Rab27在消化系统肿瘤中的研究进展*

李庆艳 曾志艳 肖文华② 关娜

作者单位：①中国人民解放军总医院第四医学中心肿瘤内科（北京市100048）；②中国人民解放军总医院第五医学中心肿瘤内科

恶性肿瘤是全球疾病死亡的主要原因之一[1]。近年来，消化系统恶性肿瘤的发病率日益升高，已经成为严重威胁人类健康的公共卫生问题。恶性肿瘤的发生是一个多因素、多步骤的过程。因此，更好地了解癌症的发生和发展机制对癌症的预防、诊断和治疗至关重要。目前大量证据已表明，囊泡运输，包括细胞外微囊的释放，在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。Rab27 作为Rab 家族中的一类Ras 小GTPase[2]，被证明在人类多种肿瘤的发生发展中起着重要作用。探讨Rab27 与肿瘤发生与发展的关系，分析Rab27 的表达与患者临床病理特征和预后的相关性，有助于开发有效药物，指导肿瘤治疗及预后。本文讨论了Rab27的结构和功能及其在消化系统恶性肿瘤中的作用，旨在为消化系统肿瘤的诊断和治疗提供理论依据。

1 Rab27 的结构、功能和作用

1.1 Rab27 的结构、功能

Rab 蛋白包括70 多种亚型，几乎存在于所有的真核细胞中，构成了Ras 相关GTPase 超家族的最大亚家族。Rab 蛋白的进化在物种中相对保守，仅保持了55%～75%的同源性，Rab 蛋白编码基因中的突变和或其蛋白产物的翻译后修饰会破坏细胞囊泡运输网络，从而调节致瘤潜力，导致细胞发生迁移和侵袭行

为[3]。Rab27 基因包括同源基因Rab27A 和Rab27B，所编码的蛋白有71%的同源性，均是调节囊泡运输的重要分子，两者通过充当分子开关来控制囊泡的运输，在GTP 结合的活性形式和GDP 结合的非活性形式之间摆动。虽然两者之间的同源性高达71%，但即使在相同的细胞类型中，这两种亚型也均会显示出不同的功能[4]。Rab27A 广泛表达在黑素细胞、细胞毒性T 淋巴细胞以及各种分泌细胞中，包括内分泌细胞、外分泌细胞、卵巢细胞和造血细胞等，其功能主要是保持上述细胞内小囊泡的正常运输和释放，在Rab27A 基因失活性胚系突变中，由于Rab27A 功能丧失，黑色素细胞不能有效地运输和释放含有黑色素的小囊泡，从而导致皮肤和毛发色素稀释的白化病；细胞毒性T 淋巴细胞不能有效释放胞内有毒颗粒而导致遗传性免疫缺陷性疾病，即2 型Griscelli 综合征。Rab27B 则在血小板、胰腺、胃、大肠和膀胱中的表达水平较高，与其功能和作用相关的研究相对较少。Rab27A 和Rab27B 的生物学作用对维持细胞正常的生理功能至关重要，Rab27 异常表达可能导致癌症发展，其致癌作用可能是由于Rab27 能够调节细胞的外泌体分泌，调节肿瘤细胞的功能和肿瘤微环境，改变细胞内microRNA 和细胞信号分子水平。近年来，关于Rab27 与肿瘤关系的研究报道逐渐增多，其已被证实在肿瘤的发生发展中具有重要作用。

