熱休克蛋白75與非小細胞肺癌相關(guān)性的研究進展

李 德，金 圣，黃文華，李姝瑜，孫 潔，樸俊杰 ?

（1. 延邊大學醫(yī)學院，吉林 延吉 133000；2. 延邊大學醫(yī)學院病理教研室，吉林 延吉 133000）

熱休克蛋白75 (glucose-regulated protein 75, GRP75)又叫做mtHSP70/PBP74/Mortalin，是熱休克蛋白70（heat shock protein 70, HSP 70）的家族成員之一。目前的研究顯示，GRP75可參與調(diào)控細胞的多種生理功能，包括細胞存活、胞內(nèi)轉(zhuǎn)運、細胞增殖、穩(wěn)定細胞骨架、應激反應以及線粒體合成等。此外，GRP75可能在NSCLC的發(fā)生發(fā)展中也發(fā)揮一定的作用。

1 GRP75的分子結(jié)構(gòu)

GRP75最早由Wadhwa于1993年在ICR(CD-1)小鼠的胚胎成纖維細胞中被分離出來的[1]。根據(jù)互補DNA及同源性的相關(guān)研究可將其歸入Hsp70家族。基于p66mot-1的致死性特點，其又被稱為致死蛋白Mortalin。GRP75基因定位于5q31-1染色體，全長約為20 kb，由17個外顯子和16個內(nèi)含子構(gòu)成，其相對分子質(zhì)量為74 KDa。GRP75具有高保守性，人類的GRP75序列與鼠科動物GRP75序列的同源性均約為98%。鼠科動物的GRP75有兩種異構(gòu)體，即mot-1和mot-2。mot-1與mot-2有著截然不同的功能。例如，mot-1可以引起細胞的衰老，而mot-2可以引起細胞的惡性演進。在人源性細胞中，GRP75只有一種cDNA編碼，其功能與鼠源性的mot-2相似。轉(zhuǎn)錄成熟的GRP75-mRNA全長約為3506 bp，由679個氨基酸組成蛋白質(zhì)。其前體中所含的一段線粒體前導肽可引導GRP75定位于細胞的線粒體中，但GRP75的亞細胞定位不僅在線粒體中。研究發(fā)現(xiàn)，GRP75主要定位于細胞的線粒體中，有少量定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞質(zhì)囊泡、中心體和細胞膜中。它可以與P53、電壓依賴性陰離子通道蛋白、葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白94、成纖維細胞生長因子 FGF-1 (fibroblast growth factor-1，F(xiàn)GF-1)和 HPS60等多種配體結(jié)合[2]。GRP75的一級蛋白結(jié)構(gòu)與其他HSP70家族成員相似，也具有兩個結(jié)構(gòu)域，即近N端的ATP酶結(jié)構(gòu)域和近C端的蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域。其ATP酶結(jié)構(gòu)域在HSP70家族成員中高度保守，能夠與底物高效結(jié)合，同時含有ATPase活力。其蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域也可以與底物結(jié)合，能夠起到“蓋子”的作用，將底物“關(guān)”在分子內(nèi)部并促使其發(fā)生折疊[3]。

2 GRP75的生物學功能

Grp75在細胞內(nèi)不僅發(fā)揮著管家蛋白的作用，而且還負責監(jiān)控各種異常的生理變化（如修正發(fā)生錯誤折疊的蛋白質(zhì)等）和參與應激反應。同時，它還可與多種蛋白直接或間接地進行結(jié)合，從而起到保護細胞的作用。目前的研究成果顯示，多種外界信號（如電離輻射、缺糖、低溫、臭氧及甲狀腺功能異常等）均可引起Grp75的異常表達，而Grp75的表達又與肌肉組織活動、線粒體活性的維持等生理活動有關(guān)。由于Grp75的亞細胞定位不僅僅在于線粒體中，因此其在細胞內(nèi)發(fā)揮的生物學功能也不局限于線粒體上。例如，GRP75可以監(jiān)測細胞周圍的應激條件以及凋亡因子是否對細胞產(chǎn)生損傷作用。研究顯示，GRP75 可以與P66Shc 在線粒體中直接結(jié)合，使 P66Shc 喪失氧化應激所依賴的 P53 途徑，從而可抑制細胞的凋亡。但是，當外因（如紫外輻射等）引發(fā)氧化應激時則會促使P66Shc從GRP75-P66Shc復合物中解離出來，并誘發(fā)線粒體損傷和細胞凋亡[4]。在細胞內(nèi)，Grp75可以參與多種因子的運輸過程。研究發(fā)現(xiàn)，大鼠體細胞中的Grp75可以與FGF-1結(jié)合并共同使用一個細胞環(huán)境。這表示Grp75可能參與了FGF-l的胞內(nèi)運輸或介導了FGF-1參與的信號轉(zhuǎn)導。同時，Grp75還可與白介素-1 IL-1 (interleukin-1，IL-1)的I型受體結(jié)合，參與受體的內(nèi)攝過程。在蛋白結(jié)合方面，Grp75參與修飾結(jié)合細胞內(nèi)的多種蛋白。例如，GRP75可以與甲羥戊酸焦磷酸脫羧酶MPD（mevalonate pyrophosphate decarboxylase，MPD，一種能讓異戊二烯基簇異戊烯化的酶）結(jié)合并在功能上聯(lián)系p21Ras，從而調(diào)控細胞的增殖[5]。此外，Ludmila A 等的研究發(fā)現(xiàn)，高表達GRP75可負性調(diào)控線粒體內(nèi)的活性氧 ROS（reactive oxygen species，ROS），從而可保護線粒體的代謝，抑制炎性因子的產(chǎn)生。

