Scrib蛋白與肝細胞癌關(guān)系的研究進展▲

何玉龍 趙 磊 唐小容 曹軼林

(廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院1 腫瘤科，2 病理科，桂林市 541000，電子郵箱：yulonghe2008@126；3 桂林市人民醫(yī)院脊柱外科，桂林市 541000)

【提要】 上皮細胞頂-底極性復(fù)合物包括Scrib復(fù)合物、Par復(fù)合物和Crb復(fù)合物。極性蛋白對于上皮細胞極性的建立和維持具有重要作用，一旦失去Scrib復(fù)合物的拮抗作用，Par復(fù)合物就會發(fā)揮其致癌潛能，使上皮細胞極性丟失，發(fā)生癌變。研究發(fā)現(xiàn)，從基底膜側(cè)轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中的Scrib蛋白異常表達與肝癌的不良預(yù)后相關(guān)，然而，其具體分子機制尚未完全闡明。本文就Scrib蛋白在肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中的作用及調(diào)控機制進行綜述，探討Scrib蛋白與肝癌的相關(guān)性。

近年來，有關(guān)細胞頂-底極性在癌癥發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移中的功能已經(jīng)成為癌癥基礎(chǔ)研究和臨床診斷的研究新熱點。細胞頂-底極性是上皮細胞的主要特征，其參與細胞形態(tài)形成、遷移、功能維持等多個生物學(xué)事件[1]。上皮細胞頂-底極性復(fù)合物主要包括上皮極性支架蛋白Scribble(Scrib)復(fù)合物、分離蛋白Par復(fù)合物和極性屑蛋白Crumbs(Crb)復(fù)合物。這些復(fù)合物在進化上非常保守[2]，但對上皮細胞的極性形成和維持至關(guān)重要。其中，Scrib蛋白是細胞極性的重要構(gòu)成蛋白，其表達異?？梢鸺毎麡O性的丟失[3]，進而在肝癌發(fā)生發(fā)展中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，從基底膜側(cè)轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中的Scrib蛋白過表達與肝癌的不良預(yù)后相關(guān)[4]。2017年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)Scrib蛋白在細胞質(zhì)中的異常表達能抑制肝癌細胞增殖，因此Scrib蛋白被認為是肝癌的一種腫瘤抑制因子[5]。然而，關(guān)于其具體的分子機制研究仍較少，本文就Scrib蛋白在肝癌發(fā)生、發(fā)展過程中的作用及調(diào)控機制進行綜述。

1 Scrib復(fù)合物

Scrib復(fù)合物由Scrib、Lgl和Dlg 3種蛋白組成[6]，其中Scrib蛋白最初作為果蠅上皮細胞隔膜連接的調(diào)節(jié)因子而被發(fā)現(xiàn)[7]，而Lgl蛋白和Dlg蛋白是在篩選導(dǎo)致果蠅成蟲盤發(fā)生癌性增生的基因突變中被發(fā)現(xiàn)。Scrib蛋白是一種支架蛋白，含有16個富含亮氨酸的重復(fù)序列和4個盤狀同源區(qū)域[8]。Dlg蛋白也是一種支架蛋白，含有3個盤狀同源區(qū)域、1個Src同源3結(jié)構(gòu)域和1個類鳥苷酸激酶結(jié)構(gòu)域[9]。Lgl蛋白的N端有2個色氨酸-天冬氨酸重復(fù)序列結(jié)構(gòu)域，可以介導(dǎo)蛋白間相互作用[10]。研究發(fā)現(xiàn)，Scrib蛋白、Lgl蛋白、Dlg蛋白均有自己獨立的作用，三者結(jié)合形成復(fù)合物也能發(fā)揮作用[7]。Scrib蛋白可通過與人緊密連接蛋白2、富含亮氨酸重復(fù)序列的蛋白磷酸酶1、神經(jīng)管畸形相關(guān)蛋白2、 抗原提呈細胞和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶相互作用來調(diào)控一系列細胞過程，如細胞增殖、分化、凋亡，干細胞維護，遷移和囊泡轉(zhuǎn)運等[11-15]。此外，Scrib復(fù)合物對細胞通訊、細胞黏附連接的完整性也至關(guān)重要，比如在腸道上皮細胞中，Scrib蛋白可通過干擾RNA來減少Dlg蛋白的表達，這不僅能改變細胞黏附連接的完整性，還能阻止由上皮型鈣黏蛋白(E-cadherin,E-cad)調(diào)控的細胞通訊[16]。結(jié)腸癌細胞caco-2中E-cad缺失會導(dǎo)致Scrib蛋白錯誤定位,而Scrib蛋白缺失會使細胞黏著減少，且不能結(jié)合到由E-cad胞外結(jié)構(gòu)域包被的組織培養(yǎng)基上，由此可見，Scrib蛋白在E-cad介導(dǎo)的細胞黏著中具有重要作用，Scrib蛋白可以間接調(diào)控E-cad[6]。

