RAB14在癌癥中的研究進(jìn)展*

吳思锜 綜述,劉龍飛△,莫中成 審校

1.南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院，湖南衡陽(yáng) 421002；2.桂林醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，廣西桂林 541199

1 RAB14概述

根據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球估計(jì)有1 930萬(wàn)新發(fā)癌癥病例和近1 000萬(wàn)癌癥死亡病例(不包括非黑色素瘤皮膚癌)[1]。全球確診率最高的癌癥前三位分別是乳腺癌、肺癌和前列腺癌；死亡率最高的前三位分別是肺癌、肝癌和結(jié)直腸癌[2]。因此尋找新的治療靶點(diǎn)和診斷、預(yù)后生物標(biāo)志物非常重要。近年來(lái)RAB14因其特殊的生物學(xué)功能，受到眾多研究者的關(guān)注。RAB14是RAB蛋白家族的成員之一，由小GTP結(jié)合蛋白(G蛋白)構(gòu)成，其相對(duì)分子質(zhì)量為(20～40)×103[3]。據(jù)研究RAB蛋白家族具有調(diào)節(jié)囊泡運(yùn)輸[4]、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[5]和各種膜受體循環(huán)[6]等重要功能，如RAB鳥(niǎo)苷三磷酸酶(GTPases)依賴(lài)的內(nèi)吞途徑通過(guò)N-鈣黏蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)調(diào)節(jié)神經(jīng)元細(xì)胞成熟和遷移[7]。而越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，RAB蛋白家族在癌癥的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演著重要角色，其中被證實(shí)了的是RAB27A在乳腺癌中具有促進(jìn)侵襲和轉(zhuǎn)移的作用[8]。RAB14在人類(lèi)癌癥中的致癌作用已經(jīng)被大量的臨床和基礎(chǔ)研究所證實(shí)[9-18]，越來(lái)越多的科學(xué)證據(jù)證實(shí)了RAB14在人類(lèi)癌癥中的治療相關(guān)性和生物學(xué)作用，因此有必要作一綜述。

2 RAB14的臨床相關(guān)性

通過(guò)與正常組織相比較，RAB14被發(fā)現(xiàn)高表達(dá)于以下癌癥：肝細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、口腔鱗狀細(xì)胞癌、食管癌、胰腺癌、卵巢癌、膀胱癌[9-18]。而RAB14這種在癌組織中高表達(dá)的特點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)與癌癥的臨床表型相關(guān)，如RAB14高表達(dá)與肺癌TNM分期較晚和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)[10]。同樣的現(xiàn)象也在食管癌中被發(fā)現(xiàn)，且RAB14高表達(dá)與食管癌患者總體生存率低相關(guān)[15]。而在乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn),RAB14表達(dá)水平與乳腺癌大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、組織學(xué)分級(jí)和臨床淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分期呈正相關(guān),且RAB14高表達(dá)的乳腺癌患者總體生存時(shí)間較短[13]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，RAB14的高表達(dá)與膀胱癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、高級(jí)別腫瘤分期、分化不良和膀胱癌患者預(yù)后不良顯著相關(guān)[18]。RAB14的高表達(dá)與晚期胰腺癌相關(guān)，提示胰腺癌患者預(yù)后不良[16]。上述研究結(jié)果都表明，RAB14的高表達(dá)與癌癥患者的分期和預(yù)后相關(guān)，具有重要意義，提示RAB14可以作為人類(lèi)癌癥潛在惡性程度分級(jí)和預(yù)后評(píng)估的生物標(biāo)志物。

