Rab27在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展*

李慶艷 曾志艷 肖文華② 關(guān)娜

作者單位：①中國人民解放軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心腫瘤內(nèi)科（北京市100048）；②中國人民解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心腫瘤內(nèi)科

惡性腫瘤是全球疾病死亡的主要原因之一[1]。近年來，消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率日益升高，已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題。惡性腫瘤的發(fā)生是一個(gè)多因素、多步驟的過程。因此，更好地了解癌癥的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制對癌癥的預(yù)防、診斷和治療至關(guān)重要。目前大量證據(jù)已表明，囊泡運(yùn)輸，包括細(xì)胞外微囊的釋放，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Rab27 作為Rab 家族中的一類Ras 小GTPase[2]，被證明在人類多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。探討Rab27 與腫瘤發(fā)生與發(fā)展的關(guān)系，分析Rab27 的表達(dá)與患者臨床病理特征和預(yù)后的相關(guān)性，有助于開發(fā)有效藥物，指導(dǎo)腫瘤治療及預(yù)后。本文討論了Rab27的結(jié)構(gòu)和功能及其在消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的作用，旨在為消化系統(tǒng)腫瘤的診斷和治療提供理論依據(jù)。

1 Rab27 的結(jié)構(gòu)、功能和作用

1.1 Rab27 的結(jié)構(gòu)、功能

Rab 蛋白包括70 多種亞型，幾乎存在于所有的真核細(xì)胞中，構(gòu)成了Ras 相關(guān)GTPase 超家族的最大亞家族。Rab 蛋白的進(jìn)化在物種中相對保守，僅保持了55%～75%的同源性，Rab 蛋白編碼基因中的突變和或其蛋白產(chǎn)物的翻譯后修飾會破壞細(xì)胞囊泡運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，從而調(diào)節(jié)致瘤潛力，導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生遷移和侵襲行

為[3]。Rab27 基因包括同源基因Rab27A 和Rab27B，所編碼的蛋白有71%的同源性，均是調(diào)節(jié)囊泡運(yùn)輸?shù)闹匾肿樱瑑烧咄ㄟ^充當(dāng)分子開關(guān)來控制囊泡的運(yùn)輸，在GTP 結(jié)合的活性形式和GDP 結(jié)合的非活性形式之間擺動。雖然兩者之間的同源性高達(dá)71%，但即使在相同的細(xì)胞類型中，這兩種亞型也均會顯示出不同的功能[4]。Rab27A 廣泛表達(dá)在黑素細(xì)胞、細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞以及各種分泌細(xì)胞中，包括內(nèi)分泌細(xì)胞、外分泌細(xì)胞、卵巢細(xì)胞和造血細(xì)胞等，其功能主要是保持上述細(xì)胞內(nèi)小囊泡的正常運(yùn)輸和釋放，在Rab27A 基因失活性胚系突變中，由于Rab27A 功能喪失，黑色素細(xì)胞不能有效地運(yùn)輸和釋放含有黑色素的小囊泡，從而導(dǎo)致皮膚和毛發(fā)色素稀釋的白化病；細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞不能有效釋放胞內(nèi)有毒顆粒而導(dǎo)致遺傳性免疫缺陷性疾病，即2 型Griscelli 綜合征。Rab27B 則在血小板、胰腺、胃、大腸和膀胱中的表達(dá)水平較高，與其功能和作用相關(guān)的研究相對較少。Rab27A 和Rab27B 的生物學(xué)作用對維持細(xì)胞正常的生理功能至關(guān)重要，Rab27 異常表達(dá)可能導(dǎo)致癌癥發(fā)展，其致癌作用可能是由于Rab27 能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞的外泌體分泌，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的功能和腫瘤微環(huán)境，改變細(xì)胞內(nèi)microRNA 和細(xì)胞信號分子水平。近年來，關(guān)于Rab27 與腫瘤關(guān)系的研究報(bào)道逐漸增多，其已被證實(shí)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。

