenin不依賴整合素信號(hào)通路在腫瘤生物學(xué)行為中的相關(guān)研究

在體外實(shí)驗(yàn)而無(wú)ECM誘導(dǎo)的條件下，Mda-9/Syntenin在腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在無(wú)ECM誘導(dǎo)的情況下，Mda-9/Syntenin能夠促進(jìn)小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移；它可以通過磷酸化FAK，從而激活P38MAPK和AKT，使得SP1活化，而不是NF-κB，從而促進(jìn)MMP-2和MT1-MMP表達(dá)，最后促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移[30]。在乳腺癌細(xì)胞中，Mda-9/Syntenin通過影響P21、P17和p-Rb水平而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖[31]。

亦有研究發(fā)現(xiàn)，在無(wú)ECM誘導(dǎo)的條件下，Mda-9/Syntenin能夠促進(jìn)尿道上皮細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。其可能的機(jī)制為，Mda-9/Syntenin過度表達(dá)及與c-Src(Tyr418)相結(jié)合能夠激活EGFR(Tyr845)，進(jìn)而激活PI3K/AKT信號(hào)通路，從而引起細(xì)胞的增殖；此外，EGFR介導(dǎo)的PI3K/AKT活化通過激活Wnt信號(hào)通路中的關(guān)鍵信號(hào)分子CTNNB1進(jìn)而調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖；Mda-9/Syntenin能夠影響上皮間質(zhì)化過程中相關(guān)分子的表達(dá)水平，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移[10]。

4 結(jié)論與展望

Mda-9/Syntenin在腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，以及腫瘤血管的形成過程中發(fā)揮重要作用，然而在不同種的腫瘤細(xì)胞中，其對(duì)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的影響及相應(yīng)的分子機(jī)制不同[32-33]。Mda-9/Syntenin能夠通過多種途徑，經(jīng)過不同的信號(hào)調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的影響，因此，它有可能成為腫瘤治療潛在的分子靶點(diǎn)。然而，Mda-9/Syntenin在不同腫瘤中的作用機(jī)制并不相同，即使在同一種細(xì)胞中，不同信號(hào)通路之間亦相互交叉，因此，對(duì)Mda-9/Syntenin在不同腫瘤中詳細(xì)而具體的分子轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的差異以及它在同一種腫瘤中全面而明確的分子轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制仍有待于進(jìn)一步地研究。