1.2 Rab27 调节外泌体的分泌

外泌体是多囊泡小体（multivesicular body，MVB）与质膜（plasma membrane，PM）融合后从细胞释放的直径为50～150 nm 的双层膜囊泡结构，由多种良性和恶性细胞分泌[5]，在细胞间通信及其他许多生物学过程中发挥重要作用。外泌体已被证实与各种癌症的侵袭和进展以及耐药有关[6]，癌细胞通过外泌体与外界沟通，将蛋白质运送到细胞表面并释放生长因子和细胞因子，导致肿瘤侵袭性生长。近期有研究表明[7]，外泌体可以介导细胞间的通信，并促进肿瘤发生、肿瘤免疫逃逸和转移。一项关于HeLa 细胞分泌外泌体的研究阐明，Rab27A 和Rab27B在MVB 与质膜的对接中具有共同的功能，但两个亚型在外泌体途径中具有不同的作用，Rab27A 可能需要MVB 对接和融合于PM，而Rab27B 可以链接到MVB 向外指向的马达蛋白。Rab27 的亚型Rab27A 是一种小型GTP 酶，通过介导质膜上的多囊泡内体对接来调节外泌体的分泌。同时，另一亚型Rab27B 具有多效性，参与MVB大小调节，也参与这些囊泡向富含肌动蛋白的细胞皮层的转移。有研究表明[4]，Rab27A 和Rab27B 可以调节许多细胞的外泌体分泌，包括树突状细胞、黑素瘤细胞、肺癌细胞、乳腺癌细胞、宫颈癌细胞和膀胱癌细胞等。综上所述，外泌体能够促使肿瘤发生恶化，而Rab27 能够调节外泌体的分泌。因此，干预Rab27可以达到抑制肿瘤恶化的目的。

1.3 Rab27 与肿瘤免疫

近年来，肿瘤免疫治疗在肿瘤治疗领域备受关注，与传统化疗相比，免疫治疗主要是通过利用肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）内或外的免疫细胞来专门识别和攻击癌细胞[8]。细胞外囊泡（extracelluar vesicles，EVs）由包括免疫细胞在内的多种细胞分泌，免疫细胞衍生的EVs 具有免疫调节特性，可通过调节免疫系统的不同方面来增强或抑制免疫活动[9]。Zhang 等[10]研究发现来源于B 细胞的CD19 阳性细胞外囊泡可通过CD39 和CD73 囊泡结合蛋白将化疗后肿瘤细胞的ATP 水解成腺苷，从而抑制CD8+T细胞的反应。该研究表明缺氧诱导因子-1a（HIF-1a）可通过上调Rab27A 的表达促进B 细胞CD19 阳性细胞外囊泡的生成，从而抑制化疗药物的抗肿瘤作用。该研究还证实，iEBVs-Rab27A siRNA 特异性能够下调Rab27A 在B 细胞中的表达，从而减少EVs 的产生，增强化疗和CD8+T 细胞应答的抗肿瘤作用。因此，化疗联合使用iEBVs-Rab27A siRNA 可能会是未来肿瘤治疗的策略之一。

2 Rab27在消化系统肿瘤中的作用

2.1 Rab27 与肝癌

在过去的几十年中，手术已成为肝癌的主要治疗方法，肿瘤标志物［血清癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA)、甲胎蛋白（alpha-fetoprotein，AFP）等］对肝癌的诊断及术后监测有一定的临床意义，但敏感性和特异性均不高。因此，亟需寻求新型的生物学标志物。Dong 等[11]早期研究结果显示，Rab27A 在癌组织中的表达水平高于癌旁正常组织，而Rab27B 的表达情况与之相反。通过分析患者资料可知，Rab27A或Rab27B 阳性表达的肿瘤患者比阴性表达者总生存率明显降低，由此推测Rab27 可作为肝癌患者有价值的预后指标。大多数学者认为Rab27A 或Rab27B 在肝癌中起着癌基因样作用。持续感染HCV 最终可能导致肝癌，有研究显示[12]，低丰度的Rab27A 的可以降低病毒感染细胞中丙型肝炎病毒（HCV）RNA 和蛋白丰度，Rab27A 可能通过一种涉及肝脏特异性microRNA（miR-122）的机制来增强病毒RNA 复制。另一项研究发现[13]，肝癌患者血清中的Rab27B 水平明显高于健康者和慢性乙肝患者，该研究提示在肝癌细胞中，随着Rab27B 表达水平升高，细胞外释放的细胞因子的升高可能会激活PI3K/AKT 通路和下调P21，从而促进肝癌细胞的增殖。由此推测，血清Rab27B 可能在预测肝癌进展和预后方面具有重要意义。研究数据表明[14]，Rab27B 在5-氟尿嘧啶处理的耐药细胞中呈浓度依赖性过表达，可以增强肝癌细胞耐药性，还可通过促进外泌体的释放来降低肝癌细胞中的药物浓度。在体内，敲低Rab27B 基因降低了人类肝癌细胞的化疗耐药性，提高了化疗药物的治疗效果。Chen 等[15]研究指出，人肝癌来源的外泌体可通过MAPK/ERK信号通路介导上皮-间充质转化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT），促进亲代高转移性肝癌细胞的迁移、趋化和侵袭，从而增强肝癌的恶性程度，敲低Rab27A 抑制了人肝癌细胞来源的外泌体的分泌，表明Rab27A 可能是肝细胞癌患者有希望的治疗和预后靶点。李佳树等[16]通过分析比较敲减Rab27B 前后肝癌细胞的蛋白表达差异，证实Rab27B 不但对肿瘤细胞的外泌体分泌具有影响，而且能使与细胞增殖和迁移等相关的8 个信号通路中的26 种蛋白的表达发生变化，揭示了Rab27B 对肿瘤细胞增殖和迁移能力具有调控作用。

