RAB10 與腫瘤發生發展的研究進展△

章坤綜述，王小林審校

南通市腫瘤醫院泌尿外科，江蘇 南通 226300

GTP 結 合 蛋 白RAB10（GTP-binding protein RAB10，RAB10）是一種蛋白質編碼基因，屬于RAS 超家族的小GTP 酶，其主要分布于胞吐和胞吞區室并調節細胞內囊泡運輸[1]，與信號轉導、細胞凋亡[2]相關，影響細胞增殖、腫瘤進展。研究發現，RAB10 在肝癌[1]、膠質瘤[3]、宮頸癌[4]等多種惡性腫瘤中異常表達，且與預后不良有關。此外，RAB10 還參與調控腫瘤細胞的凋亡、增殖、遷移、侵襲及自噬過程[1-5]。本文針對RAB10 在腫瘤細胞中的生物學作用及機制，就目前研究的進展進行綜述，進而為不同腫瘤的靶向治療及研究提供新的思路。

1 RAB10 的生物學作用

RAB10基因位于人染色體2p23.3，含有200 個氨基酸，預測分子量為23 kD[6]。RAB10 參與蛋白質從早期內體到反式高爾基網絡的運輸，也可能在逆轉錄通路中起作用[7]。研究發現，RAB10 參與調節早期基底外側和循環內體之間的運輸[8]。此外，RAB10 駐留在葡萄糖轉運蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）囊泡上，并且與肌球蛋白Va 協調介導GLUT4 儲存于囊泡傳遞到質膜上，以此來促進脂肪細胞和肌肉組織吸收利用葡萄糖[9]。RAB10 還是富含亮氨酸重復激酶2（leucine rich repeat kinase 2，LRRK2）的底物，LRRK2的錯義突變會導致家族性帕金森病，LRRK2 誘導RAB10 磷酸化通過阻止與膜遞送和再循環所需的Rab GDP 解離抑制因子結合來抑制其功能，因此，帕金森病中異常增強的LRRK2 激酶活性可能與RAB10 的活性降低有關[10]。LRRK2 和RAB10 還在免疫系統的吞噬細胞中高度表達，降低RAB10 的表達或阻斷LRRK2 介導的RAB10 磷酸化能夠有效抑制C-C 趨化 因 子 受 體5（C-C motif chemokine receptor 5，CCR5）依賴性的蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）激活，二者協調巨胞飲作用來介導吞噬細胞的免疫反應[11]。

2 RAB10 在惡性腫瘤中的作用機制

2.1 作為微小RNA（microRNA，miRNA）的直接靶點

已有研究證明，miRNA 在生物學的每個方面都發揮關鍵的調節作用，包括病理和生理過程，尤其是在腫瘤中，其可以促進或者抑制腫瘤的發展和轉移[12]。Zhang 等[2]利用在線分析軟件發現RAB10基因序列與miRNA-519d 序列之間存在特異性結合區，隨后用熒光素酶報告驗證了RAB10是miRNA-519d 的靶基因。此外，進一步的研究還發現，miRNA-519d 通過與RAB10 結合抑制了肝癌細胞增殖并促進肝癌細胞自噬和凋亡，裸鼠實驗還證明miRNA-519d能夠抑制小鼠體內腫瘤的生長，說明miRNA-519d 可能是一個抑癌基因。miRNA還可以作為促癌基因發揮作用，Shen 等[13]通過PITA、microT、PicTar 和RNA22 4 個數據庫篩選出了4 個可能作為miRNA-574-5p 靶基因的mRNA，根據GEPIA 數據庫分析顯示只有RAB10的表達在膠質瘤組織和非腫瘤組織中存在顯著差異，因此，推測在膠質瘤中RAB10可能是miRNA-574-5p 的靶基因。隨后進一步的實驗證明，miRNA-574-5p/RAB10 軸能夠促進膠質瘤的增殖。