1.2 Rab27 調(diào)節(jié)外泌體的分泌

外泌體是多囊泡小體（multivesicular body，MVB）與質(zhì)膜（plasma membrane，PM）融合后從細(xì)胞釋放的直徑為50～150 nm 的雙層膜囊泡結(jié)構(gòu)，由多種良性和惡性細(xì)胞分泌[5]，在細(xì)胞間通信及其他許多生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用。外泌體已被證實(shí)與各種癌癥的侵襲和進(jìn)展以及耐藥有關(guān)[6]，癌細(xì)胞通過外泌體與外界溝通，將蛋白質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞表面并釋放生長因子和細(xì)胞因子，導(dǎo)致腫瘤侵襲性生長。近期有研究表明[7]，外泌體可以介導(dǎo)細(xì)胞間的通信，并促進(jìn)腫瘤發(fā)生、腫瘤免疫逃逸和轉(zhuǎn)移。一項(xiàng)關(guān)于HeLa 細(xì)胞分泌外泌體的研究闡明，Rab27A 和Rab27B在MVB 與質(zhì)膜的對接中具有共同的功能，但兩個(gè)亞型在外泌體途徑中具有不同的作用，Rab27A 可能需要MVB 對接和融合于PM，而Rab27B 可以鏈接到MVB 向外指向的馬達(dá)蛋白。Rab27 的亞型Rab27A 是一種小型GTP 酶，通過介導(dǎo)質(zhì)膜上的多囊泡內(nèi)體對接來調(diào)節(jié)外泌體的分泌。同時(shí)，另一亞型Rab27B 具有多效性，參與MVB大小調(diào)節(jié)，也參與這些囊泡向富含肌動蛋白的細(xì)胞皮層的轉(zhuǎn)移。有研究表明[4]，Rab27A 和Rab27B 可以調(diào)節(jié)許多細(xì)胞的外泌體分泌，包括樹突狀細(xì)胞、黑素瘤細(xì)胞、肺癌細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞、宮頸癌細(xì)胞和膀胱癌細(xì)胞等。綜上所述，外泌體能夠促使腫瘤發(fā)生惡化，而Rab27 能夠調(diào)節(jié)外泌體的分泌。因此，干預(yù)Rab27可以達(dá)到抑制腫瘤惡化的目的。

1.3 Rab27 與腫瘤免疫

近年來，腫瘤免疫治療在腫瘤治療領(lǐng)域備受關(guān)注，與傳統(tǒng)化療相比，免疫治療主要是通過利用腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）內(nèi)或外的免疫細(xì)胞來專門識別和攻擊癌細(xì)胞[8]。細(xì)胞外囊泡（extracelluar vesicles，EVs）由包括免疫細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞分泌，免疫細(xì)胞衍生的EVs 具有免疫調(diào)節(jié)特性，可通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的不同方面來增強(qiáng)或抑制免疫活動[9]。Zhang 等[10]研究發(fā)現(xiàn)來源于B 細(xì)胞的CD19 陽性細(xì)胞外囊泡可通過CD39 和CD73 囊泡結(jié)合蛋白將化療后腫瘤細(xì)胞的ATP 水解成腺苷，從而抑制CD8+T細(xì)胞的反應(yīng)。該研究表明缺氧誘導(dǎo)因子-1a（HIF-1a）可通過上調(diào)Rab27A 的表達(dá)促進(jìn)B 細(xì)胞CD19 陽性細(xì)胞外囊泡的生成，從而抑制化療藥物的抗腫瘤作用。該研究還證實(shí)，iEBVs-Rab27A siRNA 特異性能夠下調(diào)Rab27A 在B 細(xì)胞中的表達(dá)，從而減少EVs 的產(chǎn)生，增強(qiáng)化療和CD8+T 細(xì)胞應(yīng)答的抗腫瘤作用。因此，化療聯(lián)合使用iEBVs-Rab27A siRNA 可能會是未來腫瘤治療的策略之一。

