埃兹蛋白特性及其与肿瘤转移关系的研究进展▲

李 翡 郑 伟 严 谨 王灿灿 贺丰杰

(1 陕西中医药大学附属医院妇科，咸阳市 712000，E-mail：13595024@qq.com；2 西安市职工大学工会干部培训部，西安市 710068；3 陕西中医药大学基础医学院，咸阳市 712046)

综 述

埃兹蛋白特性及其与肿瘤转移关系的研究进展▲

李 翡1郑 伟2严 谨3王灿灿1贺丰杰1

(1 陕西中医药大学附属医院妇科，咸阳市 712000，E-mail：13595024@qq.com；2 西安市职工大学工会干部培训部，西安市 710068；3 陕西中医药大学基础医学院，咸阳市 712046)

埃兹蛋白与肿瘤转移高度相关，本文对埃兹蛋白的结构与分布、活化及调节等特性及其与肿瘤转移之间的关系进行综述，以期能对肿瘤转移的机制研究提供信息基础，进而发现新的治疗靶向，阻断肿瘤转移过程。

埃兹蛋白；肿瘤；转移；综述

转移是恶性肿瘤最主要的特征之一，这一过程涉及多种复杂的生物学变化。研究发现，超过90%的癌症患者死于肿瘤转移[1]，因此肿瘤转移成为肿瘤治疗的重点和难点。2005年有学者在两个相对独立的研究中，均发现埃兹(Ezrin)蛋白与肿瘤转移高度相关[2]。这一发现让我们对肿瘤转移又有了更进一步的了解。Ezrin蛋白是一种膜-细胞骨架连接蛋白(Ezrin-radixin-moesin，ERM)，在人类多种肿瘤组织中的表达均增强，它通过与细胞黏附分子相互作用，调节细胞-细胞和细胞-基质的黏附，参与肿瘤信号的转导途径和肿瘤细胞的吞噬作用等机制，从而影响肿瘤的发生、发展以及转移过程。本文就Ezrin蛋白的特性及其与肿瘤转移之间的关系作一综述。

1 Ezrin蛋白的结构与分布

20世纪80年代，有学者在研究小肠黏膜细胞刷状缘微绒毛细胞骨架的主要成分时，首次发现Ezrin蛋白；并随后发现Ezrin蛋白与膜突蛋白、根蛋白共同组成了紧密连接蛋白家族，即ERM[3]。ERM蛋白存在于所有多细胞动物的基因组中，在已知单细胞动物的基因组中未见表达；在脊椎动物中这3种蛋白均表达，而仅有1种蛋白表达于其他物种。ERM家族成员间具有相当高的相似性，它们均具有将质膜和肌动蛋白微丝连接起来的功能，这对于各种上皮细胞顶部结构的形成是必需的。Ezrin蛋白是ERM家族中最重要的成员，是研究EMR家族的焦点。Ezrin蛋白是细胞骨架与细胞膜之间的连接蛋白，对细胞膜区域的整合和稳定性起到结构和功能调控的作用，其参与了微绒毛的形成及细胞形态的维持、细胞运动及黏附、细胞骨架的重塑及细胞信号转导过程，且可以作为膜的有机体和连接体连接细胞膜与细胞骨架。有研究表明它与肿瘤的发生、发展以及转移的关系甚为密切，并且一直被认为是肿瘤转移的关键因子[4]。

Ezrin蛋白由VIL2编码，基因位于染色体6q25.2-q26，长约24 kb，包含13个外显子。Ezrin蛋白由586个氨基酸组成，其分子量为81 kDa。主要由3部分组成：1个高度保守的球形氨基酸末端(N端)与膜相连，结合细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule， ICAM)-1、ICAM-2、细胞表面跨膜糖蛋白(CD44)、高度糖基化的i型跨膜糖蛋白(CD43)等细胞黏附分子；中间是伸长的a-螺旋结构；此外是带正电的羧基端(C端)肌动蛋白结合区域，含有1个苏氨酸残基(Thr567)，是Ezrin蛋白磷酸化最重要的活化位点[3]。目前已知的3种激酶，包括细胞信号转导相关分子(Rho)激酶、蛋白激酶Ce、蛋白激酶Ca均可使苏氨酸残基磷酸化[5]。