2.2 調節腺苷酸活化蛋白激酶（AMP activated protein kinase，AMPK）信號通路

AMPK 信號通路作為能量傳感器，可調節生物體和細胞代謝，包括脂肪轉運。此外，AMPK 信號通路在腫瘤細胞中下調，抑制腫瘤細胞生長[14]。一項研究通過GEO 數據庫獲得肝癌微陣列數據集GSE49515，然后對該數據集進行了差異基因分析，篩選出了589 個差異基因。隨后通過京都基因與基因組百科全書（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析出這些差異基因參與的腫瘤相關通路，發現RAB10基因與AMPK 信號通路密切相關[2]。進一步的研究發現，miRNA-519d 過表達會抑制RAB10 的表達，從而抑制AMPK 的磷酸化和雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）的表達，從而增強B 細胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）和自噬相關基因5（autophagy related 5，ATG5）的表達，說明miRNA-519d 通過與RAB10 相互作用來調節肝癌的進展，從而調節AMPK 信號通路。

2.3 協調巨胞飲作用促進腫瘤細胞增殖和存活

已有研究表明，巨胞飲作用是一種內化和降解細胞外蛋白的機制，腫瘤細胞可以利用這種方式所產生的蛋白質衍生氨基酸來促進中央碳代謝，在營養缺乏的情況下維持腫瘤的生長[15]。Seguin等[16]研究發現，間充質特征的膠質母細胞瘤干細胞（glioblastoma stem cell，GSC）中的半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）表達與葡聚糖攝取實驗顯示的巨胞吞率呈正相關，并且經過巨胞飲作用抑制劑處理后誘導間充質GSC 中巨胞飲介導的細胞活力進一步下降，說明高Gal-3 表達與間充質亞型膠質母細胞瘤中的巨胞飲作用有關。接著對RAB10 和Gal-3 進行免疫共沉淀實驗，發現兩者相互作用，此外還觀察到RAB10和Gal-3在間充質GSC Ge518中共定位，同時還顯示出質膜上RAB10 和Gal-3 的富集。進一步的研究發現，敲低RAB10后GSC 細胞的活力降低，右旋糖酐攝取減少。以上的結論說明了Gal-3 和RAB10 相互作用促進GSC 的巨胞飲作用，為膠質瘤細胞的增殖和存活提供了條件，巨胞飲作用機制也為未來腫瘤的治療提供了新的治療策略。

3 RAB10 在腫瘤中的相關研究

3.1 RAB10 在肝癌中的相關研究

肝癌是全球最常見和最致命的腫瘤之一[17]，手術仍是目前早期肝癌患者首選的治療手段，但由于患者確診時多為晚期以及肝癌的高轉移性和高復發性，其預后很差。研究表明，敲低RAB10能夠抑制肝癌細胞的增殖能力，并且能夠誘導肝癌細胞G0/G1期停滯，增加了肝癌細胞的凋亡水平[1]，這些結果表明RAB10 與肝癌細胞的增殖能力、細胞周期、凋亡水平密切相關。同時，該研究使用免疫組織化學染色發現RAB10 主要位于細胞質和細胞核中，其在肝癌組織中的表達水平明顯高于癌旁組織，并且RAB10 的表達水平與肝癌患者腫瘤大小、病理分級和TNM 分期相關。同時，通過Kaplan-Meier 生存曲線分析發現，RAB10 高表達的肝癌患者生存率遠低于低表達患者，Cox 回歸分析還顯示，RAB10 在肝癌細胞質中高表達是肝細胞肝癌患者根治性切除術后總生存期的獨立危險因素。因此，RAB10 可視為一種新的肝癌預后標志物，為肝癌的治療提供新的靶點。