2 Rab27在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用

2.1 Rab27 與肝癌

在過去的幾十年中，手術(shù)已成為肝癌的主要治療方法，腫瘤標(biāo)志物［血清癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA)、甲胎蛋白（alpha-fetoprotein，AFP）等］對肝癌的診斷及術(shù)后監(jiān)測有一定的臨床意義，但敏感性和特異性均不高。因此，亟需尋求新型的生物學(xué)標(biāo)志物。Dong 等[11]早期研究結(jié)果顯示，Rab27A 在癌組織中的表達(dá)水平高于癌旁正常組織，而Rab27B 的表達(dá)情況與之相反。通過分析患者資料可知，Rab27A或Rab27B 陽性表達(dá)的腫瘤患者比陰性表達(dá)者總生存率明顯降低，由此推測Rab27 可作為肝癌患者有價(jià)值的預(yù)后指標(biāo)。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為Rab27A 或Rab27B 在肝癌中起著癌基因樣作用。持續(xù)感染HCV 最終可能導(dǎo)致肝癌，有研究顯示[12]，低豐度的Rab27A 的可以降低病毒感染細(xì)胞中丙型肝炎病毒（HCV）RNA 和蛋白豐度，Rab27A 可能通過一種涉及肝臟特異性microRNA（miR-122）的機(jī)制來增強(qiáng)病毒RNA 復(fù)制。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[13]，肝癌患者血清中的Rab27B 水平明顯高于健康者和慢性乙肝患者，該研究提示在肝癌細(xì)胞中，隨著Rab27B 表達(dá)水平升高，細(xì)胞外釋放的細(xì)胞因子的升高可能會激活PI3K/AKT 通路和下調(diào)P21，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖。由此推測，血清Rab27B 可能在預(yù)測肝癌進(jìn)展和預(yù)后方面具有重要意義。研究數(shù)據(jù)表明[14]，Rab27B 在5-氟尿嘧啶處理的耐藥細(xì)胞中呈濃度依賴性過表達(dá)，可以增強(qiáng)肝癌細(xì)胞耐藥性，還可通過促進(jìn)外泌體的釋放來降低肝癌細(xì)胞中的藥物濃度。在體內(nèi)，敲低Rab27B 基因降低了人類肝癌細(xì)胞的化療耐藥性，提高了化療藥物的治療效果。Chen 等[15]研究指出，人肝癌來源的外泌體可通過MAPK/ERK信號通路介導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT），促進(jìn)親代高轉(zhuǎn)移性肝癌細(xì)胞的遷移、趨化和侵襲，從而增強(qiáng)肝癌的惡性程度，敲低Rab27A 抑制了人肝癌細(xì)胞來源的外泌體的分泌，表明Rab27A 可能是肝細(xì)胞癌患者有希望的治療和預(yù)后靶點(diǎn)。李佳樹等[16]通過分析比較敲減Rab27B 前后肝癌細(xì)胞的蛋白表達(dá)差異，證實(shí)Rab27B 不但對腫瘤細(xì)胞的外泌體分泌具有影響，而且能使與細(xì)胞增殖和遷移等相關(guān)的8 個(gè)信號通路中的26 種蛋白的表達(dá)發(fā)生變化，揭示了Rab27B 對腫瘤細(xì)胞增殖和遷移能力具有調(diào)控作用。

