α-烯醇化酶參與多種疾病發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

周靜琪，王凱，陳寧

烯醇化酶（ENO）是一類在原核生物和真核生物中高度保守的酶蛋白，最早被發(fā)現(xiàn)參與了糖酵解過(guò)程，其在糖酵解中催化2-磷酸甘油酸與磷酸烯醇式丙酮酸的相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)分布和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，烯醇化酶主要分為三種亞型：α-烯醇化酶（ENO-1）在大部分組織中均有表達(dá)；β-烯醇化酶（ENO-3）主要分布于心肌及骨骼肌組織；γ-烯醇化酶（ENO-2）則主要表達(dá)在神經(jīng)組織中，也稱神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）。ENO-1 是分布最廣泛的亞型，主要表達(dá)在細(xì)胞質(zhì)，亦可表達(dá)于細(xì)胞核、細(xì)胞膜等多種區(qū)域，能以外泌體形式分泌至胞外。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，烯醇化酶除了參與糖酵解過(guò)程，還具有“兼職蛋白”特點(diǎn)，具有獨(dú)特的區(qū)域表達(dá)特異性和復(fù)雜的多功能性，參與了腫瘤、感染、免疫、代謝等疾病的病理生理過(guò)程。本文旨在綜述α-烯醇化酶參與多種疾病發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展。

1 ENO-1 與腫瘤

研究發(fā)現(xiàn)，ENO-1 在肺癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、胃腸道腫瘤等20 多種惡性腫瘤中存在過(guò)度表達(dá)，影響腫瘤的發(fā)病、預(yù)后和復(fù)發(fā)［1-3］。非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞表面的ENO-1 水平與生存期呈負(fù)相關(guān)，敲除ENO-1 可降低癌細(xì)胞周圍的纖溶活性，進(jìn)而減緩腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移［1］。有2/3 的胰腺導(dǎo)管腺癌患者體內(nèi)存在抗ENO-1 的特異性抗體，為其在胰腺導(dǎo)管腺癌中的診斷價(jià)值提供了依據(jù)［2］。

ENO-1 參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，是影響腫瘤細(xì)胞的能量代謝產(chǎn)物。和正常組織細(xì)胞相比，癌細(xì)胞糖酵解過(guò)程速率顯著加快，稱為Warburg 效應(yīng)，為癌細(xì)胞在缺氧條件下的快速生長(zhǎng)提供了基礎(chǔ)。ENO-1 作為糖酵解過(guò)程中重要的催化酶，被認(rèn)為是Warburg 效應(yīng)的可能機(jī)制之一。研究發(fā)現(xiàn)缺乏ENO-1的癌細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢，其線粒體的電子傳遞和氧耗增加，細(xì)胞的氧化磷酸化得以恢復(fù)［4］。

ENO-1 與腫瘤的關(guān)系復(fù)雜，不同細(xì)胞定位ENO-1 的表達(dá)在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮不同的作用。在細(xì)胞核，ENO-1基因除了可以編碼ENO-1 蛋白外，通過(guò)另一種啟動(dòng)子尚可編碼定位于細(xì)胞核上的myc 啟動(dòng)子結(jié)合蛋白1（MBP-1）。MBP-1 可與c-myc P2 啟動(dòng)子結(jié)合進(jìn)而抑制原癌基因c-myc 基因的轉(zhuǎn)錄。研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)MBP-1 可抑制癌細(xì)胞的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），延緩癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲［5］。

ENO-1 還定位于細(xì)胞膜外，發(fā)揮纖溶酶原受體的作用。纖溶酶原在組織激活物或外源性激活物作用下轉(zhuǎn)化為纖溶酶，進(jìn)而激活膠原酶，降解纖維蛋白等多種細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）成分。肺癌研究中發(fā)現(xiàn)，敲除ENO-1 可減少ECM 的纖溶活性，延緩癌細(xì)胞的侵襲擴(kuò)散［2］。乳腺癌相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜上ENO-1 水平越高，腫瘤侵襲性越強(qiáng)，而當(dāng)阻斷纖溶酶原與ENO-1 的結(jié)合后，腫瘤侵襲性未見(jiàn)明顯差異［6］。

近年研究還發(fā)現(xiàn)ENO-1 可以外泌體的形式分泌至細(xì)胞外。外泌體是細(xì)胞間通訊的重要手段，腫瘤細(xì)胞通過(guò)攜帶原癌基因及促血管生成因子的外泌體與基質(zhì)細(xì)胞聯(lián)系，促進(jìn)腫瘤組織的血管生成。研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖（LPS）能夠促進(jìn)ENO-1 外泌體的形成，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲與遷移能力［6］。

ENO-1 的翻譯后修飾（PTM）也參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)LPS 處理的腫瘤細(xì)胞中，蛋白質(zhì)精氨酸甲基化轉(zhuǎn)移酶5（PRMT5）介導(dǎo)的ENO-1 甲基化水平升高，ENO-1在細(xì)胞表面的表達(dá)增加［7］。此外，泛素化、乙?；⒘姿峄确g后修飾均在ENO-1的細(xì)胞定位及功能中發(fā)揮重要作用。

