楊 陽(yáng) 林 劼 柯亭羽

神經(jīng)軸突生長(zhǎng)抑制因子-B受體(neurite outgrowth inhibitor B receptor，NgBR)是一類具有單一跨膜結(jié)構(gòu)域的Ⅰ型受體，被鑒定為神經(jīng)軸突生長(zhǎng)抑制因子-B(neurite outgrowth inhibitor B，Nogo-B)氨基末端特異性的受體，可以和Nogo-B特異性結(jié)合從而產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),NgBR在許多人類疾病中起著重要作用，尤其是在各種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。目前還沒(méi)有對(duì)NgBR在腫瘤中潛在機(jī)制研究領(lǐng)域的最新研究成果進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，本綜述評(píng)估和討論了先前關(guān)于NgBR在腫瘤相關(guān)機(jī)制研究中取得的新進(jìn)展，這些結(jié)果表明NgBR很可能成為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)。

一、有關(guān)NgBR的概述

美國(guó)生物技術(shù)信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)顯示編碼人類NgBR的基因Nus1(脫氫二氫二磷酸合酶亞基)可能位于6q22.1，其主要在肺、乳腺、平滑肌和血管中表達(dá)，并廣泛分布于肝臟。NgBR在質(zhì)膜上具有多種功能和作用，NgBR主要和Nogo-B特異性結(jié)合并發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，NgBR也可以和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子相互作用或獨(dú)立發(fā)揮多種作用[1]。NgBR是網(wǎng)狀蛋白質(zhì)家族(reticulon protein family，RTN)的關(guān)鍵成員，RTN參與人體內(nèi)多種生理過(guò)程，包括參與抑制神經(jīng)突生長(zhǎng)和軸突再生、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移、抑制血管壁平滑肌細(xì)胞遷移、促進(jìn)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化以及促進(jìn)或抑制細(xì)胞凋亡等過(guò)程[2，3]。已經(jīng)鑒定出哺乳動(dòng)物RTN1、RTN2、RTN3和RTN4c蛋白的網(wǎng)狀異構(gòu)體，它們形成了網(wǎng)狀超家族的最大分支。

近年來(lái)關(guān)于NgBR結(jié)構(gòu)的研究顯示全長(zhǎng)的NgBR具有高含量的螺旋結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)在胞外域和胞質(zhì)域中包含38%的α-螺旋、15%的β-折疊和47%的無(wú)規(guī)卷曲，NgBR的胞外域沒(méi)有二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，雖然NgBR胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域具有部分二級(jí)結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有緊密的三級(jí)結(jié)構(gòu)堆積，只有利用短基元組裝兩個(gè)結(jié)合伴侶即異戊二烯基脂質(zhì)和(或)烯丙基化的蛋白質(zhì)維持NgBR結(jié)構(gòu)[4]。NgBR在N端包含一個(gè)假定的殘基信號(hào)序列、一個(gè)胞外結(jié)構(gòu)域、一個(gè)單跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域，分別由殘基1～46、47～119、120～139和140～293組成[5]。Grabińska等[6]在NgBR的C末端鑒定出了一個(gè)關(guān)鍵的RXG序列，該序列十分保守并且對(duì)酶活性至關(guān)重要， RXG基序的強(qiáng)保守性表明NgBR對(duì)于聚戊二烯二磷酸的合成和細(xì)胞功能起著關(guān)鍵作用。

二、NgBR在腫瘤中的潛在機(jī)制

NgBR失調(diào)是腫瘤生物學(xué)公認(rèn)的腫瘤發(fā)生、發(fā)展的一個(gè)方面，腫瘤治療的許多治療策略都依賴于通過(guò)改變腫瘤細(xì)胞代謝方式來(lái)靶向干預(yù)。迄今為止，NgBR在腫瘤中的病理生理學(xué)仍然難以完全弄明白，并且研究主要集中在NgBR在惡性腫瘤類型中的潛在機(jī)制[1]。

