CIN85在细胞生理病理活动中作用的研究进展

滑晓阳，张曙光

(中国医科大学附属第一医院，沈阳110001)

CIN85在细胞生理病理活动中作用的研究进展

滑晓阳，张曙光

(中国医科大学附属第一医院，沈阳110001)

CIN85是信号接头蛋白家族中的一员，与细胞的各种生理及病理活动相关。CIN85通过其氨基端代表性的SH3结构域与其他蛋白质相互作用，参与控制某些特定细胞的信号转导；参与细胞内吞及囊泡运输，并与其他多种蛋白相互作用介导受体酪氨酸激酶的信号传导；通过不同方式促进恶性肿瘤的发生及癌细胞的迁移、侵袭，并参与其他细胞凋亡过程。因CIN85主要通过N端SH3结构域与其他蛋白相互作用而发挥功能，所以SH3结构域可能成为抗肿瘤治疗最有潜力的靶点。

接头蛋白；SH3结构域；细胞内吞；囊泡运输；受体酪氨酸激酶；恶性肿瘤

接头蛋白是指具有蛋白质与蛋白质或蛋白质与脂类相互作用的结构域，但不具有酶活性的一类蛋白质[1]。SH2或SH3结构域是信号接头蛋白的代表结构[2]。接头蛋白存在于细胞膜或细胞内，其在决定细胞信号传导的激活与关闭以及各类信号转导分子的时空整合起重要作用，决定细胞生长、分化、迁移和凋亡[3]。CIN85与CMS构成接头蛋白家族，二者在结构序列上保持高度一致。CIN85通过募集并整合各种蛋白分子，形成各类复合物，参与控制某些特定细胞的信号转导，包括T细胞的活化、肾小球的滤过、神经细胞的凋亡等。更重要的是CIN85参与细胞的内吞过程、细胞骨架的构成，并与其他多种蛋白相互作用介导受体酪氨酸激酶(RTKs)的信号传导[4]。本文对CIN85在细胞生理病理活动中作用的研究进展作一综述。

1 CIN85概述

CIN85基因位于人X染色体远端[5]，最早被称为Ruk、SETA、SH3KBP1。后因该基因第1次被克隆时使用CIN85命名，之后的研究者均采用该命名[6]。同家族的CMS位于人的第6号染色体，是利用其与p130Cas的相互作用从人的胎盘中克隆而得[7]，也有人称之为CD2AP或METS-1。CIN85与CMS在基因序列与结构上有着高度的相似性。研究发现，二者存在功能性竞争关系。Nagai等[8]研究证明，CIN85可以损害足细胞足突的完整性，从而产生严重的水肿和蛋白尿，而CMS则可以保护足细胞的完整性。

CIN85通过其氨基端代表性的SH3结构域与其他各个蛋白质相互作用，典型的结合方式为SH3结构域识别含有脯氨酸富集区PXXXP结构的蛋白质并与其相互联系。另外CIN85脯氨酸富集区及尾端螺旋结构也为某些蛋白质提供了相互作用的结合位点[9]。目前研究发现，与接头蛋白CIN85的SH3结构域直接或间接产生相互作用的蛋白质有100多种[10,11]，主要分为以下四类：含有脂质相互作用区域的蛋白质，如ARAP1和ASAP1；含有可以结合核酸区域的蛋白质，如突触小泡磷酸酶1和2；只含有蛋白相互作用区域的蛋白质；某些含有酶活性的蛋白质，如E3泛素连接酶及蛋白激酶。其中第三类占比最大。随着研究不断深入，越来越多新的相互作用蛋白被发现。与CIN85相互作用的蛋白数量及种类多，提示CIN85功能具有多样性。

2 CIN85在细胞生理病理活动中的作用

2.1 参与细胞内吞及囊泡运输 RTKs介导的信号传导在细胞生长过程及其生理活动中起至关重要作用，然而RTKs的畸形活性也是细胞产生病理改变的重要途径[12]。因此对RTKs的负性调控是维持细胞正常工作的必要机制。CIN85调控的RTKs主要有表皮生长因子受体(EGFR)、血小板源生长因子受体、肝细胞生长因子受体、干细胞因子受体[13,14]。其中有关EGFR相关通路的研究最多，机制也较为明确。EGFR在表皮生长因子的激活下发生磷酸化，E3泛素连接酶cbl或cbl-b与其磷酸酪氨酸结构域结合并使其泛素化，同时cbl在泛素化过程中自身被磷酸化，磷酸化的cbl募集CIN85并通过C端与SH3结构域结合。而CIN85的脯氨酸富集区与吞蛋白(endophilin)的SH3结构域组合成型，形成cbl-CIN85-endophilin复合物。endophilin是网格蛋白有被小泡的调节成分，在EGFR内吞作用的早期可使质膜发生弯曲内陷，从而形成内吞体。在内吞体中EGFR被标记和分类，参与再循环或运输至溶酶体内被降解。

CIN85参与有被囊泡的合成及运输，尤其在无网格蛋白的膜运输部分和包被蛋白I包被的囊泡中其含量非常丰富。CIN85通过募集相关蛋白来完成包被囊泡的形成和晚期的分裂[4,15]。但越来越多的研究发现，恶性肿瘤细胞中具有酪氨酸激酶活性的受体(包括EGFR)，虽然肿瘤细胞中CIN85表达高于正常细胞，但受体疑似逃脱了这种负性调控机制。而且Ahmad等[16]利用不表达内体异构体的小鼠胚胎干细胞，完全敲除其cbl家族成员及高效率地敲除CIN85，证明cbl泛素连接酶家族及CIN85对EGFR的内吞并不起主要作用。其机制可能是异常表达的CIN85增加了EGFR的再循环。Yakymovych等[17]的研究支持该结论。

