贺玲， 张小燕， 杨雅芝， 李剑△

1江西卫生职业学院(江西南昌 330052)； 2南昌大学医学院(江西南昌 330006)； 3南昌大学第二附属医院血液重点实验室(江西南昌 330006)

Rab蛋白作为Ras超家族中有鸟苷三磷酸酶(guanosine triphosphatase，GTPase)功能的成员，对维持真核细胞内膜转运、免疫、神经系统发育、外泌体分泌等有调节作用，近年来有研究显示Rab蛋白与肿瘤关系密切，尤其在肿瘤细胞增殖、迁移、信号转导等方面发挥重要作用[1]。目前已知人类Rab蛋白超过60多种。Rab35作为RabGTPase家族成员之一，功能上是一种运输蛋白，在细胞内参与信号转导、细胞骨架形成、细胞内物质运输等重要过程，特别是在细胞内吞囊泡转运过程中起分子开关的关键作用。文献报道[2]，Rab35在乳腺癌、前列腺癌、肝癌等肿瘤中高表达，而在其他肿瘤中的作用未见系统的报道，现就Rab35在肿瘤细胞中的膜运输和信号传导、细胞分裂及细胞迁移的作用进展做一综述。为进一步探寻Rab蛋白对肿瘤发生，发展中所起的作用奠定基础。

1 Rab35生物学特性

Rab家族蛋白是小分子三磷酸鸟苷结合蛋白中最大的亚家族成员，几乎表达于所有真核细胞生物。Rab蛋白是一种高度保守的GTP结合蛋白，可调节所有真核细胞的细胞内膜运输。Rab蛋白作为非活性GDP和活性GTP形式之间的分子开关，后者与特定的细胞膜相互作用，并控制下游效应器的局部募集。鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEFs)和GTPase激活蛋白(GAP)分别调节Rab激活和失活。更重要的是，Rab蛋白还控制着生长因子受体的内吞、回收和降解，其中包括一些在肿瘤细胞中高表达的生长因子受体，如：表皮生长因子受体(EGFR)，血小板衍生生长因子受体(platelet derived growth factor receptor，PDGFR)[3]，血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)[4]，c-Met13和整合素[5]。通过调控这些受体的内吞运输和循环，来实现抑制肿瘤细胞的增殖和存活也许将成为未来肿瘤治疗的靶点。例如，在内涵体中，药物诱导的EGFR累积可选择性地激活肿瘤细胞的凋亡。这说明靶向内吞运输过程来抑制肿瘤细胞的增殖是可能的。有越来越多的证据表明Rab蛋白在肿瘤进展中起着重要的作用。

Rab35蛋白是一种被描述为参与内吞循环和胞质分裂的GTP结合蛋白。Rab35含有进化上高度保守的多碱基C末端尾部，并定位于质膜和内体上。其多碱基C末端尾部与质膜上的PtdIns(4,5)P2和PtdIns(3,4,5)P3相互作用，在细胞膜转运、自噬、细胞极性、细胞分裂、细胞膜脂质稳态、神经轴突的生长、免疫、吞噬、病原体感染、成肌细胞融合、外泌体分泌、维贝尔氏体分泌等多种细胞过程中发挥功能[6]。

2004年美国科学家Crockett首次发现Rab35与肿瘤的发生发展关系密切。其研究结果显示R35可与致癌性核磷蛋白-间变性淋巴瘤融合激酶(NPM-ALK)52和p53相关蛋白激酶(PRPK)相互作用，负向调节PRPK介导的p53转录活性[7]。然而，基于这些相互作用的进一步研究尚未报道。最新研究[4]表明人类肿瘤细胞中Rab35基因发生突变，该突变可导致成纤维细胞具有上皮-间质转化的能力。进一步机制研究发现，Rab35是通过活化PI3K/AKT通路来增加PDGFR受体回收的，导致成纤维细胞的PDGFR受体增多，启动上皮-间质转化(EMT)过程[8]。既往研究显示Rab35还可通过控制细胞分裂、极性和迁移以及细胞内信号传导等过程，在肿瘤进展的多个方面起重要作用[9]。

