跨膜蛋白25與相關疾病的研究進展

孫悅 張定 盧圻 吳雪銘

[摘要]?跨膜蛋白25（transmembrane?protein?25，TMEM25）是跨膜蛋白家族成員之一，也是免疫球蛋白超家族成員之一。多項研究表明，TMEM25在人中樞神經系統高度表達，與神經系統相關疾病關系密切；同時，TMEM25也被證實與某些腫瘤的發生發展、治療及預后存在關聯。本文對TMEM25的結構、生理病理學功能及其與疾病的關系進行綜述，為進一步探究TMEM25在相關疾病中的發病機制、診斷和治療方面的作用提供思路。

[關鍵詞]?跨膜蛋白25；結直腸癌；乳腺癌；膠質瘤

[中圖分類號]?R365??????[文獻標識碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.13.027

跨膜蛋白（transmembrane?protein，TMEM）又稱整合膜蛋白，是一類存在于生物膜結構中的膜蛋白成分，參與基本的生理過程，如質膜離子通道的構成、信號傳導、細胞趨化、細胞黏附、細胞凋亡等[1]。TMEM由特定跨膜域所決定，推測其可能是不同種類細胞膜的組成成分，如質膜、核膜、線粒體膜、內質網、溶酶體和高爾基體等[2-3]。TMEM家族成員功能不同，可發揮促癌或抑癌作用[4]；其與人免疫相關疾病及惡性腫瘤的成瘤、增殖、侵襲和轉移等密切相關[5-7]。Katoh等[8]研究發現，FLJ14399基因產物是一種具有細胞外免疫球蛋白結構域的Ⅰ型跨膜蛋白，FLJ14399基因編碼TMEM25，后被命名為TMEM25基因。TMEM25是TMEM家族成員之一，現已證實TMEM25與某些腫瘤和神經系統疾病有關。本文對TMEM25的結構、生理病理學功能及其與疾病的關系進行綜述。

1??TMEM25的結構及功能

人TMEM25基因片段位于人類基因組序列AP000941.6和AP001267.4內，定位于人染色體11q23.3。人TMEM25基因的42～112密碼子編碼C-2型免疫球蛋白結構域，與肌聯蛋白、腎素、免疫球蛋白結構域同源，TMEM25被鑒定為免疫球蛋白超家族成員之一。另有研究發現，人TMEM25基因的1～26密碼子是N端信號肽，235～251密碼子是跨膜結構域。研究團隊對含有或不含有132bp區域的TMEM25表達序列進行鑒定，最終把具有或不具有132bp區域的TMEM25異構體分別確定為TMEM25異構體1和2。TMEM25異構體1是人TMEM25基因的主要轉錄本，編碼跨膜型和分泌型蛋白質。TMEM25異構體1由外顯子1～9組成，編碼366個氨基酸的跨膜蛋白；TMEM25異構體2由外顯子1～4和6～9組成，編碼322個氨基酸的分泌蛋白。研究發現，TMEM25信使RNA（messenger?RNA，mRNA）在某些腫瘤、神經系統疾病、小腦皮質及海馬中表達[8-10]。

2??TMEM25與疾病的關系

2.1??TMEM25與結直腸癌

結直腸癌（colorectal?cancer，CRC）是臨床常見的消化道惡性腫瘤，病死率較高，晚期生存率較低。近10年，CRC的診斷和治療取得顯著進展，但其易復發、易出現遠處轉移，亟需對其發生發展的分子機制進一步探索，以尋找CRC預后及診斷的生物標志物和治療靶點[11-13]。Hra?ovec等[9]對CRC腫瘤組織及其相應健康結腸黏膜組織進行全基因組甲基化圖譜分析，發現較高比例的CRC腫瘤樣本5'端具有超甲基化的胞嘧啶–磷酸–鳥嘌呤（cytidine-phosphate-?guanosine，CpG）位點，啟動子基因區域CpG島的異常甲基化與腫瘤抑制基因的轉錄失活有關；與周圍正常組織相比，68%的CRC腫瘤組織TMEM25?mRNA表達顯著下調；TMEM25高甲基化與TMEM25?mRNA表達下調存在相關性。提示TMEM25表達下調與CRC相關，TMEM25高甲基化可能在改變該基因在CRC中的表達發揮重要作用，其異常甲基化發生在CRC早期，有望成為CRC早期診斷的生物標志物。