2.2 促进癌细胞的迁移和侵袭 越来越多的研究表明，CIN85可通过不同方式促进恶性肿瘤的发生及癌细胞的迁移、侵袭。CIN85及其相互作用蛋白主要位于细胞膜(包括细胞器膜)和细胞骨架水平，参与细胞膜和细胞骨架的重塑。这是CIN85促进恶性肿瘤发生的重要基础。在星形胶质瘤的研究中发现CIN85的异构体SETA，并证实其与p53星形胶质细胞成瘤相关[18]，但未说明CIN85的异常表达是否直接导致了星形胶质细胞的恶变。

CIN85可直接促进癌细胞的侵袭和转移。Nam等[19]首先证实，CIN85是乳腺癌细胞伪足的关键成分。伪足是富含肌动蛋白的细胞膜凸起结构，与细胞的恶性行为直接相关[20]。CIN85与ASAP1、AMAP1共同构成侵袭性癌细胞伪足的核心成分，调节局部黏附和跨膜运输。这种伪足只存在于侵袭性癌细胞中，可使细胞具有侵袭细胞外基质和周围组织的能力。体外实验证明，干扰CIN85/Cbl/ASAP1/AMAP1复合物中任一成分的表达都可以有效降低乳腺癌细胞的侵袭能力。然而，CIN85/Cbl泛素化ASAP1/AMAP1在诱导伪足形成过程中的确切机制仍不清楚；而且ASAP1/AMAP1突变细胞中仍然有伪足的形成。这说明CIN85参与侵袭性伪足的形成不依赖ASAP1/AMAP1复合物。Cascio等[21]研究发现，CIN85-MUC1以复合物形式共同存在于乳腺癌细胞的伪足结构中；又进一步在结肠癌中证实Cbl也是该复合物中的一个关键成分，它们共同促进结肠癌的侵袭和转移。CIN85与部分相互作用的蛋白共同存在于这种侵袭性伪足结构中。该部分蛋白包括N-WASP，是细胞膜上arp2/3介导的肌动蛋白成核和延长的调节蛋白[22]；发动蛋白Ⅱ，可促进微管形成和细胞膜分裂[22]。侵袭性伪足中这两种蛋白与CIN85的具体作用机制仍有待进一步研究。另外，有研究指出CIN85可通过快速发育生长因子同源蛋白2直接与原癌基因H-ras联系[23]。

2.3 参与其他细胞凋亡过程 CIN85参与的其他细胞过程主要包括促进细胞凋亡，影响局部黏附，参与细胞分化与细胞周期等[22]。CIN85参与细胞凋亡过程。体外实验证明，CIN85可抑制PI-3激酶的活性，通过脯氨酸富集区与p85调节亚基结合。PI-3激酶通路是细胞存活的重要信号通路。Gout等[24]研究显示，外周神经细胞高表达CIN85后，PI3K-PKB通路受到抑制，促进细胞凋亡。CIN85与凋亡相关蛋白2(ALG2)、凋亡调节蛋白组成复合体，调节胶质细胞凋亡[25]。由此可知，CIN85可能是控制细胞凋亡的一个重要蛋白，但需要更多研究加以证明。

研究发现，胞质分裂相关蛋白(anillin、MgcRacGAP、MKLP-1、PRC1)是细胞分裂期间中心轴和肌动球蛋白收缩环形成的核心成分，一些胞质分裂相关蛋白可与CIN85的SH3结构域相互作用[26]。目前对于CIN85参与细胞分化与细胞周期的研究还非常有限，这可能为将来的研究提供新的方向。

2.4 作为抗肿瘤治疗的分子靶点 CIN85可促进恶性肿瘤细胞的迁移和侵袭。因CIN85主要通过其N端SH3结构域与其他蛋白相互作用而发挥相应功能，所以SH3结构域可能成为最有潜力的治疗靶点[27]。应用可渗透细胞膜的肽配体或其他小分子来封闭CIN85的SH3结构域原则上可以作为研发新抗肿瘤药物的基础。Nam等[19]在体外应用可以渗透细胞膜的SH3肽配体成功地降低了乳腺癌细胞的侵袭能力。Hashimoto等[28]在体内外均应用相似的以ASAP1/AMAP1和SH3为靶点的肽配体，成功抑制了乳腺癌的侵袭和转移，且未发生明显不良反应。使用赖氨酰氧化酶前体肽抑制CIN85的SH3结构域可降低乳腺癌细胞对周围基质的降解，减弱其侵袭和转移能力。但因SH3结构域的特异性不是很高，所以针对CIN85的SH3结构域可能需要识别共同序列。

接头蛋白CIN85广泛参与了体内的各种生理活动，其在不同部位的异常表达所产生的病理结果也不尽相同。CIN85尤其在细胞囊泡运输、膜转运及各种癌细胞的侵袭、迁移中发挥了非常重要的作用，同时也参与了细胞分化、细胞周期与细胞凋亡等过程。CIN85促进癌细胞侵袭和转移的具体机制以及其能否作为抗肿瘤治疗新的分子靶点已经成为一个非常值得研究的问题。

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