Rab27在消化系統腫瘤中的研究進展*

李慶艷 曾志艷 肖文華② 關娜

作者單位：①中國人民解放軍總醫院第四醫學中心腫瘤內科（北京市100048）；②中國人民解放軍總醫院第五醫學中心腫瘤內科

惡性腫瘤是全球疾病死亡的主要原因之一[1]。近年來，消化系統惡性腫瘤的發病率日益升高，已經成為嚴重威脅人類健康的公共衛生問題。惡性腫瘤的發生是一個多因素、多步驟的過程。因此，更好地了解癌癥的發生和發展機制對癌癥的預防、診斷和治療至關重要。目前大量證據已表明，囊泡運輸，包括細胞外微囊的釋放，在腫瘤的發生發展中發揮重要作用。Rab27 作為Rab 家族中的一類Ras 小GTPase[2]，被證明在人類多種腫瘤的發生發展中起著重要作用。探討Rab27 與腫瘤發生與發展的關系，分析Rab27 的表達與患者臨床病理特征和預后的相關性，有助于開發有效藥物，指導腫瘤治療及預后。本文討論了Rab27的結構和功能及其在消化系統惡性腫瘤中的作用，旨在為消化系統腫瘤的診斷和治療提供理論依據。

1 Rab27 的結構、功能和作用

1.1 Rab27 的結構、功能

Rab 蛋白包括70 多種亞型，幾乎存在于所有的真核細胞中，構成了Ras 相關GTPase 超家族的最大亞家族。Rab 蛋白的進化在物種中相對保守，僅保持了55%～75%的同源性，Rab 蛋白編碼基因中的突變和或其蛋白產物的翻譯后修飾會破壞細胞囊泡運輸網絡，從而調節致瘤潛力，導致細胞發生遷移和侵襲行

為[3]。Rab27 基因包括同源基因Rab27A 和Rab27B，所編碼的蛋白有71%的同源性，均是調節囊泡運輸的重要分子，兩者通過充當分子開關來控制囊泡的運輸，在GTP 結合的活性形式和GDP 結合的非活性形式之間擺動。雖然兩者之間的同源性高達71%，但即使在相同的細胞類型中，這兩種亞型也均會顯示出不同的功能[4]。Rab27A 廣泛表達在黑素細胞、細胞毒性T 淋巴細胞以及各種分泌細胞中，包括內分泌細胞、外分泌細胞、卵巢細胞和造血細胞等，其功能主要是保持上述細胞內小囊泡的正常運輸和釋放，在Rab27A 基因失活性胚系突變中，由于Rab27A 功能喪失，黑色素細胞不能有效地運輸和釋放含有黑色素的小囊泡，從而導致皮膚和毛發色素稀釋的白化病；細胞毒性T 淋巴細胞不能有效釋放胞內有毒顆粒而導致遺傳性免疫缺陷性疾病，即2 型Griscelli 綜合征。Rab27B 則在血小板、胰腺、胃、大腸和膀胱中的表達水平較高，與其功能和作用相關的研究相對較少。Rab27A 和Rab27B 的生物學作用對維持細胞正常的生理功能至關重要，Rab27 異常表達可能導致癌癥發展，其致癌作用可能是由于Rab27 能夠調節細胞的外泌體分泌，調節腫瘤細胞的功能和腫瘤微環境，改變細胞內microRNA 和細胞信號分子水平。近年來，關于Rab27 與腫瘤關系的研究報道逐漸增多，其已被證實在腫瘤的發生發展中具有重要作用。