3 RAB14在人類(lèi)癌癥中的作用機(jī)制

3.1Hippo/Yes相關(guān)蛋白(YAP)信號(hào)通路 Hippo信號(hào)通路是一條經(jīng)典的抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的通路，YAP是信號(hào)通路的主要效應(yīng)者之一，同時(shí)也是一種轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)關(guān)聯(lián)域(TEAD)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核并調(diào)節(jié)基因表達(dá)。而Hippo信號(hào)通路激活后會(huì)磷酸化YAP，磷酸化的YAP無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞核而被隔離在細(xì)胞質(zhì)中，隨后被降解，最終無(wú)法發(fā)揮效應(yīng)[19-21]。YAP的轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)需要內(nèi)吞作用的活躍過(guò)程，而據(jù)報(bào)道RAB蛋白家族恰好參與這一過(guò)程[4]。在非小細(xì)胞肺癌中，YAP在是一種癌蛋白，可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞周期素D1(Cyclin D1)、細(xì)胞周期素E(Cyclin E)和結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期[22]。研究發(fā)現(xiàn)，RAB14可以通過(guò)直接上調(diào)YAP蛋白的表達(dá)來(lái)增加YAP/TEAD的活性，從而抑制Hippo信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，還可通過(guò)降低YAP的磷酸化來(lái)抑制Hippo信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[10]。沉默YAP顯著降低了RAB14對(duì)Cyclin D1、Cyclin E、CTGF表達(dá)的促進(jìn)作用，以及對(duì)促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖和侵襲的影響[9]。

3.2蛋白激酶B(AKT)信號(hào)通路 經(jīng)典的AKT信號(hào)通路是磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/AKT/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路，此外還有非PI3K/AKT依賴(lài)性的腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/AKT/mTOR等通路[23]，當(dāng)PI3K或AMPK激活后，致使AKT的蛋白結(jié)構(gòu)改變并使其活化，并以磷酸化作用激活或抑制下游一系列底物，如凋亡相關(guān)蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2基因相關(guān)啟動(dòng)子(Bad)、半胱氨酸天門(mén)冬氨酸蛋白酶9(Caspase9)活性，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及遷移等。有研究發(fā)現(xiàn)，AKT在體內(nèi)外均能磷酸化細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)激酶 2(CDK2)，不僅影響細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換，還能改變亞細(xì)胞定位，促進(jìn)細(xì)胞凋亡[24]。在胃癌的研究中，RAB14可以激活A(yù)KT蛋白使其發(fā)生磷酸化[11]。沉默RAB14可以降低磷酸化AKT(pAKT)的磷酸化水平，而總AKT的蛋白表達(dá)沒(méi)有變化，導(dǎo)致Cyclin D1和CDK2水平降低，進(jìn)而調(diào)控了胃癌細(xì)胞的細(xì)胞周期，促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的調(diào)亡。此外，促凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2基因(Bcl-2)相關(guān)X調(diào)控因子(Bax)作為凋亡相關(guān)的PI3K下游靶點(diǎn),RAB14過(guò)表達(dá)可顯著抑制Bax的表達(dá)，而敲除RAB14可通過(guò)促進(jìn)Bax蛋白的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞凋亡。以上這些研究結(jié)果表明，RAB14通過(guò)AKT信號(hào)通路促進(jìn)胃癌細(xì)胞癌變。在骨肉瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，RAB14作為微小RNA(miR)-451的靶標(biāo)，其介導(dǎo)的AMPK/AKT/mTOR信號(hào)通路發(fā)揮著重要作用，具體表現(xiàn)為沉默miR-451后RAB14表達(dá)水平顯著升高，而磷酸化AMPK(pAMPK)表達(dá)水平顯著降低，AMPK水平顯著升高，相應(yīng)下游蛋白pAKT和磷酸化mTOR(pmTOR)的表達(dá)水平顯著降低，進(jìn)而抑制骨肉瘤細(xì)胞增殖、侵襲和黏附[25]。

