胡春暉 趙先誠 劉益民 郁全勝

Ras基因是第一個(gè)被人類鑒定的癌基因。Rab家族組成Ras超家族中成員最多的一個(gè)分支，有60多個(gè)[1]。與其他小GTP酶類似，Rab家族的小GTP酶通過調(diào)節(jié)真核細(xì)胞膜的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而影響細(xì)胞生長、存活、增殖等[2]。Rab介導(dǎo)的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的改變?cè)谀[瘤細(xì)胞進(jìn)展和腫瘤致癌性的各個(gè)方面都起著關(guān)鍵作用，包括受體再循環(huán)的誘導(dǎo)、生長抑制的逃避、增殖信號(hào)傳導(dǎo)的維持、侵襲和轉(zhuǎn)移的激活以及腫瘤代謝的重編程和免疫破壞的逃避[3]。

Rab25為Rab蛋白家族成員之一，其通過與上游調(diào)控子和下游效應(yīng)子的共同作用，影響囊泡的形成、轉(zhuǎn)運(yùn)、粘附、錨定和融合等過程[4，5]。Rab25作為細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通過維持細(xì)胞膜的生物化學(xué)成分在細(xì)胞生理學(xué)中起著重要作用，與GTP結(jié)合和水解的同時(shí)對(duì)細(xì)胞囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的各個(gè)階段實(shí)施調(diào)控[3，6]，在選擇性調(diào)節(jié)細(xì)胞表面受體和信號(hào)蛋白的囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)及再循環(huán)過程中具有重要作用，是細(xì)胞內(nèi)吞及細(xì)胞囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[7，8]。在功能上，它作為特異性的腫瘤抑制劑或者致癌基因起作用，確切機(jī)制尚不明確[9]。現(xiàn)回顧Rab25蛋白的生物學(xué)特性以及Rab25在腫瘤中的作用，尤其對(duì)其在泌尿系統(tǒng)腫瘤中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 Rab25的分子結(jié)構(gòu)

Rab25是Rab11亞家族的成員，分子量為23kDa，Rab25基因位于染色體的lq22區(qū)域，全長約為9kb，編碼了213個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，表達(dá)于細(xì)胞膜胞質(zhì)側(cè)和細(xì)胞器膜上[10，11]。結(jié)構(gòu)上與其他Rab小GTP酶一樣，由保守的G結(jié)構(gòu)域和可變的C端、N端組成[12]。Rab25具有鳥嘌呤核苷酸結(jié)合基序，其結(jié)合GTP或GDP來調(diào)節(jié)Rab25活性，在胞漿中與GDP結(jié)合的Rab25是非活性的。在被鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）激活后，GDP與Rab25分離，活性GTP結(jié)合的Rab25參與蛋白的囊泡運(yùn)輸和再循環(huán)。GTP酶激活蛋白（GAP）將GTP水解為GDP，使Rab25成為非活性形式。Rab25的羧基端含有CCXXX結(jié)構(gòu)。C端翻譯后的修飾決定了 Rab25在特定囊泡上的結(jié)合，并調(diào)節(jié)整個(gè)膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程，決定Rab25與特定囊泡的結(jié)合并控制膜運(yùn)輸[13]。靠近C端的一個(gè)或兩個(gè)半胱氨酸殘基，是Rab蛋白與其特定囊泡緊密結(jié)合所必需的，Rab25的CCXXX結(jié)構(gòu)的翻譯后修飾允許該蛋白與細(xì)胞表面受體結(jié)合并調(diào)節(jié)膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程[13]。

2 Rab25表達(dá)的調(diào)控機(jī)制

2.1 表觀遺傳調(diào)控 為了調(diào)控由遺傳、表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄組學(xué)變化引起的致病性改變，細(xì)胞進(jìn)化出各種機(jī)制來保證自身的存活。特定的遺傳改變改變了調(diào)控細(xì)胞表面分子組成，內(nèi)部細(xì)胞器組裝以及細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵元素。而Rab GTP酶是膜轉(zhuǎn)運(yùn)事件的關(guān)鍵參與者，是確保細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的基礎(chǔ)[14]。

研究表明[15]，在腎透明細(xì)胞癌中，與相鄰組織相比，腎透明細(xì)胞癌中的Rab25甲基化顯著增加，mRNA表達(dá)水平較低，進(jìn)一步研究表明，cg11201447、cg25247520、cg13309012和cg08995609的甲基化水平可能成為腎透明細(xì)胞癌的潛在生物標(biāo)志物，Rab25啟動(dòng)子的低甲基化導(dǎo)致其下調(diào)，促進(jìn)腎細(xì)胞癌的發(fā)生。有學(xué)者[16]在卵巢癌中使用MOMA-ROMA測(cè)定法分別檢查了42個(gè)漿液性卵巢癌樣本的拷貝數(shù)變異和DNA甲基化，以及由癌癥基因組圖譜分析的379個(gè)腫瘤樣本。Rab25與甲基化依賴性表達(dá)變化密切相關(guān)。

