膜聯(lián)蛋白10的結(jié)構(gòu)與功能及其在腫瘤中的研究進(jìn)展

王海蛟,王 石

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010110；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)、內(nèi)蒙古自治區(qū)人民醫(yī)院 肝膽胰脾外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010)

1 膜聯(lián)蛋白家族及其結(jié)構(gòu)

膜聯(lián)蛋白家族是真核生物鈣和磷脂結(jié)合蛋白的最大類別，在各種生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用[1-4]，在真核細(xì)胞中，膜聯(lián)蛋白參與膜的運(yùn)輸和組織，如囊泡運(yùn)輸、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。最近的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中常出現(xiàn)膜聯(lián)蛋白的異常表達(dá)和功能障礙，提示紊亂的膜聯(lián)蛋白可能在幾種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及化療耐藥中發(fā)揮重要作用[3]。膜聯(lián)蛋白家族(Annexin family)可以分為A-E五大群[1]。A群為脊椎動(dòng)物中的A1-A13(不存在A12)，B群為無(wú)脊椎動(dòng)物中的B1-B14共14個(gè)蛋白，C群為真菌、霉菌和膜聯(lián)蛋白的近親(C1-C9)，D群存在于植物(D1-D20)，E群由原生生物的膜聯(lián)蛋白(E1-E20)組成[1，4]。

膜聯(lián)蛋白的主要結(jié)構(gòu)為膜結(jié)合結(jié)構(gòu)域-膜聯(lián)蛋白核心，是具有略微彎曲的圓盤(pán)形狀，用其凸的表面進(jìn)行外周膜結(jié)合[5]。Ca2+與膜聯(lián)蛋白結(jié)合使蛋白質(zhì)的構(gòu)象發(fā)生變化，Ca2+更容易通過(guò)Ca2+與膜磷脂極性頭部之間的靜電橋與細(xì)胞膜發(fā)生反應(yīng)[4]。與膜聯(lián)蛋白核心表面結(jié)合的Ca2+通過(guò)同時(shí)配位蛋白質(zhì)的羰基和羧基以及膜磷脂的甘油骨架的磷?；糠?，形成主要接觸。在存在磷脂的情況下，這些位點(diǎn)的Ca2+親和力處于低微摩爾范圍內(nèi)，除了Ca2+介導(dǎo)的外周膜結(jié)合外，一些膜聯(lián)蛋白還可以與膜脂的烴鏈相互作用，例如ANXA5，在其與Ca2+結(jié)合的構(gòu)象中，暴露出可插入膜中的色氨酸殘基[5]。

2 膜連蛋白10的結(jié)構(gòu)

膜聯(lián)蛋白10(ANXA10)發(fā)現(xiàn)年份較其他成員晚，定位于人染色體4q33.35上[6]。相較其他家族成員，ANXA10具有不同的特征，包括[7]不尋常的單密碼子缺失和丟失兩個(gè)主要的Ⅱ型鈣結(jié)合位點(diǎn)。與其他膜聯(lián)蛋白家族成員相比，關(guān)于ANXA10在人類癌癥中的作用的研究較少[2，8]。根據(jù)目前的報(bào)道：ANXA10在不同的信號(hào)通路中都有著不同的作用。目前還不清楚在某些腫瘤類型中，ANXA10的過(guò)表達(dá)及其影響腫瘤進(jìn)展和預(yù)后的分子機(jī)制。

3 膜連蛋白10在信號(hào)通路中的表達(dá)

在2016年[9]一項(xiàng)關(guān)于他汀類藥物在前列腺癌細(xì)胞研究中，研究者使用PC-3等細(xì)胞系和活檢獲得的前列腺組織，并通過(guò)腹膜內(nèi)注射給予辛伐他汀或磷酸鹽緩沖鹽水的裸鼠腫瘤異種移植模型，他們發(fā)現(xiàn)裸鼠PC-3細(xì)胞異種移植模型中，辛伐他汀可誘導(dǎo)腫瘤體積減小和ANXA10表達(dá)上調(diào)，而在人前列腺活檢標(biāo)本中，前列腺癌組的ANXA10 mRNA表達(dá)明顯低于良性前列腺增生組，這表明通過(guò)ANXA10的途徑是他汀類藥物抗腫瘤的機(jī)制之一，并且首次報(bào)道他汀類藥物增加了ANXA10的表達(dá)，而上調(diào)ANXA10可誘導(dǎo)S100A4的表達(dá)降低，S100A4是鈣結(jié)合蛋白S100家族的成員，直接參與腫瘤轉(zhuǎn)移[9]。這可能是因?yàn)锳NXA10的表達(dá)減少，使其對(duì)S100A4抑制作用減弱，活化的S100A4能夠結(jié)合RAGE受體通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)前列腺腫瘤的發(fā)生。