3.3Wnt/β-catenin信號(hào)通路 Wnt/β-catenin信號(hào)通路的異常激活參與了癌癥的發(fā)生與進(jìn)展。當(dāng)Wnt與七次跨膜受體Frizzled(FZD)結(jié)合，激活胞內(nèi)蛋白Dvl并抑制糖原合酶激酶3β(GSK3β)等蛋白形成的β-catenin降解復(fù)合物的降解活性。胞漿中穩(wěn)定積累的游離態(tài)β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核后結(jié)合T細(xì)胞因子/淋巴增強(qiáng)因子(TCF/LEF)轉(zhuǎn)錄因子家族，啟動(dòng)下游靶基因(如c-myc、Cyclin D1等)的轉(zhuǎn)錄[26]。在卵巢癌的研究中發(fā)現(xiàn)，RAB14激活了Wnt信號(hào)并誘導(dǎo)Wnt的下游靶基因c-myc和金屬蛋白酶7(MMP7)，同時(shí)也促進(jìn)了β連環(huán)蛋白的核移位和TCF/LEF轉(zhuǎn)錄活性的激活，進(jìn)而表現(xiàn)為RAB14可以促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖和侵襲[17]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在RAB14過(guò)表達(dá)后，GSK3β的磷酸化水平隨著β-catenin的核位移而上調(diào)[17]。RAB14對(duì)GSK3β的作用機(jī)制尚不清楚。考慮到其在細(xì)胞內(nèi)囊泡運(yùn)輸中的作用，RAB14可能通過(guò)調(diào)節(jié)某些Wnt配體/受體的循環(huán)，進(jìn)而激活GSK3β和Wnt信號(hào)，促進(jìn)卵巢癌的進(jìn)展[17]。

3.4絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)信號(hào)通路 MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)是調(diào)控多種細(xì)胞過(guò)程的關(guān)鍵信號(hào)通路，包括增殖、分化、凋亡和應(yīng)激反應(yīng)[27]。MAPK/ERK信號(hào)通路包括一個(gè)三級(jí)激酶模式，在這個(gè)級(jí)聯(lián)的磷酸化激活過(guò)程中，MAPK激酶激酶(MKKK)首先磷酸化激活MAPK激酶(MEK)，MEK再磷酸化激活MAPK,MAPK磷酸化激活底物ERK[27-28]。而ERK通常位于細(xì)胞質(zhì)中，激活的ERK進(jìn)入細(xì)胞核，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子活性和基因表達(dá)[29]。研究表明ERK的表達(dá)對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要，其過(guò)度激活在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[30]。而在真核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的4種級(jí)聯(lián)通路中，Ras/Raf/MAPK(MEK)/ERK通路是MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中最重要的通路，對(duì)腫瘤細(xì)胞的生存和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[31]。近來(lái)有研究發(fā)現(xiàn)，RAB14通過(guò)上調(diào)MAPK1/MAPK8和下調(diào)雙特異性磷酸酶6/SHC-轉(zhuǎn)化蛋白1/FOS蛋白(DUSP6/SHC1/FOS)激活Ras/Raf/MAPK(MEK)/ERK信號(hào)通路，促進(jìn)膀胱癌的發(fā)生發(fā)展[18]。

3.5其他機(jī)制 RAB14可以調(diào)控多種下游基因的表達(dá)來(lái)發(fā)揮致癌作用，其本身也受到各種因子的調(diào)控。在大多數(shù)情況下，RAB14因其癌基因的功能而作為下游靶標(biāo)。RAB14在其3′端非翻譯區(qū)(3′ UTR)與多種miRNA有結(jié)合位點(diǎn),因此有多種miRNA可以直接靶向RAB14從而調(diào)控癌癥的發(fā)生和發(fā)展。例如miR-338-3p可以直接靶向RAB14抑制肺癌細(xì)胞的增殖[32]，調(diào)控胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[33]。此外，miR-451也可以通過(guò)靶向RAB14調(diào)控骨肉瘤的失巢凋亡，發(fā)揮抑制非小細(xì)胞肺癌的作用[34]。環(huán)狀RNA(circRNA)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)與miRNA存在著許多不同的相互作用，其中比較常見(jiàn)的是circRNA和lncRNA靶向有相互作用的miRNA進(jìn)而調(diào)控下游靶蛋白或靶因子。例如lncRNA-SNHG15和hsa_circ_0000326均通過(guò)與miR-338-3p的相互作用分別促進(jìn)大腸癌細(xì)胞增殖[35]、肺腺癌進(jìn)展[36]。類(lèi)似的調(diào)控軸還有促進(jìn)透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌進(jìn)展的lncRNA-HCG18/miR-152-3p/RAB14[37]，促進(jìn)胃癌進(jìn)展的circTMCO3/miR-577/RAB14[38]，促進(jìn)口腔鱗癌細(xì)胞遷移和抑制凋亡的lncRNA-KCNQ1OT1/miR-185-5p/RAB14[39]，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡的lncRNA ILF3-AS1/miR-4429/RAB14[40]，促進(jìn)宮頸癌進(jìn)展的lncRNA TMPO-AS1/miR-577/RAB14[41]。近來(lái)有新的研究發(fā)現(xiàn)，RAB14參與調(diào)控乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和外泌體的分泌[42]。此外還發(fā)現(xiàn)親細(xì)胞非均質(zhì)分子脂質(zhì)促進(jìn)肝細(xì)胞癌的遷移和侵襲作用是由RAB14介導(dǎo)的[43]。以上這些研究結(jié)果表明多種機(jī)制協(xié)同作用能夠促進(jìn)癌癥的發(fā)生、發(fā)展。

