小窩相關(guān)蛋白在乳腺癌中作用的研究進(jìn)展

汪百川，余岳，李穎曦，葛潔，田垚

乳腺癌是全球女性常見的惡性腫瘤之一，具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、死亡率高以及預(yù)后差等特點(diǎn)。目前關(guān)于乳腺癌的靶向治療、激素治療、外科手術(shù)、化療及放療均取得了顯著進(jìn)展，然而其仍是女性癌癥死亡的主要原因［1-2］。乳腺癌的發(fā)生發(fā)展是一個多步驟的過程，小窩相關(guān)蛋白的表達(dá)與乳腺癌細(xì)胞增殖、凋亡、遷移、侵襲、轉(zhuǎn)移以及耐藥性密切相關(guān)，在其中發(fā)揮著抑癌及促癌的雙重調(diào)控作用。本文就小窩相關(guān)蛋白在乳腺癌中的作用綜述如下。

1 小窩及其相關(guān)蛋白

小窩是一種富含膽固醇的特化囊狀結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞膜上形成直徑為60~80 nm的“燒瓶狀”結(jié)構(gòu)，也稱為細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷，其主要功能為調(diào)控某些信號分子，作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)樞紐參與跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)并參與多種細(xì)胞間相互作用［3］。小窩的完整性與腫瘤細(xì)胞功能密切相關(guān)［4-5］。小窩相關(guān)蛋白包括外殼蛋白（Caveolins）及接頭蛋白（Cavins），作為小窩的主要組成成分，在細(xì)胞內(nèi)吞作用、維持脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展等多種生理及病理過程中發(fā)揮重要作用［6］。哺乳動物Caveolins包括：Caveolin（Cav）-1、Cav-2及Cav-3。Cavins包括Cavin-1（聚合酶1轉(zhuǎn)錄釋放因子，PTRF）、Cavin-2（血清剝奪反應(yīng)因子，SDPR）、Cavin-3（c激酶結(jié)合SDR相關(guān)基因產(chǎn)物，SRBC）及Cavin-4（肌肉限制性卷曲蛋白，MURC）［7］。