2.2 Rab27 與胰腺癌

胰腺癌早期沒有典型的癥狀或體征，是一種診斷和治療都較為困難的消化道惡性腫瘤。部分研究表明Rab27A 或Rab27B 能夠促進(jìn)胰腺癌的發(fā)展，Wang 等[17]應(yīng)用組織芯片免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測了265 個(gè)胰腺組織中Rab27A 和TP53 的蛋白表達(dá)量后發(fā)現(xiàn)，與正常和良性組織相比，癌組織中的Rab27A和TP53 蛋白表達(dá)明顯更高，Rab27A 和TP53 蛋白的高表達(dá)與腫瘤的分期和血管的浸潤密切相關(guān)，生存分析表明該類患者總生存期較差。Zhao 等[18]用相同的方法檢測了260 個(gè)胰腺組織中Rab27B 和P53 蛋白的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的Rab27B 和P53 蛋白與血管侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)，此外該研究還發(fā)現(xiàn)兩者在胰腺導(dǎo)管腺癌中的表達(dá)顯著相關(guān)，但P53 是否直接或間接支持Rab27B 的表達(dá)或活性還需要進(jìn)一步的機(jī)制研究。Li 等[19]進(jìn)行的一項(xiàng)研究指出，敲除Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌細(xì)胞中的表達(dá)能顯著提高胰腺癌細(xì)胞對順鉑的敏感性和抑制胰腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力，由此推測Rab27A 和Rab27B 可能是新的胰腺癌治療靶點(diǎn)，聯(lián)合靶向Rab27A 或Rab27B 治療或許能更有效地改善胰腺癌患者的預(yù)后。Binenbaum 等[20]揭示了外泌體在腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)和癌細(xì)胞之間穿梭的miRNAs 可以介導(dǎo)胰腺癌化療耐藥性。該研究發(fā)現(xiàn)Rab27A/B 基因敲除小鼠分泌的外泌體較野生型小鼠更少，對化療的腫瘤應(yīng)答明也優(yōu)于后者，這表明Rab27A/B 可能在胰腺癌耐藥中具有促進(jìn)作用。一項(xiàng)研究[21]證明Rab27A 在胰腺癌轉(zhuǎn)移傾向中起雙重作用。該研究者首先通過胰腺癌體內(nèi)模型發(fā)現(xiàn)，敲除Rab27A 對體內(nèi)癌細(xì)胞生長沒有影響，但可導(dǎo)致脾臟、肝臟和肺等遠(yuǎn)端器官骨髓細(xì)胞亞群的擴(kuò)張，從而能夠部分抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。此外，通過基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，Rab27A 的下調(diào)可增加EMT 途徑中相關(guān)基因的表達(dá)，增加了腫瘤細(xì)胞的侵襲性。截至目前，關(guān)于Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌中的具體作用還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

2.3 Rab27 與胃癌

胃癌是全球第五大常見的癌癥類型，也是癌癥死亡的第三大原因[22]。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為Rab27A 或Rab-27B 在胃癌中表現(xiàn)為抑癌基因樣作用。有研究[23]通過構(gòu)建Rab27A 過表達(dá)穩(wěn)定細(xì)胞株和功能學(xué)實(shí)驗(yàn)等，證明過表達(dá)Rab27A 并不影響胃癌細(xì)胞系BGC823細(xì)胞的增殖能力，但可以抑制BGC823 細(xì)胞的遷移和侵襲，表明Rab27A 在胃癌細(xì)胞中可能作為抑癌基因，從而延緩腫瘤進(jìn)展，對患者的預(yù)后起到積極作用。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[24]，miR-182-5p 在胃癌組織和胃癌細(xì)胞中過表達(dá)，Rab27A 在胃癌組織中低表達(dá)，證實(shí)兩者之間存在負(fù)調(diào)控關(guān)系，miR-182-5p 可以通過抑制Rab27A 的表達(dá)促進(jìn)胃癌的發(fā)展，并指出Rab27A 可能是胃癌的治療和預(yù)后的新靶標(biāo)。李琪兒等[25]運(yùn)用實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（qRT-PCR）技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)Rab27B mRNA 在胃癌及癌前病變組織中均呈低表達(dá)，提示Rab27B 有可能成為胃癌篩查和早期診斷的新型標(biāo)志物。李小山等[26]通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)指出過表達(dá)Rab27B 可以抑制人胃癌細(xì)胞系MKN-45 細(xì)胞增殖，并且可以通過影響線粒體凋亡通路上的Bax 和Bcl-2 蛋白而促進(jìn)MKN-45 細(xì)胞凋亡，這為抗胃癌治療的生物或藥物療法提供了新的選擇。

