踝蛋白在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)及作用研究進(jìn)展

沈杰，何小舟，蔣敬庭

(蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院a.泌尿外科，b.腫瘤生物診療中心，江蘇省腫瘤免疫治療工程技術(shù)研究中心，蘇州大學(xué)細(xì)胞治療研究院，江蘇常州 213003)

·綜述·

踝蛋白在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)及作用研究進(jìn)展

沈杰a，何小舟a，蔣敬庭b

(蘇州大學(xué)附屬第三醫(yī)院a.泌尿外科，b.腫瘤生物診療中心，江蘇省腫瘤免疫治療工程技術(shù)研究中心，蘇州大學(xué)細(xì)胞治療研究院，江蘇常州 213003)

整合素(integrin)作為細(xì)胞表面重要的黏附分子受體之一，具有直接和間接調(diào)控腫瘤細(xì)胞運(yùn)動的能力。而整合素功能得以發(fā)揮又依賴于踝蛋白(Talin)的調(diào)控作用。Talin是一種細(xì)胞骨架肌動蛋白結(jié)合蛋白，是黏著斑的重要組成部分，維持黏著斑結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。越來越多的研究表明Talin在腫瘤免疫治療領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。研究其獨(dú)特的生物學(xué)特性有助于其在臨床的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。該文就Talin的生物學(xué)特征以及在不同腫瘤中的表達(dá)及作用作一綜述。

Talin；腫瘤；靶向治療

腫瘤細(xì)胞黏附能力的減弱使腫瘤細(xì)胞從原發(fā)灶脫離，并向周圍組織、血管、淋巴管遷移, 構(gòu)成了腫瘤轉(zhuǎn)移的重要因素[1]。近年來，整合素(integrin)作為細(xì)胞表面重要的黏附分子受體之一，因其直接或間接激活腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)信號通路的能力而獲得了廣泛的關(guān)注[2]。而整合素功能得以發(fā)揮又依賴于踝蛋白(Talin)分子的調(diào)控作用。由此可見，Talin分子的活化對腫瘤轉(zhuǎn)移起到重要的推動作用。本文就Talin的生物學(xué)特征以及在不同腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)及作用作一綜述。

1 Talin的生物學(xué)特征

Talin最早被發(fā)現(xiàn)存在于黏著斑及成纖維細(xì)胞的膜皺褶中[3]。作為一種細(xì)胞骨架蛋白，其長度約為60 nm，由球形N端頭部(相對分子量約50 000)和桿狀C端尾部(相對分子量約220 000)組成[4-5]。N端含有1個(gè)FERM(band four-point-one and ERM)結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域由4.1蛋白(protein 4.1)、埃茲蛋白(ezrin)、跟蛋白(radixin)、膜突蛋白(moesin)構(gòu)成，又可分為F1、F2、F3 3個(gè)亞區(qū)域，含有與整合素β鏈、黏著斑激酶(focal adhesion kinase，F(xiàn)AK)、磷脂酰肌醇4,5二磷酸激酶的剪接異構(gòu)體(PIPK1γ90)的結(jié)合位點(diǎn)，能夠調(diào)控整合素與細(xì)胞外基質(zhì)和黏著斑的連接。FERM結(jié)構(gòu)域還含有肌動蛋白作用靶點(diǎn)，在這個(gè)靶點(diǎn)附近還有一個(gè)膜插入序列[6]，能夠使Talin作用于脂質(zhì)體，形成其表面孔洞[7]。同時(shí)，C端也含有與整合素β鏈、肌動蛋白、骨架蛋白vinculin的結(jié)合位點(diǎn)。Talin又可分為Talin 1、Talin 2兩個(gè)亞型，分別由TLN1和TLN2基因編碼。TLN1和TLN2大小分別為30 000 bp和190 000 bp，二者都含有57個(gè)外顯子，但TLN2與TLN1含有更多的內(nèi)含子[8]。TLN1和TLN2編碼的蛋白質(zhì)氨基酸序列一致性為74%，因此，兩者功能也不盡相同。TLN1在腎、肝、脾、胃、肺中高表達(dá)，在腦組織和橫紋肌中低表達(dá)，而TLN2在腦組織和橫紋肌中高表達(dá)[9-10]。