2 Caveolins與乳腺癌的關(guān)系

2.1 Cav-1與乳腺癌的關(guān)系 Cav-1編碼基因定位于人7號染色體q31.1-q31.2區(qū)域D7S522位點(diǎn)，其在乳腺癌、肺癌、卵巢癌及骨肉瘤等腫瘤中表達(dá)缺失并可能與其啟動子甲基化異常有關(guān)。在乳腺癌中，Cav-1可通過誘導(dǎo)細(xì)胞膜表面離子通道及受體活性變化、調(diào)控細(xì)胞周期以及調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境（TME）與細(xì)胞間作用影響細(xì)胞增殖，還能通過調(diào)節(jié)內(nèi)源性和外源性凋亡途徑蛋白及誘導(dǎo)細(xì)胞自噬影響細(xì)胞凋亡。研究表明，在乳腺癌MCF-7細(xì)胞中下調(diào)Cav-1可增加大電導(dǎo)Ca2+激活鉀通道（BKCa）在細(xì)胞膜表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖［8］。Cav-1可促進(jìn)表皮生長因子受體（EGFR）與Caveolin結(jié)合基序的激酶結(jié)構(gòu)域結(jié)合，作為促癌因子激活EGFR介導(dǎo)的有絲分裂起始作用［9］。過表達(dá)Cav-1可誘導(dǎo)細(xì)胞周期因子p21、p27及cyclin B1表達(dá)上調(diào)，cyclin D2表達(dá)下調(diào)，促使細(xì)胞發(fā)生G2/M期阻滯，抑制乳腺癌MDA-MB-231及MCF-7細(xì)胞增殖，同時影響凋亡相關(guān)蛋白Bcl-2、Bax及P53的表達(dá)，促使乳腺癌細(xì)胞凋亡。然而，Wang等［10］發(fā)現(xiàn)在乳腺導(dǎo)管癌細(xì)胞（BT474）中，Cav-1可激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）1/2信號通路，上調(diào)細(xì)胞周期相關(guān)因子cyclin D1及β-catenin表達(dá)，減少G0/G1期阻滯并增加S期細(xì)胞比例，同時增強(qiáng)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1、light chain 3-Ⅱ及Atg12/5表達(dá)，促進(jìn)自噬體形成并抑制細(xì)胞凋亡，而敲除Cav-1可抑制細(xì)胞遷移及侵襲能力。Badana等［11］也提出，脂質(zhì)中甲基-β-環(huán)糊精（MβCD）可下調(diào)Cav-1及Wnt受體LRP6的表達(dá)水平，協(xié)同影響survivin、Bcl-2及Bax表達(dá)，誘導(dǎo)脂質(zhì)筏破裂，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。相反，Shi等［12］發(fā)現(xiàn)Cav-1缺失及脂質(zhì)筏破裂可提高V-ATP酶（V-ATPase）活性，激活自噬-溶酶體融合，提高細(xì)胞自噬水平并抑制凋亡。研究表明，乳腺癌細(xì)胞間質(zhì)通常處于高氧微環(huán)境，Cav-1間質(zhì)向細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)效率較低［13］。在缺氧的TME中，細(xì)胞中雙酚A（BPA）可誘導(dǎo)G蛋白雌激素受體（GPER）與Cav-1競爭性結(jié)合，導(dǎo)致熱休克蛋白90（HSP90）釋放，激活缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)細(xì)胞增殖［14］。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）作為TME主要成分之一在乳腺癌發(fā)生發(fā)展過程中十分重要。Shi等［15］發(fā)現(xiàn)，在CAFs中下調(diào)Cav-1可誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1（SDF-1）、表皮生長因子（EGF）及成纖維細(xì)胞特異性蛋白-1（FSP-1）表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖，同時在BT474細(xì)胞中P53及凋亡調(diào)節(jié)因子（TIGAR）表達(dá)上調(diào)，細(xì)胞凋亡被抑制。

Cav-1可與化療藥物相互作用影響乳腺癌進(jìn)展。Salis等［16］提 出，在MCF-7中 氟 伐 他 ?。╢luvastatin）可通過下調(diào)Cav-1及血清糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)激酶1（SGK1）表達(dá)，增強(qiáng)細(xì)胞毒性作用；而二甲雙胍則通過上調(diào)Cav-1，下調(diào)SGK1，增強(qiáng)細(xì)胞毒性作用［17］。過表達(dá)Cav-1可提高乳腺癌耐藥蛋白（BCRP）表達(dá)。下調(diào)Cav-1可降低BCRP中ATP結(jié)合盒家族G蛋白亞家族2（ABCG2）活性，提高耐藥性乳腺癌細(xì)胞化療敏感性。Cav-1可通過介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)吞作用，參與曲妥珠單抗-美坦新偶聯(lián)物（T-DM1）抗性調(diào)節(jié)［18］，促使T-DM1內(nèi)化至細(xì)胞，增強(qiáng)其藥物毒性及敏感性［19］。Zheng等［20］提出，在MCF-7及MDA-MB-231細(xì)胞中，過表達(dá)Cav-1可通過抑制eNOS/NO/ONOO-通路活性及氧化性損傷，影響化學(xué)增敏作用。此外，乳腺癌中過表達(dá)Cav-1可促進(jìn)EGFR核易位，激活DNA依賴性蛋白激酶（DNAPK），誘導(dǎo)DNA修復(fù)并增強(qiáng)輻射抗性，提示Cav-1與乳腺癌放療相關(guān)［21］。

