RAB10 与肿瘤发生发展的研究进展△

章坤综述，王小林审校

南通市肿瘤医院泌尿外科，江苏 南通 226300

GTP 结 合 蛋 白RAB10（GTP-binding protein RAB10，RAB10）是一种蛋白质编码基因，属于RAS 超家族的小GTP 酶，其主要分布于胞吐和胞吞区室并调节细胞内囊泡运输[1]，与信号转导、细胞凋亡[2]相关，影响细胞增殖、肿瘤进展。研究发现，RAB10 在肝癌[1]、胶质瘤[3]、宫颈癌[4]等多种恶性肿瘤中异常表达，且与预后不良有关。此外，RAB10 还参与调控肿瘤细胞的凋亡、增殖、迁移、侵袭及自噬过程[1-5]。本文针对RAB10 在肿瘤细胞中的生物学作用及机制，就目前研究的进展进行综述，进而为不同肿瘤的靶向治疗及研究提供新的思路。

1 RAB10 的生物学作用

RAB10基因位于人染色体2p23.3，含有200 个氨基酸，预测分子量为23 kD[6]。RAB10 参与蛋白质从早期内体到反式高尔基网络的运输，也可能在逆转录通路中起作用[7]。研究发现，RAB10 参与调节早期基底外侧和循环内体之间的运输[8]。此外，RAB10 驻留在葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）囊泡上，并且与肌球蛋白Va 协调介导GLUT4 储存于囊泡传递到质膜上，以此来促进脂肪细胞和肌肉组织吸收利用葡萄糖[9]。RAB10 还是富含亮氨酸重复激酶2（leucine rich repeat kinase 2，LRRK2）的底物，LRRK2的错义突变会导致家族性帕金森病，LRRK2 诱导RAB10 磷酸化通过阻止与膜递送和再循环所需的Rab GDP 解离抑制因子结合来抑制其功能，因此，帕金森病中异常增强的LRRK2 激酶活性可能与RAB10 的活性降低有关[10]。LRRK2 和RAB10 还在免疫系统的吞噬细胞中高度表达，降低RAB10 的表达或阻断LRRK2 介导的RAB10 磷酸化能够有效抑制C-C 趋化 因 子 受 体5（C-C motif chemokine receptor 5，CCR5）依赖性的蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）激活，二者协调巨胞饮作用来介导吞噬细胞的免疫反应[11]。

2 RAB10 在恶性肿瘤中的作用机制

2.1 作为微小RNA（microRNA，miRNA）的直接靶点

已有研究证明，miRNA 在生物学的每个方面都发挥关键的调节作用，包括病理和生理过程，尤其是在肿瘤中，其可以促进或者抑制肿瘤的发展和转移[12]。Zhang 等[2]利用在线分析软件发现RAB10基因序列与miRNA-519d 序列之间存在特异性结合区，随后用荧光素酶报告验证了RAB10是miRNA-519d 的靶基因。此外，进一步的研究还发现，miRNA-519d 通过与RAB10 结合抑制了肝癌细胞增殖并促进肝癌细胞自噬和凋亡，裸鼠实验还证明miRNA-519d能够抑制小鼠体内肿瘤的生长，说明miRNA-519d 可能是一个抑癌基因。miRNA还可以作为促癌基因发挥作用，Shen 等[13]通过PITA、microT、PicTar 和RNA22 4 个数据库筛选出了4 个可能作为miRNA-574-5p 靶基因的mRNA，根据GEPIA 数据库分析显示只有RAB10的表达在胶质瘤组织和非肿瘤组织中存在显著差异，因此，推测在胶质瘤中RAB10可能是miRNA-574-5p 的靶基因。随后进一步的实验证明，miRNA-574-5p/RAB10 轴能够促进胶质瘤的增殖。

