Mda-9/Syntenin在肿瘤进展中的作用研究进展

周菊兰综述 周中银审校

肿瘤的发生和进展是一个受多种因素调控的复杂病理过程，而肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移，以及血管形成等行为是肿瘤的重要特征[1]。其中对肿瘤发生和进展相关分子病理机制的研究已经成为人们认识和治疗肿瘤的前提。 Mda-9/Syntenin作为一种支架蛋白在细胞内广泛分布，并且在细胞的生理和病理过程中均发挥重要作用[2-5]。研究表明， Mda-9/Syntenin在多种肿瘤中的表达水平升高，并且其水平与肿瘤的病理级别呈正相关[6-11]。以往的研究主要集中在 Mda-9/Syntenin基于整合素信号通路在肿瘤细胞侵袭和迁移过程中的作用，最近的研究表明，在无细胞外基质(ECM)诱导的条件下， Mda -9/Syntenin仍能够促进肿瘤细胞的侵袭和迁移，并且与肿瘤细胞的增殖和血管形成相关[9-11]。基于以上研究结果，本文将综述Mda-9/Syntenin在不同信号通路中的作用，尤其是不依赖整合素的情况下对肿瘤进展所发挥的作用。

1 Mda-9/Syntenin概述

1.1 基本结构及PDZ结构域 Mda-9/Syntenin是通过减差杂交技术从黑色素瘤中克隆得到的基因，在基因组中定位于8q12，cDNA含有大约2.1kb，具有一个894bp的开放读码框，编码一条含有298个氨基酸残基的多肽链[12-13]。研究显示，Mda-9/Syntenin在大鼠、小鼠、斑马鱼和非洲蟾蜍中具有高度的同源性[5,14]。Mda-9/Syntenin包含有4个结构域：N-端结构域(aa 1-109)、PDZ-1(aa 110 -193)、PDZ-2(aa 194 -274)和C-端结构域[16-18]。这4个结构域在Mda-9/Syntenin发挥其功能的过程中具有不同作用，其中对PDZ结构域的研究相对明确，它是由80～100个氨基酸残基形成的紧密球星结构域，能够介导组装多蛋白复合物而实现其功能；N-端结构域和 C-端结构域在维持蛋白的结构稳定性方面发挥重要作用[4,15-18]。

1.2 N-端结构域和C-端结构域 研究显示， N-端结构域能够募集转录因子 SOX4和 EIF4A形成信号复合物，而该结构域酪氨酸位点磷化能够阻止Mda -9/Syntenin与受体型酪氨酸蛋白磷酶(rPTP η)CD148 相互作用[18 -19]。最近的研究显示， N-端结构域能够调节Mda -9/Syntenin与泛素的相互作用 。N-端结构域与泛素的结合使其在泛素依赖的跨膜物质的筛选中发挥重要作用[20]。与大多数和泛素蛋白相互作用的分子相比， Mda-9/Syntenin与泛素之间具有更高的亲和力[5]。N-端结构域中的LYPS保守序列能够与泛素的C-端特异位点相连，同样亦能够与经 Lys48 或 Lys63 连接的多聚泛素链相互作用[20]。这些研究表明， Mda-9/Syntenin与泛素依赖蛋白相结合能够形成泛素依赖的分子枢纽，从而通过胞吞运输实现对与 Mda-9/Syntenin相互作用的包括 Syndecan-4、GlyT2和 IR -5R 在内的多个跨膜分子调节。

Mda-9/Syntenin与泛素蛋白的相互作用有赖于其C-端的完整性和Mad-9/Syntenin二聚体，而二聚化有缺陷的突变体不能与泛素相连。由PDZ结构域介导的Mad-9/Syntenin二聚化使得二聚体能够连接2个泛素或2个泛素化蛋白，同时，Mad-9/Syntenin与泛素的连接使它能够遮盖泛素中去泛素酶的主要结合位点，进而使Mad-9/Syntenin复合物中的单泛素化伴侣能够避免去泛素化，从而实现Mad-9/Syntenin依赖的信号通路转导[20]。Ulk1是丝苏氨酸蛋白酶，在自噬和调节胞吞作用的过程中发挥作用，它能够磷酸化Mda-9/Syntenin从而实现对Mda-9/Syntenin与泛素作用的调节[18,20]。Ulk1磷酸化N-端LYPSL序列中的丝氨酸位点能够阻止Mda-9/Syntenin与泛素相互作用[20]。