整合素的α鏈與β鏈在胞質(zhì)尾部近膜區(qū)高度保守，而Talin作為被招募至黏著斑復(fù)合體的蛋白質(zhì)，其與整合素β鏈的結(jié)合可以影響整合素跨膜區(qū)的穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致整合素胞外段的重排，從而使整合素激活[11]。整合素對細(xì)胞生長、遷移至關(guān)重要，因此Talin在細(xì)胞運(yùn)動遷移中也尤為重要。

2 Talin在腫瘤中的表達(dá)及作用

2.1 Talin與消化系統(tǒng)腫瘤 口腔腫瘤是全球第六大常見的腫瘤，每年有超過640 000人被診斷為口腔腫瘤[12-13]?？谇荒[瘤中又以口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC)最多見。Lai等[14]通過PCR技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，Talin在OSCC中的表達(dá)比正?？谇火つぶ性龈撸琓alin的過表達(dá)可以促進(jìn)OSCC細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲，預(yù)示OSCC的不良預(yù)后。Peng等[15]通過免疫組織化學(xué)法分析了152例經(jīng)福爾馬林浸泡或石蠟包埋的食管癌組織標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)Tensin、Profilin-1、Villin-1和Talin這4種肌動蛋白結(jié)合蛋白的聯(lián)合表達(dá)與食管癌患者的5年生存率有關(guān)，可以成為食管鱗狀細(xì)胞癌患者預(yù)后的生物指標(biāo)。

肝癌也是一種常見的惡性腫瘤，肝細(xì)胞癌是原發(fā)性肝癌中最常見的類型。Fang等[16]在肝癌細(xì)胞(MHCC-97L)中建立轉(zhuǎn)染TLN-1短發(fā)夾RNA(short hairpin RNA, shRNA)的實(shí)驗(yàn)組、無義shRNA的陰性對照組以及正常表達(dá)TLN-1的空白組，發(fā)現(xiàn)Talin與肝癌細(xì)胞的黏附、遷移和侵襲有關(guān)，Talin低表達(dá)可以抑制肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲。這與Kanamori等[17]和Youns等[18]的研究結(jié)果相同。但Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn)Talin蛋白在肝癌組織中的表達(dá)水平低于癌旁組織。這可能與肝癌的病理學(xué)分類、腫瘤的大小及腫瘤包膜的完整性有關(guān)。雖然Talin在肝癌中的表達(dá)機(jī)制尚未完全明確，但可以確定其影響肝癌的轉(zhuǎn)移與侵襲。

結(jié)腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致治療失敗和死亡的主要原因。Bostanci等[20]用ELISA方法檢測50例健康人群以及90例結(jié)腸癌患者血清中Talin的表達(dá)水平，結(jié)果顯示Talin在結(jié)腸癌患者中的表達(dá)高于正常人，且與腫瘤的分級、TNM分期呈正相關(guān)，與年齡、性別無關(guān)。Yang等[21]收集了41例原發(fā)性結(jié)直腸腺癌組織以及其對應(yīng)的正常結(jié)腸黏膜和19例發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌組織，利用共聚焦激光掃描顯微鏡比較Talin蛋白在癌組織和癌旁組織中熒光信號的差別。研究發(fā)現(xiàn)，Talin在結(jié)直腸癌中的表達(dá)低于正常結(jié)腸黏膜，且發(fā)生轉(zhuǎn)移的結(jié)直腸癌中Talin的表達(dá)水平比原發(fā)性結(jié)直腸癌組織中低；腫瘤浸潤程度越高，Talin表達(dá)越低。兩者的研究結(jié)果對Talin在結(jié)腸癌中的表達(dá)水平存在爭議，Talin在結(jié)腸癌的作用仍需進(jìn)一步研究。

