Mda-9/Syntenin在腫瘤進展中的作用研究進展

周菊蘭綜述 周中銀審校

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

1 Mda-9/Syntenin概述

1.1 基本結構及PDZ結構域 Mda-9/Syntenin是通過減差雜交技術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894bp的開放讀碼框，編碼一條含有298個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個結構域：N-端結構域(aa 1-109)、PDZ-1(aa 110 -193)、PDZ-2(aa 194 -274)和C-端結構域[16-18]。這4個結構域在Mda-9/Syntenin發揮其功能的過程中具有不同作用，其中對PDZ結構域的研究相對明確，它是由80～100個氨基酸殘基形成的緊密球星結構域，能夠介導組裝多蛋白復合物而實現其功能；N-端結構域和 C-端結構域在維持蛋白的結構穩定性方面發揮重要作用[4,15-18]。

1.2 N-端結構域和C-端結構域 研究顯示， N-端結構域能夠募集轉錄因子 SOX4和 EIF4A形成信號復合物，而該結構域酪氨酸位點磷化能夠阻止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-端結構域能夠調節Mda -9/Syntenin與泛素的相互作用 。N-端結構域與泛素的結合使其在泛素依賴的跨膜物質的篩選中發揮重要作用[20]。與大多數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-端結構域中的LYPS保守序列能夠與泛素的C-端特異位點相連，同樣亦能夠與經 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合能夠形成泛素依賴的分子樞紐，從而通過胞吞運輸實現對與 Mda-9/Syntenin相互作用的包括 Syndecan-4、GlyT2和 IR -5R 在內的多個跨膜分子調節。

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結構域介導的Mad-9/Syntenin二聚化使得二聚體能夠連接2個泛素或2個泛素化蛋白，同時，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合位點，進而使Mad-9/Syntenin復合物中的單泛素化伴侶能夠避免去泛素化，從而實現Mad-9/Syntenin依賴的信號通路轉導[20]。Ulk1是絲蘇氨酸蛋白酶，在自噬和調節胞吞作用的過程中發揮作用，它能夠磷酸化Mda-9/Syntenin從而實現對Mda-9/Syntenin與泛素作用的調節[18,20]。Ulk1磷酸化N-端LYPSL序列中的絲氨酸位點能夠阻止Mda-9/Syntenin與泛素相互作用[20]。

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

對Mda-9/Syntenin N-端結構域進一步的研究顯示，Mda-9/Syntenin存在著“關閉”和“開啟”2種狀態，而這可能是通過磷酸化該區域的自動阻滯區域而實現的[24]。N-端缺失大于70個氨基酸的突變體能夠在細胞膜部位富集，而且一個Try56位點磷酸化的模擬突變體也在細胞膜部位大量聚集，由此表明，N-端磷酸化能夠消除自我阻滯而引起Mda-9/Syntenin在細胞膜的聚集[24]。

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

1.3 細胞內分布部位 研究發現， Mda-9/Syntenin與F-actin、syntenin-1、E-cadherin、α-catenin和β-catenin共存于細胞與細胞接觸的部位。在成纖維細胞中，Mda-9/Syntenin定位于黏著斑和張力絲[5]。Mda-9/Syntenin亦參與肌動蛋白骨架重組的調節，其表達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構在內的特殊性結構的形成。它與整個細胞的膜結構相聯系，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胞膜。Mda-9/Syntenin也定位于早期分泌通路中的結構，如內質網、中間體、順勢高爾基體等，從而促進細胞表面分子的轉運[5,18]。

2 Mda-9/Syntenin基于整合素信號通路在腦膠質瘤中的作用

2.1 整合素介導的FAK活化在惡性膠質瘤增殖和遷移中的作用 整合素是細胞表面受體家族，介導細胞與細胞外基質以及細胞與細胞之間的相互作用。整合素是異源二聚體蛋白復合物，由1個α亞單位和1個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構，在細胞外基質的作用下，整合素在黏著斑部位聚集，形成多蛋白復合物，其中包括細胞骨架和整合素胞內部位的信號分子[5,16-17]。因此，整合素實現了介導細胞外基質與細胞骨架以及細胞內信號分子相互作用的功能，從而在細胞的黏附、遷移、生存、生長以及分化中發揮重要作用[8-9 ]。

FAK是整合素信號通路中最早被發現的重要結構，它屬于非受體型酪氨酸激酶，主要位于黏附細胞的黏著斑部位。早期的研究顯示，在黏附細胞和癌變細胞，整合素能夠介導FAK活化和磷酸化,活化的FAK通過Tyr397自動磷酸化位點與含有SH2 結構域的分子相互作用，如Src和PI3K亞單位p85，進而激活下游的信號通路，促進細胞的增殖和遷移[5,15]。

研究顯示，在持續增殖的黑色素細胞和低轉移性黑色素瘤細胞中，c-Src和FAK處于激活狀態[9]。Mda-9/Syntenin蛋白利用自身的PDZ結構域結合基序與c-Src結合，使其能夠組裝產生較大的c-Src-FAK復合物，從而顯著提高c-Src-FAK的激活程度。Mda-9/Syntenin與c-Src結合，有利于c-Src-FAK復合物的形成，進而激活下游信號通路p38MAPK/NF-κB。在膠質細胞瘤中c-Src-FAK復合物的形成也具有類似的過程[11]。