越来越多的研究表明，Mda-9/Syntenin N-端结构域在细胞的运动过程中发挥重要作用，有研究显示， Mda-9/Syntenin在免疫细胞的极化和趋化过程中起关键性的作用[21-22]。在抗原呈递细胞的前缘和收缩区，Mda-9/Syntenin促进极化肌动蛋白支架的形成；Scr磷酸化 Tyr4之后， Mda-9/Syntenin促进肌动蛋白支架的形成，进而通过与肌动蛋白磷酸化酶Rho蛋白的相互作用激活小分子GTP酶[22-23]。 整合素受体和细胞因子的活化在 T细胞的迁移与极化过程中发挥着重要的作用，细胞与接触部位形成的极化区被称为 “免疫突触”[5,20-22]。

对Mda-9/Syntenin N-端结构域进一步的研究显示，Mda-9/Syntenin存在着“关闭”和“开启”2种状态，而这可能是通过磷酸化该区域的自动阻滞区域而实现的[24]。N-端缺失大于70个氨基酸的突变体能够在细胞膜部位富集，而且一个Try56位点磷酸化的模拟突变体也在细胞膜部位大量聚集，由此表明，N-端磷酸化能够消除自我阻滞而引起Mda-9/Syntenin在细胞膜的聚集[24]。

研究显示，C-端结构域在Mda-9/Syntenin实现其功能的过程中亦发挥重要作用，Perkins等[25]研究发现，C-端结构域中包含与PDZ结构域相互作用的片段。C-端缺失的突变体完全失去在细胞膜的定位功能，而含有带正电荷的氨基酸残基则有利于Mda-9/Syntenin在膜区的着位；而且模拟C-端磷酸化的突变体能够减少其在细胞膜的聚集[24]。

1.3 细胞内分布部位 研究发现， Mda-9/Syntenin与F-actin、syntenin-1、E-cadherin、α-catenin和β-catenin共存于细胞与细胞接触的部位。在成纤维细胞中，Mda-9/Syntenin定位于黏着斑和张力丝[5]。Mda-9/Syntenin亦参与肌动蛋白骨架重组的调节，其表达水平的升高可引起包括褶皱、片状伪足、微小突起和突触样结构在内的特殊性结构的形成。它与整个细胞的膜结构相联系，能够通过与磷脂酸肌醇二磷酸和磷脂酸Cγ相互作用而着位于细胞膜。Mda-9/Syntenin也定位于早期分泌通路中的结构，如内质网、中间体、顺势高尔基体等，从而促进细胞表面分子的转运[5,18]。

2 Mda-9/Syntenin基于整合素信号通路在脑胶质瘤中的作用

2.1 整合素介导的FAK活化在恶性胶质瘤增殖和迁移中的作用 整合素是细胞表面受体家族，介导细胞与细胞外基质以及细胞与细胞之间的相互作用。整合素是异源二聚体蛋白复合物，由1个α亚单位和1个β亚单位组成，属于单跨膜受体蛋白。α亚单位和β亚单位的胞外部分形成帽状结构，在细胞外基质的作用下，整合素在黏着斑部位聚集，形成多蛋白复合物，其中包括细胞骨架和整合素胞内部位的信号分子[5,16-17]。因此，整合素实现了介导细胞外基质与细胞骨架以及细胞内信号分子相互作用的功能，从而在细胞的黏附、迁移、生存、生长以及分化中发挥重要作用[8-9 ]。

FAK是整合素信号通路中最早被发现的重要结构，它属于非受体型酪氨酸激酶，主要位于黏附细胞的黏着斑部位。早期的研究显示，在黏附细胞和癌变细胞，整合素能够介导FAK活化和磷酸化,活化的FAK通过Tyr397自动磷酸化位点与含有SH2 结构域的分子相互作用，如Src和PI3K亚单位p85，进而激活下游的信号通路，促进细胞的增殖和迁移[5,15]。

研究显示，在持续增殖的黑色素细胞和低转移性黑色素瘤细胞中，c-Src和FAK处于激活状态[9]。Mda-9/Syntenin蛋白利用自身的PDZ结构域结合基序与c-Src结合，使其能够组装产生较大的c-Src-FAK复合物，从而显著提高c-Src-FAK的激活程度。Mda-9/Syntenin与c-Src结合，有利于c-Src-FAK复合物的形成，进而激活下游信号通路p38MAPK/NF-κB。在胶质细胞瘤中c-Src-FAK复合物的形成也具有类似的过程[11]。

在整合素信号通路的过程中，蛋白激酶α(PKCα)通过与Mda-9/Syntenin相互影响而发挥重要作用。抑制Mda-9/Syntenin表达能够减少基础的或是FN诱导的PKCα Thr638/641磷酸化水平，相应地阻滞PKCα可以降低Mda-9/Syntenin表达水平。无论是阻滞Mda-9/Syntenin还是PKCα都能够抑制FN诱导的Integrin-β1/FAK/c-Src信号复合物的形成，进而抑制FAK Tyr397和c-Src Try416磷酸化水平，从而影响对下游的信号分子如p38MAPK、丝裂原蛋白激酶、Cdc42和NF-κB的活化[16]。