1.2 Rab27 調節外泌體的分泌

外泌體是多囊泡小體（multivesicular body，MVB）與質膜（plasma membrane，PM）融合后從細胞釋放的直徑為50～150 nm 的雙層膜囊泡結構，由多種良性和惡性細胞分泌[5]，在細胞間通信及其他許多生物學過程中發揮重要作用。外泌體已被證實與各種癌癥的侵襲和進展以及耐藥有關[6]，癌細胞通過外泌體與外界溝通，將蛋白質運送到細胞表面并釋放生長因子和細胞因子，導致腫瘤侵襲性生長。近期有研究表明[7]，外泌體可以介導細胞間的通信，并促進腫瘤發生、腫瘤免疫逃逸和轉移。一項關于HeLa 細胞分泌外泌體的研究闡明，Rab27A 和Rab27B在MVB 與質膜的對接中具有共同的功能，但兩個亞型在外泌體途徑中具有不同的作用，Rab27A 可能需要MVB 對接和融合于PM，而Rab27B 可以鏈接到MVB 向外指向的馬達蛋白。Rab27 的亞型Rab27A 是一種小型GTP 酶，通過介導質膜上的多囊泡內體對接來調節外泌體的分泌。同時，另一亞型Rab27B 具有多效性，參與MVB大小調節，也參與這些囊泡向富含肌動蛋白的細胞皮層的轉移。有研究表明[4]，Rab27A 和Rab27B 可以調節許多細胞的外泌體分泌，包括樹突狀細胞、黑素瘤細胞、肺癌細胞、乳腺癌細胞、宮頸癌細胞和膀胱癌細胞等。綜上所述，外泌體能夠促使腫瘤發生惡化，而Rab27 能夠調節外泌體的分泌。因此，干預Rab27可以達到抑制腫瘤惡化的目的。

1.3 Rab27 與腫瘤免疫

近年來，腫瘤免疫治療在腫瘤治療領域備受關注，與傳統化療相比，免疫治療主要是通過利用腫瘤微環境（tumor microenvironment，TME）內或外的免疫細胞來專門識別和攻擊癌細胞[8]。細胞外囊泡（extracelluar vesicles，EVs）由包括免疫細胞在內的多種細胞分泌，免疫細胞衍生的EVs 具有免疫調節特性，可通過調節免疫系統的不同方面來增強或抑制免疫活動[9]。Zhang 等[10]研究發現來源于B 細胞的CD19 陽性細胞外囊泡可通過CD39 和CD73 囊泡結合蛋白將化療后腫瘤細胞的ATP 水解成腺苷，從而抑制CD8+T細胞的反應。該研究表明缺氧誘導因子-1a（HIF-1a）可通過上調Rab27A 的表達促進B 細胞CD19 陽性細胞外囊泡的生成，從而抑制化療藥物的抗腫瘤作用。該研究還證實，iEBVs-Rab27A siRNA 特異性能夠下調Rab27A 在B 細胞中的表達，從而減少EVs 的產生，增強化療和CD8+T 細胞應答的抗腫瘤作用。因此，化療聯合使用iEBVs-Rab27A siRNA 可能會是未來腫瘤治療的策略之一。

2 Rab27在消化系統腫瘤中的作用

2.1 Rab27 與肝癌

在過去的幾十年中，手術已成為肝癌的主要治療方法，腫瘤標志物［血清癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA)、甲胎蛋白（alpha-fetoprotein，AFP）等］對肝癌的診斷及術后監測有一定的臨床意義，但敏感性和特異性均不高。因此，亟需尋求新型的生物學標志物。Dong 等[11]早期研究結果顯示，Rab27A 在癌組織中的表達水平高于癌旁正常組織，而Rab27B 的表達情況與之相反。通過分析患者資料可知，Rab27A或Rab27B 陽性表達的腫瘤患者比陰性表達者總生存率明顯降低，由此推測Rab27 可作為肝癌患者有價值的預后指標。大多數學者認為Rab27A 或Rab27B 在肝癌中起著癌基因樣作用。持續感染HCV 最終可能導致肝癌，有研究顯示[12]，低豐度的Rab27A 的可以降低病毒感染細胞中丙型肝炎病毒（HCV）RNA 和蛋白豐度，Rab27A 可能通過一種涉及肝臟特異性microRNA（miR-122）的機制來增強病毒RNA 復制。另一項研究發現[13]，肝癌患者血清中的Rab27B 水平明顯高于健康者和慢性乙肝患者，該研究提示在肝癌細胞中，隨著Rab27B 表達水平升高，細胞外釋放的細胞因子的升高可能會激活PI3K/AKT 通路和下調P21，從而促進肝癌細胞的增殖。由此推測，血清Rab27B 可能在預測肝癌進展和預后方面具有重要意義。研究數據表明[14]，Rab27B 在5-氟尿嘧啶處理的耐藥細胞中呈濃度依賴性過表達，可以增強肝癌細胞耐藥性，還可通過促進外泌體的釋放來降低肝癌細胞中的藥物濃度。在體內，敲低Rab27B 基因降低了人類肝癌細胞的化療耐藥性，提高了化療藥物的治療效果。Chen 等[15]研究指出，人肝癌來源的外泌體可通過MAPK/ERK信號通路介導上皮-間充質轉化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT），促進親代高轉移性肝癌細胞的遷移、趨化和侵襲，從而增強肝癌的惡性程度，敲低Rab27A 抑制了人肝癌細胞來源的外泌體的分泌，表明Rab27A 可能是肝細胞癌患者有希望的治療和預后靶點。李佳樹等[16]通過分析比較敲減Rab27B 前后肝癌細胞的蛋白表達差異，證實Rab27B 不但對腫瘤細胞的外泌體分泌具有影響，而且能使與細胞增殖和遷移等相關的8 個信號通路中的26 種蛋白的表達發生變化，揭示了Rab27B 對腫瘤細胞增殖和遷移能力具有調控作用。

