α-醇化酶-1在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的研究進展

陳圓圓，趙調(diào)紅，章婷婷，路如霞，趙源旭，劉會玲*

（1.甘肅中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，甘肅 蘭州730000; 2.甘肅省人民醫(yī)院婦科，甘肅 蘭州730000）

0 引言

在全球范圍內(nèi)，新發(fā)癌癥病例的數(shù)量不斷上升。作為全球第二大死亡原因，癌癥一直是世界生物醫(yī)學研究和實踐的長期和快速發(fā)展的焦點。烯醇化酶-1（ENO1），也稱為丙酮酸脫氫酶，是一種關鍵的糖酵解酶，在腫瘤發(fā)生、癌癥侵襲和轉移中發(fā)揮重要作用[1]，可作為腫瘤診斷的新型腫瘤標志物。在本綜述重點討論ENO1在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制進行總結。

1 eNo1概述

烯醇化酶（ENOA）由3個同工酶亞基α，β和γ組成，它們可以形成細胞類型和發(fā)育特異性的同源二聚體或異源二聚體[2]。α-烯醇化酶（ENO1）是由不同基因編碼的亞型之一，在大多數(shù)人體組織中表達并在腫瘤細胞中表達上調(diào);γ-烯醇化酶（ENO2）主要在神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中表達；β-烯醇化酶（ENO3）主要在肌肉中表達[3-5]。

ENO1 在乳腺癌[6]、宮頸癌[7]、子宮內(nèi)膜癌[8]、小細胞肺癌[9]、胃癌[10]和結腸癌[11]等多種腫瘤類型中過度表達。一方面，ENO1定位于腫瘤細胞的表面，可增強纖溶酶的形成，促進細胞外基質(zhì)降解，細胞遷移，侵襲和轉移[12]。另一方面，ENO1是糖酵解過程中的限速酶，催化2-磷酸甘油酸轉化為磷酸烯醇丙酮酸[13-14]，有助于增加糖酵解和腫瘤生長[15-20]。此外，ENO1可表達于細胞核內(nèi)，與c-Myc啟動子結合，調(diào)控一些基因的表達，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關系密切[21]。ENO1可參與生長控制、缺氧耐受性和過敏反應等各種過程[13,22-24]。ENO1還與淋巴結分期有關[10]且ENO1表達較高的患者的總生存期較短[8]。

2 eNo1在癌癥發(fā)生發(fā)展中的機制

2.1 激活細胞表面纖溶酶原

α-烯醇化酶作為細胞表面蛋白存在于各種原核生物和真核生物中。ENO1作為纖溶酶原受體、外泌體囊泡的成分、細胞骨架重組蛋白、線粒體膜的穩(wěn)定劑和致癌信號通路的調(diào)節(jié)劑[25-26]，可促進癌細胞增殖、克隆、上皮-間充質(zhì)轉變（EMT）、遷移、侵襲和轉移等過程。

ENO1作為纖溶酶原受體，在腫瘤細胞表面促進纖溶酶原轉化為纖溶酶[26]。一方面，在炎癥條件下，纖溶酶激活導致纖維蛋白溶解并促進細胞外基質(zhì)降解，該功能與ENO1促進癌細胞遷移，侵襲和轉移的能力有關[27-28]。另一方面，ENO1也可與顆粒蛋白A（GRN-A）相互作用，抑制ENO1促進癌細胞增殖，遷移和侵襲的能力[29]。

2.2 eNo1促進糖酵解

細胞代謝的重編程是癌癥發(fā)展過程中的主要特點之一，與腫瘤的增殖、侵襲及耐藥等密切相關[30]。ENO1是糖酵解過程中的限速酶，催化2-磷酸甘油酸向磷酸烯醇丙酮酸轉變[13-14]。在腫瘤細胞中，這種反應發(fā)生在有氧和厭氧糖酵解下，有助于Warburg效應，增加葡萄糖攝取，促進腫瘤增殖和生長[3,5,31]。