2018年在Himiko Kodaira[6]等人關(guān)于食管鱗狀細(xì)胞癌的研究中，他們發(fā)現(xiàn)：在體外試驗(yàn)時(shí)，ANXA10通過(guò)磷酸化AKT和ERK1/2通路促進(jìn)食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞系的生長(zhǎng)，同時(shí)通過(guò)將ANXA10表達(dá)載體導(dǎo)入低表達(dá)的食管鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞中，AKT和ERK1/2信號(hào)通路被激活，使細(xì)胞生長(zhǎng)速度增快，ANXA10可能在通過(guò)激活A(yù)KT和ERK1/2信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)其癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。在Toshihiro Shimizu[10]等人關(guān)于口腔鱗狀細(xì)胞癌的研究中，他們發(fā)現(xiàn)ANXA10在口腔鱗狀細(xì)胞癌衍生的細(xì)胞系中經(jīng)常過(guò)表達(dá)，下調(diào)導(dǎo)致ERK失活，細(xì)胞增殖減少。ERK/MAPK信號(hào)通路與許多細(xì)胞過(guò)程有關(guān)，激活其將促進(jìn)了多種類型腫瘤的發(fā)展。其研究結(jié)果表明，ANXA10 的表達(dá)不僅與 ERK的磷酸化有關(guān)，并且與 ERK/MAPK 信號(hào)通路的激活有關(guān)，或許是因?yàn)锳NXA10 可能影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)，并直接或間接與ERK/MAPK信號(hào)通路的激活相互作用，除此之外，還發(fā)現(xiàn)ANXA10表達(dá)的細(xì)胞中發(fā)生G1加速(人類癌細(xì)胞的增殖主要控制在細(xì)胞周期的 G1 期)，主要由MAPK的信號(hào)級(jí)聯(lián)參與。

在2019年Sun[2]等人關(guān)于膽管癌的研究中，他們發(fā)現(xiàn)ANXA10通過(guò)PLA2G4A/PGE2/STAT3途徑促進(jìn)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過(guò)程。EMT受多種因子調(diào)控，包括細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子如TGFβ、EGF、FGF等[11]。EMT是與腫瘤分化和轉(zhuǎn)移有關(guān)的關(guān)鍵事件，而ANXA10對(duì)EMT的影響是通過(guò)檢測(cè)EMT特異性蛋白來(lái)衡量的，包括E-catenin、Snail和Twist。通過(guò)[2]qRT-PCR和Western blot分析均顯示，當(dāng)ANXA10基因敲除后，E-catenin的表達(dá)增加，Snail和Twist的表達(dá)降低。Sun[2]等人的研究表明PLA2G4A的表達(dá)受ANXA10調(diào)節(jié)，這對(duì)ANXA10誘導(dǎo)膽管癌中的增殖、侵襲和EMT至關(guān)重要。

2021年Zhang[12]等人的研究中，當(dāng)他們敲除掉ANXA10的基因時(shí)，依賴于PKD1調(diào)節(jié)TGF-β/SMAD通路的抑制物SMAD6的表達(dá)上調(diào)，并有效抑制了SMAD2、SMAD3和SMAD4的活化，誘導(dǎo)表達(dá)了黑色素瘤細(xì)胞從N-cadherin轉(zhuǎn)變到E-cadherin，顯著降低了黑色素瘤的細(xì)胞遷移與轉(zhuǎn)移活性。由此說(shuō)明[12]ANXA10-PKD1-SMAD6軸是治療黑色素瘤轉(zhuǎn)移的新靶點(diǎn)。在2021年蒲高祥[13]等人關(guān)于食管癌的研究中，他們認(rèn)為ANXA10在食管癌組織中的低表達(dá)可能是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而其DNA的構(gòu)象也改變，使基因沉默，進(jìn)而下調(diào)其表達(dá)，從而決定其腫瘤分期及轉(zhuǎn)移。

4 膜連蛋白10在不同腫瘤中的表達(dá)

ANXA10在不同的腫瘤中的表達(dá)不具有一致性。檢測(cè)乳頭狀甲狀腺癌組織中膜聯(lián)蛋白家族成員的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)ANXA10在乳頭狀甲狀腺癌組織中的表達(dá)上調(diào)，并且為乳頭狀甲狀腺癌預(yù)后不良的獨(dú)立生物標(biāo)志物[14]。在結(jié)直腸癌中，ANXA10的表達(dá)在無(wú)蒂鋸齒狀腺瘤上調(diào)，證明ANXA10為鋸齒狀腺瘤和無(wú)蒂鋸齒狀腺瘤的一種可靠的鑒別標(biāo)記物[15-16]。AKIRA ISHIKAWA[17]等人發(fā)現(xiàn)ANXA10表達(dá)是小腸腺癌預(yù)后不良的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，證明ANXA10可能是小腸腺癌一種新的預(yù)后生物標(biāo)志物。在漿液性上皮性卵巢癌患者中，取腫瘤切片進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ANXA10表達(dá)增加，證明在漿液性上皮性卵巢癌患者中，ANXA10表達(dá)增加是一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后標(biāo)志物，與此同時(shí)Wang[8]等人認(rèn)為，ANXA10表達(dá)可能增加腫瘤細(xì)胞的化療耐藥性，然而這未被證實(shí)。