Ezrin蛋白在多种类型的细胞中均呈阳性表达，但是表达量的多少与组织器官类型有关，如在肌肉、心、脑等组织中呈低表达，在骨髓、甲状腺、淋巴结、脾脏中呈中等表达，而在胃、肺、胰腺、肾、小肠等组织中呈高表达[6]。Ezrin蛋白主要分布在细胞肌动蛋白表面结构，如小肠细胞刷状缘及毛细胞硬纤毛等，这些结构一旦有缺失则会对细胞的正常功能产生影响[7]。在正常细胞中，Ezrin蛋白的主要与微绒毛形成、分裂时收缩环的形成、黏附定位等过程相关。在肿瘤细胞中，Ezrin蛋白可弥漫性分布在胞膜和胞浆。Ezrin蛋白亚细胞定位改变机制尚未阐明，其可能与磷酸化有关。亚细胞定位改变对肿瘤的发生、发展以及转移等具有非常重要的作用。

2 Ezrin蛋白的活化与调节

Ezrin蛋白在细胞内有多种存在形式，大多数均以单体的形式存在于细胞质中，其羧基端与氨基端结构域可进行分子内交联，产生一个闭合静止的构象。在这种存在形式下，Ezrin蛋白与膜蛋白以及肌动蛋白的结合位点被遮盖，需要活化成开放构象。但到目前为止，Ezrin蛋白从闭合构象转变为开放构象的具体机制尚不清楚。有研究发现，Ezrin蛋白与磷脂酞肌醇-4，5-二磷酸结合，Ezrin蛋白C端的结合区苏氨酸磷酸化，以及Ezrin蛋白N端酪氨酸磷酸化等方式均可使Ezrin蛋白活化。除了单体形式以外，细胞中还有Ezrin蛋白的二聚体以及寡聚体，同样也是失活状态[8]。

Ezrin的生理功能包括参与上皮细胞的迁移以及形态学发生、信号的传导，以及调节细胞-基质、细胞-细胞的黏附作用等。但Ezrin蛋白发挥作用需要“活化”，而其活化过程有赖于自身调节，其中包括磷酸化以及 Rho三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate，GTP)酶反馈调节。活化后Ezrin蛋白的N端与膜蛋白相连接，C端与纤维状肌动蛋白(fibros actin，F-actin)相结合，致使信号传导通路启动以及各种膜形态发生变化[9]。相关遗传学研究以及体外细胞培养实验均表明，Ezrin蛋白不仅参与形成上皮细胞顶部结构，还参与此部分细胞功能；其作用方式主要为肌动蛋白细胞骨架整合以及膜蛋白传递作用。当前的争议主要为Ezrin蛋白对膜蛋白的生理学功能调节[10]。我们推测，其对膜蛋白的调节作用可能不是单方面的，而Ezrin蛋白与膜蛋白的连接包括直接连接即黏附分子连接，以及非直接连接即与多种膜蛋白之间的相互作用，后者中有调节蛋白的介导，属于Na+-H+交换的调节因子家族。

3 Ezrin蛋白在肿瘤转移中的作用机制

恶性肿瘤的转移是一个非常复杂的过程。恶性肿瘤细胞形成转移灶需一系列紧密相连的步骤：脱离原发肿瘤灶；侵入周围组织；进入血管、淋巴管或者体腔；逃避预防离巢凋亡和免疫系统的攻击；逸出血管、淋巴管停留于靶器官上；在新的环境中增殖从而形成转移灶[11]。Ezrin蛋白作为膜-细胞骨架的连接分子，不仅在结构上起支持作用，并且参与细胞多种功能的调节，例如细胞的形态、运动、黏附、血管生成、肿瘤细胞侵袭以及转移等。Ezrin蛋白参与肿瘤转移的可能机制如下。