因此，Syntenin蛋白在整合素信号通路介导肿瘤细胞迁移的过程中发挥重要作用，它可能通过与Src结合，促进Src与FAK形成较大的复合体，从而激活下游的信号通路，促进肿瘤细胞生物学行为[17]。

2.2 FAK/c-Src下游信号分子在肿瘤发展中的作用 NF-κB是FAK/c-Src下游的重要分子，它是由5个亚单位组成的同源或异源二聚体。通常情况下，NF-κB以非激活状态与IκB结合于细胞质中。在诸如肿瘤坏死因子(TNF-α)或脂多糖配体的刺激下，IκB的α亚基被其上游信号分子IKK磷酸化，进而促使其泛素化，最终被蛋白酶体降解，IκB释放出NF-κB使得NF-κB转位于细胞核。活化的NF-κB能够调控多种基因的转录，从而在细胞的生长、增殖、分化、血管形成以及侵袭和迁移中发挥重要作用[25]。除TNF-α介导的IKK激活经典途径外，PI3K/AKT信号通路激活IKK较多见于近年来的报道，认为PI3K/AKT通过激活IKK，进而激活NF-κB，以实现对细胞功能的调节[26-27]。研究表明，Ras/MAPK信号通路中，REK1/2和p-38MAPK通过激活MSK1，进而促进p65磷酸化，从而实现调控NF-κB的反式激活和染色质的修饰[27]。研究显示，NF-κB能够调控MMP-9的表达；MMP-9与整合素协同激活αVβ3，显著增强肿瘤的迁移能力；除此之外MMP-9能够裂解细胞表面的重要黏附分子CD44，促进细胞的迁移[27-28]。此外，NF-κB还能促进MMP-2的表达[11]。

研究显示，在Ⅰ型胶原蛋白的诱导下，Mda-9/Syntenin能够促进整合素连接酶(ILK)发挥其功能，形成IPP复合物，进而活化AKT，最终影响乳腺癌细胞的迁移[21]。阻滞Mda-9/Syntenin或表达ILK突变体能够显著阻遏ILK和AKT向细胞膜的易位[21]。因此，Mda-9/Syntenin可能通过不依赖PI3K/AKT信号通路的其他途径活化AKT，并最终促进肿瘤细胞的迁移。

肿瘤内血管形成是肿瘤的重要特征，Mda-9/Syntenin具有促进肿瘤血管形成的作用，p-AKT作为FAK/c-Src下游的重要信号分子，能够激活HIF-1α，而HIF-1α能够促进IGFBP的表达，进而诱导血管内皮细胞分泌VEGF，从而促进肿瘤血管的生成[29]。

3 Mda-9/Syntenin不依赖整合素信号通路在肿瘤生物学行为中的相关研究

在体外实验而无ECM诱导的条件下，Mda-9/Syntenin在肿瘤细胞的生物学行为中发挥重要作用。研究发现，在无ECM诱导的情况下，Mda-9/Syntenin能够促进小细胞肺癌细胞的增殖、侵袭和迁移；它可以通过磷酸化FAK，从而激活P38MAPK和AKT，使得SP1活化，而不是NF-κB，从而促进MMP-2和MT1-MMP表达，最后促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移[30]。在乳腺癌细胞中，Mda-9/Syntenin通过影响P21、P17和p-Rb水平而促进肿瘤细胞的增殖[31]。

亦有研究发现，在无ECM诱导的条件下，Mda-9/Syntenin能够促进尿道上皮细胞的增殖、侵袭和迁移。其可能的机制为，Mda-9/Syntenin过度表达及与c-Src(Tyr418)相结合能够激活EGFR(Tyr845)，进而激活PI3K/AKT信号通路，从而引起细胞的增殖；此外，EGFR介导的PI3K/AKT活化通过激活Wnt信号通路中的关键信号分子CTNNB1进而调控肿瘤细胞的增殖；Mda-9/Syntenin能够影响上皮间质化过程中相关分子的表达水平，进而促进肿瘤细胞的侵袭和迁移[10]。

4 结论与展望

Mda-9/Syntenin在肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移，以及肿瘤血管的形成过程中发挥重要作用，然而在不同种的肿瘤细胞中，其对肿瘤细胞生物学行为的影响及相应的分子机制不同[32-33]。Mda-9/Syntenin能够通过多种途径，经过不同的信号调节机制实现对肿瘤细胞生物学行为的影响，因此，它有可能成为肿瘤治疗潜在的分子靶点。然而，Mda-9/Syntenin在不同肿瘤中的作用机制并不相同，即使在同一种细胞中，不同信号通路之间亦相互交叉，因此，对Mda-9/Syntenin在不同肿瘤中详细而具体的分子转导机制的差异以及它在同一种肿瘤中全面而明确的分子转导机制仍有待于进一步地研究。