Flot2 在恶性肿瘤中的研究进展

2021-10-26 03:13胡懿心王彩霞
康颐 2021年12期
关键词:肿瘤基因

胡懿心 王彩霞

【摘要】脂筏是存在于质膜上的微域,其中鞘糖脂和胆固醇的含量丰富,参与信号转导、细胞粘附、神经突延伸和神经营养因子受体的功能。Flot2( 脂筏结构蛋白 2) 是一种脂筏支架蛋白,是脂筏标记物 Flotillin 家族的成员之一。Flotillins 参与多种生物过程,如轴突生长、膜运输和各种信号通路[1] 。Flot2 是一种高度保守且广泛表达的蛋白,位于细胞膜的细胞质侧,位于特定的富含胆固醇的微域内。作为其他分子的物理平台,在细胞内重要的信号通路中起着关键作用,参与多种生物学过程。近年来对于 Flot2 的研究证实其表达上调与多种肿瘤的发生、进展及预后具有相关性,例如鼻咽癌、乳腺癌、胃癌等,本文将对新近发现的其他类别的肿瘤与 Flot2 的相关性的研究成果进行综述。

【关键词】Flot2 基因;脂筏;肿瘤

【中图分类号】R730.5 【文献标识码】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.12.212

1 Flot2 与脂筏

Flot(Flotillin) 是微域脂筏上的一个蛋白质家族,在细胞存活、增殖、粘附、凋亡和运动等多种生物学过程中发挥重要作用,其主要原因是它在细胞质膜的囊泡内陷、信号转导途径、细胞骨架的组织、细胞外吞和内吞过程中的蛋白质分选以及突触传递中起着重要作用。Flot1(Flotillin-1) 和 Flot2(Flotillin-2) 这两种同源异构体在细胞粘附、肌动蛋白骨架重组、细胞内吞、吞噬和细胞信号转导等多种细胞过程中起着重要的生理作用。Flotillin-1 寡聚构建微结构域支架,参与分子分选、细胞骨架动力学[2] 、网格蛋白独立的内吞途径和吞噬小体运输。然而,它也促进细胞增殖和 T 细胞活化。此外,Flotillin-1 作为调节信号分子,协调各种信号转导过程[2] 。与 Flot1 一起,Flot2 是一个小孔脂筏结构域的标记物,该结构域将生长因子受体与信号转导途径联系起来。Flot2 对于非空洞筏的形成是重要的,并与癌症的发展和进展有关。 [3]近年来,对 Flot2 的研究已经从蛋白水平逐渐深入到了分子水平,我们也将重点对其分子水平的各种研究成果进行综述。

2 Flot2 与神经分化的关系

Flot2 被认为与神经分化有关,其被 Fyn(一种 Src 激酶)磷酸化,并导致筏状依赖的内吞作用 ; 然而,Flot2 在神经分化中的确切作用尚不清楚。为了揭示脂筏相关蛋白在神经分化过程中的作用,Hanafusa.K 等[4]分析了其表达和定位。P19C6 细胞是多能胚胎癌细胞 P19 的亚克隆,神经分化可以用 P19C6 细胞来模拟。他们发现 P19C6 细胞神经分化后全细胞裂解液中 Flot2 和 Fyn 蛋白的表达水平增加。此外,蔗糖密度分级和免疫荧光实验显示,神经分化后,Flot2 和 Fyn 向脂筏的定位增加。他们还发现 Fyn 在神经细胞中与 Flot2 脂筏部分共定位。至此,通过观察抗垢膜 (DRM) 組分中 Fyn 的分布及失活 Fyn 的水平,揭示了神经分化后 DRM 组分中活化 Fyn 的含量可能增加。总的来说,这些发现表明 Flot2 脂筏与 Fyn 相关,并且 Fyn 在 P19C6 细胞的神经分化过程中使 Flot2 磷酸化。