Cav-1可通過調(diào)節(jié)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）相關(guān)標(biāo)志物、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）及Rho-GTPases表達(dá)影響乳腺癌細(xì)胞遷移和侵襲；通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白表達(dá)及細(xì)胞失巢凋亡，影響乳腺癌轉(zhuǎn)移。Zielinska等［22］發(fā)現(xiàn)，在MCF-7及T47D細(xì)胞發(fā)生EMT過程中，脂肪酸合成酶（FAS）/雌激素受體α（ERα）顯著受到抑制，Cav-1上調(diào)，從而上調(diào)鋅指轉(zhuǎn)錄因子（Slug）表達(dá)，細(xì)胞侵襲能力增強(qiáng)。研究表明，南極磷蝦二十二碳六烯酸（DHA）可增強(qiáng)MCF-7細(xì)胞中CD95（Fas/APO-1）與Cav-1間相互作用，抑制FAK/SRC/PI3K/AKT信號通路，下調(diào)MMP-2表達(dá)［23］。在BT474細(xì)胞中下調(diào)Cav-1也可使MMP-2、MMP-9及MMP-1表達(dá)下調(diào)，抑制細(xì)胞遷移及侵襲能力。此外，有研究報(bào)道在炎性乳腺癌（IBC）細(xì)胞中活化的Cav-1可通過Akt1途徑促使RhoC-GTPase磷酸化，增強(qiáng)細(xì)胞侵襲能力［24］。乳腺癌轉(zhuǎn)移涉及細(xì)胞黏附、運(yùn)動、局部侵襲及遷移等多步驟，循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）須具備抗程序性凋亡（失巢）能力，轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者往往預(yù)后較差。研究表明，在MDA-MB-231細(xì)胞脫離細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）進(jìn)入血流動力學(xué)環(huán)境后，流體低切應(yīng)力可誘導(dǎo)Cav-1表達(dá)上調(diào)，促使蛋白酶caspase-8失活而增強(qiáng)細(xì)胞抗失巢能力［25］。Wang等［26］發(fā)現(xiàn)，在MDA-MB-231細(xì)胞中，過表達(dá)Cav-1可激活PI3K/AKT/MEK/ERK及ITGB1-FAK信號通路，提高細(xì)胞對失巢作用的抗性。在轉(zhuǎn)移相關(guān)巨噬細(xì)胞中，Cav-1缺失可導(dǎo)致VEGF-A/VEGFR1活性增強(qiáng)，誘導(dǎo)MMP-9及集落刺激因子-1（CSF-1）下游表達(dá)，共同促進(jìn)血管生成及腫瘤轉(zhuǎn)移性生長。然而，Lv等［27］發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞移動抑制因子（MIF）可誘導(dǎo)Cav-1磷酸化，促使高遷移率族蛋白B1（HMGB1）從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至ECM，進(jìn)而激活TLR4信號，促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移。基因表達(dá)譜分析顯示Cav-1在骨髓轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞中表達(dá)水平顯著高于其在CTC中表達(dá)水平［28］。因此，Cav-1在乳腺癌中可作為抑癌和促癌因子發(fā)揮雙重作用，并可能與乳腺癌的分型及分期有關(guān)。

