RSUME与垂体腺瘤侵袭性的分子机制研究进展

何 伟 王大鹏 综述 沈晓黎 审校

RSUME在垂体腺瘤中高表达，其表达与缺氧相关［1］。缺氧环境下，RSUME通过泛素结合酶E2（ubiquitin conjugating enzyme E2）与SUMO结合成复合体，并与HIF-1α和IκB的泛素化位点结合，稳定转录和表达活性，并分别作用于血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）启动子和核因子-kappaB（nuclear factor-kappaB，NF-κB）促进垂体腺瘤侵袭的发生。因此探讨RSUME与侵袭性垂体腺瘤的关系，将有助于了解侵袭性垂体腺瘤的侵袭机制，为开展侵袭性垂体腺瘤新的治疗方法提供理论依据。

1 RSUME的功能及SUMO化的分子生物学作用

人RSUME蛋白是由195个氨基酸组成，分子量为21kD，通过绿色荧光蛋白（green fluorescent protein，GFP）融合嵌合体并转染进入不同细胞系的RWD结构修饰增强子，显微镜下观察可见GFP-RSUME在细胞质和细胞核中均有存在［2］。

poly-A RNA斑点膜的实验中发现［1］，RSUME可在多个组织中表达，但在小脑、垂体、心脏、肾脏、肝脏、胃、胰腺、前列腺和脾脏中表达较高。此外，低氧、CoCl2和热休克环境下可诱导RSUME的表达。但在垂体腺瘤中RSUME表达的主要原因是缺氧。

RWD结构蛋白与SUMO结合酶（Ubc9）结构相似，RWD结构蛋白通过与Ubc9结合形成Ubc9复合体，Ubc9复合体中RWD结构蛋白能与SUMO-1相互作用，使SUMO-1以非共价键结合到Ubc9，促进SUMO-Ubc9复合物的形成［2-4］，增强 Ubc9介导的 SUMO-2/-3的多聚化。该过程无论是否存在E1，RSUME无改变泛素激活酶E1水平的能力，但RSUME均增强SUMO-1结合Ubc9的作用，通过上述步骤，SUMO-1能在HIF-1α和IκB的SUMO化位点与其结合，形成底物的SUMO化［5］。同时RSUME调控的SUMO化过程中，缺氧环境在增强RSUME作用的同时能增强SUMO特异性蛋白酶（SUMO specific proteases，SENP）的降解，通过减少SENP的去SUMO化作用，从而增强了底物的SUMO化［6］。

SUMO的底物大部分均存在细胞核内，包括转录因子、启动子及部分调节因子，靶蛋白SUMO化后其生物学活性及其稳定性将发生改变。SUMO化首先将被E1激活，再转至E2结合酶，通过E3连接酶使SUMO羧基末端Gly与靶蛋白Lys残基通过异肽链连接，从而使靶蛋白SUMO化［7］。

RSUME的主要功能是通过调控SUMO化的作用，稳定垂体腺瘤中HIF-1α和IκB的转录和表达活性，并作用于VEGF启动子和NF-κB促进垂体腺瘤侵袭的发生。

2 RSUME与HIF-1α/VEGF信号通路

2.1 RSUME调控的HIF-1α的SUMO化

SUMO分子与泛素分子的结构相似，但却有相反的功能，泛素化可以促使蛋白质分解，SUMO化却能增强蛋白质的稳定性，使其功能增强。泛素化和SUMO化存在竞争性抑制，在缺氧的条件下诱导RSUME功能，通过增强SUMO化竞争性抑制泛素化，阻断蛋白质的泛素化-蛋白酶体降解途径增加HIF-1α的稳定性［1，8］，其中HIF-1α序列中的Lys391和Lys477是泛素化的修饰位点［9］。活性增强的HIF-1α和HIF-1β形成稳定的异二聚体，与细胞核的VEGF启动子结合［10］，影响垂体腺瘤血管的生成。

2.2 RSUME对HIF-1α/VEGF信号通路作用机制

血管的生成是垂体腺瘤生长的重要机制，VEGF是血管新生和生长的重要因子，其中VEGF的KDR受体能调控新生血管的生成［11-12］、Flk-1受体能增加血管腔化作用增加血管通透性［13-14］。通过与受体作用刺激内皮细胞分裂增殖，诱导内皮细胞产生纤维蛋白溶酶原激活物和胶原酶，使基底膜和细胞外基质降解。VEGF在垂体腺瘤的生长、浸润、转移中扮演着十分重要的作用，肿瘤中HIF-1调控VEGF的表达，HIF-1稳定性的增强将促进肿瘤细胞VEGF活性［15］。VEGF活性增强需要HIF-1的亚基HIF-1α进入细胞核与VEGF启动子特异性结合。