2.2 Talin與生殖系統(tǒng)腫瘤 前列腺癌是男性最常見的惡性腫瘤之一，2016年美國新患腫瘤的男性中有21%為前列腺癌[22]。前列腺癌早期治療效果較好，一旦發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，其5年生存率可降至28%。Talin可以介導(dǎo)整合素在前列腺癌細(xì)胞中的活化，并且促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。Jin等[23]研究發(fā)現(xiàn)，整合素的活化僅與Talin 1有關(guān)，與Talin 2無關(guān)；單獨(dú)增加Talin 1的表達(dá)水平不足以活化整合素；在Talin 1眾多的磷酸化位點(diǎn)中，位點(diǎn)S425的磷酸化才是整合素活化的重要因素。同時(shí)，Talin 1 S425的磷酸化可以增強(qiáng)前列腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲和抗凋亡的能力。而Talin 1 S425的磷酸化又是受細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶5(Cyclin dependent kinases 5, Cdk5)的凋亡抑制基因p35活化所介導(dǎo)的，增強(qiáng)Cdk5的活性可以促進(jìn)整合素的活化，從而增加前列腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。而Woodside等[24]的實(shí)驗(yàn)則證明了Talin片段和Talin頭部能夠抑制整合素αⅡb與β3尾部多肽的相互作用，從而改變整合素的構(gòu)象，引起激活。Jevnikar等[25]研究發(fā)現(xiàn)，組織蛋白酶H可以通過其單氨肽酶的活性來切割Talin頭部區(qū)域，抑制組織蛋白酶H可以減少其對Talin的切割，從而抑制前列腺癌的侵襲與轉(zhuǎn)移。Zhang等[26]實(shí)驗(yàn)證明MiR-124可以負(fù)反饋調(diào)節(jié)Talin，過表達(dá)MiR-124可以抑制Talin，從而抑制前列腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。由此可見，Talin在前列腺癌轉(zhuǎn)移中起著重要作用，具有作為其治療新靶點(diǎn)的潛力。

卵巢癌是女性常見惡性腫瘤，因早期癥狀不典型，初次診斷常常已為晚期，其5年生存率不足40%[27]。Tang等[28]通過比較原發(fā)卵巢癌組織、已發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移的卵巢癌組織、正常卵巢組織以及癌旁組織發(fā)現(xiàn)，TLN1在正常卵巢組織以及癌旁組織中低表達(dá)，在原發(fā)卵巢癌以及發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移的卵巢癌組織中高表達(dá)，且TLN1的過表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。其通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TLN1在卵巢癌中的表達(dá)又受miR-9的調(diào)控，miR-9通過連接TLN1的3′非翻譯區(qū)(untranslated regions, UTR)位點(diǎn)，抑制TLN1表達(dá)，從而抑制卵巢癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。由此可見，TLN1可以作為評價(jià)卵巢癌發(fā)生發(fā)展的生物指標(biāo)，在治療卵巢癌中有著重要作用。

2.3 Talin與其他腫瘤 乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤。在我國，乳腺癌的發(fā)生率和死亡率逐年上升，每年有1 600 000新發(fā)乳腺癌被明確診斷，占全球的12.2%，有1 200 000患者死于乳腺癌，占全球的9.6%[29]。在乳腺癌細(xì)胞遷移的過程中，細(xì)胞黏附是其中重要的環(huán)節(jié)。膜突蛋白-鈉氫離子交換通道1(moesin-NHE-1)調(diào)控乳腺癌細(xì)胞形成細(xì)胞侵襲偽足，降解細(xì)胞外基質(zhì)[30-32]，從而穿透細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)入脈管(淋巴管或血管)、滲出脈管，在轉(zhuǎn)移部位生長、增殖。Beaty等[33]通過研究發(fā)現(xiàn)，Talin可以招募moesin-NHE-1復(fù)合物與侵襲偽足前體結(jié)合，形成具有降解細(xì)胞外基質(zhì)能力的成熟侵襲偽足，并維持其穩(wěn)定，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移；相反地，在敲除Talin的乳腺癌細(xì)胞中，其成熟的侵襲偽足數(shù)量減少，細(xì)胞運(yùn)動受限。由此可見， Talin的過表達(dá)可以促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，Talin可以成為轉(zhuǎn)移性乳腺癌治療的新的分子靶點(diǎn)。

相比于其他腫瘤，鼻咽癌的發(fā)生率較低，2012年全球鼻咽癌患者數(shù)量僅為86 500人，僅占當(dāng)年全球新發(fā)腫瘤患者的0.6%，其中有71%的鼻咽癌患者來自東亞和東南亞[34]。Xu等[35]通過PCR及western blot技術(shù)分析Talin在鼻咽癌細(xì)胞及鼻咽癌患者中的表達(dá)，研究結(jié)果顯示，Talin在鼻咽癌細(xì)胞中表達(dá)增高，高表達(dá)的Talin與鼻咽癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)，Talin的缺失可以抑制鼻咽癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。盡管Talin作用鼻咽癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的機(jī)制仍不清楚，但Xu的研究表明Talin可以作為鼻咽癌患者分子治療的靶點(diǎn)，并且是評價(jià)其預(yù)后的重要指標(biāo)。