2.2 Cav-2及Cav-3與乳腺癌的關(guān)系 Cav-2與Cav-1共定位，兩者緊密共表達(dá)且具有38%同源序列。Cav-2具有調(diào)節(jié)多種信號通路的功能，既能夠與Cav-1直接結(jié)合形成異源寡聚復(fù)合物共同發(fā)揮作用，也可獨(dú)立于Cav-1發(fā)揮作用。有研究發(fā)現(xiàn)在MCF-7細(xì)胞中Cav-2表達(dá)上調(diào)［29］，而Shatseva等［30］報(bào)道，miR-199a-3p可通過抑制Cav-2表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞增殖，提示Cav-2發(fā)揮抑癌作用。然而，Huang等［31］發(fā)現(xiàn)在乳腺癌細(xì)胞接受達(dá)沙替尼（Dasatinib）作用后Cav-2表達(dá)下調(diào)。Savage等［32］也提出，Cav-2高表達(dá)乳腺癌患者預(yù)后較差，Cav-2與ER表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Cav-2表達(dá)缺失可抑制17β雌二醇（E2）誘導(dǎo)的ERα磷酸化作用，抑制ERα轉(zhuǎn)錄活性及其相關(guān)信號通路活化，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖。一項(xiàng)關(guān)于IBC細(xì)胞的研究表明，由于啟動子甲基化程度降低，Cav-2及Cav-1在IBC中呈高表達(dá)并與RhoC-GTP密切相關(guān)［33］。此外，已有文獻(xiàn)報(bào)道Cav-2與Her-2表達(dá)及三陰性乳腺癌（TNBCs）有相關(guān)性［34］。Cav-3編碼基因定位于人3號染色體p25，其在分布上較Cav-1及Cav-2受限，主要表達(dá)于血管平滑肌、心肌和骨骼肌，以及乳腺內(nèi)肌上皮細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞中。Cav-3編碼區(qū)P140L發(fā)生突變可減弱p38、AKT及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激信號，目前有關(guān)Cav-3在乳腺癌中作用的研究報(bào)道仍然較少。有研究表明，隨著乳腺癌的進(jìn)展，上皮組織中Cav-3陽性率降低，間質(zhì)組織中Cav-2陽性率增高［35］。此外，Cav-3表達(dá)缺失可形成抗腫瘤乳腺微環(huán)境。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)Cav-3表達(dá)缺失時，小鼠抗乳腺腫瘤形成能力顯著增強(qiáng)，同時可抑制乳腺腫瘤生長并顯著減少肺轉(zhuǎn)移［36］。因此，Cav-2及Cav-3與Cav-1同樣可作為乳腺癌進(jìn)展的相關(guān)調(diào)節(jié)因子，發(fā)揮抑癌和促癌雙重作用。

3 Cavins與乳腺癌的關(guān)系

3.1 Cavin-1與乳腺癌的關(guān)系 Cavin-1編碼基因定位于人17號染色體q21.2，在維持小窩結(jié)構(gòu)及功能方面發(fā)揮重要作用，其可被Cav-1及Cav-3吸引至細(xì)胞膜，與磷脂酰絲氨酸、膽固醇及寡聚化Caveolins結(jié)合，并參與細(xì)胞膜曲率調(diào)節(jié)［37］。Cavin-1在乳腺癌細(xì)胞系及乳腺癌組織中的表達(dá)顯著下調(diào)且與其啟動子甲基化密切相關(guān)。Verma等［38］發(fā)現(xiàn)，Cavin-1與Cav-1有相關(guān)性，在乳腺癌SK-BR-3細(xì)胞中，過表達(dá)Cavin-1可抑制Cav-1誘導(dǎo)的細(xì)胞膜小管形成。此外，Cavin-1及Cav-1可與胰島素樣生長因子-Ⅰ受體（IGF-ⅠR）結(jié)合并調(diào)節(jié)其內(nèi)化作用，乳腺癌細(xì)胞中含有大量IGF-ⅠR，然而目前對于Cavin-1及Cav-1調(diào)控IGF-ⅠR在乳腺癌中發(fā)揮的具體作用仍存爭議，有待于進(jìn)一步研究。