3 Flot2 在肿瘤中的表达及与肿瘤的关系

3.1 胶质瘤

Huang 等[5] 为了揭示 Flot2 在胶质瘤中的表达,对 56 对胶质瘤组织及癌旁正常组织进行了 qPCR 分析。结果显示,Flot2 在胶质瘤组织中的表达明显高于癌旁正常组织 ( P <0.05),并且肿瘤的分期和大小与Flot2 在胶质瘤组织中的表达显著相关,且胶质瘤患者预后不良与 Flot2的过表达相关。功能分析显示,沉默的 Flot2 抑制了胶质瘤细胞的活力、迁移和侵袭。新的证据表明,miRNAs(长度为 19-24 个核苷酸的一类细胞质非编码 RNA)通过与目标基因的 miRNAs 的 3‘-UTR(3‘-非翻译区)结合来负调控癌基因或肿瘤抑制子的表达,从而参与肿瘤的发生和发展。为此他们检测了 miR-449 和 Flot2 之间的关系。荧光素酶报告基因和 Western-blot 结果显示,miR-449 直接结合 Flot2 的3'UTR 序列,调控了胶质瘤细胞中 Flot2 的表达。通过检测 miR-449在胶质瘤组织以及细胞系中的表达水平,发现 miR-449 在胶质瘤组织以及细胞系中显著下调。此结果证实了胶质瘤患者的疾病进展以及预后不良与 Flot2 的过表达相关,使得 Flot2 可能成为一种新的预后生物标志物和胶质瘤进展的治疗靶点。

此外,TaoSong 等[6]通过免疫组化 (IHC) 染色和 Westernblot验证了胶质瘤组织中 Flot2 和 EphA2(ephr 受体酪氨酸激酶 A2 型)的上调,Flot2 沉默可显著抑制胶质瘤细胞的生长和侵袭。同时,Flot2消耗会抑制 Akt 和 NF-kB 的活性,诱导细胞凋亡、细胞周期阻滞和上皮间充质转化 (EMT) 抑制,表明上述过程的关键蛋白表达改变。在机制上,Flot2 通过稳定胶质瘤中的 EphA2 而激活致癌信号。Flot2 在胶质瘤中蛋白和 mRNA 水平与 EphA2 均呈正相关并与 EphA2 相互作用,且与胶质瘤患者 Ki67 强度、p53 表达、肿瘤分期等临床特征显著相关。综上所述,我们的研究结果揭示了 Flot2 以 EphA2 依赖的方式促进胶质瘤细胞的生长和侵袭,凸显了 Flot2-epha2 轴是胶质瘤治疗的一个有前景的靶点。

3.2 骨肉瘤

骨肉瘤 (Osteosarcoma,OS) 是世界常见的恶性肿瘤。环状 rna是与癌症发展有关的内源性非编码 rna,有研究表明多种环状 rna 可能通过对 Flot2 表达的靶向调控来影响骨肉瘤病程的进展。XiaoB [7]等采用了实时定量聚合酶链反应 (qRT-PCR) 检测 circ_001569、microRNA-185-5p(miR-185-5p) 和 Flotillin-2(Flot2) 的表达。采用 3-(4,5 二甲基 -2- 噻唑基 )-2,5- 二苯基 -2-h 四唑溴化铵 (MTT)和 Transwell 测定细胞的增殖及侵袭能力。westernblot 检测上皮 -间充质转化(EMT) 的相关蛋白和 Flot2 蛋白水平。此外,采用双荧光素酶报告基因实验来验证 circ_001569、miR-185-5p 和 Flot2 之间的相互作用。Circ_001569 在 OS 组织和细胞中的表达增加,其下调降低了 OS 细胞的增殖、迁移、侵袭和 EMT。MiR-185-5p 可以与 circ_001569 相互作用。抑制 miR-185-5p 可以恢复 silent-circ_001569 对 OS 细胞增殖和转移的抑制作用。此外,Flot2 是miR-185-5p 的靶点。过表达 Flot2 可以恢复 miR-185-5pmimic 对OS 细胞增殖和转移的抑制作用。同时,Flot2 表达受 circ_001569 和miR-185-5p 调控。此外,circ_001569 敲除也降低了 OS 肿瘤在体内的生长。Circ_001569 可能通过调控 miR-185-5p/Flot2 轴在 OS进展中发挥致癌基因的作用,为 OS 患者的治疗提供了可靠的新途径。