3 展望

作為連接整合素和肌動蛋白的橋梁，Talin在介導(dǎo)細(xì)胞運(yùn)動中起著無可替代的作用。近年來，對于Talin在不同腫瘤細(xì)胞中作用的研究也越來越深入，在多種腫瘤中，Talin已經(jīng)成為評價(jià)腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲和預(yù)測患者預(yù)后的指標(biāo)。Talin在腫瘤組織及正常組織中表達(dá)存在顯著差異，這一特性使其在未來有望成為治療腫瘤的分子靶點(diǎn)。然而，對于Talin介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞運(yùn)動的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究與完善，是否有其他因素參與影響Talin在腫瘤中的表達(dá)尚未明了，這些都將會是以后研究的重點(diǎn)方向。

[1]Steeg PS. Tumor metastasis: mechanistic insights and clinical challenges[J]. Nat Med, 2006, 12(8): 895-904.

[2]Becchetti A, Arcangeli A. Integrins and ion channels in cell migration: implications for neuronal development, wound healing and metastatic spread[J]. Adv Exp Med Biol, 2010, 674: 107-123.

[3]Burridge K, Connell L. A new protein of adhesion plaques and ruffling membranes[J]. J Cell Biol, 1983, 97(2): 359-367.

[4]Calderwood DA, Zent R, Grant R,etal. The Talin head domain binds to integrin beta subunit cytoplasmic tails and regulates integrin activation[J]. J Biol Chem, 1999, 274(40): 28071-28074.

[5]Beckerle MC, Burridge K, DeMartino GN,etal. Colocalization of calcium-dependent protease II and one of its substrates at sites of cell adhesion[J]. Cell, 1987, 51(4): 569-577.

[6]Seelig A, Blatter XL, Frentzel A,etal. Phospholipid binding of synthetic talin peptides provides evidence for an intrinsic membrane anchor of talin[J]. J Biol Chem, 2000, 275(24): 17954-17961.

[7]Saitoh A, Takiguchi K, Tanaka Y,etal. Opening-up of liposomal membranes by talin[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 1998, 95(3): 1026-1031.

[8]Monkley SJ, Pritchard CA, Critchley DR. Analysis of the mammalian talin2 gene TLN2[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2001, 286(5): 880-885.

[9]Critchley DR. Genetic, biochemical and structural approaches to talin function[J]. Biochem Soc Trans, 2005, 33(Pt 6): 1308-1312.

[10]Tsujioka M, Yoshida K, Inouye K. Talin B is required for force transmission in morphogenesis of Dictyostelium[J]. EMBO J, 2004, 23(11): 2216-2225.

[11]Shattil SJ, Kim C, Ginsberg MH. The final steps of integrin activation: the end game[J]. Nat Rev Mol Cell Biol, 2010, 11(4): 288-300.

[12]Petersen PE. The World Oral Health Report 2003: continuous improvement of oral health in the 21st century--the approach of the WHO Global Oral Health Programme[J]. Community Dent Oral Epidemiol, 2003, 31(Suppl 1): 3-23.

[13]Warnakulasuriya S. Global epidemiology of oral and oropharyngeal cancer[J]. Oral Oncol, 2009, 45(4-5): 309-316.

[14]Lai MT, Hua CH, Tsai MH,etal. Talin-1 overexpression defines high risk for aggressive oral squamous cell carcinoma and promotes cancer metastasis[J]. J Pathol, 2011,224(3): 367-376.

[15]Peng ZM, Yu W, Xie Y,etal. A four actin-binding protein signature model for poor prognosis of patients with esophageal squamous cell carcinoma[J]. Int J Clin Exp Pathol, 2014, 7(9): 5950-5959.

[16]Fang KP, Dai W, Ren YH,etal. Both Talin-1 and Talin-2 correlate with malignancy potential of the human hepatocellular carcinoma MHCC-97 L cell[J]. BMC Cancer, 2016, 16: 45.