2.2 调节腺苷酸活化蛋白激酶（AMP activated protein kinase，AMPK）信号通路

AMPK 信号通路作为能量传感器，可调节生物体和细胞代谢，包括脂肪转运。此外，AMPK 信号通路在肿瘤细胞中下调，抑制肿瘤细胞生长[14]。一项研究通过GEO 数据库获得肝癌微阵列数据集GSE49515，然后对该数据集进行了差异基因分析，筛选出了589 个差异基因。随后通过京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析出这些差异基因参与的肿瘤相关通路，发现RAB10基因与AMPK 信号通路密切相关[2]。进一步的研究发现，miRNA-519d 过表达会抑制RAB10 的表达，从而抑制AMPK 的磷酸化和雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）的表达，从而增强B 细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）和自噬相关基因5（autophagy related 5，ATG5）的表达，说明miRNA-519d 通过与RAB10 相互作用来调节肝癌的进展，从而调节AMPK 信号通路。

2.3 协调巨胞饮作用促进肿瘤细胞增殖和存活

已有研究表明，巨胞饮作用是一种内化和降解细胞外蛋白的机制，肿瘤细胞可以利用这种方式所产生的蛋白质衍生氨基酸来促进中央碳代谢，在营养缺乏的情况下维持肿瘤的生长[15]。Seguin等[16]研究发现，间充质特征的胶质母细胞瘤干细胞（glioblastoma stem cell，GSC）中的半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）表达与葡聚糖摄取实验显示的巨胞吞率呈正相关，并且经过巨胞饮作用抑制剂处理后诱导间充质GSC 中巨胞饮介导的细胞活力进一步下降，说明高Gal-3 表达与间充质亚型胶质母细胞瘤中的巨胞饮作用有关。接着对RAB10 和Gal-3 进行免疫共沉淀实验，发现两者相互作用，此外还观察到RAB10和Gal-3在间充质GSC Ge518中共定位，同时还显示出质膜上RAB10 和Gal-3 的富集。进一步的研究发现，敲低RAB10后GSC 细胞的活力降低，右旋糖酐摄取减少。以上的结论说明了Gal-3 和RAB10 相互作用促进GSC 的巨胞饮作用，为胶质瘤细胞的增殖和存活提供了条件，巨胞饮作用机制也为未来肿瘤的治疗提供了新的治疗策略。

3 RAB10 在肿瘤中的相关研究

3.1 RAB10 在肝癌中的相关研究

肝癌是全球最常见和最致命的肿瘤之一[17]，手术仍是目前早期肝癌患者首选的治疗手段，但由于患者确诊时多为晚期以及肝癌的高转移性和高复发性，其预后很差。研究表明，敲低RAB10能够抑制肝癌细胞的增殖能力，并且能够诱导肝癌细胞G0/G1期停滞，增加了肝癌细胞的凋亡水平[1]，这些结果表明RAB10 与肝癌细胞的增殖能力、细胞周期、凋亡水平密切相关。同时，该研究使用免疫组织化学染色发现RAB10 主要位于细胞质和细胞核中，其在肝癌组织中的表达水平明显高于癌旁组织，并且RAB10 的表达水平与肝癌患者肿瘤大小、病理分级和TNM 分期相关。同时，通过Kaplan-Meier 生存曲线分析发现，RAB10 高表达的肝癌患者生存率远低于低表达患者，Cox 回归分析还显示，RAB10 在肝癌细胞质中高表达是肝细胞肝癌患者根治性切除术后总生存期的独立危险因素。因此，RAB10 可视为一种新的肝癌预后标志物，为肝癌的治疗提供新的靶点。