2 Rab35与细胞分裂

细胞分裂和细胞极性化是肿瘤细胞容易失去控制的两个关键点，Rab35在两者中都起重要作用。Pylypenko等[10]在筛选果蛹S2细胞中Rab蛋白(一种对胞质分裂有重要作用的蛋白)时发现，Rab35为一种能导致最强的胞质分裂缺陷表型(双核细胞)的蛋白。研究显示敲除Rab35将产生双核细胞并扰乱了快速的内体回收途径。第一个分离得到的Rab35效应器是OCRL[PtdIns(4,5)P2 phosphatase Oculo-Cerebro-Renal syndrome of Lowe][11]，其在细胞分裂过程中能促进子细胞从母细胞成功脱落。另一种Rab35效应物MICAL1[12]，可通过氧化作用解聚F-肌动蛋白，促进细胞间桥上的内吞体运输分拣复合物(ESCRT)-Ⅲ募集，进而实现细胞分裂。OCRL和MICAL1都以Rab35依赖的方式定位于细胞间桥，并且它们的消耗将导致F-肌动蛋白在该位置累积。这表明两者协同地解聚了细胞间桥上F-肌动蛋白，这对于胞质分裂的成功进行似乎是必不可少的。重要的是，研究已经证实，在原代小鼠乳房上皮细胞中出现双核细胞将促进小鼠体内的肿瘤发生[2]。Rab35及其效应子除了在胞质分裂中的作用之外，Rab35还在协调细胞极性化和正常的形态形成过程中起重要作用。细胞的极性形成对细胞发育、分化及其正常的生理功能发挥着举足轻重的作用, 细胞极性的丧失与肿瘤的发生发展密切相关。研究发现[13]，Rab35通过调节细胞内囊泡运输的方式，将含有重要的顶端蛋白[如Cdc42、Crumbs3、aPKC和GP135/Podocalyxin(PODXL)]的囊泡特异性地“衔羁”到顶端膜起始位点(apical membrane initiation site，AMIS)，形成细胞的apico-basal极性。因此，Rab35表达下调或失活可防止AMIS和伪足管腔的形成，并导致apico-basal极性完全反转。由于apico-basal极性的变化被认为有利于肿瘤的发生发展，这表明Rab35功能缺失可能促进肿瘤的发生。有趣的是，已发现Rab35在Ⅳ级胶质瘤、乳腺癌和肾癌等肿瘤细胞中出现表达下调或突变[14]。

3 Rab35与膜运输和细胞信号传导

Rab35通过促进细胞内各种“内容物”的内吞循环在胞内运输中起着重要的作用，这些“内容物”包括转铁蛋白受体(TfR)、卵黄受体、主要组织相容性复合体Ⅰ类(MHC-Ⅰ)、MHC-Ⅱ、T细胞受体、Ca2 +激活的K+通道KCa2.3、巨蛋白、GLUT4、M-和N-钙粘着蛋白和β1-整合素等[15-22]。此外，敲除Rab35将抑制CI-甘露糖-6-磷酸受体从内体向反式高尔基网络(trans Golgi network，TGN)的运输[23]。最近的研究表明，在宫颈癌HeLa细胞中，肿瘤抑制因子滤泡素(tumor suppressor folliculin，FLCN)能通过DENN(differentially expressed in normal and neoplastic cells，DENN)结构域与Rab35结合，此时，FLCN具有GEF(guanine nucleotide exchange factor，GEF)活性。单独干扰FLCN或Rab35均可明显减少EGFR的降解，同时下游信号分子AKT和ERK的活性明显增强、持续时间明显延长[24]。EGFR的高表达及激活的PI3K-AKT和ERK-RSK等信号通路促进恶性肿瘤的增殖、生长、存活和迁移。Rab35在很多肿瘤细胞中表达下调及突变，如在肺癌、宫颈癌中发现了两个Rab35活化突变点A151T和F161L。这种突变可调节富含PDGFR-α的囊泡运输，激活mTORC2/PI3K/AKT信号通路，导致成纤维细胞进行“上皮-间质”转化和抑制肿瘤细胞凋亡[25-26]。然而，这些过程的具体机制依旧不清楚。在胞质分裂过程中，Rab35-GTP与OCRL脂质磷酸酶结合，促进新生内体/包裹网格蛋白的囊泡上的PtdIns(4,5)P2水解，这促进了内体上PtdIns4P的产生，这是细胞内的“内容物”分选和质膜回收或靶向跨高尔基体网络的重要步骤[27]。除了维持PtdIns4P与PtdIns(4,5)P2稳态之外，活性Rab35还可调节PtdIns(3,4,5)P3水平及活化AKT。因此，Rab35-GTP的异常水平可影响肿瘤细胞内体的脂质组成及生长因子受体命运。另外，Rab35还可通过募集另外两种效应物ARF6-GAP ACAP2/CentaurinB2和MICAL-L1，控制ARF6阳性内体的“内容物”回收到质膜[28]。