[17]Kanamori H, Kawakami T, Effendi K,etal. Identification by differential tissue proteome analysis of talin-1 as a novel molecular marker of progression of hepatocellular carcinoma[J]. Oncology, 2011, 80(5-6): 406-415.

[18]Youns MM, Abdel Wahab AH, Hassan ZA,etal. Serum talin-1 is a potential novel biomarker for diagnosis of hepatocellular carcinoma in Egyptian patients[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2013, 14(6): 3819-3823.

[19]Zhang JL, Qian YB, Zhu LX,etal. Talin1, a valuable marker for diagnosis and prognostic assessment of human hepatocelluar carcinomas[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2011, 12(12): 3265-3269.

[20]Bostanci O, Kemik O, Kemik A,etal. A novel screening test for colon cancer: Talin-1[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2014, 18(17): 2533-2537.

[21]Yang HJ, Chen JZ, Zhang WL,etal. Focal adhesion plaque associated cytoskeletons are involved in the invasion and metastasis of human colorectal carcinoma[J]. Cancer Invest, 2010, 28(2): 127-134.

[22]Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2016[J]. CA Cancer J Clin, 2016, 66(1): 7-30.

[23]Jin JK, Tien PC, Cheng CJ,etal. Talin1 phosphorylation activates beta1 integrins: a novel mechanism to promote prostate cancer bone metastasis[J]. Oncogene, 2015, 34(14): 1811-1821.

[24]Woodside DG, Liu S, Ginsberg MH. Integrin activation[J]. Thromb Haemost, 2001, 86(1): 316-323.

[25]Jevnikar Z, Rojnik M, Jamnik P,etal. Cathepsin H mediates the processing of talin and regulates migration of prostate cancer cells[J]. J Biol Chem, 2013, 288(4): 2201-2209.

[26]Zhang W, Mao YQ, Wang H,etal. MiR-124 suppresses cell motility and adhesion by targeting talin 1 in prostate cancer cells[J]. Cancer Cell Int, 2015, 15: 49.

[27]Siegel R, Naishadham D, Jemal A. Cancer statistics, 2013[J]. CA Cancer J Clin, 2013, 63(1): 11-30.

[28]Tang H, Yao L, Tao X,etal. miR-9 functions as a tumor suppressor in ovarian serous carcinoma by targeting TLN1[J]. Int J Mol Med, 2013, 32(2): 381-388.

[29]Fan L, Strasser-Weippl K, Li JJ,etal. Breast cancer in China[J]. Lancet Oncol, 2014, 15(7): e279-e289.

[30]Artym VV, Zhang Y, Seillier-Moiseiwitsch F,etal. Dynamic interactions of cortactin and membrane type 1 matrix metalloproteinase at invadopodia: defining the stages of invadopodia formation and function[J]. Cancer Res, 2006, 66(6): 3034-3043.

[31]Sakurai-Yageta M, Recchi C, Le Dez G,etal. The interaction of IQGAP1 with the exocyst complex is required for tumor cell invasion downstream of Cdc42 and RhoA[J]. J Cell Biol, 2008, 181(6): 985-998.

[32]Magalhaes MA, Larson DR, Mader CC,etal. Cortactin phosphorylation regulates cell invasion through a pH-dependent pathway[J]. J Cell Biol, 2011, 195(5): 903-920.

[33]Beaty BT, Wang Y, Bravo-Cordero JJ,etal. Talin regulates moesin-NHE-1 recruitment to invadopodia and promotes mammary tumor metastasis[J]. J Cell Biol, 2014, 205(5): 737-751.

[34]Ferlay J, Soerjomataram I, Dikshit R,etal. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012[J]. Int J Cancer, 2015, 136(5): E359-86.

[35]Xu YF, Ren XY, Li YQ,etal. High expression of Talin-1 is associated with poor prognosis in patients with nasopharyngeal carcinoma[J]. BMC Cancer, 2015, 15: 332.

(本文編輯：劉群)

10.13602/j.cnki.jcls.2017.07.12

國家自然科學(xué)基金(81273267)；江蘇省自然科學(xué)基金(BK20150251)。

沈杰，1992年生，男，碩士研究生，主要從事泌尿系統(tǒng)腫瘤研究。

何小舟，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：xiaozhouhe123@163.com。

R392.12

A

2016-11-01)