2 Scrib在細胞極性維持中的作用

細胞的增殖和遷移與上皮細胞的極性維持是兩個相反的過程，而極性蛋白對于上皮細胞極性的建立和維持具有重要作用。位于基底膜區(qū)的Scrib復(fù)合物和位于頂膜區(qū)的Crb復(fù)合物可與頂膜區(qū)的Par復(fù)合物拮抗，Scrib復(fù)合物和Par復(fù)合物之間的功能平衡對生物體的正常發(fā)育至關(guān)重要。上皮細胞頂-底極性的確立主要依賴于頂膜區(qū)Par復(fù)合物與基底膜側(cè)Scrib復(fù)合物之間的拮抗，當Scrib復(fù)合物活性下調(diào)或Par復(fù)合物活性上調(diào)時，兩復(fù)合物間這種相互制約的平衡被打破，從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[3]。Par復(fù)合物是一個三元蛋白復(fù)合物，由非典型性蛋白激酶C(atypical protein kinase C，aPKC)、Par3蛋白、Par6蛋白組成。近年來，越來越多的研究證實，aPKC是致癌基因[17-19]。人類aPKC基因是多種癌癥的特異基因擴增位點，而且aPKC參與癌細胞多種表型的形成，如過度增殖、浸潤和存活[17]。另外，近年有研究發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物中，aPKC可通過破壞上皮細胞頂-底極性促進卵巢癌惡化[19]。因此，aPKC或可通過破壞組織結(jié)構(gòu)和細胞極性來促進腫瘤惡化，但具體的分子機制至今尚未被闡明。目前已經(jīng)有研究證實，c-Jun氨基末端激酶的激活和c-Jun的磷酸化在腫瘤發(fā)生中起重要作用，aPKC可以通過激活c-Jun氨基末端激酶信號通路破壞上皮組織結(jié)構(gòu)和細胞極性[20]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，在哺乳動物腸上皮細胞中，c-Jun氨基末端激酶可以通過調(diào)節(jié)肌動蛋白骨架使細胞頂端的細胞連接解體，從而使細胞極性喪失[21]。

在上皮細胞頂膜區(qū)，aPKC能夠結(jié)合并磷酸化Lgl蛋白，使Lgl蛋白失去活性，以此將Lgl蛋白的活性限定在基底側(cè)膜區(qū)，而限定在基底側(cè)膜區(qū)活性化的Lgl蛋白能夠通過與Par3蛋白競爭性結(jié)合Par6-aPKC復(fù)合物，阻止Par復(fù)合物的形成，進而實現(xiàn)Scrib復(fù)合物與Par復(fù)合物在功能上的相互拮抗[22]。因此，一旦失去Scrib復(fù)合物的拮抗作用，Par復(fù)合物就會發(fā)揮其致癌潛能，使上皮細胞極性丟失，細胞發(fā)生癌變[3]。

3 Scrib蛋白在癌癥中的表達和作用

喪失極性是細胞癌化的標志之一，目前在人類癌癥中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了頂-底極性復(fù)合物的異常表達。在結(jié)腸癌、眼部腫瘤、子宮內(nèi)膜癌和乳腺癌患者和大鼠模型中觀察到Scrib蛋白下調(diào)并轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中[23-26]，這表明極性蛋白重定位可能對癌癥的發(fā)生和(或)發(fā)展有直接的影響[27]。還有研究證明，Scrib蛋白是維持前列腺細胞穩(wěn)態(tài)所必需的，Scrib蛋白的丟失可導(dǎo)致前列腺細胞失去極性和Ras/絲裂原活化蛋白激酶信號活化增加，進而引起前列腺腫瘤的發(fā)生[28]。近年有研究顯示，Scrib蛋白雙等位基因的丟失能顯著增加腫瘤的多重性和促進原位模型中上皮內(nèi)瘤變的進展，這表明Scrib蛋白可作為一種表皮腫瘤的抑制因子[29]。

研究發(fā)現(xiàn)，Scrib蛋白或可在大多數(shù)人類腫瘤中過表達[30]，這表明Scrib蛋白不僅僅在結(jié)腸癌、眼部腫瘤中存在表達下調(diào)和重定位，而且可能存在過表達，甚至可能在其他不同癌癥中存在重定位。與Scrib蛋白在上皮組織腫瘤中的抑制功能不同，Scrib蛋白表達缺失能延遲Eμ-myc驅(qū)動的淋巴瘤(Eμ-myc基因修飾的B細胞淋巴瘤)的發(fā)病時間[31]。