4 Rab35与细胞迁移

细胞迁移和扩散在肿瘤转移中起关键作用。大量研究表明Rab35通过介导的“货物”回收来调控细胞迁移。在COS-7细胞中敲除Rab35可诱导细胞形成EMT特征表型，增加细胞的迁移和降低细胞-细胞间黏附[29]。此外，Rab35与ARF6蛋白特异性的GAP 酶激活蛋白ACAP258相互作用抑制ARF6介导的β1整合素的回收，所以敲除Rab35会增加细胞表面的β1整合素水平，并因此促进细胞迁移[30]。2013年沈恬等[31]发现乳腺癌细胞中Rab35被Wnt信号通路激活后，细胞中骨架蛋白重组形成细胞伪足促进迁移；干扰乳腺肿瘤细胞中Rab35的表达后，细胞的迁移能力明显降低。2015年[32]，Rab35在卵巢癌中被确定为miR-720的直接靶标，miR-720通过下调Rab35促进细胞迁移，miR-720也早已证实与肿瘤细胞侵袭转移有关。2016年邓文杰等[33]发现，EGF可介导Rab35激活，激活后的Rab35可与 MICAL1酶结合，可导致乳腺癌细胞活性氧(ROS)产生增多，AKT磷酸化和细胞侵袭性增强。进一步研究显示MICAL1结合Rab35-GTP后导致抑制性分子内折叠，激活MICAL1的氧化还原活性并选择性地解聚F-肌动蛋白，众所周知肌动蛋白在肿瘤转移中有着重要的作用。然而Rab35在侵袭期间是否重塑肌动蛋白有待进一步的验证。与上述研究结果相反的是，在非小细胞肺癌中，持续活化的EGF可激活Rab35，降低了G蛋白偶联受体激酶与其配体ARFGAP2(GIT2)和RUSC2之间的相互作用，降低了细胞迁移能力[34]。这些看似矛盾的结果表明，或许在不同的肿瘤中，Rab35在其迁移与侵袭中起不同的作用。

5 展望

Rab家族作为Ras超家族的成员，发挥着重要的细胞内生物学功能。而Rab35作为新型GTP结合蛋白，参与膜运输和信号传导、细胞分裂和细胞迁移等过程，其表达异常可能会引发多种细胞器缺陷和功能紊乱。尤其Rab35在肿瘤中的作用逐渐被关注，但其作用于肿瘤细胞的潜在机制、是否有预后价值及能否成为肿瘤治疗新型靶点尚不明了；另外Rab35作为非常规分泌蛋白及参与胞内物质转运,与胞外基质蛋白调节肿瘤微环境是否存在协同作用？其调控肿瘤细胞迁移是否存在多条信号通路？其具体机制均需后续大量研究验证。总之，随着高通量测序、基因芯片技术的发展和肿瘤相关Rab分子的快速检测，Rab35有望成为肿瘤潜在分子标志物及治疗靶点之一，为肿瘤诊断和靶向治疗提供新的研究方向。