孙程妍,杭晓朦,程凯,陈政华,马维昌,李文杰
滨州医学院烟台附属医院甲状腺乳腺外科,山东烟台 264100
恶性肿瘤是威胁人类健康的主要疾病,其复发转移仍是困扰临床医生的主要难题[1]。随着精准医学的发展,寻找恶性肿瘤新的分子标志物以及治疗靶点,避免肿瘤的复发、转移则显得尤为重要。RET指样蛋白3(RFPL-3)作为RET 指样蛋白(RFPL)家族的主要成员,在调节细胞的生长和分化中具有重要作用。研究显示,RFPL-3同源的RFP 蛋白存在于不同的细胞质、细胞核,并通过ERK 信号转导通路参与细胞周期的调控[2-3]。与此同时,RFPL-3可提高1 型人免疫缺陷病毒(HIV-1)的预整合复合物(PIC)的整合活性[4]。值得注意的是,RFPL-3 在不同恶性肿瘤中的表达有差异,其在乳腺癌、肺癌、甲状腺癌中呈高表达,而在睾丸生殖细胞肿瘤中呈低表达[5]。因此,RFPL-3 可能在不同肿瘤中所发挥的作用不同。本文对RFPL-3 在乳腺癌、肺癌、睾丸生殖细胞肿瘤(TGCT)、甲状腺癌发生发展中的作用作一综述,为治疗恶性肿瘤的新靶点研究提供依据。
乳腺癌是严重威胁女性健康的一种疾病,RFPL-3 在正常乳腺组织及乳腺癌组织内均呈高表达,提示其在乳腺癌的发病中扮演重要角色。研究显示,RFPL-3 可以与CREB 结合蛋白(CBP)协同促进脂肪干细胞(ASCs)诱导的乳腺癌细胞增殖,其机制是ASCs 分泌的干细胞因子(SCF)可触发乳腺癌细胞中MEK/ERK 通路的激活,导致转录共激活因子CBP 的核募集,随后通过乙酰化组蛋白与RFPL-3协同促进人端粒逆转录酶基因(hTERT)转录和端粒酶活性上调,从而诱导恶性肿瘤细胞增殖[7-10]。虽然RFPL-3 和CBP 均可调控hTERT 的活性,但RFPL-3蛋白不能完全调节hTERT 表达,这表明其他因素可能参与了细胞增殖的调节[11]。例如,转录因子激活蛋白2(AP-2)在许多人乳腺癌细胞系中表达,可以激活C-erbB-2 和雌激素受体启动子,并促进细胞增殖,或者其他因素干扰RFPL-3 的功能[12]。此外,Importin13(IPO13)可以通过RFPL-3 内的功能性核定位信号(NLS)和随后的hTERT 表达上调,来介导RFPL-3的核导入[13]。
RFPL-3不但可以通过促进hTERT转录和上调端粒酶活性来介导乳腺癌的发生,而且一旦当其环指结构上的位点与RET受体酪氨酸激酶发生融合时,也会介导肿瘤进展;其具体机制是RFPL-3中富含半胱氨酸的锌结合结构域,可以介导蛋白质之间相互结合;当其与RET受体酪氨酸激酶发生融合时,就会促使原癌基因RET激活,从而调节肿瘤细胞增殖[14]。
同样,RFPL-3因其具有RING 结构域,并且每一环指结构域连有两个锌离子,所以具有E3泛素酶的作用,这也是其促使乳腺癌细胞增殖的重要因素。研究显示,RING E3 作为骨架可使泛素E2 转移到底物特定位点进行修饰,从而使抑癌蛋白p53 泛素化及降解,导致p53蛋白保持在较低水平,达到负调控作用,从而参与乳腺癌的生长和增殖[15]。
因此,RFPL-3高表达是促进乳腺癌细胞增殖的重要因素,未来可将RFPL-3作为临床上乳腺癌治疗的重要靶点,以进一步提高患者的生存率,改善患者预后。
目前,RFPL-3可以通过 MAPK 通路和转化生长因子β(TGF-β)/Smad 通路参与肺癌的病情进展[16]。一项关于RFPL-3 在MAPK 通路中作用机制的研究显示,当表皮细胞生长因子(EGF)与细胞膜上的表皮细胞生长因子受体(EGFR)结合时,EGFR 接收细胞外生长、增殖信号,通过下游MAPK/ERK 信号通路传递到细胞核,激活下游MEK 信号蛋白(RAS/RAF/MEK/ERK),进而增加ERK 表达,上调RFPL-3和hTERT 蛋白表达,使肿瘤细胞RFPL-3 蛋白表达升高[17]。过表达的RFPL-3 蛋白还会增加MEK 信号通路上游分子(Ras、Raf)表达,具有Ras 激活剂的功能,继而升高ERK 表达,激活癌蛋白表达。在非小细胞肺癌(NSCLC)中,由于RFPL-3 距离端粒较近,所以RFPL-3 的乙酰化更容易调控hTERT 活性和促进肺癌细胞增殖[18]。除此之外,RFPL-3 能够与TGF-β 受体结合,从而促进TGF-β 信号通路活性,导致Smad 依赖的信号通路激活,上调p-Smad2 蛋白表达,从而促进肺肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭[19]。
