MAPRs家族蛋白在腫瘤中的研究進展

李冬雪 魏鳳香

(1珠海市第五人民醫院檢驗科臨床基因診斷PCR實驗，廣東 珠海 519000；2龍崗區婦幼保健院遺傳實驗室)

腫瘤的發生是由環境因素和遺傳因素共同作用的結果，癌細胞是抑癌基因激活和(或)致癌基因突變引起的生長調控失衡所致〔1〕。研究發現，膜相關孕酮受體家族蛋白(MAPRs)家族包括四個成員即孕酮受體膜組分蛋白(PGRMC)1、 PGRMC2、神經營養因子蛋白(Neudesin)和細胞色素B5結構域蛋白(CYB5D)2，是一類進化保守的膜受體蛋白，在細胞骨架重排、細胞增殖、細胞存活、細胞凋亡及化療藥物敏感性等方面發揮重要作用，進而在不同腫瘤中發揮著促進或抑制作用。本文首先從MAPR家族蛋白結構與分布及生物學特性等方面簡要綜述最新研究進展，進而重點闡述在腫瘤發生中的影響。

1 PGRMC1

1.1結構與分布 PGRMC1(也稱為IZA，sigma-2受體，Dap1)是一個27 kD、由195個氨基酸組成的膜結合蛋白，含有短管腔肽，單個N末端跨膜結構域和C末端細胞色素b5相關的血紅素結合結構域，具有酪氨酸、絲氨酸磷酸化位點〔2〕。它最初是從豬肝中分離出來，隨后將同源基因克隆到人、小鼠和大鼠中。PGRMC1在人類的肝臟和腎臟中高度表達，在腦，肺，心臟，骨骼肌中表達較低。在嚙齒動物中，PGRMC1主要存在于肝，肺，腎和腦〔3〕。

1.2生理功能 PGRMC1最初被鑒定為黃體酮的特定受體。然而，最新研究表明PGRMC1發揮生物學活性是其結合血紅素而非黃體酮〔4〕。PGRMC1蛋白以兩種方式調節膽固醇的合成，一方面結合并激活甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)來催化膽固醇合成，另一方面它還與膽固醇合成調節劑相互作用。已有研究表明在人胚胎腎細胞中敲除PGRMC1蛋白后膽固醇的合成部分終止〔2〕。此外，PGRMC1與細胞色素P450蛋白如CYP21A2，CYP21，CYP7A1和CYP3A4相互作用并改變這些蛋白質的活性，參與激素、脂質和藥物代謝〔5〕。 PGRMC1通過調節凋亡相關基因B淋巴細胞瘤-2基因(Bcl-2)、促細胞凋亡基因(Bax)的表達來參與細胞凋亡〔6〕。類似地PGRMC1參與牛顆粒細胞有絲分裂和卵母細胞減數分裂的晚期事件，與女性卵泡發育不全有關〔7〕。除了上述生理功能外，PGRMC1是胰腺中胰高血糖素樣肽(GLP)-1受體復合物的功能部分〔3〕，胰高血糖素(GLG-1)誘導的胰島素分泌通過PGRMC1的過表達而增強，并且通過抑制PGRMC1而降低。因此推測PGRMC1也是治療肥胖和2型糖尿病的靶標。

1.3PGRMC1蛋白表達與腫瘤的關聯 據報道，PGRMC1在甲狀腺癌、肺癌、卵巢癌、子宮頸癌等多種腫瘤中表達上調〔8～10〕。在腎癌中，PGRMC1表達水平與腫瘤惡性程度和總體存活率相關〔11〕。在肺癌中，表皮生長因子受體(EGFR)-PGRMC1復合物通過激活基質金屬蛋白酶來促進細胞侵襲。在卵巢癌中，PGRMC1表達顯著上調，在金絲桃苷調節下促進細胞自噬和凋亡〔12〕。在乳腺癌中，PGRMC1能激活細胞周期蛋白D1靶基因，進而促進細胞增殖〔13〕。另外，PGRMC1蛋白表達水平與腫瘤中常見預后因子如直徑、淋巴結轉移、患者復發率、遠期生存情況存在關聯，且與乳腺癌患者年齡呈負相關〔14〕。有研究〔15，16〕還分析了PGRMC1在三陰乳腺癌組織中的表達情況，PGRMC1在三陰乳腺癌中的表達率為55.6%，且與腫瘤轉移、臨床分期及腫瘤分子增殖標記物Ki-67的表達呈正相關，進一步說明PGRMC1有望成為評估乳腺癌患者預后的獨立預測因子。另外，PGRMC1還可減輕三陰性乳腺癌細胞MDA-MB-231〔17〕和卵巢癌細胞HO-8910〔18〕中順鉑誘導的死亡及結腸癌HCT116細胞中厄洛替尼和多柔比星引起的死亡〔19〕。