ENO1mRNA翻譯產(chǎn)生c-MYC啟動子結合蛋白1（MBP1）[32]。MBP1可調(diào)節(jié)細胞對葡萄糖濃度改變的反應[33]。癌細胞中ENO1/MBP1表達的比例由葡萄糖調(diào)節(jié)，在高葡萄糖條件下c-MYC驅動的ENO1表達升高，在低葡萄糖條件下MBP1表達升高[34]。腫瘤細胞通過上調(diào)ENO1和下調(diào)MBP-1刺激糖酵解和細胞增殖過表達c-MYC適應缺氧[35]。另外，ENO1在細胞表面與一種具有癌蛋白功能的免疫共刺激分子相互作用，促進了糖酵解[36]。ENO1在多種腫瘤的mRNA和蛋白質(zhì)水平上均被上調(diào)，且與耐藥相關，敲除ENO1可顯著降低糖酵解水平并逆轉耐藥性[37]。

2.3 激活致癌信號通路

1）NF-κB信號通路

癌癥相關成纖維細胞（CAF）在腫瘤微環(huán)境（TME）中起著關鍵作用，并促進了許多種腫瘤的轉移。成纖維細胞活化蛋白α（FAP）是CAF的標志，F(xiàn)AP在腫瘤細胞中高度表達，在調(diào)節(jié)腫瘤細胞生物學方面起著重要作用。與分化良好的腫瘤相比，F(xiàn)AP在惡性腫瘤中更豐富[38]。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AP在高級別膠質(zhì)瘤中表達增加，在生存期較差的膠質(zhì)母細胞瘤間充質(zhì)亞型中表達最高[39]。

轉錄因子NF-κB通路的激活在癌癥發(fā)生和進展中起著至關重要的作用[40]。NF-κB通過控制基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）的上調(diào)，使細胞外基質(zhì)松動，利于癌細胞上皮到間充質(zhì)的過渡和轉移，有助于癌癥進展[41]。NF-κB還可以通過上調(diào)VEGF（血管內(nèi)皮生長因子）及其受體來控制腫瘤的血管化，從而促進腫瘤的進展[42-43]。最近研究[44]證實FAP在結腸癌細胞中高度表達，并發(fā)現(xiàn)FAP與ENO1通過NF-κB途徑相互作用，促進結直腸癌（CRC）遷移和侵襲。

2）激活PI3K/Akt/mTOR和AMPK/mTOR通路

PI3K/Akt/mTOR和AMPK/mTOR信號通路在腫瘤的增殖、侵襲、轉移中發(fā)揮著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)PI3K-Akt-mTOR信號通路可促進葡萄糖轉運蛋白和糖酵解酶的表達，進而促進腫瘤干細胞的自我更新和干性的維持[45]。ENO1可激活PI3K/AKT途徑，促進尿激酶型纖維蛋白酶原活性因子（UPA）分泌和下調(diào)E-鈣粘蛋白蛋白表達，從而促進腫瘤細胞的侵襲；活化的PI3K/AKT還可通過上調(diào)細胞周期因子p-Rb等的表達來增強胃癌干細胞的自我更新。已有報道顯示，ENO1蛋白可通過調(diào)節(jié)PI3K-Akt信號通路促進子宮內(nèi)膜癌、小細胞肺癌[9]、乳腺癌[46]和胃癌[10]的生長、侵襲和轉移。應用PI3K抑制劑Ly294002可阻斷胃癌SGC7901細胞因ENO1基因高表達引起的增殖和侵襲[10]。沉默ENO1表達可降低乳腺癌細胞PI3K/Akt信號分子表達，抑制腫瘤細胞生長和侵襲[46]。ENO1下調(diào)可顯著抑制肺癌干細胞（LCSC）的自我更新、生長和侵襲能力，促進肺癌干細胞的自我更新和惡性表型[47]。ENO1的過表達可增加β-連環(huán)蛋白和磷酸化FAK、PI3K和AKT的水平，促進細胞糖酵解、增殖、遷移和侵襲[48]。研究發(fā)現(xiàn)ENO1的高表達水平與CRC患者的疾病進展有關。AMPK通路激活或mTOR通路可抑制阻斷ENO1誘導的改變[11]。

成纖維細胞生長因子受體樣1（FGFRL1）是FGFR家族的成員，研究發(fā)現(xiàn)FGFRL1通過調(diào)節(jié)ENO1-PI3K/Akt途徑來調(diào)節(jié)SCLC的化學耐受性[49]。二甲雙胍誘導的腫瘤抑制劑CCDC65通過抑制AKT1信號通路，促進FBXW7誘導的泛素化和ENO1降解[50]抑制胃癌細胞的細胞生長和轉移。