3.2 RAB10 在膠質瘤中的相關研究

膠質瘤是一種惡性程度很高的腦腫瘤，其在世界范圍內的病死率也很高，侵襲力強是腫瘤相關死亡的重要因素[18]。由于膠質瘤的侵襲性很強，所以很容易復發，也很難進行根治，因此，迫切需要找到新的治療靶點來提高膠質瘤的治療效果。在Zhang 等[3]的研究中，通過Western blot 和聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）法檢測了正常腦組織和腦膠質瘤組織中RAB10 的表達差異，結果表明RAB10 在腦膠質瘤組織中的表達遠高于正常腦組織，此外，在兩個腦膠質瘤細胞系LN229和A172 中，RAB10 的表達水平也升高。同時，進行了細胞功能學實驗，結果表明RAB10 可以增強腦膠質瘤細胞的增殖和侵襲能力。Shen 等[13]的研究也證明了同樣的觀點，即RAB10 在腦膠質瘤細胞中異常高表達，促進了腦膠質瘤細胞的增殖和侵襲，并且對RAB10進行敲低后，腦膠質瘤細胞的凋亡水平也進一步增強。這些結果提示RAB10 可能作為腦膠質瘤治療的新靶點。

3.3 RAB10 在宮頸癌中的相關研究

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤之一，具有高發病率和高病死率[19]。盡管宮頸癌在早期預防和早期診斷方面已很完善，但仍有1/3 接受治療的患者會出現復發從而危及生命[20]。Han 等[4]在先前的研究中已證實，RAB10 在宮頸癌細胞系HeLa 和CaSki 中呈現明顯的高表達，并且將RAB10敲除之后，宮頸癌細胞的增殖、遷移與侵襲能力明顯受到抑制，而細胞凋亡明顯增加，說明RAB10是宮頸癌的一個致癌基因。

3.4 RAB10 在骨肉瘤中的相關研究

骨肉瘤是兒童和青少年最常見的原發性骨腫瘤，目前針對骨肉瘤的治療以新輔助化療+手術切除原發灶+術后化療為主[21]。由于骨肉瘤易復發和轉移，所以患者經綜合治療后的生存率并不高，加之針對骨肉瘤的生物標志物尚不成熟，因此臨床上迫切需要新的靶點來指導治療。先前已有研究表明，在骨肉瘤細胞中敲低RAB10能夠明顯抑制細胞的生長和遷移[22]。之后Dai 等[23]通過Western blot 法檢測出RAB10 在4 種骨肉瘤細胞系（Saos2、143B、MG63 和U2OS）中表達升高，并且RAB10 在骨肉瘤組織中的表達遠高于非腫瘤性骨組織。同時，Kaplan-Meier 生存曲線表明，RAB10 陽性表達的骨肉瘤患者生存時間明顯縮短，此外，臨床分析還顯示RAB10 的表達與肺轉移以及TNM 分期呈明顯正相關。這些結果提示RAB10 可能參與骨肉瘤的進展并與骨肉瘤患者的預后有一定的相關性。

3.5 RAB10 在食管癌中的相關研究

食管癌是一種病死率較高的惡性腫瘤，預后常較差[24]。盡管食管癌在診斷和治療上取得了進展，但食管癌患者的5 年總生存率仍然＜20%[25]。因此，確定食管癌的新型生物標志物和治療靶點十分重要。Ding 等[26]在食管癌細胞中通過敲低RAB10抑制了食管癌細胞的遷移和侵襲，敲低后caspase 3、caspase 9 水平增加，基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2、MMP9 水平顯著降低。之后Zhou 和Huang[27]的研究也證實了這一觀點。上述結論表明RAB10 促進了食管癌的進展，但其在食管癌中的功能和潛在分子機制仍有待充分闡明。

3.6 RAB10 在卵巢癌中的相關研究

卵巢癌是婦科常見的惡性腫瘤之一，其病死率在中國女性腫瘤中居第三位，由于早期卵巢癌缺乏特異性的癥狀，所以在確診時多為晚期，5 年生存率不足30%[28]。研究發現，RAB10 在卵巢癌組織中表達水平升高，并且RAB10 在兩種卵巢癌細胞株（SKOV3 和OVCAR）中的表達明顯上調[29]。此外，敲低RAB10抑制了卵巢癌細胞的遷移能力。上述研究揭示了RAB10 在卵巢癌中是一種致病的、新穎的調節因子。這一發現可能為未來卵巢癌的治療開辟新的途徑。