2.4 Rab27 與結(jié)直腸癌

近年來，結(jié)直腸癌的發(fā)生率在中國不同地區(qū)有程度不等的增加趨勢，早期診斷對其治療和預(yù)后具有重大意義。有學(xué)者認(rèn)為高表達(dá)Rab27A 表明結(jié)直腸癌預(yù)后良好，Dong 等[27]通過多種實(shí)驗(yàn)方法分析了6 例結(jié)直腸癌細(xì)胞系和406 例原發(fā)腫瘤標(biāo)本中Rab27A 和Rab27B 的表達(dá)情況，證實(shí)Rab27A 和Rab27B 是結(jié)直腸癌的保護(hù)因子，尤其是Rab27A 的表達(dá)與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)。生存分析顯示，Rab27A陰性表達(dá)患者總生存期明顯低于Rab27A 陽性表達(dá)患者，提示Rab27A可能是結(jié)直腸癌的重要預(yù)后指標(biāo)。Shi 等[28]進(jìn)一步支持了以上觀點(diǎn)，該研究對18 例新鮮結(jié)直腸癌組織標(biāo)本進(jìn)行實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)，對112 例結(jié)直腸癌患者進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析，研究結(jié)果同樣表明高表達(dá)Rab27A 提示結(jié)直腸癌患者預(yù)后良好。因此，本研究推測開發(fā)Rab27A/B 特異性抑制劑可以為新的癌癥預(yù)防方法提供思路。但是也有學(xué)者認(rèn)為Rab27A 或Rab27B 在結(jié)腸癌中表現(xiàn)為癌基因樣作用。一項(xiàng)機(jī)制分析研究顯示[29]，在結(jié)腸癌細(xì)胞中，miR-582-5p 與Rab27A 存在負(fù)調(diào)控的靶向關(guān)系，過表達(dá)Rab27A 可明顯減弱miR-582-5p 對結(jié)腸癌細(xì)胞生長、侵襲的抑制作用，這可能為結(jié)直腸癌患者提供了新的治療策略。既往有報(bào)道[30]證明了Rab27B 在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)量較癌旁正常組織高，分析結(jié)直腸癌組織中Rab27B 表達(dá)與其臨床病理特征的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)的Rab27B 與結(jié)直腸癌的侵襲表型密切相關(guān)。生存分析顯示，Rab27B 高表達(dá)的患者總生存率明顯降低，Rab27B 可能被用作陽性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后有價(jià)值的預(yù)測指標(biāo)，但這需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

3 結(jié)語與展望

綜上所述，Rab27在多種癌組織中的表達(dá)較正常組織增高，且多數(shù)促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。因此，Rab27 抑制劑可能是一種早期和有前途的癌癥治療方法，通過抑制Rab27 效應(yīng)蛋白的相互作用，可以阻斷后續(xù)可能調(diào)節(jié)癌細(xì)胞侵襲和增殖的信號通路[31]。盡管Rab27 的作用在多種消化系腫瘤中逐漸得以驗(yàn)證，且其功能研究在一定程度上取得進(jìn)展，但其在不同腫瘤中具體的作用機(jī)制尚未明確。如前文中提到的Rab27在肝癌、胰腺癌中表現(xiàn)為癌基因樣作用，但在胃腸癌中可以表現(xiàn)為抑癌基因樣作用，對于這種矛盾現(xiàn)象，具體原因尚未確定，可能是Rab27A 及Rab27B在肝膽、胰腺癌與胃癌、結(jié)直腸癌中可能存在不同的分子調(diào)節(jié)機(jī)制。Rab27在腫瘤中的作用仍處于探索階段，要充分了解Rab27在不同腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，還需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。期待Rab27 可以為腫瘤的分子診斷和基因治療提供新的靶點(diǎn)，為抑制腫瘤進(jìn)展提供潛在策略及方向。