可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體蛋白在腫瘤發生和發展中的作用機制研究進展▲

吳冬冬 周文波 武 倫 陳琴華

(湖北醫藥學院附屬國藥東風醫院1 肝膽外科，2 實驗中心，湖北省十堰市 442000，電子郵箱：871327069@qq.com)

【提要】 可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體(SNARE)蛋白的主要生理功能是介導囊泡轉運和膜融合，已被證明與多種神經系統以及內分泌系統疾病密切相關。近年來，越來越多的研究表明SNARE蛋白可能參與腫瘤的發生與發展，在腫瘤細胞侵襲轉移、自噬以及化療耐藥等相關機制中扮演重要角色，有望成為一種新的腫瘤標志物與治療靶點。本文就SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉移、自噬、化療耐藥中的相關作用機制進行綜述，并探討其作為腫瘤標志物和治療靶點的潛在應用價值。

據統計，2018年全球新發惡性腫瘤患者1810萬例，死于腫瘤相關性疾病960萬例，惡性腫瘤已成為全球大多數國家70歲以下患者死亡的第一或第二病因[1]，可見惡性腫瘤對全世界人民的生命健康造成了極大的威脅。積極探索腫瘤發病機制是醫學界亟待解決的問題之一，表觀遺傳學、腫瘤微環境以及各種信號轉導通路是當前研究的熱點，由此衍生出的腫瘤靶向治療和免疫治療也取得了極大的進步，使得一部分惡性腫瘤患者的預后有所改善。但鑒于難以早期診斷、復發以及轉移等情況的存在，惡性腫瘤的整體預后仍不盡人意，因此，仍需積極探索新的診斷及治療方法。

可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子附著蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor，SNARE)蛋白是一類介導細胞囊泡轉運與膜融合的蛋白質家族，以往研究認為其可能與糖尿病、癲癇、阿爾茨海默病以及一些生育障礙性疾病的發生和發展有關[2-4]。而近年來有不少研究表明SNARE蛋白在肝癌、肺癌、胃癌等多種惡性腫瘤組織中存在異常表達[5-7]，這提示SNARE蛋白可能與腫瘤的發生和發展密切相關。本文就SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉移、自噬、化療耐藥中的相關作用機制進行綜述，并探討其作為腫瘤標志物和治療靶點的潛在應用價值。

1 SNARE蛋白

SNARE蛋白的概念最早是由S?llner等[8]和Rothman等[9]提出，其核心成員主要包括囊泡相關膜蛋白(vesicle-associated membrane protein，VAMP)/小突觸泡蛋白、突觸融合蛋白(syntaxin，STX)以及突觸小體相關蛋白(synaptosomal-associated protein，SNAP)25，其中VAMP位于囊泡膜，屬于囊泡型SNARE，而STX和SNAP25位于靶膜，屬于細胞膜靶標型SNARE。SNARE蛋白的主要功能是介導囊泡轉運以及膜融合：當囊泡與靶膜接近時，囊泡型SNARE與細胞膜靶標型SNARE通過識別、靠攏、結合等步驟形成核心復合體，以閉合拉鏈形式引導囊泡膜與靶膜完成膜融合，從而使囊泡內的物質進入到下一個亞細胞結構內或經胞吐作用分泌到細胞外[10-11]。SNARE蛋白的聚合是一個可逆的過程，在完成上述過程后可解離成單體，方可用于新的囊泡轉運，形成SNARE循環，從而保證分泌細胞對高強度的重復刺激做出及時反應。囊泡轉運和胞膜融合是機體細胞執行各種功能的基礎，對不同細胞之間、細胞器之間的信息傳遞至關重要。