4 治療抵抗

放化療一直是癌癥的重要治療手段，而癌癥的耐藥性嚴(yán)重限制了化療的效果，RAB14參與了這一重要過(guò)程并增強(qiáng)了癌癥的耐藥性。在肝癌的研究中被發(fā)現(xiàn)，RAB14的高表達(dá)可增強(qiáng)肝癌細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性[9]。同樣的現(xiàn)象也在腎癌的研究中被發(fā)現(xiàn)，RAB14的表達(dá)水平上升會(huì)降低腎細(xì)胞癌對(duì)順鉑的敏感性[44]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)RAB14過(guò)表達(dá)通過(guò)Bcl-2和線粒體功能調(diào)節(jié)胰腺癌對(duì)吉西他濱的敏感性[15]。RAB14可增強(qiáng)卵巢癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性[17]。對(duì)于RAB14在放療中的作用,有研究發(fā)現(xiàn)下調(diào)RAB14會(huì)增加鼻咽癌細(xì)胞系的放療敏感性[45]。此外RAB14基因的下調(diào)可降低肉毒堿棕櫚?；D(zhuǎn)移酶1A(CPT1A)介導(dǎo)的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和抗輻射能力[46]?？偟膩?lái)說(shuō)，RAB14在癌癥的放化療抵抗中起著重要的作用。

5 小 結(jié)

RAB14作為近年來(lái)研究較多的RAB蛋白家族成員之一，在病理和生理?xiàng)l件下都是基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子，其功能涵蓋細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和治療抵抗等。本文綜述了RAB14在癌癥中主要參與調(diào)控的Hippo/YAP信號(hào)通路、AKT信號(hào)通路、Wnt/β-catenin信號(hào)通路、MAPK/ERK信號(hào)通路等。雖然RAB14調(diào)控信號(hào)通路的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究，但可從RAB家族蛋白具有的功能進(jìn)行猜想，即RAB14是否通過(guò)調(diào)控上述通路的囊泡運(yùn)輸和膜受體進(jìn)而參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，最終影響特定的基因表達(dá)導(dǎo)致了癌癥表型的改變。RAB14高表達(dá)于各種類(lèi)型的癌癥，且與癌癥患者的臨床分期和預(yù)后緊密相關(guān)，是癌癥惡性程度分級(jí)和預(yù)后評(píng)估的潛在生物標(biāo)志物。此外，RAB14還參與癌癥放化療抵抗，雖具體機(jī)制尚不明確，但可能也與RAB蛋白家族的功能相關(guān)。目前針對(duì)RAB14的靶向藥物還有待研究，但是RAB14與癌癥臨床表型的相關(guān)性，特別是與預(yù)后不良有關(guān)這一特點(diǎn)，在臨床診斷中作為一項(xiàng)預(yù)測(cè)指標(biāo)有較大的實(shí)用價(jià)值。未來(lái)如何在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上深入研究RAB14在癌癥發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制，并將其作為臨床上準(zhǔn)確診斷、個(gè)性化治療及精準(zhǔn)預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物，將是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。