3.1 Ezrin蛋白参与肿瘤信号的传导 很多与肿瘤转移有关的分子都是通过对信号传递过程的影响而发挥作用的。Ezrin 作为肿瘤转移的关键因素，在细胞表面转移相关分子与细胞信号传导系统之间建立起重要的联系，从而将转移信号传导至细胞内，并进一步传至核内，参与调控肿瘤的转移[12]。Ezrin蛋白的过度表达能够破坏正常细胞内的信号传递网络平衡，主要涉及相关受体酪氨酸蛋白激酶以及Rho等传导途径。Ezrin蛋白的具体激活途径是由Rho介导的，但Ezrin 蛋白在Rho的自调节反馈通路中同样起调节作用[13]。Rho为Ezrin蛋白活性的正性调节剂，活化后的 Rho GTP酶通过激活效应激酶致使Ezrin蛋白磷酸化，同时，Ezrin蛋白对于Rho的多种功能起调节作用。Rho二磷酸鸟苷(guanosine diphosphate，GDP)为Rho活性的负调节因子，其可解离Rho GDP解离抑制因子(GDP dissociation inhibitor，GDI)，与失活状态的Rho蛋白结合从而抑制核普酸交换；而Rho GDI与Ezrin蛋白结合后可释放出失活的Rho，促使GDP转化GTP，而引起Rho活化[14]。因此，Ezrin蛋白过度表达以及Rho GDI的解离，可能使膜上的转移相关信号通过与Rho相关的信号通路得到扩大，提示与 Rho相关的细胞表面信号途径的调节异常在肿瘤转移中是非常重要的。研究还发现很多转移相关的分子参与Rho信号传导的级联反应，Ezrin蛋白的过度表达可解离 Rho GDI从而破坏了细胞信号的平衡，将c-Met或CD44受体等表面分子的促转移信号放大，以促进肿瘤发展、转移[15]。

近来有研究发现，Ezrin蛋白与Fas也存在相关性，Ezrin蛋白介导肌动蛋白细胞骨架与Fas的连接，Fas-Ezrin连接的改变将有助于肿瘤细胞抵抗细胞凋亡[16]。

3.2 Ezrin蛋白与黏附分子之间的相互作用 黏附分子是最重要的相关蛋白，细胞表面糖蛋白CD44是关键的细胞黏附分子，其可能通过促使肿瘤细胞与血管内皮细胞以及细胞外基质的黏附、肿瘤细胞骨架蛋白的聚集和分布、肿瘤细胞向基质侵袭等，从而干扰肿瘤细胞的运动和迁徙能力，多方面的复合作用可能影响肿瘤细胞转移的形成。研究结果表明，肿瘤细胞的表面有很多CD44异构体的存在，此异构体可能导致肿瘤的转移[17]。Ezrin蛋白参与细胞骨架形成，CD44作为肿瘤启动因子通过其胞浆尾部与Ezrin蛋白结合，形成一种复合物，共同参与肿瘤细胞的信号转导[18]，而此复合物对于正常或者不正常的细胞均能产生不良的影响，尤其是对肿瘤细胞的影响，能够增加肿瘤内皮细胞间的迁移、黏附，诱导细胞内信号的传递，进而导致肿瘤进展、转移。

3.3 核糖体S6激酶1(ribosomal protein S6 kinase 1，S6K1)、4E-结合蛋白1(4E-binding protein，4E-BP1)以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)等其他途径 研究显示，Ezrin蛋白的增加与恶性胶质细胞瘤的侵袭性有关[4]。Ezrin蛋白表达的强弱能够为星状细胞瘤和少突星状细胞瘤的临床分期提供可靠依据[19]。Ezrin蛋白的增加对于乳腺癌 、前列腺癌 、子宫内膜癌、骨癌的转移而言，是必不可少的因素[17，20-22]。有关研究表明，Ezrin蛋白相关肿瘤转移行为和蛋白激酶B(Akt)依赖mTOR/p70核糖体蛋白S6激酶/真核启动因子4E-BP1的途径之间具有明显的相关性。使用RNA干扰(RNA interference，RNAi)和反义核酸技术来抑制Ezrin蛋白的表达，或者通过负显性功能突变体可导致S6K1和4E-BP1表达以及磷酸化水平的降低[23]。使用MG132核糖体抑制剂从而逆转反义核酸来介导S6K1和4E-BP1的表达，但是不能影响Ezrin蛋白对S6K1和4E-BP1的磷酸化。而使用同类物细胞周期抑制剂-779和雷帕霉素以阻断mTOR途径，可致使实验性肺转移的抑制[24]。这些结果均表明，阻断mTOR、S6K1以及4E-BP1途径可能将是抑制肿瘤转移的新靶点。