2 SNARE蛋白在腫瘤發生和發展中的潛在作用機制

2.1 SNARE蛋白與腫瘤侵襲轉移的關系 惡性腫瘤侵襲轉移是導致腫瘤患者預后不良的重要風險因素之一，整合素幾乎參與了細胞轉移的每一步，特別是腫瘤細胞的遷移[12]。Day等[13]研究表明，STX3、STX4在整合素α5β1、α3β1的轉運中發揮了重要作用，敲除STX3、STX4可降低α5β1、α3β1在腫瘤細胞表面的表達，從而抑制腫瘤細胞遷移并誘導其凋亡。Riggs等[14]研究表明，STX6與VAMP3形成復合體共同介導整合素α3β1的胞吞循環。由此可見，SNARE蛋白在整合素介導的腫瘤細胞遷移過程中的發揮重要作用。目前已有研究報道整合素抑制劑體現出了一定的抗腫瘤活性[15]，而SNARE蛋白作為整合素轉運途徑中的關鍵物質，為整合素抑制劑的研究提供了新思路。當然，鑒于SNARE蛋白在整合素轉運過程中作用的復雜性，即不同亞型的整合素可能由不同種類的SNARE蛋白來執行轉運過程，因此仍需要進一步研究篩選出特異性的SNARE蛋白。

基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)能降解細胞外基質中的多種蛋白成分，被認為在腫瘤轉移過程中發揮了重要作用[16]。Kean等[17]對侵襲性人纖維肉瘤細胞的研究發現，SNAP23、VAMP3介導了MMP2和MMP9的分泌，STX13則與膜型基質金屬蛋白酶1(membrane type 1 matrix metalloproteinase，MT1-MMP)的轉運相關，抑制上述SNARE蛋白的表達水平可降低腫瘤細胞侵襲力。而在人乳腺癌細胞系中，有研究表明STX4、SNAP23、VAMP7共同介導了癌細胞偽足形成過程中MT1-MMP的轉運，阻斷上述SNARE蛋白間的相互作用可使癌細胞偽足表面MT1-MMP的含量顯著降低，從而抑制癌細胞對細胞外基質的降解。Jia等[18]研究表明，活化的肝星狀細胞可分泌STX2，并通過黏著斑激酶 -細胞外調節蛋白激酶途徑增加MMP9的表達，進而促進肝癌細胞的侵襲和轉移。組織金屬蛋白酶抑制因子(tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMP)是MMP的特異性抑制劑，二者的相互作用使得細胞外基質處于動態平衡[19]。有研究表明，VAMP8的低表達可導致TIMP1分泌受損，并進一步促進腫瘤細胞的轉移，同時該研究團隊對肺癌患者VAMP8的表達情況進行了相關分析，發現VAMP8低表達者發生肺癌轉移事件的可能性更高[20]。

血管內皮生長因子被認為參與了腫瘤血管生成和轉移過程[21-22]，其中血管內皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)2是其主要的功能受體。研究表明，STX6對維持細胞表面VEGFR2水平十分重要，抑制STX6的功能會干擾VEGFR2從高爾基體轉運至質膜表面，并阻斷血管內皮生長因子誘導的細胞增殖、遷移和血管生成[23]。

腫瘤的侵襲轉移是一個涉及多種調節因子和信號通路的復雜過程，其核心步驟包括腫瘤細胞黏附性的改變、細胞外基質中遷移能力的增強以及局部新生血管的形成等，這些環節相輔相成，最終促進腫瘤的不良進展。SNARE蛋白可通過調控上述過程中的關鍵因子，表明SNARE蛋白在腫瘤侵襲轉移中的重要意義。因此，后續的研究應以整合素、MMP以及VEGFR等為切入點，進一步研究相關分子機制。

