MYO10與惡性腫瘤的研究進展

國昊楠 綜述 秦韜 審校

腫瘤微環(huán)境參與腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移和調(diào)控已是當代腫瘤研究工作的熱點，但針對硬度力學信號誘導腫瘤細胞膜產(chǎn)生膜突(偽足)繼而引發(fā)的多步驟、多階段的復雜運動過程依然知之甚少[1]。肌球蛋白X(Myosin X，MYO10)是一種非傳統(tǒng)型肌球蛋白，因在細胞膜突起絲狀偽足頂端的顯著定位而聞名，通過水解ATP獲得能量，與微絲相互作用并沿微絲軌道進行運動，對細胞骨架的重塑、細胞運動及調(diào)節(jié)神經(jīng)錐的形成均發(fā)揮重要作用[2-3]。大量研究表明MYO10基因以在侵入性偽足形成中表達上調(diào)為特征，參與多種惡性腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，在腫瘤發(fā)生發(fā)展的過程中發(fā)揮了致癌的作用。

1 MYO10生物學功能

MYO10由Solc等[4]于1994年首次在牛蛙內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)，位于人染色體5p15.1區(qū)域，編碼的蛋白由2 058個氨基酸組成，分子量大小為237 kDa[5]。MYO10作為細胞骨架蛋白，不僅參與細胞正常結(jié)構(gòu)的組成，而且在細胞的遷移、黏附和增殖等生物學過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。在促進細胞遷移方面，Pi等[6]研究發(fā)現(xiàn)MYO10表達水平的降低可導致BMP6誘導絲狀偽足形成的數(shù)量減少，抑制內(nèi)皮細胞的定向遷移進而影響血管的形成。MYO10表達缺失也會導致依賴于細胞的遷移過程如神經(jīng)管閉合和手指形成等發(fā)育的缺陷[7]。在介導細胞-細胞/細胞-基質(zhì)相互識別和黏附方面，Zhang等[8]發(fā)現(xiàn)，MYO10通過將整聯(lián)蛋白運輸?shù)浇z足頂端緊密黏附到細胞外基質(zhì)進而繼續(xù)延伸。抑制神經(jīng)細胞中MYO10的表達可影響神經(jīng)型鈣黏蛋白(N-cadherin)的亞細胞分布，干擾N-cadherin介導的神經(jīng)細胞的黏附功能[9]。在調(diào)控細胞增殖方面，沉默MYO10的表達可逆轉(zhuǎn)低氧誘導的肺動脈平滑肌細胞的增殖作用及顯著抑制細胞周期調(diào)控相關(guān)蛋白的表達，使合成期細胞百分率大幅度降低，減慢細胞的增殖速度[10]。破骨細胞前體細胞中MYO10表達缺失顯著抑制單核破骨細胞融合成多核破骨細胞的能力，低表達的MYO10可導致破骨細胞骨架缺失進而影響細胞分化能力及活性功能[11]。以上報道均預示著MYO10可能在腫瘤細胞惡性增殖及侵襲遷移過程中發(fā)揮著一定的作用。

2 MYO10與腫瘤

2.1 肺癌

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，約90%的肺癌患者死于癌細胞的轉(zhuǎn)移而非原發(fā)病灶，腫瘤細胞的高侵襲性是導致其死亡的主要原因[12]。Sun等[13]研究發(fā)現(xiàn)，MYO10在高侵襲性非小細胞肺癌H522及H1975細胞株中顯著高表達且在肺癌組織淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達水平明顯高于非轉(zhuǎn)移組；MYO10作為miR-124的直接下游調(diào)控靶基因，過表達MYO10可逆轉(zhuǎn)miR-124介導的抑制肺癌細胞侵襲遷移能力。越來越多的證據(jù)表明，失控的轉(zhuǎn)化生長因子β(TGFβ)信號轉(zhuǎn)導通路可促進上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，Dvornikov等[14]通過全基因組轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)對TGFβ誘導的肺腺癌細胞株SK-MES1進行分析，發(fā)現(xiàn)與細胞骨架構(gòu)建及細胞運動相關(guān)基因中MYO10表達上調(diào)最顯著，沉默MYO10基因的表達可降低經(jīng)TGFβ誘導的SK-MES1的高侵襲能力。此外，對TCGA(The Cancer Genome Atlas)數(shù)據(jù)庫中肺癌組織樣本MYO10 mRNA表達水平進行分析發(fā)現(xiàn)，高表達的MYO10不僅可作為評判肺鱗癌患者預后的獨立因素，也可作為肺腺癌新輔助化療反應的潛在預測生物標志物。侵襲性腫瘤中存在“前導細胞”和“跟隨細胞”，這兩種細胞亞群在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中相互協(xié)作。最近研究報道指出[15]，轉(zhuǎn)移性肺癌的前導細胞與跟隨細胞相比，MYO10基因是前導細胞中表達上調(diào)和去甲基化程度最高的基因，且長絲狀偽足形成和侵襲行為都依賴于MYO10的生物學活性。JAG1/Notch信號轉(zhuǎn)導途徑可調(diào)節(jié)MYO10在前導細胞中的表達水平，MYO10僅在前導細胞中表達就足以誘導肺癌細胞3D集體侵襲。