2.2 Rab27 与胰腺癌

胰腺癌早期没有典型的症状或体征，是一种诊断和治疗都较为困难的消化道恶性肿瘤。部分研究表明Rab27A 或Rab27B 能够促进胰腺癌的发展，Wang 等[17]应用组织芯片免疫组织化学技术检测了265 个胰腺组织中Rab27A 和TP53 的蛋白表达量后发现，与正常和良性组织相比，癌组织中的Rab27A和TP53 蛋白表达明显更高，Rab27A 和TP53 蛋白的高表达与肿瘤的分期和血管的浸润密切相关，生存分析表明该类患者总生存期较差。Zhao 等[18]用相同的方法检测了260 个胰腺组织中Rab27B 和P53 蛋白的表达情况，发现高表达的Rab27B 和P53 蛋白与血管侵袭和远处转移相关，此外该研究还发现两者在胰腺导管腺癌中的表达显著相关，但P53 是否直接或间接支持Rab27B 的表达或活性还需要进一步的机制研究。Li 等[19]进行的一项研究指出，敲除Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌细胞中的表达能显著提高胰腺癌细胞对顺铂的敏感性和抑制胰腺癌细胞的增殖和侵袭能力，由此推测Rab27A 和Rab27B 可能是新的胰腺癌治疗靶点，联合靶向Rab27A 或Rab27B 治疗或许能更有效地改善胰腺癌患者的预后。Binenbaum 等[20]揭示了外泌体在肿瘤相关巨噬细胞(TAM)和癌细胞之间穿梭的miRNAs 可以介导胰腺癌化疗耐药性。该研究发现Rab27A/B 基因敲除小鼠分泌的外泌体较野生型小鼠更少，对化疗的肿瘤应答明也优于后者，这表明Rab27A/B 可能在胰腺癌耐药中具有促进作用。一项研究[21]证明Rab27A 在胰腺癌转移倾向中起双重作用。该研究者首先通过胰腺癌体内模型发现，敲除Rab27A 对体内癌细胞生长没有影响，但可导致脾脏、肝脏和肺等远端器官骨髓细胞亚群的扩张，从而能够部分抑制肿瘤细胞的转移能力。此外，通过基因表达分析发现，Rab27A 的下调可增加EMT 途径中相关基因的表达，增加了肿瘤细胞的侵袭性。截至目前，关于Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌中的具体作用还有待进一步研究证实。