2 PGRMC2

2.1結構與分布 PGRMC2位于4號染色體上，而PGRMC1位于X染色體上。PGRMC2在多種組織中表達，特別是在胎盤中高表達。PGRMC2具有與PGRMC1相似的結構域，但N-末端和跨膜結構域上存在差異。在卵巢癌SKOV-3中細胞PGRMC2主要定位于內質網。在獼猴的子宮內膜中，PGRMC2定位于基底腺的上皮細胞的細胞質中。在患有子宮內膜異位癥的獼猴中，PGRMC2的定位改變為基底上皮細胞的核膜，核仁內和細胞質顆粒體內〔19〕。PGRMC2的這種差異分布可能暗示PGRMC2參與子宮內膜異位癥發生，但需要進一步的研究來揭示PGRMC2發揮的具體功能。

2.2PGRMC2的功能 實際上對PGRMC2的功能知之甚少，但最近研究表明PGRMC2含有泛素化位點〔20〕。研究最廣泛的泛素化作用對蛋白質的翻譯后修飾，其在DNA損傷修復，細胞表面受體內吞作用和先天免疫信號傳導等幾種細胞過程中起重要作用。PGRMC2是一種膜受體，推測泛素化位點可能是該受體的重要調節元件。

2.3PGRMC2蛋白表達與腫瘤的關聯 PGRMC2在癌癥中的作用機制尚未見詳細報道，但有研究表明PGRMC2在腫瘤中發揮抑制作用。例如，與乳腺癌Ⅲ期組織相比，PCRMC2mRNA在Ⅱ期乳腺癌中顯著降低，且與患者年齡無相關性〔21〕。因此，PGRMC2是比PGRMC1更能區分乳腺腫瘤分化階段的候選標記者。此外，在卵巢癌細胞SKOV-3中PGRMC2過表達導致遷移率降低，敲減PGRMC2導致細胞遷移率升高，在同一研究中，改變PGRMC1表達水平并不影響遷移速率〔22〕。在子宮腺癌的淋巴結轉移組織中檢測到PGRMC2的高丟失率，表明PGRMC2在宮頸癌轉移中起抑制作用〔23〕。此外，測試了PGRMC2對卵巢癌細胞中化療藥物順鉑敏感性的影響，與野生型細胞相比，PGRMC2過表達或敲減的細胞并沒有顯示出不同的生長行為〔24〕。從目前的研究結果來看，PGRMC2至少對體外卵巢癌細胞系統中的化學敏感性沒有發揮作用。

3 Neudesin

3.1結構與分布 Neudesin也稱候選癌基因GIG47，是一種含有171個氨基酸的分泌蛋白。核磁共振分析表明，具有β1-α1-β2-β3-α2-β4-α3-α4-β5-β6拓撲結構，在α2和α3螺旋之間可見潛在的血紅素/類固醇結合疏水口袋。Neudesin優先在小鼠胚胎期的大腦和脊髓中表達，但在出生后在各種組織中廣泛表達，包括腦、脂肪組織、心臟、肺和腎〔25〕。