2.2??TMEM25與乳腺癌

乳腺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，也是癌癥致死的主要原因之一[10]。近年來，在乳腺癌預防、篩查、手術治療、放射治療、化學治療、內分泌治療及靶向治療等方面取得較大進展，患者5年生存率得到明顯提高，但腫瘤耐藥和疾病復發仍嚴重影響患者的生活質量[14-18]。尋找新的生物標志物和藥物作用靶點對降低乳腺癌患者的腫瘤復發率和病死率具有重要意義。多項研究證實TMEM家族成員在乳腺癌中發揮作用[19-22]。Doolan等[23]對原發性乳腺癌組織和正常乳房組織中的TMEM25、抗RALBP1相關Eps域2（RALBP1?associated?Eps?domain?containing?2，REPS2）和骨髓嗜病毒整合位點1（myeloid?ecotropic?viral?integration?site?1，Meis1）表達水平進行檢測。結果顯示，52.4%的乳腺癌組織標本和26.3%的正常乳腺組織標本中檢測到TMEM25?mRNA表達，39.8%的乳腺癌組織標本和5.9%的正常乳腺組織標本中檢測到Meis1?mRNA表達，77.7%的乳腺癌組織標本和31.5%的正常乳腺組織標本中檢測到REPS2?mRNA表達；提示與乳腺癌組織相比，Meis1、REPS2和TMEM25僅存在于少數正常乳腺組織中。同時，研究進一步表明，TMEM25、REPS2和Meis1的表達與患者的總生存（overall?survival，OS）和無復發生存（relapse?free?survive，RFS）延長顯著相關，TMEM25?mRNA表達是乳腺癌患者OS和RFS的獨立預后因素。在接受輔助化療的乳腺癌患者中，TMEM25和REPS2表達升高，患者生存時間顯著延長。以上研究提示TMEM25、REPS2和Meis1有可能成為乳腺癌患者良好預后的生物標志物，TMEM25和（或）REPS2可能有助于預測輔助化療反應。

在臨床應用中，紫杉醇耐藥是乳腺癌治療失敗的原因之一[24]。李鈺等[25]探究TMEM25和長鏈非編碼RNA（long?noncoding?RNA，lncRNA）RP11超家族成員lncRNA?RP11-770J1.3對紫杉醇耐藥細胞株耐藥性的影響及其相關機制。結果顯示，TMEM25和lncRNA?RP11-770J1.3在乳腺癌紫杉醇耐藥細胞株中的表達高于人乳腺癌細胞株；TMEM25和lncRNA?RP11-770J1.3表達下調可提高乳腺癌細胞株對紫杉醇的藥物敏感性，且可下調多藥耐藥相關蛋白、乳腺癌耐藥蛋白等耐藥相關基因及其編碼產物P-糖蛋白的表達。提示TMEM25和lncRNA?RP11-770J1.3的高表達可能與乳腺癌患者紫杉醇耐藥有關，進而導致乳腺癌患者紫杉醇治療失敗。綜上，TMEM25有望成為乳腺癌的生物標志物，預測乳腺癌患者對化療的反應，TMEM25與紫杉醇耐藥有關。

2.3??TMEM25與膠質瘤

在人類已知的腦惡性腫瘤中，膠質瘤是最嚴重、最可能危及生命的腫瘤類型之一，占所有原發性腦腫瘤的40%[26]。既往研究表明，TMEM家族其他成員與膠質瘤的發生發展相關，但關于TMEM25在膠質瘤的表達知之甚少。Patro等[27]進行膠質瘤易感基因剪接和表達數量性狀定位Meta分析，結果顯示，7個基因座同時屬于表達數量性狀基因座（expression?quantitative?trait?locus，eQTL）和剪接數量性狀基因座（splicing?quantitative?trait?locus，sQTL），其中5個基因座的靶基因不同，4個sQTL含多個靶基因；sQTL的8個靶基因具有多個可變剪接轉錄本；在11q23.3中，rs11216924、rs73023341和rs61900957是與TMEM25可變剪接相關的3個單核苷酸多態性（single?nucleotide?polymorphism，SNP）；rs11216924和rs73023341是ARCN1基因的內含子SNP，而rs61900957是PHLDB1基因的內含子SNP，ARCN1和PHLDB1都是目標基因TMEM25的端粒基因。研究表明，膠質瘤風險等位基因對轉錄本的調控是復雜的，eQTL和sQTL均有可能成為與膠質瘤發生相關的風險基因座，功能變異可能會影響總轉錄本的表達豐度及剪接亞型，且eQTL和sQTL的靶基因可能有所不同。因此，僅評估總基因表達的定量性狀基因座會遺漏許多重要靶基因。綜上，TMEM25為膠質瘤的易感基因，其所在的基因座11q23.3是膠質瘤發生的相關風險基因座，而選擇性剪接可能是膠質瘤風險等位基因介導膠質瘤發生的重要分子機制。