1.NgBR在乳腺癌及其耐藥中的潛在機(jī)制：Wang等[7]研究了乳腺癌的發(fā)病機(jī)制，結(jié)果表明NgBR的表達(dá)對(duì)雌二醇刺激的浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌細(xì)胞生長(zhǎng)和生存素表達(dá)至關(guān)重要，生存素是一種眾所周知的凋亡抑制劑。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在雌激素受體陽(yáng)性乳腺癌中，NgBR的表達(dá)通過(guò)誘導(dǎo)生存素促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，這一過(guò)程對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖可能是必不可少的。此外該研究還表明NgBR的上調(diào)與雌激素受體(+)/人表皮生長(zhǎng)因子受體2(-)乳腺癌有關(guān)。蛋白激酶B(protein kinase B ，PKB，又名Akt)是一種絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶，在多種細(xì)胞過(guò)程(例如葡萄糖代謝、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞遷移)中起關(guān)鍵作用，抑制NgBR能夠減弱乳腺癌細(xì)胞中Akt信號(hào)通路的激活，并隨后減少細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移、存活和增殖[2]。

ras是一種眾所周知的致癌基因，可通過(guò)激活下游激酶引起腫瘤發(fā)生和耐藥性,ras基因家族與人類腫瘤相關(guān)的特征性基因有3種，分別是H-ras、K-ras和N-ras。最近的一項(xiàng)乳腺癌發(fā)病機(jī)制研究表明，在乳腺癌中NgBR優(yōu)先結(jié)合法尼基化的H-ras，由疏水殘基組成的NgBR羧基末端對(duì)于與法尼基化的ras整合形成穩(wěn)定的復(fù)合物至關(guān)重要，并且其可介導(dǎo)H-ras信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[8,9]。通過(guò)細(xì)胞表面生物素化測(cè)定，Zhao等[8]研究發(fā)現(xiàn)，NgBR對(duì)于ras在腫瘤細(xì)胞膜中的積累至關(guān)重要并且其在ras介導(dǎo)的腫瘤生長(zhǎng)的致癌功能中起關(guān)鍵作用，NgBR的上調(diào)增加了膜相關(guān)的K-ras基因和H-ras基因的數(shù)量，但沒(méi)有改變它們的總水平，也就是說(shuō)NgBR僅介導(dǎo)ras在質(zhì)膜上的積累，而不能提高ras的水平。此外，NgBR可能影響表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor，EGF)介導(dǎo)的K-ras和H-ras的激活，因?yàn)镵-ras和H-ras必須易位至細(xì)胞膜才能被激活，而K-ras和H-ras的上調(diào)被認(rèn)為是介導(dǎo)下游激酶在整個(gè)細(xì)胞中的作用。這些結(jié)果足以表明在乳腺癌中NgBR的過(guò)表達(dá)能夠增強(qiáng)EGF介導(dǎo)的ras及其下游激酶的激活。該研究還得出NgBR的過(guò)表達(dá)增強(qiáng)了人乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中Akt的磷酸化[9]。Pula等[10]研究揭示了浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中NgBR的蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)水平顯著增加，并得出浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中NgBR的低表達(dá)能夠下調(diào)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR))、PI3K(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/Akt信號(hào)通路，從而減少癌細(xì)胞的增殖、遷移、黏附、存活和侵襲性。這些研究結(jié)果清楚地表明,NgBR可能介導(dǎo)PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路，從而在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌的發(fā)病機(jī)制中起主要作用。除此之外，還有研究發(fā)現(xiàn)NgBR增強(qiáng)了雌激素受體陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)它莫西芬和紫杉醇的耐藥性，其作用機(jī)制復(fù)雜且新穎[9,11]。