有學(xué)者[17]為了鑒定口咽鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移表型中潛在的表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)基因，通過全基因組甲基化來分析預(yù)測(cè)口咽鱗狀細(xì)胞癌中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)的基因特征。在所有分析的基因中，Rab25是最有可能對(duì)有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的口咽鱗狀細(xì)胞癌進(jìn)行表觀遺傳學(xué)調(diào)控和預(yù)測(cè)的基因。與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的口咽鱗狀細(xì)胞癌相比，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的口咽鱗狀細(xì)胞癌中mRNA表達(dá)降低與Rab25基因甲基化增加之間存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。Rab25甲基化的檢測(cè)可能有助于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷，并作為口咽鱗狀細(xì)胞癌的潛在新治療靶點(diǎn)。

2.2 miRNA依賴性調(diào)控 為了確定可能調(diào)控Rab25的 miRNAs，有學(xué)者[18]通過4種搜索（miRanda、miR Walk、PicTar和TargetScan）獲得了Rab25的預(yù)測(cè)目標(biāo)miRNAs列表，并進(jìn)行體外研究，結(jié)果表明Rab25是let-7d的靶基因，進(jìn)一步研究表明，腎癌中的Rab25上調(diào)是由于let-7d的表達(dá)減少所致。同樣有研究發(fā)現(xiàn)[19]，在乳腺癌組織中MiR-577直接調(diào)控乳腺癌中的Rab25，MiR-577上調(diào)Rab25后，E-cadherin 水平降低，Vimentin水平升高，MiR-577通過抑制 Rab25 的表達(dá)來抑制EMT，從而抑制了乳腺癌的侵襲，MiR-577和Rab25被認(rèn)為是乳腺癌治療的潛在靶標(biāo)。

2.3 拷貝數(shù)變異 有學(xué)者[20]在卵巢癌和乳腺癌中通過微陣列比較基因組雜交研究顯示，在大約一半的卵巢癌和乳腺癌中，以Rab25小GTP酶為中心的1q22染色體擴(kuò)增，與擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)的其他基因相比，Rab25 mRNA水平在Ⅲ期和Ⅳ期漿液性上皮性卵巢癌中選擇性地增加，Rab25的DNA拷貝數(shù)或RNA水平的增加分別與卵巢癌和乳腺癌的無病生存期或總生存期明顯下降有關(guān)。過表達(dá)Rab25明顯促進(jìn)了細(xì)胞增殖，減少了細(xì)胞凋亡，包括由化療誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并增加了體內(nèi)癌細(xì)胞的侵襲性。

在76個(gè)腎母細(xì)胞瘤樣本中進(jìn)行微陣列比較基因組雜交研究發(fā)現(xiàn)[21]，存在與乳腺癌和卵巢癌中拷貝數(shù)增加的相似區(qū)域，在1q22-q23.1的擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)篩選候選基因包括Rab25，其過表達(dá)與腫瘤的不良預(yù)后相關(guān)。但對(duì)Rab25表達(dá)的定量RT-PCR分析表明，雖然Rab25在一些腎母細(xì)胞瘤中過表達(dá)，但它可能不是與該病復(fù)發(fā)相關(guān)的擴(kuò)增基因驅(qū)動(dòng)因素。

3 Rab25促腫瘤進(jìn)展的可能機(jī)制

Rab25被認(rèn)為在腫瘤發(fā)生和癌癥進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用[22]。多項(xiàng)研究表明Rab25可以抑制凋亡性細(xì)胞死亡、誘導(dǎo)腫瘤形成、促進(jìn)細(xì)胞增殖、增強(qiáng)細(xì)胞遷移/侵襲，并在多種類型的腫瘤化療后增加耐藥性[23]。Rab25的致癌作用可能與其在調(diào)節(jié)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)中的功能有關(guān)。Rab25增加整聯(lián)蛋白到質(zhì)膜的再循環(huán)并刺激細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，進(jìn)而調(diào)節(jié)致癌功能[7]。Rab25通過激活細(xì)胞內(nèi)生長的信號(hào)通路和（或）抑制凋亡細(xì)胞死亡通路，從而影響癌癥的發(fā)生與進(jìn)展，現(xiàn)將可能的機(jī)制總結(jié)如下。