RFPL-3 调控肺癌细胞增殖的另一个重要机制是,RFPL-3与p53重要的负调控因子双微体同源基因2(MDM2)在p53的N端转激活结构域(TAD)的结合位点重叠,从而竞争MDM2与p53的结合,促进p53的泛素化降解,导致肿瘤细胞增殖和迁移能力增强[20]。此外,除了在肺癌中发挥主要的促细胞增殖作用,RFPL-3蛋白还能够通过螺旋结构域的自我结合形成多聚化,作为多蛋白复合体的组装支架,识别亚细胞区,协同HDAC1抑制E2F3和E2F4转录,从而在肺癌发展过程中发挥抗增殖活性[20]。但总体来说,RFPL-3在肺癌发生发展的作用以促进肿瘤细胞增殖为主。
以上研究表明,RFPL-3是NSCLC细胞增殖和迁移的重要调控因子,可作为治疗靶点,进一步提高NSCLC患者的治疗效果,延长其生存时间。
最新研究显示,TGCT发病率呈上升趋势,并且其中15%~30%的患者仍会在治疗后出现复发和转移,而用于诊断TGCT 和判断其预后的临床方法仍然不足[21]。与正常睾丸组织相比,TGCT中RFPL-3表达降低,且与患者肿瘤分期、淋巴结分期、转移分期呈负相关关系[22]。TGCT组织中存在高甲基化和低拷贝数的RFPL-3,而沉默RFPL-3 可增强TGCT 淋巴细胞的增殖和侵袭能力,提示其作用机制是受遗传因素(拷贝数变异)和表观遗传因素(DNA甲基化)控制的。下游信号通路分析研究显示,RFPL-3表达下调促进了肿瘤细胞增殖和转移相关通路的激活,包括细胞外基质(ECM)-受体相互作用、黏着斑信号通路、黏附连接信号通路以及PI3K/Akt 信号、Wnt 信号和Hippo 信号。当RFPL-3下调时,可引起以下改变:①促进ECM与细胞表面膜整合素受体相连,细胞的形状及细胞分化、迁移能力也随之发生变化;②促进局灶黏附激酶激活,而局灶黏附激酶可通过多种信号通路,在细胞周期调节、生长调节、黏附、细胞骨架组装、运动和存活中发挥重要作用。研究显示,局灶黏附激酶在多种肿瘤组织中呈高表达,在肿瘤发生、发展、侵袭和转移中具有重要作用[23]。此外,免疫获益人群中可能存在较高水平的RFPL-3表达,而且RFPL-3与B细胞、CD8+T淋巴细胞、细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞等免疫激活细胞的浸润呈正相关关系,与Th17、Th2等免疫抑制细胞的浸润呈负相关关系[24-25]。因此,睾丸特异性RFPL-3在TGCT的发生发展中具有肿瘤抑制作用,可用作TGCT的预后预测因子,以及评估TGCT免疫治疗效果的分子标志物。
甲状腺癌作为最常见的内分泌恶性肿瘤,占所有内分泌恶性肿瘤的90%以上[26]。研究显示,导致恶性肿瘤细胞增殖的重要原因在于RFPL-3 对YAP的修饰,从而激活Hippo信号通路所导致[27]。具体机制是:RFPL-3 的RING 结构域通过与YAP 的WW 结构域发生蛋白质—蛋白质相互作用,从而影响YAP蛋白的稳定性,并促进YAP 的单泛素化,从而抑制YAP蛋白的k11和k48连锁多泛素化,促进YAP介导的Hippo信号通路激活,导致细胞转化和甲状腺癌的发生与发展[28-29]。也就是说,RFPL-3 介导的YAP 单泛素化修饰是导致甲状腺癌发生发展的主要机制。
综上所述,RFPL-3 作为一种特殊的蛋白,因其特有结构而具有很多功能,赋予泛素连接酶活性的RING 结构域,以及能够进行自我结合的螺旋结构域,均在乳腺癌、肺癌、TGCT、甲状腺癌等恶性肿瘤的发生中具有重要作用。随着全球恶性肿瘤发病率的逐年升高,以及精准医学的发展,临床上对恶性肿瘤治疗精准性及靶向性需求日益增加,寻找有效的恶性肿瘤治疗靶点并研发相关的靶向药物则显得尤其重要。RFPL-3 有望成为恶性肿瘤的潜在治疗靶点,并为患者的治疗提供更多选择,从而改善患者的治疗效果和预后。