研究發(fā)現(xiàn)，耐他莫昔芬乳腺癌細(xì)胞中NgBR表達(dá)增加,為了研究增加的NgBR表達(dá)對(duì)他莫昔芬耐藥性的機(jī)制，研究者用特異性NgBR siRNA(siNgBR)敲低了NgBR的表達(dá)，結(jié)果表明NgBR敲低增加了乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感度，研究還通過(guò)比較NgBR敲低前后耐他莫昔芬雌激素受體陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞中p53和生存素表達(dá)的變化，發(fā)現(xiàn)NgBR的缺失增加了抑癌基因p53的表達(dá)，但在蛋白水平上降低了凋亡抑制劑生存素的數(shù)量[11]。雌激素受體絲氨酸118殘基的磷酸化與他莫昔芬耐藥有關(guān)，為了了解NgBR在EGF刺激的雌激素受體絲氨酸118磷酸化中的作用，研究者用 EGF處理了MCF-7-TamR乳腺癌細(xì)胞后得出EGF處理增加了MCF-7-TamR乳腺癌細(xì)胞中AKT、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)和MDM2癌基因的磷酸化[11]。

通過(guò)研究分析還發(fā)現(xiàn)NgBR敲低減弱了EGF刺激的AKT、ERK和MDM2的磷酸化，但是NgBR基因敲低并不影響AKT、ERK和MDM2的總蛋白水平和EGF受體的磷酸化，同樣NgBR敲低也減弱了MCF-7-TamR細(xì)胞中EGF刺激的ras激活，NgBR介導(dǎo)的ras活化可能有助于EGF刺激的雌激素受體磷酸化?？傊?，他莫昔芬耐藥性乳腺癌細(xì)胞中NgBR的表達(dá)增加通過(guò)增加AKT/ERK和MDM2的磷酸化來(lái)促進(jìn)EGF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而減弱p53的表達(dá)并增加生存素的表達(dá)，這可能是導(dǎo)致他莫昔芬獲得性耐藥的機(jī)制。耐紫杉醇乳腺癌細(xì)胞中NgBR表達(dá)也增加，NgBR表達(dá)增加導(dǎo)致紫杉醇耐藥的機(jī)制是和他莫昔芬耐藥相同的[9]。這些都說(shuō)明NgBR是一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)，可以恢復(fù)耐他莫昔芬和耐紫杉醇乳腺癌細(xì)胞對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)分泌治療的敏感度。

2.NgBR在肝細(xì)胞癌中的潛在機(jī)制：NgBR蛋白在肝癌組織中被發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)，而在相匹配的正常相鄰肝組織中沒(méi)有這種NgBR過(guò)表達(dá)的現(xiàn)象。MDM2癌基因編碼核定位的E3泛素連接酶(p53的真正泛素連接酶)，它在p53的穩(wěn)定性中起著重要作用并且可導(dǎo)致p53的轉(zhuǎn)錄改變，p53作為一種腫瘤抑制基因，可抑制人癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)化[12，13]。PI3K/Akt通路是刺激生長(zhǎng)因子的核心胞內(nèi)信號(hào)通路之一，在多種細(xì)胞生理病理過(guò)程中起關(guān)鍵作用。由NgBR激活引起的PI3K/Akt/MDM2途徑逐漸有序變化被認(rèn)為是肝細(xì)胞肝癌發(fā)病機(jī)制中的重要機(jī)制，研究人員觀察到，NgBR水平的升高會(huì)增強(qiáng)Akt的磷酸化，磷酸化的Akt隨后會(huì)上調(diào)磷酸化MDM2的表達(dá)，而磷酸化的MDM2又會(huì)介導(dǎo)p53泛素化。這些數(shù)據(jù)清楚地表明，肝細(xì)胞肝癌患者中高水平的NgBR與磷酸化的Akt結(jié)合并將MDM2募集到細(xì)胞核，這是激活肝細(xì)胞肝癌細(xì)胞中PI3K/Akt/MDM2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和腫瘤發(fā)生的必要步驟[14]。此外，為了研究NgBR敲低是否影響肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，研究者使用了siNgBR沉默NgBR的表達(dá)，結(jié)果表明，NgBR敲低顯著降低了HepG2和SMMC-7721肝癌細(xì)胞的活力，進(jìn)而表明NgBR敲低降低了人肝癌細(xì)胞的體外生存能力。