有研究表明,miR-34c-5p 参与了多种癌症的进展。WangY [8]等为了探讨 miR-34c-5p 对骨肉瘤发生发展的影响及作用机制,采用qRT-PCR 检测骨肉瘤组织和细胞中 miR-34c-5p 和 Flot2mRNA的表达情况。采用 WesternBlot 检测了蛋白的表达,MTT 法检測了细胞活力以及用 Transwell 检测了各组细胞的迁移情况和侵袭情况,检测荧光素酶活性则采用了双荧光素酶报告基因。实验数据表明:骨肉瘤组织和细胞中 mir-34c-5p 的表达程度明显降低,Flot2mRNA 的表达水平明显升高。过表达 miR-34c-5p 和抑制 Flot2 可抑制骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭,抑制 CyclinD1、MMP-2 和 MMP-9 蛋白的表达,促进 p21 蛋白的表达。证实了 miR-34c-5p 可以靶向调控 Flot2 的表达,且 Flot2 的过表达逆转了 miR-34c-5p 过表达对骨肉瘤细胞系增殖、迁移和侵袭的抑制作用。得出结论 :miR-34c-5p 可抑制骨肉瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。其机制可能与 Flot2 靶向有关,这将为骨肉瘤的预防和治疗提供一个新的靶点。

3.3 大肠癌

TaiyuanLi [9] 等的研究探讨了 Flot2 在结直肠癌(CRC)中的临床和预后意义。他们在 7 个 CRC 细胞系和 1 个正常结肠细胞系中检测Flot2 的表达,发现 Flot2 在 CRC 细胞系中升高,提示 Flot2 与 CRC相关。另外,对 8 例患者的原发性结直肠癌组织及相应的非癌结肠组织中 Flot2 蛋白水平进行了检测。与非癌组织相比,CRC 组织中 Flot2蛋白明显上调。为了验证这一结果而进行了免疫组化分析,在 180 对石蜡包埋的CRC组织中,Flot2蛋白主要定位于质膜。在180份标本中,119 份标本中 Flot2 蛋白含量较高 (66.11%);61 例 (33.89%) 肿瘤标本未见染色。在癌旁组织和正常结直肠组织中均未检测到信号或微弱信号。结论为,Flot2 在大肠癌组织中高表达。临床分析发现 Flot2 表达的增加与 CRCs 的浸润深度、淋巴结转移、远处转移和美国癌症联合委员会分期相关。此外,Cox 回归模型的多因素分析显示,Flot2 表达增加是 CRC 患者预后的独立因素 ( P =0.013)。综上所述,此研究结果提示 Flot2 的过表达促进了 CRC 的进展,提示 Flot2 可能成为治疗CRC 的新靶点。

3.4 肝细胞癌

肝细胞癌 (HCC) 是全球第五大常见癌症,也是男性癌症相关死亡的第二大原因。肝切除术虽然为肝细胞癌患者提供了长期生存,但术后高复发率是一个主要问题。肝癌转移性复发是根治性切除术后高死亡率的主要原因。有研究表明上皮 - 间充质转化 (epithelial-mesenchymaltransition,EMT) 是指上皮细胞向间充质细胞转化的复杂过程,在肿瘤转移的早期阶段起着至关重要的作用。在这个过程中,上皮细胞的极性消失,侵袭和迁移能力增强,同时上皮标记物下调,间充质标记物上调。Cheng 等的研究探讨了 Flot2 的表达与 EMT 以及 HCC 进展的关系及其机制。其研究结果显示,Flot2 在 HCC 组织和细胞系中过表达,Flot2 通过调节细胞周期和诱导 EMT,显著促进肝癌在体内外的侵袭、迁移、增殖和转移,该活性是通过激活 Raf/MEK/ERK1/2 通路上调 Twist 来介导的。相反,沉默 Flot2 表达可以抑制这些生物学过程。此外,Flot2 的高表达与肝细胞癌根治性切除后预后不良显著相关,是一个独立的危险因素。综上所述,Flot2 通过调节细胞周期和诱导 EMT 促进肝癌的生长和转移。Flot2 的表达可能在 HCC 进展中起关键作用,并可能被认为是 HCC 预后不良的潜在标志物。