2.2 乳腺癌

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，也是女性癌癥死亡的第二大原因，及早發(fā)現(xiàn)乳腺癌轉(zhuǎn)移對阻斷乳腺癌惡性發(fā)展具有重要意義[16]。近年來多項研究表明，MYO10表達水平的增加與乳腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。最近，應用免疫組化方法檢測120例乳腺癌及相應癌旁組織發(fā)現(xiàn)，91.67%乳腺癌組織MYO10表達水平高于相應癌旁組織，高表達的MYO10與乳腺癌組織低分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。細胞體外實驗表明沉默MYO10的表達可抑制侵襲性偽足的形成并降低乳腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力；裸鼠體內(nèi)實驗進一步證明MYO10表達水平的降低可抑制腫瘤細胞的生長及遠端肺轉(zhuǎn)移[17]。為了探尋突變型p53促進乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移機制，Arjonen等[18]通過對GEO(Gene Expression Omnibus)數(shù)據(jù)庫兩個乳腺癌數(shù)據(jù)集基因表達譜分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MYO10在高浸潤性、易復發(fā)和轉(zhuǎn)移的兩種乳腺癌亞型(乳腺基底細胞樣癌及HER2陽性乳腺癌)中高表達且Kaplan-Meier生存分析顯示原發(fā)性及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中高表達的MYO10與患者的不良預后密切相關(guān)。與此同時，研究發(fā)現(xiàn)MYO10是突變型p53驅(qū)動乳腺癌侵襲的必要下游分子，在乳腺癌組織中MYO10與突變p53表達呈正相關(guān)，突變型p53通過調(diào)控MYO10的表達水平直接將整聯(lián)蛋白運輸?shù)浇z足頂端是細胞入侵的始動環(huán)節(jié)。Chen等[19]也陸續(xù)證實MYO10對乳腺癌惡性表型的影響，MYO10與miR-340表達呈負相關(guān)，miR-340在乳腺癌細胞中通過靶向結(jié)合MYO10抑制癌細胞的遷移和侵襲過程。過表達MYO10逆轉(zhuǎn)miR-340介導的對乳腺癌細胞遷移和侵襲的抑制作用，反之，沉默MYO10可削弱miR-340表達降低后癌細胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力。

2.3 結(jié)腸癌

結(jié)腸癌為一種預后不良的高侵襲性消化道惡性腫瘤，發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤細胞常表現(xiàn)出異常細胞骨架重塑及遷移過程[20]。Zhu等[21]研究發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)細胞中MYO10可與結(jié)腸癌缺失蛋白(Deleted in colorectal cancer，DCC)及神經(jīng)細胞黏附蛋白(Neogenin)相互作用，DCC基因在大部分結(jié)直腸癌中表達甚微，Liu等[22]研究發(fā)現(xiàn)MYO10在結(jié)腸癌組織中高表達，MYO10可通過DCC與其他基因相互作用介導結(jié)腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。歐海斌等[23]利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)構(gòu)建穩(wěn)定敲除MYO10的結(jié)腸癌細胞株SW620，與對照組相比，MYO10表達減少使SW620細胞于G0/G1期阻滯，細胞的惡性增殖能力下降，細胞形態(tài)由原來的長梭形逐漸發(fā)展成扁圓形。Zhang等[24]在探究腫瘤微環(huán)境對MYO10的調(diào)節(jié)作用機制中發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌組織中MYO10與蛋白酶激活受體2(Protease activated receptor 2，PAR2)表達呈正相關(guān)，MYO10和PAR2在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組中的表達水平顯著高于未轉(zhuǎn)移組，經(jīng)胰蛋白酶處理的結(jié)腸癌細胞中MYO10表達水平明顯上調(diào)，通過PAR2/miR-204/MYO10信號通路調(diào)節(jié)結(jié)腸癌細胞體內(nèi)侵襲遷移過程，該研究表明MYO10可參與腫瘤微環(huán)境中胰蛋白酶介導的細胞遷移過程。

2.4 神經(jīng)母細胞瘤(Neuroblastoma，NB)