為了確定NgBR敲低是否通過(guò)Akt信號(hào)通路抑制人類肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，研究者使用蛋白質(zhì)印跡分析來(lái)檢測(cè)HepG2和SMMC-7721細(xì)胞中Akt的磷酸化水平，結(jié)果表明HepG2和SMMC-7721細(xì)胞的NgBR敲低顯著降低了Akt水平的磷酸化，而總Akt保持不變[14]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)通過(guò)共轉(zhuǎn)染的pIRES-NgBR質(zhì)粒以及HepG2和SMMC-7721中的siNgBR使NgBR過(guò)表達(dá)可以挽救NgBR敲低的HepG2和SMMC-7721細(xì)胞中Akt磷酸化的受損，同時(shí)，CCK-8分析顯示NgBR過(guò)表達(dá)可以挽救NgBR敲低HepG2和SMMC-7721細(xì)胞中觀察到的細(xì)胞生長(zhǎng)抑制有研究。這表明了人類肝癌細(xì)胞中NgBR的過(guò)度表達(dá)可以挽救肝癌細(xì)胞Akt水平的磷酸化受損，充分說(shuō)明NgBR觸發(fā)了Akt磷酸化水平的改變，這與人類肝癌細(xì)胞中細(xì)胞活力的改變是一致的[15]。

3.NgBR在肺癌中的潛在機(jī)制：Wu等[16]進(jìn)行的肺癌發(fā)病機(jī)制研究表明，NgBR在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)中均存在，在支氣管上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中也檢測(cè)到NgBR表達(dá)，但在鄰近的肺組織和肺泡上皮細(xì)胞中幾乎未觀察到NgBR表達(dá)。上皮細(xì)胞-間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是腫瘤轉(zhuǎn)移的驅(qū)動(dòng)因子，參與腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移并在肺癌的轉(zhuǎn)移和侵襲中起著重要作用，Twist1和Snail1是進(jìn)化上保守的轉(zhuǎn)錄抑制因子并在EMT調(diào)控中起重要作用。研究者探討了NgBR在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用，主要分析了轉(zhuǎn)錄因子Twist1和Snail1的表達(dá)情況，結(jié)果提示NgBR通過(guò)誘導(dǎo)Snail1表達(dá)而非Twist1表達(dá)來(lái)增強(qiáng)肺癌中EMT。

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)/ERK是真核細(xì)胞中廣泛存在的一條復(fù)雜的高度保守的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及惡性轉(zhuǎn)化過(guò)程中非常重要，MEK稱之為MAPK/ERK激酶，Raf是(40～75)kDa的絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶，ras/Raf/MEK/ERK是MAPK/ERK通路中的一條經(jīng)典通路,通過(guò)誘導(dǎo)惡性腫瘤異常增殖、侵襲生長(zhǎng)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移參與腫瘤發(fā)展，許多細(xì)胞因子的異常表達(dá)可能會(huì)過(guò)度激活該信號(hào)通路的失調(diào)，包括NgBR、EGF樣配體的突變激活以及Ras的突變和過(guò)表達(dá)[8,17,18]。Snail1的表達(dá)受PI3K/Akt和MEK/ERK信號(hào)通路激活的驅(qū)動(dòng)，因此研究者評(píng)估了NgBR過(guò)表達(dá)的A549和H1299非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中這些信號(hào)通路的活性，研究發(fā)現(xiàn)NgBR過(guò)表達(dá)增加了ERK1/2磷酸化的水平，但并未增加Akt磷酸化的程度；相反，NgBR敲低可降低A549和H1299細(xì)胞的ERK1/2磷酸化水平。類似在過(guò)表達(dá)NgBR或NgBR基因敲除的A549和H1299細(xì)胞中獲得了相應(yīng)一致的MEK1/2磷酸化水平的結(jié)果。這些結(jié)果表明，NgBR誘導(dǎo)的Snail1表達(dá)是由MEK/ ERK信號(hào)通路介導(dǎo)的。研究還發(fā)現(xiàn)NgBR與ras強(qiáng)烈的相互作用，促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中的EMT，NgBR過(guò)表達(dá)誘導(dǎo)了非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的質(zhì)膜定位和ras的激活，進(jìn)而激活了下游ERK1/2途徑，從而促進(jìn)Snail1表達(dá)并降低E-鈣黏著蛋白表達(dá)，進(jìn)一步表明ras活性的改變與癌癥的發(fā)生和進(jìn)展相關(guān)[16]。