在整合素信號通路的過程中，蛋白激酶α(PKCα)通過與Mda-9/Syntenin相互影響而發揮重要作用。抑制Mda-9/Syntenin表達能夠減少基礎的或是FN誘導的PKCα Thr638/641磷酸化水平，相應地阻滯PKCα可以降低Mda-9/Syntenin表達水平。無論是阻滯Mda-9/Syntenin還是PKCα都能夠抑制FN誘導的Integrin-β1/FAK/c-Src信號復合物的形成，進而抑制FAK Tyr397和c-Src Try416磷酸化水平，從而影響對下游的信號分子如p38MAPK、絲裂原蛋白激酶、Cdc42和NF-κB的活化[16]。

因此，Syntenin蛋白在整合素信號通路介導腫瘤細胞遷移的過程中發揮重要作用，它可能通過與Src結合，促進Src與FAK形成較大的復合體，從而激活下游的信號通路，促進腫瘤細胞生物學行為[17]。

2.2 FAK/c-Src下游信號分子在腫瘤發展中的作用 NF-κB是FAK/c-Src下游的重要分子，它是由5個亞單位組成的同源或異源二聚體。通常情況下，NF-κB以非激活狀態與IκB結合于細胞質中。在諸如腫瘤壞死因子(TNF-α)或脂多糖配體的刺激下，IκB的α亞基被其上游信號分子IKK磷酸化，進而促使其泛素化，最終被蛋白酶體降解，IκB釋放出NF-κB使得NF-κB轉位于細胞核。活化的NF-κB能夠調控多種基因的轉錄，從而在細胞的生長、增殖、分化、血管形成以及侵襲和遷移中發揮重要作用[25]。除TNF-α介導的IKK激活經典途徑外，PI3K/AKT信號通路激活IKK較多見于近年來的報道，認為PI3K/AKT通過激活IKK，進而激活NF-κB，以實現對細胞功能的調節[26-27]。研究表明，Ras/MAPK信號通路中，REK1/2和p-38MAPK通過激活MSK1，進而促進p65磷酸化，從而實現調控NF-κB的反式激活和染色質的修飾[27]。研究顯示，NF-κB能夠調控MMP-9的表達；MMP-9與整合素協同激活αVβ3，顯著增強腫瘤的遷移能力；除此之外MMP-9能夠裂解細胞表面的重要黏附分子CD44，促進細胞的遷移[27-28]。此外，NF-κB還能促進MMP-2的表達[11]。

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

腫瘤內血管形成是腫瘤的重要特征，Mda-9/Syntenin具有促進腫瘤血管形成的作用，p-AKT作為FAK/c-Src下游的重要信號分子，能夠激活HIF-1α，而HIF-1α能夠促進IGFBP的表達，進而誘導血管內皮細胞分泌VEGF，從而促進腫瘤血管的生成[29]。

3 Mda-9/Syntenin不依賴整合素信號通路在腫瘤生物學行為中的相關研究

在體外實驗而無ECM誘導的條件下，Mda-9/Syntenin在腫瘤細胞的生物學行為中發揮重要作用。研究發現，在無ECM誘導的情況下，Mda-9/Syntenin能夠促進小細胞肺癌細胞的增殖、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MMP-2和MT1-MMP表達，最后促進腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移[30]。在乳腺癌細胞中，Mda-9/Syntenin通過影響P21、P17和p-Rb水平而促進腫瘤細胞的增殖[31]。

亦有研究發現，在無ECM誘導的條件下，Mda-9/Syntenin能夠促進尿道上皮細胞的增殖、侵襲和遷移。其可能的機制為，Mda-9/Syntenin過度表達及與c-Src(Tyr418)相結合能夠激活EGFR(Tyr845)，進而激活PI3K/AKT信號通路，從而引起細胞的增殖；此外，EGFR介導的PI3K/AKT活化通過激活Wnt信號通路中的關鍵信號分子CTNNB1進而調控腫瘤細胞的增殖；Mda-9/Syntenin能夠影響上皮間質化過程中相關分子的表達水平，進而促進腫瘤細胞的侵襲和遷移[10]。

4 結論與展望

Mda-9/Syntenin在腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移，以及腫瘤血管的形成過程中發揮重要作用，然而在不同種的腫瘤細胞中，其對腫瘤細胞生物學行為的影響及相應的分子機制不同[32-33]。Mda-9/Syntenin能夠通過多種途徑，經過不同的信號調節機制實現對腫瘤細胞生物學行為的影響，因此，它有可能成為腫瘤治療潛在的分子靶點。然而，Mda-9/Syntenin在不同腫瘤中的作用機制并不相同，即使在同一種細胞中，不同信號通路之間亦相互交叉，因此，對Mda-9/Syntenin在不同腫瘤中詳細而具體的分子轉導機制的差異以及它在同一種腫瘤中全面而明確的分子轉導機制仍有待于進一步地研究。