3.2生理功能 在中樞神經系統中，Neudesin作為神經營養因子促進成熟神經元存活，并且它在小鼠胚胎期促進未分化的神經祖細胞的增殖和分化。據報道，Neudesin在調節食物攝入的下丘腦核中強烈表達，其表達受腦源性神經營養因子調節。另外，通過向小鼠腦室內插管施用重組Neudesin增加下丘腦前阿黑皮素原和黑皮質素受體4的表達來導致小鼠食物攝入和體重減少〔26〕。然而在高脂肪喂食敲除了Neudesin小鼠中，Neudesin對食物攝入的影響被消除，但小鼠出現一定程度上的焦慮行為〔25〕。這是由于腹側海馬齒狀回顆粒神經元的多巴胺能輸入減少和樹突狀分枝缺陷所致。另外，在高脂肪喂食敲除Neudesin小鼠中發現交感神經活性顯著增加，進而激活腎上腺素能信號傳導，刺激白色脂肪組織中的脂肪分解并增強棕色脂肪組織的熱量產生。以上研究表明，Neudesin是能量消耗的負性調節因子，并在一定程度上調節焦慮。

3.3Neudesin蛋白表達與腫瘤的關聯 Neudesin在多種癌癥中過度表達，尤其在子宮頸癌、肝癌、乳腺癌〔27〕。在乳腺癌MCF-7細胞中，Neudesin通過使ERK1/2和AKT磷酸化，促進其致瘤性和侵襲性〔28〕。在乳腺癌MDA-MB-231細胞中，過表達Neudesin顯著增強細胞增殖與轉移，并與乳腺癌患者遠期生存情況存在關聯〔29〕。在肝癌HepG2細胞中，Neudesin通過活化MAPK和AKT信號通路，促進肝癌細胞侵襲與轉移〔30〕。

4 CYB5D2

4.1結構與分布 CYB5D2又稱Neuferricin，位于17號染色體，編碼產物為含有264個氨基酸的分泌蛋白。該蛋白在N-末端含有血紅素結合結構域，而MAPR家族的其他成員在C-末端具有血紅素結構域。CYB5D2在成人的幾種組織中高表達，如心臟，腎上腺和腎〔31〕。

4.2生理功能 CYB5D2在兩種生理活動中起作用：促進神經發生和保護依托泊苷誘導的細胞毒性。在小鼠腦神經瘤Neuro2a細胞中，CYB5D2敲低增加凋亡抑制基因Bcl-2的表達，而對凋亡促進基因Bax的表達沒有影響。因此，CYB5D2通過抑制未分化神經細胞的凋亡來促進神經發生。CYB5D2敲低降低羊毛甾醇脫甲基酶(Cyp51A)和(Cyp3A4)活性，從而增強依托泊苷誘導的細胞毒性的抗性〔32〕。

4.3CYB5D2蛋白表達與腫瘤的關聯 CYB5D2具有腫瘤抑制活性，異位表達CYB5D2不影響人宮頸癌HeLa細胞增殖和異種移植腫瘤的能力，但顯著抑制體外HeLa細胞侵襲和免疫缺陷小鼠肺轉移發生，并且CYB5D2促進暴露于化學治療劑如紫杉醇、順鉑和多柔比星的HeLa細胞的存活。最近，研究表明CYB5D2在原發性乳腺癌中表達下調，并與乳腺癌患者的總體存活時間顯著相關〔33〕。

綜上所述，MAPRs在腫瘤細胞中的活化并非是相應基因發生突變而引發，主要通過刺激細胞增殖、抑制細胞凋亡或者誘導癌細胞運動與遷移等方面參與癌癥發生。研究表明其家族成員PGRMC2和CYB5D2在腫瘤如結腸癌、子宮頸癌、胃癌及乳腺癌等惡性腫瘤中作為抑癌基因表達，而PGRMC1和Neudesin在腫瘤如子宮頸癌、甲狀腺癌、肺癌、卵巢癌及乳腺癌等中作為癌基因表達。這種可致癌又抑癌的生物學功能尚未得到明確的解釋，這可能與腫瘤所處的部位及微環境不同有關〔34〕。此外，MAPRs參與調控化療藥物敏感性，是開發癌癥有效療法的另一個重要研究方向。因此進一步探討MAPRs家族作為腫瘤新型診斷分子標志物和治療靶點也是今后的研究熱點。