3.2 Cavin-2與乳腺癌的關(guān)系 Cavin-2編碼基因定位于人2號染色體q32.3，作為蛋白激酶C（protein kinase C-PKC）磷酸化的底物影響細(xì)胞定位及底物特異性，其可編碼純化血小板磷脂結(jié)合蛋白（PSP68），同時在血清饑餓細(xì)胞中表達(dá)增強(qiáng)，因此被稱為血清剝奪反應(yīng)因子［39］。研究表明，Cavin-2在乳腺、前列腺及腎臟等腫瘤中表達(dá)存在缺失［40］。Cavin-2與乳腺癌患者無病生存率（DFS）及無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率（DMFS）呈顯著正相關(guān)，其表達(dá)缺失可能與其啟動子甲基化相關(guān)，而過表達(dá)Cavin-2可抑制細(xì)胞遷移能力并降低NOD/SCID小鼠肺轉(zhuǎn)移瘤成瘤率，同時抑制抗凋亡蛋白Bcl-xL表達(dá)，促使細(xì)胞凋亡，提示Cavin-2可作為腫瘤轉(zhuǎn)移抑制因子［41］。Tian等［42］發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)Cavin-2抑制MDA-MB-231細(xì)胞增殖及侵襲能力，其表達(dá)缺失可激活轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β信號通路，誘導(dǎo)細(xì)胞EMT樣表型，提示Cavin-2可通過阻斷TGF-β信號通路抑制乳腺癌進(jìn)展。此外，四個半LIM結(jié)構(gòu)域蛋白1（Fhl1）在Src蛋白激酶轉(zhuǎn)化細(xì)胞中可誘導(dǎo)Cavin-2表達(dá)，且不依賴絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）的活性，而在乳腺癌中Fhl1及Cavin-2表達(dá)顯著下調(diào)，提示Cavin-2在乳腺癌中發(fā)揮抑癌作用［43］。

3.3 Cavin-3及Cavin-4與乳腺癌的關(guān)系 Cavin-3最初被定義為磷脂酰絲氨酸結(jié)合蛋白，與Cavin-2相似，也作為PKC的底物并在血清剝奪反應(yīng)中被誘導(dǎo)，其編碼基因定位于人11號染色體p15.5-p15.4區(qū)域并靠近D11S1323位點(diǎn)，在散發(fā)性乳腺癌及其他類型腫瘤中常觀察到該區(qū)域雜合性缺失（LOH）。Cavin-3在正常乳腺及肺上皮細(xì)胞中呈高表達(dá)，而在乳腺癌、肺癌及胃癌中表達(dá)存在缺失，并可能與其啟動子甲基化相關(guān)，提示Cavin-3在乳腺癌中可能發(fā)揮抑癌作用。此外，Cavin-3可作為乳腺癌易感基因1（BRCA1）的相互作用蛋白，其表達(dá)缺失可影響B(tài)RCA1介導(dǎo)的腫瘤抑制功能［44］。盡管有研究表明Cavin-3在乳腺癌中發(fā)揮抑癌作用，然而具體分子機(jī)制尚不完全清楚。

Cavin-4作為Cavins復(fù)合物中一種與肌膜小窩復(fù)合物相關(guān)的進(jìn)化保守的肌肉特定組分，編碼基因定位于人9號染色體q31.1位置，其在胚胎成纖維細(xì)胞等其他類型細(xì)胞中也存在低水平表達(dá)，并能與Cavin-2及Cav-3直接進(jìn)行相互作用。研究表明，在骨骼肌中過表達(dá)Cavin-4可促進(jìn)肌生成，導(dǎo)致傳導(dǎo)障礙，在心肌中過表達(dá)Cavin-4則可誘發(fā)心臟功能障礙，提示Cavin-4可作為肌組織相關(guān)小窩病變的新的潛在候選基因［45］，然而其與乳腺癌間關(guān)系尚不明確。

小窩在多種生理及病理過程中發(fā)揮重要作用，小窩的形成和功能依賴于小窩相關(guān)蛋白Caveolins及Cavins的表達(dá)及相互作用，而其在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用仍存爭議。根據(jù)乳腺癌的分子分型以及分期，Cav-1及Cav-2在其中可作為抑癌或促癌因子發(fā)揮雙重作用，Cav-3在肌組織中表達(dá)，其在乳腺癌中的作用仍有待進(jìn)一步探究。Cavin-1、Cavin-2及Cavin-3在乳腺癌細(xì)胞及組織中表達(dá)缺失，而其在乳腺癌中發(fā)揮的具體作用機(jī)制尚不十分明確，Cavin-4與乳腺癌間關(guān)系研究較少，有待于今后探究。