2 ENO-1 與感染

宿主細(xì)胞及病原體中的ENO 均參與了感染的發(fā)生、進(jìn)展與播散。細(xì)菌、寄生蟲等多種病原體表面均可表達(dá)ENO，發(fā)揮纖溶酶原受體作用而降解細(xì)胞外基質(zhì)，加速病原體的播散。此外，細(xì)菌感染宿主時(shí)，受損傷的宿主細(xì)胞可釋放細(xì)胞外RNA（eRNA），eRNA 通過(guò)促進(jìn)纖維蛋白形成、加強(qiáng)白細(xì)胞的黏附與遷移、增加炎性因子的釋放，激活宿主的體液及細(xì)胞免疫。病原體表面的ENO 和真核細(xì)胞表面的ENO-1 均能識(shí)別并結(jié)合eRNA，進(jìn)而參與病原體的侵襲和散播［8］。降解體是廣泛存在于細(xì)菌中的蛋白質(zhì)復(fù)合物，主要參與rRNA的加工和mRNA 的降解。阻斷細(xì)菌內(nèi)ENO 與降解體的結(jié)合可導(dǎo)致降解體活性降低，減慢細(xì)胞內(nèi)RNA 的新陳代謝［9］。

3 ENO-1 與自身免疫性疾病

可溶性ENO-1 在多種自身免疫性疾病患者的血液、滑膜液中均可被檢出，是重要的自身抗原。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎研究中，血清ENO-1 能結(jié)合在外周血單核細(xì)胞表面，激活CD14 依賴的TLR4 信號(hào)通路，促進(jìn)炎性因子和趨化因子的釋放［10］。約有58%的系統(tǒng)性硬化癥患者血清抗纖維母細(xì)胞抗體（AFA）呈陽(yáng)性反應(yīng)，而ENO-1 可能是AFA 識(shí)別的主要抗原［11］。SLE 患者的血清ENO-1 抗體水平較正常人明顯升高，且抗體水平與IgG 和24 h 尿蛋白水平呈正相關(guān)［12］。

4 ENO-1 與糖脂代謝

近年來(lái)一些研究發(fā)現(xiàn)，ENO-1 抑制劑能改善糖脂代謝。研究發(fā)現(xiàn)，ENO-1 抑制劑ENOblock 干預(yù)組的db/db 小鼠血糖、血清低密度脂蛋白水平下降，脂肪細(xì)胞變小，炎性遞質(zhì)表達(dá)下降，心肌肥厚、肝纖維化均有所改善［13］。ENOblock 可能通過(guò)下調(diào)磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）和固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1（SREBP-1）的表達(dá)分別影響糖脂代謝［14］。關(guān)于ENO-1 參與糖脂代謝的具體機(jī)制尚待更多試驗(yàn)證據(jù)明確。

5 ENO-1 與應(yīng)激反應(yīng)和心肌損傷

ENO-1 作為應(yīng)激蛋白參與機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)的現(xiàn)象已經(jīng)在多種生物中被證實(shí)。研究顯示，用siRNA 靶向干擾原代培養(yǎng)乳鼠心肌細(xì)胞，下調(diào)ENO-1 表達(dá)能使細(xì)胞產(chǎn)能減少，收縮功能下降［15］。在心肌缺血再灌注的SD 大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，ENO-1能夠與熱休克蛋白70（Hsc70）相互作用幫助心肌細(xì)胞對(duì)抗氧化應(yīng)激［16］。在應(yīng)激狀態(tài)下，被激活的ENO-1 與心肌的收縮絲相互作用，通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK1/2）通路引起心肌收縮。在心肌缺血及心臟肥大的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，ENO-1 與線粒體的相互作用具有重要意義。阿霉素是一種具有明顯心臟毒性的抗腫瘤藥物，在阿霉素處理的大鼠心肌細(xì)胞中，ENO-1 與線粒體的結(jié)合率明顯下降［17］。ENO-1 缺乏的細(xì)胞中，線粒體對(duì)鈣離子介導(dǎo)的膜去極化敏感性提高，線粒體膜穩(wěn)定性下降，線粒體功能受損，且這種損傷可以被外加ENO-1 所修復(fù)。進(jìn)一步研究顯示，ENO-1 可能通過(guò)與穩(wěn)定線粒體膜的關(guān)鍵蛋白VDAC1 相互作用而發(fā)揮穩(wěn)定線粒體膜、保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。值得注意的是，ENO-1 在心肌損傷中的角色同樣具有兩面性。阿霉素處理下的大鼠心肌細(xì)胞同樣表現(xiàn)出了細(xì)胞質(zhì)中ENO-1 水平升高，加重了心肌損傷。

此外，ENO-1 還可以通過(guò)對(duì)細(xì)胞骨架的影響參與機(jī)體的自我修復(fù)過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)，ENO-1 能通過(guò)與微管蛋白和微管的相互作用而參與肌生成過(guò)程［18］。ENO-1 可能還參與了有絲分裂中紡錘體的形成。ENO-1 還在腎結(jié)石、阿爾茲海默病等多種疾病的病理生理機(jī)制中均發(fā)揮了重要作用。

6 小 結(jié)

綜上所述，ENO-1 除了是糖酵解中的關(guān)鍵酶之外，還參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展。因此ENO-1 作為腫瘤、代謝性疾病等多種疾病的潛在藥物靶點(diǎn)越發(fā)受到關(guān)注。值得注意的是，ENO-1 依據(jù)其定位的不同，其作用具有兩面性，因此在藥物研發(fā)過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)其他組織系統(tǒng)的影響，全面評(píng)估患者受益與風(fēng)險(xiǎn)。