3）促進上皮-間充質(zhì)轉化（EMT）

上皮-間充質(zhì)轉化（EMT）改變可增加腫瘤細胞遷移和侵襲的潛能。E-鈣粘蛋白的缺失和間充質(zhì)細胞標志物如N-cadherin、Vimentin的過表達是EMT的標志[51]。轉化生長因子-β（TGF-β）誘導實驗表明ENO1通過抑制ERK1/2磷酸化促進EMT[52]。在糖酵解相關基因中，ENO1的表達也隨著葡萄糖濃度的增加而上調(diào)。敲低ENO1可抑制胃癌中轉化生長因子-β（TGF-β）信號通路的激活，部分逆轉高葡萄糖對胃癌惡性表型的影響[20]。

ENO1的過表達抑制細胞的遷移及間充質(zhì)標志物，上調(diào)E-鈣粘蛋白。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織中ENO1mRNA和蛋白質(zhì)水平上調(diào)。穩(wěn)定下調(diào)ENO1表達抑制細胞增殖、侵襲和體內(nèi)致瘤性，此外，ENO1還可抑制PI3K/Akt途徑調(diào)節(jié)細胞生長和上皮-間充質(zhì)轉變（EMT）[53]。在糖尿病小鼠腫瘤模型中，糖尿病與Wnt/β-catenin/TCF8信號通路聯(lián)合，通過纖溶酶和基質(zhì)金屬蛋白酶誘導EMT和ECM重構，并促進糖酵解、GADPH和ENO1的表達，促進乳腺癌的進展[54]。

ENO1與肝細胞生長因子受體（HGFR）相互作用，并通過增加HGFR和Wnt核受體LRP5/6的磷酸化，激活HGFR和Wnt信號傳導。HGFR和Wnt信號傳導軸的激活降低GSK3β的活性，通過Src-PI3K-AKT信號傳導和β-連環(huán)蛋白破壞復合物的失活，最終上調(diào)SLUG和β-連環(huán)蛋白的表達[55]。

ENO1的泛素化受E3泛素連接酶FBXW7的影響[56,57]。研究發(fā)現(xiàn)[50]二甲雙胍誘導腫瘤抑制劑CCDC65抑制AKT1信號通路，促進FBXW7誘導的泛素化和ENO1降解，抑制腫瘤細胞生長和轉移。

4）其他

環(huán)狀RNA（circRNA）在其宿主基因ENO1上的調(diào)節(jié)機制及其在糖酵解和腫瘤進展中的有重要作用。Circ-ENO1及其宿主基因ENO1在肺腺癌（LUAD）細胞表達上調(diào)。沉默circ-ENO1延緩糖酵解，抑制增殖、遷移和EMT，誘導細胞凋亡。circ-ENO1還可通過miR-22-3p/ENO1軸促進LUAD中的糖酵解和腫瘤進展[58]。

ENO1在幽門螺桿菌細胞毒素（CagA）陽性的胃上皮細胞中過表達。ENO1 mRNA和蛋白過表達水平依賴于CagA基因表達和CagA蛋白磷酸化，通過激活Src和MEK / ERK信號通路上調(diào)了ENO1，從而提供了一種潛在的幽門螺桿菌介導胃病的新機制[59]。

ENO1通過與lncRNA相互作用與幾種腫瘤類型的分化和進展相關。糖酵解相關的lncRNAAL355338在非小細胞肺癌（（NSCLC））組織中顯著增加。AL355338通過介導糖酵解活化并通過選擇性靶向ENO1蛋白促進NSCLC進展。AL355338可以直接與ENO1相互作用并穩(wěn)定蛋白質(zhì)，防止其泛素化和降解。AL355338還能夠調(diào)節(jié)ENO1和EGFR之間的相互作用，進一步激活EGFR-AKT信號傳導[60]。

3 結論與展望

ENO1促進與腫瘤侵襲相關的細胞功能，包括糖酵解增加，致癌信號通路的激活，以及腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲和轉移。因此，ENO1可以被認為是一種”癌癥標志”至關重要的癌蛋白[61]，特別是持續(xù)的增殖信號傳導，調(diào)節(jié)能量代謝以及侵襲和轉移的激活。ENO1在癌癥中的過表達和可靶向性使其成為一種有潛力的治療靶點。