3 NSCLC的診療現(xiàn)狀

肺癌是我國最常見的惡性腫瘤之一，也是對人類健康最具威脅的腫瘤之一。根據(jù)生物學特性的不同，可將肺癌分為NSCLC和小細胞肺癌（small cell lung cancer, SCLC）兩大類。從組織病理學的角度劃分，NSCLC可被分為鱗癌、腺癌、大細胞癌和鱗腺癌（腺鱗癌）四個亞型。國家癌癥中心、全國腫瘤登記中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，NSCLC是我國肺癌患者主要的發(fā)病類型。此病患者占所有肺癌患者的80%～85%。我國早在2003年就頒布了《原發(fā)性肺癌診療規(guī)范》，但NSCLC患者的死亡率并沒有明顯下降。目前，臨床上治療NSCLC的手段仍然以手術(shù)和放化療為主。近年來，隨著分子病理學研究的深入，我們對肺癌分類分型的認識逐漸由病理組織學分類向基于驅(qū)動基因變異的分子分型轉(zhuǎn)變，分子靶向治療方案也逐步成為治療NSCLC的主要手段。表皮生長因子受體EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor）是2004年首個被發(fā)現(xiàn)的NSCLC驅(qū)動基因。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國約有28.2%的NSCLC患者存在EGFR基因突變，且肺腺癌患者EGFR基因的突變率高于肺鱗癌患者。因此，表皮生長因子受體-酪氨酸激酶抑制劑EGFR-TKIs(Tyrosine Kinase Inhibitors)已受到臨床醫(yī)生的廣泛關(guān)注。

4 GRP75與NSCLC相關(guān)性的研究現(xiàn)狀

Wadhwa等的研究發(fā)現(xiàn)，GRP75在多種腫瘤組織、腫瘤細胞及永生化細胞中呈高表達[6]。高表達的GRP75可以促進裸鼠荷瘤的形成、提高乳腺癌細胞的惡性程度。Sun等的研究結(jié)果顯示，GRP75在NSCLC組織中呈高表達，且其高表達與患者的病理學分級、臨床分期、有無淋巴轉(zhuǎn)移及生存期縮短密切相關(guān)。該研究證實，GRP75可作為一種診斷NSCLC的新型分子標志物。目前，雖然臨床上尚缺乏針對GRP75與NSCLC相關(guān)性更深入的研究，但有研究結(jié)果顯示，GRP75是介導 Raf / MEK / ERK 信號通路的分子開關(guān)，而Raf / MEK / ERK 通路又在抑制腫瘤發(fā)生的過程中發(fā)揮著重要的作用[7]。抑制GRP75的表達可以促進P21CIP1的轉(zhuǎn)錄、恢復MEK / ERK信號軸的激活態(tài)，從而誘導細胞周期阻滯和凋亡的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，HSP70家族中的其他成員并不能有效替代GRP75對P21CIP1的調(diào)控。這說明，GRP75在Raf / MEK / ERK信號通路中發(fā)揮著獨特的作用。

5 小結(jié)

目前的研究證實，GRP75在非小細胞肺癌組織中呈高表達，且可能參與其發(fā)生發(fā)展。因此，是否可以將GRP75作為抑制NSCLC演進的靶點是值得進行深入研究的課題。

[1]Wadhwa R, Kanl SC, Ikawa Y, et a1. Identification of a novel me mber of mouse hsp70 family. Its association with cellular mor tal phenotype[J]. J Biol Chem. 1993,268(9):6615-6621.

[2]Wadhwa R, Takano S, Robert M, et al. Inactivation of tumor su p-pressor p53 by mot-2, a hsp70 family member[J]. J Biol Che m. 1998,273(45):29586-29591.

[3]Daugaard M，Rohde M，Jaattela M. The heat shock protein 70 family：Highly homologous proteins with overlapping and distinct funetions[J]. FEBS Left. 2007,58l:3702-3710.

[4]Orsini F, Migliaccio E, Moroni M, et al. The life span determin ant p66Shc localizes to mitochondria where it associates with mitochondrial heat shock protein 70 and regulates trans-memb rane potential[J]. J Biol Chem. 2004,279(24):25689-25695.

[5]Deocaris CC, Lu WJ, Kaul SC, et al. Druggability of mortalin fo r cancer and neuro-degenerative disorders[J]. Curr Pharm Des.2013,19(3):418-429.

[6]Wadhwa R, Takano S, Kaur K, et al. Upregulation of mortalin/m thsp70/Grp75 contributes to human carcinogenesis[J]. Int J Ca ncer. 2006,118(12):2973-2980.

[7]Wu PK, Hong SK, Veeranki S, et al. A mortalin/HSPA9-mediated switch in tumor-suppressive signaling of Raf/MEK/extracellular signal-regulated kinase[J]. Mol Cell Biol. 2013,33(20):4051-4067.