3.1 PI3K/AKT 有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[20]，在卵巢癌和乳腺癌中Rab25可能通過降低促凋亡分子BAK和Bax的表達(dá)，激活抗凋亡的磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）和蛋白激酶B（AKT）通路來抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，為Rab25抑制腫瘤侵襲性提供了可能的機(jī)制。同樣有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[24]，在非小細(xì)胞肺癌患者中Rab25與β1 integrin相互作用并促進(jìn)其向細(xì)胞質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)。β1 integrin誘導(dǎo)AKT磷酸化，隨后激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞增殖。同時(shí)該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)在非小細(xì)胞肺癌患者中，Rab25的高表達(dá)與EGFR-TKI治療的不良反應(yīng)相關(guān)。

3.2 β1 integrin/EGFR/VEGF-A/Snail 有學(xué)者在卵巢癌中研究發(fā)現(xiàn)[25]，Rab25增加了β1 integrin 的水平，并隨后激活 EGFR，上調(diào)VEGF-A表達(dá)，從而導(dǎo)致Snail表達(dá)增加，上皮向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化以及癌細(xì)胞侵襲。值得注意的是，Snail通過 Fascin 的表達(dá)介導(dǎo)了Rab25誘導(dǎo)的癌細(xì)胞侵襲，并且Rab25的異位表達(dá)加劇了卵巢癌細(xì)胞向肺部的轉(zhuǎn)移，因此，證明了β1 integrin/EGFR/VEGF-A/Snail通路通過誘導(dǎo)Fascin表達(dá)在Rab25誘導(dǎo)癌細(xì)胞侵襲中的作用。

3.3 Wnt 有研究表明[26]，Rab25在肝癌組織和細(xì)胞中上調(diào)，Rab25過表達(dá)與晚期腫瘤分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，干擾Rab25的表達(dá)后抑制了Wnt信號(hào)通路及其靶基因，如細(xì)胞周期蛋白D1、c-myc和MMP7，研究結(jié)果表明Rab25在人肝癌細(xì)胞中過表達(dá)，并且通過調(diào)節(jié)Wnt信號(hào)通路來促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和侵襲。

3.4 Src 有研究[27]表明Rab25將構(gòu)象活性α5β1整合素引導(dǎo)至溶酶體。溶酶體途徑的α5β1不會(huì)降解，而是通過需要氯化物細(xì)胞內(nèi)通道蛋白3（CLIC3）的途徑迅速循環(huán)到質(zhì)膜中，通過CLIC3途徑增加的循環(huán)不僅可能有助于細(xì)胞遷移，而且通過增強(qiáng)α5β1活性激活Src及其下游效應(yīng)子的能力，Src通過激活轉(zhuǎn)錄因子STAT3來促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，這反過來又導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白D1等基因的表達(dá)增強(qiáng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長和遷移。

3.5 RTK RTK 介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)是調(diào)節(jié)癌癥進(jìn)展和治療反應(yīng)的最常激活的途徑之一，RTK家族包括幾個(gè)亞家族，其中包括表皮生長因子受體（EGFR），成纖維細(xì)胞生長因子受體（FGFRs），胰島素和胰島素樣生長因子受體（IR和IGFR），血小板衍生生長因子受體（PDGFRs），血管內(nèi)皮生長因子受體（VEGFRs），肝細(xì)胞生長因子受體（HGFRs）和原癌基因c-KIT[28，29]。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[30]，放療抵抗或化學(xué)耐藥細(xì)胞中EGFR的含量增加，下游通路（包括Akt和Erk信號(hào)傳導(dǎo)）活躍，而EGFR和Rab25的表達(dá)水平呈正相關(guān)，考慮這兩個(gè)分子參與了鼻咽癌放射反應(yīng)，進(jìn)一步研究表明Rab25與EGFR相互作用，以增強(qiáng)EGFR對(duì)細(xì)胞表面的回收并減少細(xì)胞質(zhì)的降解。Rab25的抑制顯示出協(xié)同的放射敏感性和減少的侵襲性表型。該研究提供了臨床和實(shí)驗(yàn)證據(jù)，證明Rab25是緩解過度活躍的EGFR信號(hào)傳導(dǎo)并預(yù)防鼻咽癌患者獲得性腫瘤耐藥性的潛在治療靶點(diǎn)。

4 Rab25與泌尿系統(tǒng)腫瘤

4.1 腎癌 有學(xué)者[18]研究了腎癌患者中52種Rab GTPases的轉(zhuǎn)錄水平，結(jié)果表明，Rab25是上調(diào)最嚴(yán)重的一種，Rab25的高表達(dá)水平與RCC侵襲、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和病理分期顯著相關(guān)。相反，在腎癌細(xì)胞中，敲低Rab25蛋白表達(dá)抑制腎癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。進(jìn)一步研究還表明，Rab25 是let-7d的靶基因，腎癌中Rab25上調(diào)是由于let-7d的表達(dá)減少；并認(rèn)為Rab25是腎癌的潛在生物治療靶點(diǎn)。有學(xué)者[31]分別用靶向Rab25和EGFR抑制劑（AG1478）的siRNA處理腎癌細(xì)胞，處理后，RIN1誘導(dǎo)的EGFR信號(hào)傳導(dǎo)受到抑制，腎癌細(xì)胞中p-EGFR、p-AKT和p-ERK的表達(dá)降低，研究表明Rab25調(diào)控腎癌細(xì)胞中RIN1誘導(dǎo)的EGFR信號(hào)的激活。