目前ANXA10在肝臟、膽管和胰腺的研究較多。Sun[2]等人通過(guò)體內(nèi)和體外試驗(yàn)研究了ANXA10在膽管癌(CCA)進(jìn)展中的作用，通過(guò)體外試驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)在肝門(mén)部膽管癌(PHCCA)和遠(yuǎn)端膽管癌(DCCA)組織中ANXA10 mRNA水平顯著高于腫瘤鄰近組織，而從PHCCA的外顯子組和轉(zhuǎn)錄測(cè)序中，發(fā)現(xiàn)ANXA10在PHCCA組織中表達(dá)上調(diào)，在PHCCA和DCCA組織中檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ANXA10 mRNA水平顯著高于腫瘤鄰近組織，并且通過(guò)Western blotting檢測(cè)發(fā)現(xiàn)ANXA10在PHCCA和DCCA組織中的表達(dá)高于正常膽管組織，他們認(rèn)為ANXA10高表達(dá)可預(yù)測(cè)PHCCA和DCCA預(yù)后不良；通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)EMT途徑ANXA10在PHCCA的侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用。該項(xiàng)試驗(yàn)將ANXA10確定為PHCCA和DCCA的預(yù)后生物標(biāo)志物，并且第一次證明了ANXA10是PHCCA和DCCA的獨(dú)立預(yù)后生物標(biāo)志物。ANXA10的腫瘤抑制特性已被證實(shí)可在體外刺激肝癌細(xì)胞的凋亡潛能[18]。

Bita Geramizadeh等人發(fā)現(xiàn)60%的診斷為轉(zhuǎn)移性胰管腺癌(PDA)的病例和約40% 的CCA病例中ANXA10呈陽(yáng)性。由此獲得ANXA10區(qū)分PDA和CCA的敏感性和特異性分別為 60%和65%，較難進(jìn)行CCA和 PDA的鑒別診斷[19]，作者認(rèn)為ANXA10不能單獨(dú)用于該疾病的鑒別。ANXA10在83%的轉(zhuǎn)移性胰腺腺癌和47%的轉(zhuǎn)移性胃腺癌中表達(dá)，但在來(lái)自其他器官的轉(zhuǎn)移性腺癌中只有2%的表達(dá)，這些結(jié)果表明[17]，ANXA10是上消化道腺癌和胰膽源性腺癌的特異性標(biāo)志物。Su-Hsi Lu[20]等人的研究結(jié)果表明，將 ANXA10 納入免疫組化組將有助于對(duì)未知原發(fā)部位腺癌的鑒別診斷。在同一種惡性腫瘤中，ANXA10可能在不同亞型中有不同的表達(dá)模式[7]，與彌漫性腺癌相比，ANXA10在非彌漫性腺癌中表達(dá)頻率更高[8]，如ANXA10染色的胰腺導(dǎo)管腺癌明顯多于呈彌漫性胞漿型的肝內(nèi)膽管癌細(xì)胞[21]。

在對(duì)1327例[20]主要器官原發(fā)癌進(jìn)行篩查后，發(fā)現(xiàn)ANXA10在 46%的胃癌、72%的壺腹癌、78%的胰腺癌和33%的膽管腺癌中表達(dá)。在各型膽管癌中的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中都觀察到了ANXA10的表達(dá)[2，22]；正常胃的幽門(mén)腺和胃底腺，包括胃癌在內(nèi)的多種癌癥也發(fā)現(xiàn)了ANXA10[23]；在十二指腸，ANXA10的表達(dá)局限于十二指腸腺瘤的腺細(xì)胞核，但在黏膜上皮中觀察不到[17]；胰腺上皮內(nèi)瘤變導(dǎo)管處發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞細(xì)胞核和細(xì)胞膜均有ANXA10表達(dá)，然而在腺泡細(xì)胞中ANXA10缺失；胰腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液瘤中，ANXA10主要存在于上皮細(xì)胞的胞漿和細(xì)胞核中[7]；在膀胱癌中，ANXA10主要表達(dá)于管腔上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中[9]；在區(qū)分CCA和PDA時(shí)，原發(fā)性腫瘤部位越靠近胰腺，ANXA10 染色陽(yáng)性的可能性越大，相反，越靠近肝臟，表達(dá) ANXA10 的可能性就越低[24]。作為一種膜蛋白，ANXA10應(yīng)該只表達(dá)于細(xì)胞膜，但是觀察到在不同的腫瘤細(xì)胞中，ANXA10的表達(dá)不局限于細(xì)胞膜，這可能與ANXA10的流動(dòng)有關(guān)[22]，然而現(xiàn)在尚未有具體研究解釋這一現(xiàn)象。