3.7 RAB10 在胃癌中的相關研究

胃癌的病死率居全球第三位[30]，由于確診時多已為晚期或發生遠處轉移，胃癌患者的總生存期為10～12 個 月。Wei 等[31]發 現RAB10 在 胃 癌 細 胞系中（BGC823 和SCG7901）異常高表達，并且其在轉移性胃癌組織中的表達高于局限性胃癌組織。此外，過表達RAB10 能夠增強胃癌細胞的增殖和遷移能力，抑制其凋亡水平。Wen 等[32]在治療1 例胃癌患者時發現，其胃癌組織中檢測到頻率為15.23%的RAB10-間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）融合和頻率為16.0%的ALK擴增。此外還進行了免疫組化和熒光原位雜交實驗證實了這一突變。ALK 是膜結合受體酪氨酸激酶之一，由細胞外配體結合域、單個跨膜域和細胞質酪氨酸激酶域組成。不同的ALK基因突變已在幾種類型的腫瘤中被報道，尤其是在非小細胞肺癌中。但ALK突變在胃癌中的報道則十分少見，此次更是首次發現胃癌患者體內RAB10-ALK基因融合，這為今后胃癌的治療提供了新的思路。

4 RAB10 在細胞自噬過程中的作用

自噬是一種進化上保守的分解代謝過程，通過將大分子蛋白質、受損細胞器以及病原體運送到溶酶體，并在溶酶體中水解成氨基酸、脂肪酸、糖和ATP，從而維持細胞在應激狀態下的新陳代謝和存活[5]。有研究表明，當腫瘤發展到晚期時，自噬會使腫瘤細胞具有自我保護和自我防御的特點，從而維持功能性線粒體，減少DNA 損傷，增強腫瘤細胞對應激狀況（放化療、缺氧、營養缺乏）的耐受性[33]。因此，腫瘤能在應激狀態下維持自身的生長和代謝并進一步發展，最后對治療藥物產生耐藥性。有研究通過內源性蛋白質的免疫熒光檢測觀察到RAB10 在脂滴（lipid drop，LD）上的定位，通過超分辨率顯微鏡觀察到RAB10 和LD 相關。用MTOR 抑制劑處理后的細胞在LD 附近含有更多的RAB10 陽性結構，并且自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤治療消除了營養缺乏誘導的熒光標記的RAB10在LD 附近的積累，這些結果表明RAB10 可以在自噬刺激條件下被激活。最后還檢測出LD 上的RAB10 和自噬標志物共定位，說明RAB10 陽性LD 相關結構代表新生的自噬細胞器[34]。Palmisano等[35]研究發現，RAB10 促進自噬通量和ATG5 的定位。此外，還有研究發現，過表達RAB10能夠減輕LRRK2突變體成纖維細胞中的線粒體自噬缺陷，還改善了線粒體膜電位并減輕了線粒體活性氧的產生，通過HSPD1免疫細胞化學和活體mito-Keima成像顯示，敲低RAB10損害了纈氨霉素誘導的線粒體自噬[36]。以上的研究結論說明RAB10 參與細胞的內吞過程并且與細胞自噬密切相關，這為今后研究腫瘤耐藥性的自噬機制提供了新的思路。

5 小結

上述研究表明，RAB10 在多種惡性腫瘤中高表達，并通過多種機制調節腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲和自噬等過程，對腫瘤的發生發展起著重要作用。目前還有很多腫瘤中RAB10 的作用尚不明確，在已知具有一定作用的腫瘤中發生作用的具體機制也尚未完善。因此，進一步展開RAB10 的多中心大樣本研究，探討其作為生物標志物或治療靶點的臨床價值，對實現腫瘤精準治療有重要意義。隨著人們對RAB10 促腫瘤機制研究的不斷深入，RAB10 會為惡性腫瘤的發病機制和臨床治療研究開辟新的思路和領域。