2.4??TMEM25與癲癇

癲癇影響全球約6500萬人。癲癇發作是指由大腦中異常和過度或同步的神經元活動引起的短暫性體征和癥狀的突然發生[28]。研究顯示，TMEM25在癲癇患者及動物模型腦組織中的表達顯著降低[29-30]。動物實驗發現，TMEM25表達的增加對癲癇發作有抑制作用，沉默TMEM25可促進癲癇發作，推測TMEM25參與癲癇的發生發展過程；該研究還證實，TMEM25主要在海馬CA3區和CA1區錐體細胞中高表達，并主要表達于神經元，而不在星形膠質細胞中表達，TMEM25亞細胞定位于溶酶體。動物實驗證明，TMEM25影響小鼠N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受體功能；其過表達使NMDA受體2B亞基（NR2B）的總蛋白和膜蛋白表達顯著降低；反之，干擾TMEM25表達使NR2B總蛋白和膜蛋白表達明顯升高。TMEM25與NR2B亞基的相互作用可能是TMEM25影響神經元興奮性的基礎；TMEM25可能參與調節溶酶體酸化水平，其過度表達可顯著降低溶酶體酸堿度；TMEM25過表達使NR2B的降解速率顯著加快。綜上，TMEM25是一種溶酶體蛋白，與NR2B亞基存在相互作用，而NMDA受體是調節神經元興奮性和參與癲癇發生發展的重要蛋白。

2.5??TMEM25與神經母細胞瘤、腦腫瘤和胃癌

多項研究報道TMEM家族成員與胃癌存在相關性，發揮促進或抑制胃癌的作用。研究發現，TMEM家族中的TMEM16A和TMEM119可促進胃癌發展，TMEM106A和TMEM220可抑制胃癌發展[31-35]。Katoh等[8]研究證實，TMEM25?mRNA在大腦、神經母細胞瘤、腦腫瘤和胃癌中均有表達。

3??總結與展望

綜上所述，TMEM25參與CRC、乳腺癌、膠質瘤、癲癇等疾病的發生發展過程，推測TMEM25可作為CRC和乳腺癌的生物標志物，但TMEM25與上述疾病的相互作用機制仍需進一步研究探索。基于GEPIA數據庫，本研究團隊發現TMEM25在腎透明細胞癌、腎上腺皮質腺癌、彌漫大B細胞淋巴瘤的腫瘤組織和癌旁正常組織中的表達存在差異[36-43]。TMEM25的生理病理功能及其與各瘤種和神經系統相關疾病的關系還有待深入研究，為相關疾病發病機制、診斷及治療提供新的思路。

[參考文獻][1] XU?J，?SU?Z，?DING?Q，?et?al.?Inhibition?of?proliferation?by?knockdown?of?transmembrane?（TMEM）?168?in?glioblastoma?cells?via?suppression?of?Wnt/β-catenin?pathway[J].?Oncol?Res，?2019，?27（7）：?819–826.

[2] WRZESI?SKI?T，?SZELAG?M，?CIE?LIKOWSKI?W?A，?et?al.?Expression?of?pre-selected?TMEMs?with?predicted?ER?localization?as?potential?classifiers?of?ccRCC?tumors[J].?BMC?Cancer，?2015，?15：?518.

[12] YAN?Y，?DING?X，?HAN?C，?et?al.?Involvement?of?TMEM16A/ANO1?upregulation?in?the?oncogenesis?of?colorectal?cancer[J].?Biochim?Biophys?Acta?Mol?Basis?Dis，?2022，?1868（6）：?166370.

[21] LIN?R?K，?SU?C?M，?LIN?S?Y，?et?al.?Hypermethylation?of?TMEM240?predicts?poor?hormone?therapy?response?and?disease?progression?in?breast?cancer[J].?Mol?Med，?2022，?28（1）：?67.

[30] 張海清.?TMEM25在癲癇中的作用及機制研究[D].?重慶：?重慶醫科大學，?2018.

[41] DING?Y，?WANG?T，?FENG?Y，?et?al.?Integrated?analyses?reveal?potential?functional?N6-methyladenosine-related?long?noncoding?RNAs?in?adrenocortical?adenocarcinoma[J].?Front?Cell?Dev?Biol，?2022，?10：?851748.