同樣有學(xué)者[32]在腎癌中對(duì)癌癥基因組圖譜和基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)集進(jìn)行了綜合分析。選擇來自癌癥基因組圖譜（TCGA）和基因表達(dá)綜合（GEO）的兩個(gè)流行的微陣列數(shù)據(jù)庫，以綜合分析和探索腎癌和相鄰正常樣本之間的差異表達(dá)基因。然后進(jìn)行生存分析和回歸分析，以確定腎癌與重要基因之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Rab25是腎癌中的潛在生物標(biāo)志物，認(rèn)為Rab25可作為腎癌患者的預(yù)后生物標(biāo)志物或潛在靶標(biāo)。

4.2 膀胱癌 有學(xué)者[33]通過公開的RNA測(cè)序（RNASeq）和微陣列數(shù)據(jù)回顧和評(píng)估膀胱癌的基因表達(dá)，以確定膀胱癌的潛在預(yù)后和治療靶點(diǎn)，6個(gè)基因下調(diào)（ProTα、SPINT1、UBE2E1、Rab25、KPNB1、HDAC1）和3個(gè)基因上調(diào)（NUP188、IPO13、NUP124），認(rèn)為Rab25是膀胱癌的潛在預(yù)后和治療靶點(diǎn)。

有學(xué)者[34]對(duì)937個(gè)膀胱癌腫瘤樣本的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，在鮮冷凍腫瘤上以及石蠟包埋的檔案樣品上成功進(jìn)行組織微陣列中基因組表達(dá)譜和免疫組織化學(xué)表達(dá)模式平行分析，確定了膀胱腫瘤以及膀胱腫瘤基底部有限數(shù)量的生物標(biāo)志物，研究表明E-鈣粘蛋白、HER2/3、Rab25和Src可作為膀胱腫瘤的標(biāo)志物，CD49、Cyclin B1和EGFR可作為膀胱腫瘤基底部的標(biāo)志物。這些蛋白質(zhì)除了有助于尋找分子亞型的潛在標(biāo)志物外，還可能作為有吸引力的治療靶點(diǎn)。

4.3 前列腺癌 有學(xué)者[35]對(duì)前列腺癌（PCa）和鄰近非癌性前列腺組織中Rab25 mRNA和蛋白表達(dá)進(jìn)行研究，結(jié)果表明Rab25 mRNA和PCa組織中的蛋白表達(dá)均顯著高于鄰近的非癌性前列腺組織，并通過體外研究發(fā)現(xiàn)Rab25下調(diào)可抑制PCa細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。Calvo等[36]研究表明Rab25的高表達(dá)可能與前列腺癌發(fā)病機(jī)制和侵襲性有關(guān)。通過對(duì)低等級(jí)PIN、高級(jí)PIN和原發(fā)性前列腺癌的小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，Rab25的過表達(dá)與細(xì)胞生長、致瘤性、侵襲性和血管生成方面有明顯相關(guān)性，并在體外保留了具有增加腫瘤進(jìn)展的致瘤性特征。4.4睪丸腫瘤 Korkola等[37]對(duì)74例睪丸生殖細(xì)胞腫瘤進(jìn)行了研究，其為年輕成年男性比較常見的一種實(shí)體腫瘤，發(fā)現(xiàn)Rab25在45%的患者中高表達(dá)。認(rèn)為LYN和Rab25為潛在的癌基因，而缺失區(qū)域SYNPO2、TTC12、IGSF4和EPB41L3為潛在腫瘤抑制基因。因此，Rab25為睪丸生殖細(xì)胞腫瘤中的候選致癌驅(qū)動(dòng)因子之一。

5 小結(jié)

Rab25是囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)和膜動(dòng)力學(xué)的主要調(diào)節(jié)因子，而且在細(xì)胞運(yùn)輸這一正常生理過程中也起著重要作用，其活性的改變以及其與配體相互作用的改變引起細(xì)胞傳導(dǎo)機(jī)制的改變，從而影響細(xì)胞生長、增殖、凋亡、遷移和侵襲。鑒于Rab GTP酶在調(diào)節(jié)許多細(xì)胞功能中的重要性，相信隨著研究的不斷深入，人類癌癥與異常Rab基因表達(dá)之間的關(guān)聯(lián)將會(huì)更多地被揭示，Rab25作為一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)，在這個(gè)靶點(diǎn)上可以開發(fā)出更有效的方法，用于腫瘤的診斷與治療。