Snail在腫瘤中的研究進(jìn)展

蔡?hào)|京 李敏 胡成平

中南大學(xué)湘雅醫(yī)院呼吸內(nèi)科(呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科) 國(guó)家臨床重點(diǎn)?？?，長(zhǎng)沙410008

Snail家族是鋅指蛋白家族的一個(gè)分支，包括Snail(Snail1)、Slug(Snail2)、Smuc(Snail3)。 在 人 體 中，Snail主要表達(dá)于胎盤(pán)，胚胎中胚層，成人心、肝、骨骼肌及某些未分化組織中[1-2]。Snail是一種半衰期為25～180 min、易于降解的蛋白質(zhì)，由264個(gè)氨基酸構(gòu)成，相對(duì)分子質(zhì)量為29 100，基因位于20q13.2，其羧基端是錨定區(qū)域，包括4～6個(gè)C2H2鋅指結(jié)構(gòu)，可以特異性的和靶基因啟動(dòng)子的E-box系列(CAGGTG)結(jié)合；氨基端為功能區(qū)域，是一個(gè)進(jìn)化上相對(duì)保守的SNAG(Snail/Gfi)結(jié)構(gòu)域，可以抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄[3]。本文主要對(duì)Snail(Snail1)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行綜述。

1 Snail在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)

根據(jù)近年研究，Snail在乳腺癌、胃癌、結(jié)腸癌、非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)、黑色素瘤等腫瘤中均有報(bào)道[4-9]。2019年，Sonego等[10]發(fā)現(xiàn)，在接受鉑類聯(lián)合化療的卵巢癌患者中，USP1及其下游分子Snail的表達(dá)與患者的總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期密切相關(guān)。在接受手術(shù)切除的NSCLC患者標(biāo)本檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)55.2%具有Snail的高表達(dá)，Snail高表達(dá)患者的總生存時(shí)間及無(wú)復(fù)發(fā)生存時(shí)間差于Snail低表達(dá)的患者，它和HIF-1α、TWIST1一起成為NSCLC術(shù)后預(yù)后的重要分子[11]。Miyoshi等[12]研究發(fā)現(xiàn)，54.5%的腫瘤切除患者在1年后肝臟腫瘤復(fù)發(fā)，這些患者腫瘤組織中均檢測(cè)到高Snail基因的表達(dá)。高Snail的表達(dá)為手術(shù)后腫瘤較早(＜1年)復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一，是術(shù)后判斷患者預(yù)后的一個(gè)重要參考因素。近年來(lái)對(duì)Snail分子在腫瘤中作用的研究越來(lái)越多，因其在不同腫瘤組織中的表達(dá)及作用機(jī)制不盡相同，關(guān)于Snail在腫瘤中的作用還需要繼續(xù)探索。

2 Snail與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展

腫瘤的形成是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程。在乳腺癌中，異常表達(dá)的Snail可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生成乳腺球，增加乳腺上皮細(xì)胞的生成、種植和干細(xì)胞標(biāo)志分子的表達(dá)，這個(gè)過(guò)程與Wnt、Notch、hedgehog、Bmi-1等信號(hào)通路的激活密切相 關(guān)[13-16]。 在 卵 巢 癌 中，Snail可 以 促 進(jìn)NANOG、HDAC1、TCF4、KLF4、HDAC3和GPC3等細(xì)胞干性相關(guān)性分子的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞(cancer stem cell，CSC)的CD44+和CD117+的表達(dá)，提高腫瘤細(xì)胞和輔助細(xì)胞的再生能力，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[17](表1)。目前我們雖然對(duì)Snail在腫瘤發(fā)生中的作用有一定的研究，但還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，Moon等[18]對(duì)各種小鼠肝癌模型的腫瘤發(fā)生過(guò)程進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在HRASG12V+shp53誘導(dǎo)的肝癌模型中同時(shí)檢測(cè)到pSmad2/3和Snail的表達(dá)增加，在人為降低Snail表達(dá)后HRASG12V+shp53誘導(dǎo)肝癌模型的形成受阻；在S7HP肝癌模型中，TGF-β抑制劑造成的肝癌形成抑制效應(yīng)可被異常增多的Snail逆轉(zhuǎn)，進(jìn)一步證明了Snail分子在肝癌形成中的重要作用。Julien等[19]發(fā)現(xiàn)，果蠅中的核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)同族蛋白可以結(jié)合到Snail基因啟動(dòng)子的-194 and-78 bp上，上調(diào)Snail基因的轉(zhuǎn)錄；同時(shí)NF-κB能夠通過(guò)CSN2結(jié)合到Snail分子上，競(jìng)爭(zhēng)GSK-3β和β-Trcp與Snail分子結(jié)合，減少Snail分子的降解，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Snail與腫瘤發(fā)生的關(guān)系雖然已經(jīng)有了一些證據(jù)，但具體的分子機(jī)制仍然不清楚，值得進(jìn)一步的探索。