4.其他潛在機(jī)制：血管生成對(duì)惡性實(shí)體腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移乃至預(yù)后都有著極其重要的意義，惡性實(shí)體腫瘤中新生血管的定量檢測(cè)被認(rèn)為是一種重要且獨(dú)立的預(yù)后標(biāo)志意義。最近Sherbet[19]對(duì)癌細(xì)胞侵襲的研究再一次證明，血管生成在癌細(xì)胞的增殖和運(yùn)動(dòng)中起關(guān)鍵作用，在致癌過(guò)程的早期階段，增殖的癌細(xì)胞介導(dǎo)促血管生成微環(huán)境從而增加供應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)素、能量和氧氣。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是癌細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的主要血管生成因子，在人類癌癥中上調(diào)的VEGF/VEGF受體促血管生成途徑是最廣泛研究的途徑，由VEGF受體介導(dǎo)的內(nèi)皮型一氧化氮合成酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)在癌發(fā)生中具有顯著的功能，包括抑制DNA修復(fù)系統(tǒng)和抑制細(xì)胞凋亡[20]。此外，Ricciuti等[21]最近的一項(xiàng)研究表明，血管生成促進(jìn)了癌癥的進(jìn)程并且是VEGF、eNOS、Akt和ERK誘導(dǎo)侵襲和轉(zhuǎn)移的原因。而有研究指出NgBR與Nogo-B相互作用影響血管生成，NgBR主要是通過(guò)促進(jìn)eNOS和Akt磷酸化來(lái)減弱血管生成中的缺陷，促進(jìn)血管形成以改善血管生成障礙[22]。Rana等[23]的研究也指出NgBR是腦血管發(fā)育所必需的且對(duì)于脈管系統(tǒng)的發(fā)育來(lái)說(shuō)NgBR是必不可少的，Nogo-B和VEGF可能與NgBR相互作用，導(dǎo)致Akt磷酸化以增強(qiáng)血管生成。miR-26a是一類小的非編碼RNA，miR-26a可能直接與NgBR相互作用以抑制VEGF/NgBR途徑并減弱eNOS的磷酸化，這能夠顯著減少血管形成、血管生成和細(xì)胞遷移和增殖[24]。這些結(jié)果暗示NgBR是血管生成和維持遷移所必需的，靶向NgBR治療是一種影響腫瘤驅(qū)動(dòng)血管生成的誘人策略，特別是考慮到NgBR可以介導(dǎo)包括內(nèi)皮細(xì)胞遷移、增殖和血管形成在內(nèi)的過(guò)程。因此，NgBR參與的血管生成軸可能是從新血管生成向癌變的潛在治療靶點(diǎn)。

三、展 望

綜上所述，NgBR作為Nogo-B氨基末端特異性的受體在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，NgBR除了在本文相關(guān)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用外，在其他癌癥中的表達(dá)和作用機(jī)制有待于更多的研究來(lái)補(bǔ)充。NgBR在腫瘤相關(guān)機(jī)制研究中雖然取得了一定的新進(jìn)展但仍不夠全面，其在相關(guān)癌癥中涉及的作用機(jī)制十分復(fù)雜，需要更多的樣本和更多的基礎(chǔ)研究來(lái)進(jìn)一步研究?？傊?，NgBR靶向治療可能具有延遲或改善癌癥進(jìn)展的潛力，有望成為癌癥治療的新靶點(diǎn)。盡管現(xiàn)在的研究大多數(shù)都明確表明NgBR在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起促進(jìn)作用，但對(duì)于NgBR有沒(méi)有抑制腫瘤發(fā)生的作用,需要開(kāi)展深入研究。