3.2 RAB10 在胶质瘤中的相关研究

胶质瘤是一种恶性程度很高的脑肿瘤，其在世界范围内的病死率也很高，侵袭力强是肿瘤相关死亡的重要因素[18]。由于胶质瘤的侵袭性很强，所以很容易复发，也很难进行根治，因此，迫切需要找到新的治疗靶点来提高胶质瘤的治疗效果。在Zhang 等[3]的研究中，通过Western blot 和聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）法检测了正常脑组织和脑胶质瘤组织中RAB10 的表达差异，结果表明RAB10 在脑胶质瘤组织中的表达远高于正常脑组织，此外，在两个脑胶质瘤细胞系LN229和A172 中，RAB10 的表达水平也升高。同时，进行了细胞功能学实验，结果表明RAB10 可以增强脑胶质瘤细胞的增殖和侵袭能力。Shen 等[13]的研究也证明了同样的观点，即RAB10 在脑胶质瘤细胞中异常高表达，促进了脑胶质瘤细胞的增殖和侵袭，并且对RAB10进行敲低后，脑胶质瘤细胞的凋亡水平也进一步增强。这些结果提示RAB10 可能作为脑胶质瘤治疗的新靶点。

3.3 RAB10 在宫颈癌中的相关研究

宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，具有高发病率和高病死率[19]。尽管宫颈癌在早期预防和早期诊断方面已很完善，但仍有1/3 接受治疗的患者会出现复发从而危及生命[20]。Han 等[4]在先前的研究中已证实，RAB10 在宫颈癌细胞系HeLa 和CaSki 中呈现明显的高表达，并且将RAB10敲除之后，宫颈癌细胞的增殖、迁移与侵袭能力明显受到抑制，而细胞凋亡明显增加，说明RAB10是宫颈癌的一个致癌基因。

3.4 RAB10 在骨肉瘤中的相关研究

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发性骨肿瘤，目前针对骨肉瘤的治疗以新辅助化疗+手术切除原发灶+术后化疗为主[21]。由于骨肉瘤易复发和转移，所以患者经综合治疗后的生存率并不高，加之针对骨肉瘤的生物标志物尚不成熟，因此临床上迫切需要新的靶点来指导治疗。先前已有研究表明，在骨肉瘤细胞中敲低RAB10能够明显抑制细胞的生长和迁移[22]。之后Dai 等[23]通过Western blot 法检测出RAB10 在4 种骨肉瘤细胞系（Saos2、143B、MG63 和U2OS）中表达升高，并且RAB10 在骨肉瘤组织中的表达远高于非肿瘤性骨组织。同时，Kaplan-Meier 生存曲线表明，RAB10 阳性表达的骨肉瘤患者生存时间明显缩短，此外，临床分析还显示RAB10 的表达与肺转移以及TNM 分期呈明显正相关。这些结果提示RAB10 可能参与骨肉瘤的进展并与骨肉瘤患者的预后有一定的相关性。

3.5 RAB10 在食管癌中的相关研究

食管癌是一种病死率较高的恶性肿瘤，预后常较差[24]。尽管食管癌在诊断和治疗上取得了进展，但食管癌患者的5 年总生存率仍然＜20%[25]。因此，确定食管癌的新型生物标志物和治疗靶点十分重要。Ding 等[26]在食管癌细胞中通过敲低RAB10抑制了食管癌细胞的迁移和侵袭，敲低后caspase 3、caspase 9 水平增加，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）2、MMP9 水平显著降低。之后Zhou 和Huang[27]的研究也证实了这一观点。上述结论表明RAB10 促进了食管癌的进展，但其在食管癌中的功能和潜在分子机制仍有待充分阐明。

3.6 RAB10 在卵巢癌中的相关研究

卵巢癌是妇科常见的恶性肿瘤之一，其病死率在中国女性肿瘤中居第三位，由于早期卵巢癌缺乏特异性的症状，所以在确诊时多为晚期，5 年生存率不足30%[28]。研究发现，RAB10 在卵巢癌组织中表达水平升高，并且RAB10 在两种卵巢癌细胞株（SKOV3 和OVCAR）中的表达明显上调[29]。此外，敲低RAB10抑制了卵巢癌细胞的迁移能力。上述研究揭示了RAB10 在卵巢癌中是一种致病的、新颖的调节因子。这一发现可能为未来卵巢癌的治疗开辟新的途径。