3 Snail調(diào)控上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition，EMT)與腫瘤轉(zhuǎn)移

目前認(rèn)為EMT是腫瘤轉(zhuǎn)移的重要部分。發(fā)生EMT后的腫瘤細(xì)胞不僅自身細(xì)胞的功能和形態(tài)發(fā)生改變，腫瘤組織中的微環(huán)境也隨之改變。EMT是上皮細(xì)胞向間皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過(guò)程，它發(fā)生在胚胎發(fā)育、腫瘤、慢性炎癥和纖維化等過(guò)程中[20]。EMT的改變主要表現(xiàn)在細(xì)胞形態(tài)和功能上，發(fā)生EMT的上皮細(xì)胞之間丟失了聯(lián)系，與基底膜的連接也變得松散，失去了極性，自身也從立方形轉(zhuǎn)化為多邊形，擁有了間皮細(xì)胞的部分特性[21-22]。EMT分為3型:Ⅰ型主要在胚胎發(fā)育期，參與中胚層的發(fā)育和器官形成；Ⅱ型主要發(fā)生在組織損傷和持續(xù)炎癥刺激的情況下，常常伴有纖維化和器官重塑；Ⅲ型主要發(fā)生在網(wǎng)狀基底膜，伴有新生血管增生和纖維化，同時(shí)出現(xiàn)特征性的EMT標(biāo)志物，如:E-cadherin、Vimentin等，腫瘤細(xì)胞發(fā)生的EMT屬于此型[23]。

Snail是EMT的關(guān)鍵分子，Snail的異常表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、侵襲能力，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞獲得干性，使其具備較強(qiáng)自我更新、分化能力，促進(jìn)細(xì)胞的遷移[24]。此外，Snail也會(huì)刺激腫瘤相關(guān)性成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)、CSC等生成，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化，改變間質(zhì)的環(huán)境，協(xié)助腫瘤細(xì)胞的遷徙[25-26]。在腫瘤細(xì)胞的EMT過(guò)程中，Snail可以招募去乙?；负图谆窹RC2結(jié)合到E-cadherin啟動(dòng)子上，使組蛋白甲基化，抑制E-cadherin的表達(dá)，同 時(shí)，Snail誘 導(dǎo) 的ZEB1也 可 以 招 募PRC2到E-cadherin啟動(dòng)子上，抑制E-cadherin表達(dá)，缺乏E-cadherin的上皮細(xì)胞黏附能力下降，易于游走[27-31]。此外，基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallo proteinases，MMPs)是一種能夠降解基底膜的金屬蛋白酶，Snail可以增強(qiáng)MMP2、MMP9等表達(dá)，破壞上皮與間質(zhì)之間的間隔，打開(kāi)上皮細(xì)胞向下遷徙的天然屏障，促進(jìn)上皮細(xì)胞的遷移；MMPs也可以增加間質(zhì)通透性，增強(qiáng)細(xì)胞在組織中的機(jī)動(dòng)能力[32-34]。

在EMT過(guò)程中，Snail也受到很多信號(hào)的調(diào)控。TGF-β是EMT的一個(gè)調(diào)控分子，其介導(dǎo)的TGF-β/Smad/Snail通路對(duì)Snail表達(dá)起著重要作用，TGF-β與Ⅰ型和Ⅱ型受體結(jié)合后，使Smad3、4磷酸化，磷酸化后的Smad和轉(zhuǎn)錄輔助因子結(jié)合到Snail基因啟動(dòng)子上，促進(jìn)Snail的表達(dá)；TGF-β也會(huì)誘導(dǎo)H MGA2復(fù)合物的生成，直接促進(jìn)Snail基因表達(dá)[35-39]。此外，Wn T和配體(Wnt1或Wnt3a)結(jié)合后與膜表面受體(由Frizzled和LDL受體相關(guān)蛋白LRP5/6構(gòu)成)作用，激活β-catenin，抑制GSK-3β的活性，減低Snail的泛素化降解[40]。在RAS通路中，RAS激動(dòng)后，活化下游的RAF/ERK、PI3K/AKT通路，抑制GSK-3β的活性，減少Snail的降解，RAS通路也可產(chǎn)生HMGA2復(fù)合物，直接促進(jìn)Snail的表達(dá)，促進(jìn)EMT[41-44]。