2.2 SNARE蛋白與自噬的關系 自噬是細胞吞噬自身胞質蛋白或細胞器而實現細胞本身代謝和細胞器自我更新的過程。自噬可以抑制腫瘤的發生，但在腫瘤的發展過程中，自噬可增強腫瘤細胞在應激條件下的存活并促進其發展[24]。眾多研究已表明SNARE蛋白參與細胞自噬過程。例如，Moreau等[25]研究表明，VAMP7、STX7、STX8參與調控自噬相關蛋白16L1的同型膜融合從而促進自噬體形成。還有研究表明VAMP3參與調控自噬相關蛋白16L1與哺乳動物的自噬相關蛋白9的異型膜融合過程[26]。SNARE蛋白除了參與自噬體的形成之外，也參與了自噬體與溶酶體的融合十分重要。既往研究已經證實STX17、SNAP29與VAMP8或VAMP7可以形成蛋白復合體，共同介導自噬體與溶酶體的融合[27-28]，從而對自噬體中的“貨物”進行降解，而新近研究發現在敲除STX17的人宮頸癌HeLa細胞中仍可以觀察到自噬體與溶酶體融合的現象，最終表明YKT6、SNAP29、STX7形成蛋白復合體介導了上述過程[29]。Mu等[30]研究表明，轉錄調節因子核蛋白1通過激活SNAP25來調控自噬溶酶體外排，從而促進非小細胞肺癌的不良進展。由此可見，SNARE蛋白對細胞自噬的調控十分重要，其可涉及細胞自噬的不同階段，總體效應是提高自噬通量，但鑒于自噬在腫瘤發生和發展中作用的雙面性，后續研究或許可以從腫瘤發生和發展的不同階段對SNARE蛋白調控細胞自噬加以研究。

2.3 SNARE蛋白與化療耐藥的關系 化療是腫瘤綜合治療的重要組成部分，可改善多種腫瘤患者的預后，但是隨之而來的問題是腫瘤細胞產生耐藥性，這也極大地限制了化療藥物的療效。目前關于腫瘤細胞耐藥性產生的機制尚未完全闡明[31]。研究表明，SNARE蛋白參與了腫瘤細胞化療耐藥性的產生。例如，Moreno-Smith等[32]研究發現，STX6、VAMP4介導了順鉑從高爾基體向質膜外的轉運，從而促進卵巢癌細胞對順鉑產生耐藥。Perrotta等[33]研究表明，腫瘤微環境中的腫瘤相關巨噬細胞產生的一氧化氮降低了STX4的表達水平，而STX4的低表達阻斷了順鉑誘導的癌細胞凋亡。Zhou等[34]研究發現，在順鉑耐藥的卵巢癌組織中氧連接氮乙酰葡糖胺轉移酶表達下調，且誘導了STX17-SNAP29-VAMP8蛋白復合體的形成，進一步通過提高自噬通量誘導卵巢癌細胞對順鉑產生耐藥。另外，Yew等[35]研究表明，STX2可以調控卵巢癌細胞從間質型向上皮型轉化，從而增加其對卡鉑的敏感性，提高卡鉑的療效。研究發現，腦膠質瘤組織高表達VAMP8可促進細胞自噬而對替莫唑胺產生耐藥性[36]。上述研究雖然針對不同的腫瘤和藥物，但最終結論均是通過SNARE蛋白提高自噬通量而使腫瘤細胞產生化療耐藥性，而另有幾項研究表明多種腫瘤產生化療耐藥性均與自噬相關[37-39]，那么SNARE蛋白是否也參與其中可能是一個值得研究的方向。

恩雜魯胺是治療去勢抵抗性前列腺癌的常用藥物，然而仍有部分患者在使用該藥后產生了耐藥性，嚴重影響其療效。Peak等[40]研究表明，STX6在恩雜魯胺耐藥的前列腺癌細胞株中呈高表達水平，并促進了外泌體的分泌從而誘導細胞耐藥性的產生。外泌體是一種微囊泡結構，是腫瘤微環境的重要組成部分，通過轉運某些功能性蛋白與核酸性物質，參與腫瘤轉移與耐藥的相關機制[41]，而SNARE蛋白作為一種囊泡轉運蛋白，對腫瘤細胞釋放外泌體具有促進作用[42-43]，但目前相關研究尚不多，仍需進一步研究，這將有助闡明外泌體在腫瘤發生和發展中的作用機制。

