CIN85在細胞生理病理活動中作用的研究進展

滑曉陽，張曙光

(中國醫科大學附屬第一醫院，沈陽110001)

CIN85在細胞生理病理活動中作用的研究進展

滑曉陽，張曙光

(中國醫科大學附屬第一醫院，沈陽110001)

CIN85是信號接頭蛋白家族中的一員，與細胞的各種生理及病理活動相關。CIN85通過其氨基端代表性的SH3結構域與其他蛋白質相互作用，參與控制某些特定細胞的信號轉導；參與細胞內吞及囊泡運輸，并與其他多種蛋白相互作用介導受體酪氨酸激酶的信號傳導；通過不同方式促進惡性腫瘤的發生及癌細胞的遷移、侵襲，并參與其他細胞凋亡過程。因CIN85主要通過N端SH3結構域與其他蛋白相互作用而發揮功能，所以SH3結構域可能成為抗腫瘤治療最有潛力的靶點。

接頭蛋白；SH3結構域；細胞內吞；囊泡運輸；受體酪氨酸激酶；惡性腫瘤

接頭蛋白是指具有蛋白質與蛋白質或蛋白質與脂類相互作用的結構域，但不具有酶活性的一類蛋白質[1]。SH2或SH3結構域是信號接頭蛋白的代表結構[2]。接頭蛋白存在于細胞膜或細胞內，其在決定細胞信號傳導的激活與關閉以及各類信號轉導分子的時空整合起重要作用，決定細胞生長、分化、遷移和凋亡[3]。CIN85與CMS構成接頭蛋白家族，二者在結構序列上保持高度一致。CIN85通過募集并整合各種蛋白分子，形成各類復合物，參與控制某些特定細胞的信號轉導，包括T細胞的活化、腎小球的濾過、神經細胞的凋亡等。更重要的是CIN85參與細胞的內吞過程、細胞骨架的構成，并與其他多種蛋白相互作用介導受體酪氨酸激酶(RTKs)的信號傳導[4]。本文對CIN85在細胞生理病理活動中作用的研究進展作一綜述。

1 CIN85概述

CIN85基因位于人X染色體遠端[5]，最早被稱為Ruk、SETA、SH3KBP1。后因該基因第1次被克隆時使用CIN85命名，之后的研究者均采用該命名[6]。同家族的CMS位于人的第6號染色體，是利用其與p130Cas的相互作用從人的胎盤中克隆而得[7]，也有人稱之為CD2AP或METS-1。CIN85與CMS在基因序列與結構上有著高度的相似性。研究發現，二者存在功能性競爭關系。Nagai等[8]研究證明，CIN85可以損害足細胞足突的完整性，從而產生嚴重的水腫和蛋白尿，而CMS則可以保護足細胞的完整性。

CIN85通過其氨基端代表性的SH3結構域與其他各個蛋白質相互作用，典型的結合方式為SH3結構域識別含有脯氨酸富集區PXXXP結構的蛋白質并與其相互聯系。另外CIN85脯氨酸富集區及尾端螺旋結構也為某些蛋白質提供了相互作用的結合位點[9]。目前研究發現，與接頭蛋白CIN85的SH3結構域直接或間接產生相互作用的蛋白質有100多種[10,11]，主要分為以下四類：含有脂質相互作用區域的蛋白質，如ARAP1和ASAP1；含有可以結合核酸區域的蛋白質，如突觸小泡磷酸酶1和2；只含有蛋白相互作用區域的蛋白質；某些含有酶活性的蛋白質，如E3泛素連接酶及蛋白激酶。其中第三類占比最大。隨著研究不斷深入，越來越多新的相互作用蛋白被發現。與CIN85相互作用的蛋白數量及種類多，提示CIN85功能具有多樣性。

2 CIN85在細胞生理病理活動中的作用

2.1 參與細胞內吞及囊泡運輸 RTKs介導的信號傳導在細胞生長過程及其生理活動中起至關重要作用，然而RTKs的畸形活性也是細胞產生病理改變的重要途徑[12]。因此對RTKs的負性調控是維持細胞正常工作的必要機制。CIN85調控的RTKs主要有表皮生長因子受體(EGFR)、血小板源生長因子受體、肝細胞生長因子受體、干細胞因子受體[13,14]。其中有關EGFR相關通路的研究最多，機制也較為明確。EGFR在表皮生長因子的激活下發生磷酸化，E3泛素連接酶cbl或cbl-b與其磷酸酪氨酸結構域結合并使其泛素化，同時cbl在泛素化過程中自身被磷酸化，磷酸化的cbl募集CIN85并通過C端與SH3結構域結合。而CIN85的脯氨酸富集區與吞蛋白(endophilin)的SH3結構域組合成型，形成cbl-CIN85-endophilin復合物。endophilin是網格蛋白有被小泡的調節成分，在EGFR內吞作用的早期可使質膜發生彎曲內陷，從而形成內吞體。在內吞體中EGFR被標記和分類，參與再循環或運輸至溶酶體內被降解。

CIN85參與有被囊泡的合成及運輸，尤其在無網格蛋白的膜運輸部分和包被蛋白I包被的囊泡中其含量非常豐富。CIN85通過募集相關蛋白來完成包被囊泡的形成和晚期的分裂[4,15]。但越來越多的研究發現，惡性腫瘤細胞中具有酪氨酸激酶活性的受體(包括EGFR)，雖然腫瘤細胞中CIN85表達高于正常細胞，但受體疑似逃脫了這種負性調控機制。而且Ahmad等[16]利用不表達內體異構體的小鼠胚胎干細胞，完全敲除其cbl家族成員及高效率地敲除CIN85，證明cbl泛素連接酶家族及CIN85對EGFR的內吞并不起主要作用。其機制可能是異常表達的CIN85增加了EGFR的再循環。Yakymovych等[17]的研究支持該結論。