翻譯后的修飾調(diào)控對(duì)Snail的功能也有很大的影響。在細(xì)胞中，Snail分子是一種極其不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，其在細(xì)胞中的半衰期較短，翻譯加工后的大部分Snail蛋白在入核前會(huì)受到磷酸化、泛素化、乙?；然瘜W(xué)修飾，經(jīng)蛋白酶體降解系統(tǒng)降解[45]。有研究報(bào)道，TGF-β/Smad通路中的表達(dá)產(chǎn)物GSK-3β使Snail的第一、二磷酸化位點(diǎn)磷酸化，進(jìn)而結(jié)合β-Trcp和泛素分子，啟動(dòng)泛素依賴的蛋白酶體降解過(guò)程，減少Snail入核發(fā)揮功能[46-47]。Lee等[48]發(fā)現(xiàn)，A20可以使Snail分子寡泛素化，降低Snail與GSK-3β的親和力，抑制Snail分子的降解。Zhu等[49]在食管鱗狀細(xì)胞癌中的研究發(fā)現(xiàn)，PSMD14可以使Snail分子去泛素化，加強(qiáng)其在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。在Snail的泛素化與去泛素化調(diào)控過(guò)程中還有許多其他分子的參與，比如:CYLD、USP16、OTUB1等，它們?cè)赟nail的入核前調(diào)控中扮演著重要的作用，對(duì)Snail介導(dǎo)的EMT和腫瘤轉(zhuǎn)移發(fā)揮起著舉足輕重的作用(圖1)。

4 Snail與腫瘤耐藥

4.1 Snail通過(guò)通過(guò)各種信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控腫瘤細(xì)胞的耐藥性Bonavida和Baritaki[50-51]認(rèn)為腫瘤細(xì)胞中NF-κB/Snail/YY1/RKIP調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的失衡使得細(xì)胞凋亡程序關(guān)閉，細(xì)胞存活相關(guān)信號(hào)通路激活。在產(chǎn)生耐藥的腫瘤細(xì)胞中可發(fā)現(xiàn)RKIP的表達(dá)降低，NF-κB、Snail、YY1表達(dá)增多，RKIP對(duì)Raf/MEK/ERK和NF-κB的通路抑制作用降低，下游的細(xì)胞生存通路活化，產(chǎn)生耐藥。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，NO可以促進(jìn)RKIP的表達(dá)，加強(qiáng)凋亡信號(hào)的強(qiáng)度，降低細(xì)胞的藥物抗性。在順鉑耐藥的研究中發(fā)現(xiàn)，AKT/β-catenin/Snail、STAT3/Snail等信號(hào)通路激活后促進(jìn)Snail的表達(dá)，異常表達(dá)的Snail加強(qiáng)ERCC1、DYRK2等基因的表達(dá)水平，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的抵抗[52]。Maseki等[53]報(bào)道在頭頸部的鱗狀細(xì)胞癌中，吉非替尼耐藥的腫瘤細(xì)胞可以通過(guò)激活A(yù)KT/GSK-3β/Snail通路，減少膜上EGFR的表達(dá)量來(lái)實(shí)現(xiàn)耐藥。Li等[54]在小鼠結(jié)直腸癌研究中發(fā)現(xiàn)，Snail陽(yáng)性的腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞可以誘導(dǎo)結(jié)直腸癌對(duì)5-氟尿嘧啶和紫杉醇耐藥，其中機(jī)制可能和CCL1介導(dǎo)的TGF-β和NF-κB通路激活有關(guān)。Zhou等[55]發(fā)現(xiàn)經(jīng)吉西他濱治療后的肺癌細(xì)胞中由于缺失Scribble導(dǎo)致p38 MAPK通路激活，從而促進(jìn)Hu R易位，增加Snail m RNA的轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)Snail的表達(dá)，導(dǎo)致肺癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的耐藥。

表1 細(xì)胞干性相關(guān)的細(xì)胞通路和效應(yīng)分子

4.2 Snail與腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞、外泌體在耐藥中的作用 CAFs是存在于腫瘤間質(zhì)的一種腫瘤輔助細(xì)胞，有“基質(zhì)母細(xì)胞”之稱[56]。Herrera等[57]在對(duì)13例結(jié)腸癌患者腸道黏膜CAFs的研究發(fā)現(xiàn)，CAFs中Snail的表達(dá)高于正常成纖維母細(xì)胞，它可以通過(guò)旁分泌的方式介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的耐藥形成。Richards等[58]研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺腫瘤中經(jīng)吉西他濱治療后的CAFs可分泌出大量包含Snail mRNA的外泌體，外源性的Snail m RNA進(jìn)入靶細(xì)胞后可以大量表達(dá)Snail分子，促進(jìn)靶細(xì)胞發(fā)生耐藥；同時(shí)吉西他濱的代謝物也可入核促進(jìn)HIF-α的表達(dá)，HIF-α進(jìn)而促進(jìn)Snail基因表達(dá)發(fā)揮耐藥作用。在食管癌中，被輻射后的T細(xì)胞可以分泌外泌體作用于腫瘤細(xì)胞，通過(guò)激活腫瘤細(xì)胞中β-catenin和NF-κB/Snail通路啟動(dòng)EMT，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移[59]。

圖1 Snail轉(zhuǎn)運(yùn)及泛素化降解調(diào)控

5 展望

Snail在EMT、細(xì)胞干性、腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移和耐藥等方面發(fā)揮著重要的作用，是潛在的臨床腫瘤治療靶點(diǎn)和預(yù)后分子。希望在人們不斷的探索之后，最終能夠使它真正的為人所用，造福人類。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突