3 SNARE蛋白與腫瘤標志物

腫瘤標志物一般是直接由惡性腫瘤細胞產生或者因腫瘤組織生長、代謝過程中刺激宿主細胞反應而產生的物質，多用于腫瘤的早期診斷、評估療效及判斷預后等[44]。Wang等[45]研究表明，STX2在結直腸癌組織中表達上調，且STX2的高表達水平與結直腸癌的轉移及不良預后明顯相關，其作用機制是STX2與腫瘤壞死因子受體相關因子6相互作用激活核因子κB通路，激活的核因子κB通路反過來促進STX2的表達，形成一個正反饋循環而最終促進結直腸癌的轉移，因此他們認為STX2可以作為結直腸癌的診斷標志物以及抗腫瘤轉移治療的靶點。Nan等[46]研究表明，STX3在乳腺癌組織中表達上調，STX3高表達組患者的總生存期和無病生存期明顯低于STX3低表達組患者，并通過細胞實驗表明STX3通過誘導抑癌基因第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因的泛素化和降解而激活磷脂酰基醇3-激酶/蛋白激酶/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號途徑，從而促進乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。另有幾項研究表明在膀胱癌[47]、腎癌[48]、卵巢癌[49]、食管癌[50]等惡性腫瘤中均存在SNARE蛋白異常高表達的情況，且與腫瘤不良進展明顯相關，但其中所涉及的相關分子機制尚不明確。新近的研究表明，STX1在神經內分泌腫瘤病理診斷中顯現了高度的敏感性與特異性，是一種較為穩定的神經內分泌腫瘤標志物[52]，但鑒于該研究樣本量較少，后續仍需要大樣本、多中心的研究對此加以證實。上述研究說明SNARE蛋白具有成為腫瘤標志物的潛質，然而理想的腫瘤標志物應該是既能特異性地用于某種特定腫瘤的診斷、監測治療效果以及評估預后，又能方便臨床檢驗，且在健康人和其他疾病中不交叉存在，目前臨床廣泛應用的甲胎蛋白、癌胚抗原、前列腺特異性抗原等腫瘤標志物，雖然在相關腫瘤的輔助診斷中應用效果較佳，但也有其不足之處，例如臨床上有約30%肝癌患者甲胎蛋白呈陰性，部分胃癌患者甲胎蛋白呈陽性[51]，因此今后仍需更深入的研究。

4 SNARE蛋白與治療靶點

SNARE蛋白參與腫瘤發生和發展的相關機制，因此，SNARE蛋白具有成為腫瘤治療靶點的潛能，而肉毒毒素作為一種SNARE蛋白抑制劑，其分子結構中的輕鏈是其毒性催化結構域，可高選擇性酶切相應的SNARE蛋白。Zhao等[53]對胃癌模型小鼠分別進行肉毒毒素注射和迷走神經切除術，結果顯示兩種處理均明顯抑制腫瘤細胞生長和疾病進展。有學者在前列腺癌和胰腺癌的動物模型中也發現肉毒毒素具有抗腫瘤活性[54-55]，這提示肉毒毒素可能通過“去神經效應”而發揮抗腫瘤作用。腫瘤微環境中存在神經支配，神經元與癌細胞之間的交互作用十分密切，并有可能通過神經遞質而促進腫瘤發展[56-57]，而SNARE蛋白作為神經遞質分泌過程中的重要調控因子，肉毒毒素是否通過直接作用于相應的SNARE蛋白而發揮其去神經效應目前尚無相關研究。總之，肉毒毒素已初步顯現出一定的抗腫瘤活性，后續研究可以SNARE蛋白為切入點探索其相關分子機制，并在不同腫瘤中評估其抗腫瘤的活性與安全性。

5 小結與展望

SNARE蛋白作為一種囊泡轉運與膜融合的調控蛋白，在腫瘤發生和發展中均發揮了重要作用，其不僅可以通過調節整合素等物質轉運參與腫瘤的侵襲轉移，還可以通過調控細胞自噬參與腫瘤發展過程，也參與了卵巢癌、前列腺癌等惡性腫瘤耐藥的相關機制途徑，可見其作用的廣泛性與復雜性。目前的研究已初步體現SNARE蛋白作為腫瘤標志物與治療靶點的潛質，但仍缺乏更為細致、深入的研究。SNARE蛋白對闡明腫瘤的發病機制具有十分重要的意義，值得進一步研究。