垂体腺瘤中HIF-1和VEGF的mRNA表达，显示了一种VEGF独立的HIF-1α介导调节的垂体腺瘤生长，实验结果表明HIF-1α/VEGF信号通路介导的垂体腺瘤侵袭性发生的机制并不完全［15］。Fuertes等［16］提出沉默RSUME会导致HIF-1α表达的抑制，减少VEGF的释放，同时也证明细胞活素IL-6和GP130家族能增加RSUME的表达，通过促进SUMO化，稳定HIF-1α的表达和转录活性，促进垂体腺瘤的侵袭的发展。Fowkes等［17］提出 RSUME 可通过 HIF-1α/VEGF信号通路增强诱导垂体腺瘤血管的生成和垂体腺瘤侵袭性的发展，但其具体的侵袭性的分子学机制尚未明确。

2.3 RSUME通过HIF-1α/VEGF信号通路对侵袭性垂体腺瘤的影响

垂体腺瘤生长、浸润和转移与新生血管形成有关，VEGF是血管生成的主要调控因子，通过与受体结合，促进新生血管的形成。VEGF的作用可不断促进内皮细胞的移动，以利于血管的形成，促进瘤细胞向血管周围不断扩散，为垂体腺瘤的侵袭创造条件［18］，但VEGF的高表达需要RSUME的SUMO化作用。侵袭性垂体腺瘤组织中RSUME表达显著增高，提示RSUME高表达与垂体腺瘤侵袭性生物学行为关系极为密切。

3 RSUME与IκB、NF-κB

3.1 RSUME调控的IκB的SUMO化

SUMO化和泛素化存在竞争性抑制，缺氧环境下RSUME表达增强，RSUME将促进SUMO化，Lys21和Lys22是IκB的泛素化的结合位点，缺氧环境下SUMO化将占主导地位，IκB的SUMO化增多。转染了RSUME的COS-7细胞，SUMO化增多，IκB的表达增加，并且IκB蛋白的稳定性也得到增强［19］，IκB水平增加是因SUMO化状态的IκB增加，SUMO化的IκB稳定性较强，难以被降解。IκB是NF-κB的抑制蛋白，I κB通常与NF-κB结合，以非活性形式处于细胞质中，而IκB的磷酸化和泛素化是其降解的关键环节，RSUME作用增强时，SUMO化将竞争性抑制磷酸化和泛素化的作用，IκB的稳定性将得到增强，NF-κB将无法发挥作用［1］。

3.2 RSUME对IκB和NF-κB复合体的作用机制

正常人的脑垂体腺细胞中NF-κB未见表达，而垂体腺瘤患者中可检测到NF-κB。活化的NF-κB具有调节垂体腺瘤DNA合成以及细胞生长作用，一旦NF-κB的活性下降或受到抑制，DNA合成和细胞生长作用就会受到抑制或下调。

IκB与NF-κB所形成的二聚体在细胞质中处于静息状态，IκB可抑制NF-κB的活化，阻止其进入细胞核发挥功能。RSUME的激活将稳定IκB的表达及转录活性，阻碍NF-κB的作用。但Ben-Neriah等［20］研究发现虽然通过增强IκB的表达可抑制NF-κB的活性，但这一抑制效果，在肿瘤最初发展的几个月内无明显作用。

3.3 RSUME通过IκB和NF-κB的复合体对侵袭性垂体腺瘤的影响

转移和组织侵入是肿瘤侵袭发展中2个关键事件，这2个关键事件的发展依赖NF-κB的基因调控，同时NF-κB作为一个重要的炎症活化因子，可通过慢性炎症反应促进垂体腺瘤侵袭性的发展，活化NF-κB能增强垂体腺瘤DNA合成以及增强细胞生长的作用。因此NF-κB的过度表达与垂体腺瘤侵袭性有着密切的关系。目前有关NF-κB与垂体腺瘤侵袭相关的生物学分子机制中存在矛盾，Ben-Neriah等［20］提出增强RSUME对NF-κB的活性抑制作用，在一定程度上可以提高垂体腺瘤治疗效果；Zhao等［21］提出NF-κB在维持细胞生死平衡方面也起着重要作用，长期过度的抑制NF-κB表达将导致机体免疫功能下降等后果，相反促进垂体腺瘤的生长。因此RSUME与IκB和NF-κB复合体的作用，及其与垂体腺瘤的发生和其侵袭性的相关性有待进一步研究。

4 展望

垂体腺瘤的侵袭性受多种因素影响，各个因素之间存在着复杂的联系。垂体腺瘤血管的发生发展，稳定垂体腺瘤侵袭的激活因子的表达和转录活性是影响垂体腺瘤生长和侵袭的重要因素。RSUME一方面通过HIF-1α/VEGF信号通路增强VEGF的活性诱导垂体腺瘤血管的发生发展，另一方面RSUME通过稳定IκB、NF-κB二聚体的活性促进垂体腺瘤侵袭性的发展。但是RSUME与垂体腺瘤侵袭性的分子学机制尚未明确。

总之，RSUME与垂体腺瘤的侵袭具有相关性，深入研究RSUME与HIF-1α/VEGF信号通路以及IκB和NF-κB复合体的分子机制，将有助于了解侵袭性垂体腺瘤的侵袭机制，为开展侵袭性垂体腺瘤新的治疗方法提供理论依据。

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