NB作為兒童時期常見的顱外實體性惡性腫瘤，具有高風險轉(zhuǎn)移的特性，患者5年生存率極低，其中化療耐藥性已成為NB的主要治療障礙[25]。多項研究表明MYO10的表達與NB的化療敏感性密切相關(guān)，Wang等[26]證實NB中MYO10的高表達與其低生存率密切相關(guān)，miR-129通過靶向調(diào)節(jié)MYO10的表達水平進而影響瘤體的生長及對化療藥物(環(huán)磷酰胺，CTX)的敏感性，下調(diào)MYO10的表達可顯著促進CTX在體內(nèi)外的毒性作用，增強NB的化療敏感性及逆轉(zhuǎn)其耐藥。近期發(fā)表文章指出，MYO10在NB實體腫瘤組織及細胞株中均呈現(xiàn)高表達，NB化療產(chǎn)生的耐藥與順鉑誘導NB細胞自噬有關(guān)，miR-329-3p可以通過靶向結(jié)合MYO10增加耐藥株對順鉑敏感性，抑制順鉑誘導的NB細胞自噬[27]。

2.5 黑色素瘤

黑色素瘤為一種惡性程度高的皮膚腫瘤，起源于痣細胞惡變的侵襲性惡性黑色素瘤，生長迅速，易有早期轉(zhuǎn)移[28]。Tokuo等[29]構(gòu)建MYO10缺陷小鼠模型實驗表明，MYO10表達缺失可減少黑素細胞的遷移進而使小鼠腹部出現(xiàn)白斑，同時低表達水平的MYO10可降低黑色素瘤在小鼠體內(nèi)向肺部的轉(zhuǎn)移。此外，應用免疫組化的方法對人正常皮膚、痣(良性皮膚腫瘤)、黑色素瘤中MYO10表達水平進行分析，發(fā)現(xiàn)MYO10在黑色素瘤中表達最高，其表達上調(diào)可促進黑色素瘤的惡性發(fā)展。值得一提的是，研究報道指出在p53突變型乳腺癌中MYO10 mRNA表達水平顯著升高[18]，為了確定這種相關(guān)性是否存在于其他腫瘤中，研究發(fā)現(xiàn)與野生型p53組相比，突變型p53組黑色素瘤樣本MYO10 mRNA的表達明顯降低[29]，與乳腺癌中觀察到的結(jié)果恰好相反；而在前列腺癌細胞株中，MYO10過表達與突變型p53的表達卻沒有聯(lián)系[30]，這些結(jié)果表明，MYO10 mRNA的表達調(diào)節(jié)在不同的腫瘤中是不盡相同的，這一現(xiàn)象值得深入研究。

2.6 宮頸癌

宮頸癌已被確定為全球女性癌癥高死亡率和發(fā)病率的第四大原因，僅次于乳腺癌、結(jié)直腸癌和肺癌[31]。He等[32]通過TCGA和Oncomine數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)宮頸癌組織中MYO10表達水平高于正常宮頸組織，該結(jié)果與MYO10在體外經(jīng)免疫組化方法檢測宮頸癌組織中高表達結(jié)果相一致。此外，基于Umeki等[33]報道指出MYO10是PIP3激酶下游的一個重要信號轉(zhuǎn)導分子，進一步證實MYO10表達沉默可顯著抑制PI3K和AKT磷酸化水平，MYO10可能通過PI3K/AKT信號通路調(diào)控宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲過程[32]。

3 小結(jié)與展望

MYO10作為一種新型的依賴于微絲的分子馬達，在參與細胞運動(如絲狀偽足形成)和細胞生長(如神經(jīng)發(fā)育、色素沉著及手指形成)過程中扮演重要角色。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，MYO10在正常人體的多種組織中均有的表達，但在相應腫瘤細胞和腫瘤組織中，該基因表達顯著上調(diào)，提示MYO10基因在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中可能發(fā)揮致癌作用。侵入性偽足被認為是細胞在3D侵襲過程中最關(guān)鍵的亞細胞結(jié)構(gòu)，因MYO10在侵入性偽足中有定位，故該基因的表達上調(diào)/增強可引發(fā)惡性腫瘤的遷移和侵襲[34]。諸多文獻報道指出MYO10與惡性腫瘤(如肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等)的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其表達水平的高低可作為評價惡性腫瘤轉(zhuǎn)移及預后的有效指標。MYO10在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮的作用仍存在較大的探索空間，進一步探究MYO10在腫瘤增殖轉(zhuǎn)移過程中的作用機制，可對腫瘤的早期診斷及預后判定提供新的視角。