綜上所述，Scrib蛋白不僅僅是一種腫瘤抑制因子，還可能是一種致癌基因，這可能取決于癌癥的來源和類型。

4 Scrib蛋白與肝癌

4.1 Scrib蛋白在肝癌中的表達 研究發(fā)現(xiàn)，Scrib蛋白在肝臟腫瘤中呈高表達，在增殖活躍的肝癌細胞株以及鼠和人肝癌標本中，Scrib蛋白主要表達于細胞質(zhì)和細胞核中；在正常肝臟組織中，Scrib蛋白主要表達于細胞膜[5]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在細胞質(zhì)中由于異常突變而過表達的Scrib蛋白可能與肝癌的不良預(yù)后相關(guān)[4]。但目前關(guān)于Scrib蛋白在肝癌中表達的研究較少，Scrib蛋白與肝癌臨床病理特征是否有關(guān)，Scrib蛋白對肝癌早期篩查、診斷、療效評估、預(yù)后判斷等是否有意義尚不明確。

4.2 Scrib蛋白在肝癌發(fā)生、發(fā)展中的作用 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelia1-mesenchymal transition，EMT)是癌變的標志之一，而細胞極性喪失是細胞發(fā)生EMT的重要特征[32]。通過下調(diào)極性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，使極性蛋白的異常表達、重定位，以及缺失與選擇性剪切產(chǎn)物的出現(xiàn)，都會引起EMT[33-35]。研究發(fā)現(xiàn)，Scrib蛋白作為一種極性蛋白，在肝臟腫瘤中不僅存在高表達，而且存在重定位，它能夠轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)和細胞核中，作為腫瘤抑制蛋白而抑制腫瘤細胞的生長[6]，這表明Scrib蛋白可能對肝臟腫瘤的發(fā)生和(或)發(fā)展有直接的影響。該研究進一步行體外試驗，結(jié)果顯示，Scrib蛋白過表達可通過抑制Yes相關(guān)蛋白1、c-Myc和G1/S-特異性周期蛋白-D1這3種癌基因來抑制肝癌細胞增殖；而在體內(nèi)試驗中，Scrib蛋白表達缺失能促進肝臟腫瘤生長。研究發(fā)現(xiàn)，在H-Ras的配合下，Scrib蛋白的丟失能夠通過下調(diào)絲裂原活化蛋白激酶信號來促進細胞侵襲[36]。因此認為，Scrib蛋白在人類和動物的肝癌中具有抑制腫瘤生長的作用。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)，與在肝癌細胞中穩(wěn)定表達的野生型Scrib基因相比，細胞質(zhì)中強化表達的突變型Scrib基因(ScribP305L)能促進肝癌的發(fā)生和侵襲[4]。這表明，ScribP305L是EMT和肝癌細胞侵襲過程所特有的一種典型基因信號和表型。作為激活蛋白1的化學(xué)成分，活化轉(zhuǎn)錄因子2和JunB能夠誘導(dǎo)旁分泌富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白來調(diào)節(jié)依賴于ScribP305L的肝癌細胞侵襲；能通過同源性磷酸酶-張力蛋白和富含亮氨酸重復(fù)序列的蛋白磷酸酶1的失穩(wěn)來減少蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信號；在鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)，ScribP305L 和致癌基因c-Myc的共表達能夠通過水動力基因的傳遞來促進腫瘤形成和增加磷酸化AKT、活化轉(zhuǎn)錄因子2和富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白的表達豐度；而在人肝癌組織中，細胞質(zhì)中Scrib蛋白的局限化與AKT和活化轉(zhuǎn)錄因子2磷酸化相關(guān)；在一些預(yù)后不良的肝癌患者中，ScribP305L依賴型基因信號也被強化表達[4]。還有研究報道，Scrib蛋白在果蠅體內(nèi)是腫瘤抑制因子，但其突變后會引發(fā)腦部惡性腫瘤細胞的過度增殖[6]。上述研究結(jié)果提示，ScribP305L在肝癌的發(fā)生、發(fā)展中具有一定的作用。

目前，關(guān)于Scrib基因在肝癌中的作用機制尚不完全明確，通過上調(diào)野生型Scrib基因或阻斷突變型Scrib基因(ScribP305L)的表達是否可以抑制肝癌細胞生長，達到治療肝癌的目的，在細胞質(zhì)中強化表達的突變型Scrib基因(ScribP305L)能否促進肝癌發(fā)生和侵襲，致癌基因ScribP305L是否會成為肝癌潛在的驅(qū)動基因仍有待進一步研究證實。

5 小 結(jié)

Scrib蛋白的過表達及其在細胞質(zhì)中的濃聚，可通過特定的分子機制抑制腫瘤發(fā)生和肝癌細胞擴散，Scrib蛋白的這種生物標志物特征或許可用于識別具有高轉(zhuǎn)移風(fēng)險的肝癌患者。但目前對Scrib蛋白的分子生物學(xué)特性的研究還不夠深入，Scrib蛋白在肝癌中的生物學(xué)特征和在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用，以及如何利用Scrib蛋白診斷和治療人類癌癥，今后尚需更深入、廣泛的研究探討。