3.5 小细胞肺癌

肺癌是发病率增长最快、发病率高、死亡率高的恶性肿瘤之一,威胁着世界各国人民的健康和生命。小细胞肺癌 (SCLC) 是肺癌的主要类型之一,约占肺癌的 20%~25%。小细胞肺癌具有恶性程度高、分化程度低、生长迅速、血管浸润、早期广泛转移、生物学行为差、预后危险等病理特点。此外,SCLC 患者在诊断前症状较少,存活时间短于其他类型肺癌。许多研究表明,许多分子触发器在 SCLC 的发展中起着至关重要的作用,但这一过程的机制仍不清楚。多个研究证实 MiRNAs 在调节细胞增殖、分化、凋亡和迁移等多种细胞过程中发挥重要作用,且miR-485-5p 是许多人类癌症的重要调节因子。之前已有研究证实在非小细胞肺癌 (NSCLC) 的细胞株及组织中,Flot2 基因在 mRNA 及蛋白水平均高表达 , 而且高水平的 Flot2 基因表达与非小细胞肺癌患者的预后不良相关 , 可以成为一个潜在的预后标记物。

在 FengGao 的研究中,探讨了小细胞肺癌 (SCLC) 组织中 miR-485-5p 与 Flot2 的关系。采用免疫组化法检测 Flot2 蛋白,qPCR 定量检测 miR-485-5p 和 Flot2mRNA。免疫组化显示 Flot2 在小细胞肺癌组织中的表达明显增高 (P<0.01)。实时定量 PCR 检测 miR-485-5p 的表达,发现小细胞肺癌组织中 miR-485-5p 的表达低于正常组织。在体外培养的 SCLC 细胞中,miR-485-5p 的过表达抑制细胞的增殖、迁移和侵袭,而敲除 miR-485-5p 则相反。已知 Flot2 在小细胞肺癌组织中的表达明显上调,则其与 miR-485-5p 表达水平呈负相关。MiR-485-5p 的过表达明显抑制小细胞肺癌细胞中 Flot2 蛋白的表达。荧光素酶报告试验证实 Flot2 是小细胞肺癌细胞 miR-485-5p 的直接靶点。由此可见,miR-485-5p 作为肿瘤抑制因子,通过靶向 Flot2 抑制 SCLC 的生长和转移。上调 miR-485-5p 表达可能是一种很有吸引力的小细胞肺癌治疗策略。

4 总结

脂筏在众多生理过程中发挥了重要作用,Flot2是含SPFH(stomatin,prohibitin,Flotillin,HflK/C) 结 构 域 的 脂 筏 的 特 征 蛋 白,也 称 为R eggie - 1,大小为 48KDa。人 Flot2 的 m R NA 广泛表达于各类细胞,研究表明,Flot2 在一些恶性肿瘤中会表达上调且其过表达与一些人类癌症的转移有关,使它被认为是可以判断癌症预后的指标。

近年来,它的上调已被证实参与多种癌症的进展和发展,例如乳腺癌和黑色素瘤等。先前的一个微阵列结果已经证实 Flot2 在一组乳腺肿瘤中表达上调。另一项研究表明,Flot2 的敲除可以减弱人乳腺癌细胞系的增殖和转移。Flot2 蛋白在非致瘤细胞系中表达很低,在体外某些转移性黑色素瘤细胞系中则显示高表达 , 则 Flot2 的异位表达与体内人类黑色素瘤的进展相关。除此之外还有很多肿瘤与 Flot2 的相关性得到了证明,如鼻咽癌、宫颈癌、胃癌、肾癌等,從肿瘤的起始到加速进展和后期的转移,都可受到 Flot2 表达水平的影响,其表达水平的升高与肿瘤的恶性程度和不良预后均有相关性。

当下的研究已经表明 Flot2 基因通过 PI3K/Akt、Wnt/β - catenin、NF - kB、p53 家族等多个信号通路以多种不同的方式影响肿瘤的进展和转移,它在发挥作用时又会受到 micro R NA 及其他多条信号通路的调节。作为一个有趣的治疗靶点,Flot2 在肿瘤发生、发展动态进程中的表达,其相关的信号通路等正在成为国内外学者研究的热点。对它的深入研究可能为肿瘤的发病机制以及治疗策略的研究带来有益的启示以及方法,可为未来肿瘤的生物治疗提供崭新的途径,为人类肿瘤的预防和治疗带来新的曙光。

参考文献:

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[9]Gao F, Wu H, Wang R, et al. MicroRNA-485-5p suppressesthe proliferation, migration and invasion of small cell lung cancer cells bytargeting Flotillin-2[J]. Bioengineered. 2019;10(1):1-12.

作者简介:胡懿心(1995.04-),女,汉,黑龙江省海伦市人,硕士研究生在读,研究方向:消化道肿瘤。

通讯作者:王彩霞,佳木斯大学。

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