2.2 促進癌細胞的遷移和侵襲 越來越多的研究表明，CIN85可通過不同方式促進惡性腫瘤的發生及癌細胞的遷移、侵襲。CIN85及其相互作用蛋白主要位于細胞膜(包括細胞器膜)和細胞骨架水平，參與細胞膜和細胞骨架的重塑。這是CIN85促進惡性腫瘤發生的重要基礎。在星形膠質瘤的研究中發現CIN85的異構體SETA，并證實其與p53星形膠質細胞成瘤相關[18]，但未說明CIN85的異常表達是否直接導致了星形膠質細胞的惡變。

CIN85可直接促進癌細胞的侵襲和轉移。Nam等[19]首先證實，CIN85是乳腺癌細胞偽足的關鍵成分。偽足是富含肌動蛋白的細胞膜凸起結構，與細胞的惡性行為直接相關[20]。CIN85與ASAP1、AMAP1共同構成侵襲性癌細胞偽足的核心成分，調節局部黏附和跨膜運輸。這種偽足只存在于侵襲性癌細胞中，可使細胞具有侵襲細胞外基質和周圍組織的能力。體外實驗證明，干擾CIN85/Cbl/ASAP1/AMAP1復合物中任一成分的表達都可以有效降低乳腺癌細胞的侵襲能力。然而，CIN85/Cbl泛素化ASAP1/AMAP1在誘導偽足形成過程中的確切機制仍不清楚；而且ASAP1/AMAP1突變細胞中仍然有偽足的形成。這說明CIN85參與侵襲性偽足的形成不依賴ASAP1/AMAP1復合物。Cascio等[21]研究發現，CIN85-MUC1以復合物形式共同存在于乳腺癌細胞的偽足結構中；又進一步在結腸癌中證實Cbl也是該復合物中的一個關鍵成分，它們共同促進結腸癌的侵襲和轉移。CIN85與部分相互作用的蛋白共同存在于這種侵襲性偽足結構中。該部分蛋白包括N-WASP，是細胞膜上arp2/3介導的肌動蛋白成核和延長的調節蛋白[22]；發動蛋白Ⅱ，可促進微管形成和細胞膜分裂[22]。侵襲性偽足中這兩種蛋白與CIN85的具體作用機制仍有待進一步研究。另外，有研究指出CIN85可通過快速發育生長因子同源蛋白2直接與原癌基因H-ras聯系[23]。

2.3 參與其他細胞凋亡過程 CIN85參與的其他細胞過程主要包括促進細胞凋亡，影響局部黏附，參與細胞分化與細胞周期等[22]。CIN85參與細胞凋亡過程。體外實驗證明，CIN85可抑制PI-3激酶的活性，通過脯氨酸富集區與p85調節亞基結合。PI-3激酶通路是細胞存活的重要信號通路。Gout等[24]研究顯示，外周神經細胞高表達CIN85后，PI3K-PKB通路受到抑制，促進細胞凋亡。CIN85與凋亡相關蛋白2(ALG2)、凋亡調節蛋白組成復合體，調節膠質細胞凋亡[25]。由此可知，CIN85可能是控制細胞凋亡的一個重要蛋白，但需要更多研究加以證明。

研究發現，胞質分裂相關蛋白(anillin、MgcRacGAP、MKLP-1、PRC1)是細胞分裂期間中心軸和肌動球蛋白收縮環形成的核心成分，一些胞質分裂相關蛋白可與CIN85的SH3結構域相互作用[26]。目前對于CIN85參與細胞分化與細胞周期的研究還非常有限，這可能為將來的研究提供新的方向。

2.4 作為抗腫瘤治療的分子靶點 CIN85可促進惡性腫瘤細胞的遷移和侵襲。因CIN85主要通過其N端SH3結構域與其他蛋白相互作用而發揮相應功能，所以SH3結構域可能成為最有潛力的治療靶點[27]。應用可滲透細胞膜的肽配體或其他小分子來封閉CIN85的SH3結構域原則上可以作為研發新抗腫瘤藥物的基礎。Nam等[19]在體外應用可以滲透細胞膜的SH3肽配體成功地降低了乳腺癌細胞的侵襲能力。Hashimoto等[28]在體內外均應用相似的以ASAP1/AMAP1和SH3為靶點的肽配體，成功抑制了乳腺癌的侵襲和轉移，且未發生明顯不良反應。使用賴氨酰氧化酶前體肽抑制CIN85的SH3結構域可降低乳腺癌細胞對周圍基質的降解，減弱其侵襲和轉移能力。但因SH3結構域的特異性不是很高，所以針對CIN85的SH3結構域可能需要識別共同序列。

接頭蛋白CIN85廣泛參與了體內的各種生理活動，其在不同部位的異常表達所產生的病理結果也不盡相同。CIN85尤其在細胞囊泡運輸、膜轉運及各種癌細胞的侵襲、遷移中發揮了非常重要的作用，同時也參與了細胞分化、細胞周期與細胞凋亡等過程。CIN85促進癌細胞侵襲和轉移的具體機制以及其能否作為抗腫瘤治療新的分子靶點已經成為一個非常值得研究的問題。

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