2.3 Rab27 与胃癌

胃癌是全球第五大常见的癌症类型，也是癌症死亡的第三大原因[22]。多数学者认为Rab27A 或Rab-27B 在胃癌中表现为抑癌基因样作用。有研究[23]通过构建Rab27A 过表达稳定细胞株和功能学实验等，证明过表达Rab27A 并不影响胃癌细胞系BGC823细胞的增殖能力，但可以抑制BGC823 细胞的迁移和侵袭，表明Rab27A 在胃癌细胞中可能作为抑癌基因，从而延缓肿瘤进展，对患者的预后起到积极作用。另一项研究发现[24]，miR-182-5p 在胃癌组织和胃癌细胞中过表达，Rab27A 在胃癌组织中低表达，证实两者之间存在负调控关系，miR-182-5p 可以通过抑制Rab27A 的表达促进胃癌的发展，并指出Rab27A 可能是胃癌的治疗和预后的新靶标。李琪儿等[25]运用实时定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）技术检测发现Rab27B mRNA 在胃癌及癌前病变组织中均呈低表达，提示Rab27B 有可能成为胃癌筛查和早期诊断的新型标志物。李小山等[26]通过细胞实验指出过表达Rab27B 可以抑制人胃癌细胞系MKN-45 细胞增殖，并且可以通过影响线粒体凋亡通路上的Bax 和Bcl-2 蛋白而促进MKN-45 细胞凋亡，这为抗胃癌治疗的生物或药物疗法提供了新的选择。

2.4 Rab27 与结直肠癌

近年来，结直肠癌的发生率在中国不同地区有程度不等的增加趋势，早期诊断对其治疗和预后具有重大意义。有学者认为高表达Rab27A 表明结直肠癌预后良好，Dong 等[27]通过多种实验方法分析了6 例结直肠癌细胞系和406 例原发肿瘤标本中Rab27A 和Rab27B 的表达情况，证实Rab27A 和Rab27B 是结直肠癌的保护因子，尤其是Rab27A 的表达与肿瘤进展密切相关。生存分析显示，Rab27A阴性表达患者总生存期明显低于Rab27A 阳性表达患者，提示Rab27A可能是结直肠癌的重要预后指标。Shi 等[28]进一步支持了以上观点，该研究对18 例新鲜结直肠癌组织标本进行实时聚合酶链反应，对112 例结直肠癌患者进行免疫组织化学分析，研究结果同样表明高表达Rab27A 提示结直肠癌患者预后良好。因此，本研究推测开发Rab27A/B 特异性抑制剂可以为新的癌症预防方法提供思路。但是也有学者认为Rab27A 或Rab27B 在结肠癌中表现为癌基因样作用。一项机制分析研究显示[29]，在结肠癌细胞中，miR-582-5p 与Rab27A 存在负调控的靶向关系，过表达Rab27A 可明显减弱miR-582-5p 对结肠癌细胞生长、侵袭的抑制作用，这可能为结直肠癌患者提供了新的治疗策略。既往有报道[30]证明了Rab27B 在结直肠癌组织中的表达量较癌旁正常组织高，分析结直肠癌组织中Rab27B 表达与其临床病理特征的关系发现，高表达的Rab27B 与结直肠癌的侵袭表型密切相关。生存分析显示，Rab27B 高表达的患者总生存率明显降低，Rab27B 可能被用作阳性淋巴结转移和不良预后有价值的预测指标，但这需要进一步的研究证实。

3 结语与展望

综上所述，Rab27在多种癌组织中的表达较正常组织增高，且多数促进了肿瘤的发生发展。因此，Rab27 抑制剂可能是一种早期和有前途的癌症治疗方法，通过抑制Rab27 效应蛋白的相互作用，可以阻断后续可能调节癌细胞侵袭和增殖的信号通路[31]。尽管Rab27 的作用在多种消化系肿瘤中逐渐得以验证，且其功能研究在一定程度上取得进展，但其在不同肿瘤中具体的作用机制尚未明确。如前文中提到的Rab27在肝癌、胰腺癌中表现为癌基因样作用，但在胃肠癌中可以表现为抑癌基因样作用，对于这种矛盾现象，具体原因尚未确定，可能是Rab27A 及Rab27B在肝胆、胰腺癌与胃癌、结直肠癌中可能存在不同的分子调节机制。Rab27在肿瘤中的作用仍处于探索阶段，要充分了解Rab27在不同肿瘤发生发展中的作用，还需要进行大量的实验验证。期待Rab27 可以为肿瘤的分子诊断和基因治疗提供新的靶点，为抑制肿瘤进展提供潜在策略及方向。