3.7 RAB10 在胃癌中的相关研究

胃癌的病死率居全球第三位[30]，由于确诊时多已为晚期或发生远处转移，胃癌患者的总生存期为10～12 个 月。Wei 等[31]发 现RAB10 在 胃 癌 细 胞系中（BGC823 和SCG7901）异常高表达，并且其在转移性胃癌组织中的表达高于局限性胃癌组织。此外，过表达RAB10 能够增强胃癌细胞的增殖和迁移能力，抑制其凋亡水平。Wen 等[32]在治疗1 例胃癌患者时发现，其胃癌组织中检测到频率为15.23%的RAB10-间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）融合和频率为16.0%的ALK扩增。此外还进行了免疫组化和荧光原位杂交实验证实了这一突变。ALK 是膜结合受体酪氨酸激酶之一，由细胞外配体结合域、单个跨膜域和细胞质酪氨酸激酶域组成。不同的ALK基因突变已在几种类型的肿瘤中被报道，尤其是在非小细胞肺癌中。但ALK突变在胃癌中的报道则十分少见，此次更是首次发现胃癌患者体内RAB10-ALK基因融合，这为今后胃癌的治疗提供了新的思路。

4 RAB10 在细胞自噬过程中的作用

自噬是一种进化上保守的分解代谢过程，通过将大分子蛋白质、受损细胞器以及病原体运送到溶酶体，并在溶酶体中水解成氨基酸、脂肪酸、糖和ATP，从而维持细胞在应激状态下的新陈代谢和存活[5]。有研究表明，当肿瘤发展到晚期时，自噬会使肿瘤细胞具有自我保护和自我防御的特点，从而维持功能性线粒体，减少DNA 损伤，增强肿瘤细胞对应激状况（放化疗、缺氧、营养缺乏）的耐受性[33]。因此，肿瘤能在应激状态下维持自身的生长和代谢并进一步发展，最后对治疗药物产生耐药性。有研究通过内源性蛋白质的免疫荧光检测观察到RAB10 在脂滴（lipid drop，LD）上的定位，通过超分辨率显微镜观察到RAB10 和LD 相关。用MTOR 抑制剂处理后的细胞在LD 附近含有更多的RAB10 阳性结构，并且自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤治疗消除了营养缺乏诱导的荧光标记的RAB10在LD 附近的积累，这些结果表明RAB10 可以在自噬刺激条件下被激活。最后还检测出LD 上的RAB10 和自噬标志物共定位，说明RAB10 阳性LD 相关结构代表新生的自噬细胞器[34]。Palmisano等[35]研究发现，RAB10 促进自噬通量和ATG5 的定位。此外，还有研究发现，过表达RAB10能够减轻LRRK2突变体成纤维细胞中的线粒体自噬缺陷，还改善了线粒体膜电位并减轻了线粒体活性氧的产生，通过HSPD1免疫细胞化学和活体mito-Keima成像显示，敲低RAB10损害了缬氨霉素诱导的线粒体自噬[36]。以上的研究结论说明RAB10 参与细胞的内吞过程并且与细胞自噬密切相关，这为今后研究肿瘤耐药性的自噬机制提供了新的思路。

5 小结

上述研究表明，RAB10 在多种恶性肿瘤中高表达，并通过多种机制调节肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭和自噬等过程，对肿瘤的发生发展起着重要作用。目前还有很多肿瘤中RAB10 的作用尚不明确，在已知具有一定作用的肿瘤中发生作用的具体机制也尚未完善。因此，进一步展开RAB10 的多中心大样本研究，探讨其作为生物标志物或治疗靶点的临床价值，对实现肿瘤精准治疗有重要意义。随着人们对RAB10 促肿瘤机制研究的不断深入，RAB10 会为恶性肿瘤的发病机制和临床治疗研究开辟新的思路和领域。