4 Ezrin蛋白与肿瘤转移的体外研究

目前，关于Ezrin蛋白与肿瘤转移的体内、外研究资料仍较为局限。一些体外实验结果提示，Ezrin蛋白可能为肿瘤转移的关键因子。其中Chambers等[16]发现，Ezrin蛋白在高侵袭性鼠骨肉瘤细胞中的表达水平是低侵袭性鼠骨肉瘤细胞的3倍，通过稳定转染全长反义Ezrin蛋白来抑制蛋白表达，丝裂原活化蛋白激酶以及Akt的磷酸化活性均降低[25]。Yu等[26]将Ezrin蛋白稳定高表达水平的横纹肌肉瘤细胞株转染入裸鼠，结果显示野生型Ezrin蛋白的表达明显提高了肺转移能力；相反，将Ezrin蛋白的突变体T567A转染入高转移细胞株RMs14并且导入裸鼠，可导致肺转移能力下降约10倍[27]。Zhang等[28]发现Ezrin 蛋白的过表达与肝癌细胞的增殖、侵袭和迁移呈正相关，且Ezrin蛋白的表达下调抑制了高转移潜能细胞系的侵袭能力。卵巢组织中，Ezrin蛋白在正常的卵巢上皮组织呈低表达，而在卵巢癌组织中呈高表达，并且其高表达与不良预后相关[29-30]。

另有研究显示，Ezrin蛋白的过度表达可能有助于肿瘤的进展以及转移。其中，Chambers等[16]发现，儿童骨肉瘤中，Ezrin蛋白低表达的患者与高表达的患者相比，转移复发的风险性低80%。一项有关子宫内膜癌的研究表明，子宫内膜癌组织中的Ezrin蛋白表达明显高于正常对照组，同时发现Ezrin蛋白的定位也有不同，非肿瘤组织中Ezrin蛋白主要定位胞浆；而肿瘤组织中，胞膜及胞浆均有表达[31]。并且有转移的肿瘤细胞中，蛋白主要表达于胞膜，提示定位的改变与肿瘤的转移紧密相关。随后在有关结肠癌的研究中也同样发现蛋白定位的改变，在正常的结肠黏膜组织中Ezrin蛋白主要定位于胞膜上，而肿瘤组织中则主要定位于胞浆[32]。Ezrin蛋白在卵巢上皮性肿瘤组织中出现高表达，并且在有转移的组织中其表达水平更高[33]。Watanabe等[34]发现，Ezrin蛋白在多数前列腺癌中都有表达，并且被认为是不良的预后因素，然而有趣的是，Ezrin蛋白在良性的移行上皮以及储精囊组织中也呈高水平表达，提示可能Ezrin蛋白不仅与前列腺癌的发生、转移有关，并且在良性反应过程和正常前列腺上皮中也同样起着作用。

总之，Ezrin蛋白的过量表达已被证实与肿瘤的转移密切相关。然而，Ezrin蛋白在不同肿瘤转移中的表达不完全一致：在大多数有转移的肿瘤组织中呈高表达，但是在少数有转移的肿瘤组织中却呈低表达，例如宫颈癌[35]。此外，Tseng等[36]发现，在食管癌组织中Ezrin蛋白表达水平与肿瘤细胞增殖能力呈负相关，提示可能Ezrin蛋白在食管癌的发生、发展过程中起某种抑制作用，但是，这一结果与Tseng等[36]之前对食管癌细胞系中Ezrin蛋白表达情况的研究结果相悖。在活体内，Ezrin蛋白几乎仅表达于上皮细胞，而在体外，却几乎能表达于所有培养细胞。这说明，不同的细胞系、肿瘤组织以及活体组织中Ezrin蛋白的功能是有差异的，但是确切的机制目前尚不清楚。我们期待能在对Ezrin蛋白进一步的研究中发现肿瘤转移的新机制，进而发现新的治疗靶向，阻断肿瘤发生、发展以及转移过程，从而提高肿瘤患者生存率和生存质量。

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国家自然科学基金(81173290)；陕西省咸阳市科技计划项目(2014K04-19)；陕西中医药大学附属医院院内制剂研究课题(2014-09)

李翡(1985～)，男，硕士，讲师、主治医师，主要研究方向：子宫异常出血性疾病研究，肿瘤发生的研究。通信作者：贺丰杰(1958～)，男，本科，教授、主任医师，研究方向：子宫异常出血性疾病研究，肿瘤发生的研究，E-mail：307628088@qq.com。

R 73

A

0253-4304(2016)06-0829-04

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.06.21

2015-12-06

2016-02-21)