2.2 Rab27 與胰腺癌

胰腺癌早期沒有典型的癥狀或體征，是一種診斷和治療都較為困難的消化道惡性腫瘤。部分研究表明Rab27A 或Rab27B 能夠促進胰腺癌的發展，Wang 等[17]應用組織芯片免疫組織化學技術檢測了265 個胰腺組織中Rab27A 和TP53 的蛋白表達量后發現，與正常和良性組織相比，癌組織中的Rab27A和TP53 蛋白表達明顯更高，Rab27A 和TP53 蛋白的高表達與腫瘤的分期和血管的浸潤密切相關，生存分析表明該類患者總生存期較差。Zhao 等[18]用相同的方法檢測了260 個胰腺組織中Rab27B 和P53 蛋白的表達情況，發現高表達的Rab27B 和P53 蛋白與血管侵襲和遠處轉移相關，此外該研究還發現兩者在胰腺導管腺癌中的表達顯著相關，但P53 是否直接或間接支持Rab27B 的表達或活性還需要進一步的機制研究。Li 等[19]進行的一項研究指出，敲除Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌細胞中的表達能顯著提高胰腺癌細胞對順鉑的敏感性和抑制胰腺癌細胞的增殖和侵襲能力，由此推測Rab27A 和Rab27B 可能是新的胰腺癌治療靶點，聯合靶向Rab27A 或Rab27B 治療或許能更有效地改善胰腺癌患者的預后。Binenbaum 等[20]揭示了外泌體在腫瘤相關巨噬細胞(TAM)和癌細胞之間穿梭的miRNAs 可以介導胰腺癌化療耐藥性。該研究發現Rab27A/B 基因敲除小鼠分泌的外泌體較野生型小鼠更少，對化療的腫瘤應答明也優于后者，這表明Rab27A/B 可能在胰腺癌耐藥中具有促進作用。一項研究[21]證明Rab27A 在胰腺癌轉移傾向中起雙重作用。該研究者首先通過胰腺癌體內模型發現，敲除Rab27A 對體內癌細胞生長沒有影響，但可導致脾臟、肝臟和肺等遠端器官骨髓細胞亞群的擴張，從而能夠部分抑制腫瘤細胞的轉移能力。此外，通過基因表達分析發現，Rab27A 的下調可增加EMT 途徑中相關基因的表達，增加了腫瘤細胞的侵襲性。截至目前，關于Rab27A 和Rab27B 在胰腺癌中的具體作用還有待進一步研究證實。

2.3 Rab27 與胃癌

胃癌是全球第五大常見的癌癥類型，也是癌癥死亡的第三大原因[22]。多數學者認為Rab27A 或Rab-27B 在胃癌中表現為抑癌基因樣作用。有研究[23]通過構建Rab27A 過表達穩定細胞株和功能學實驗等，證明過表達Rab27A 并不影響胃癌細胞系BGC823細胞的增殖能力，但可以抑制BGC823 細胞的遷移和侵襲，表明Rab27A 在胃癌細胞中可能作為抑癌基因，從而延緩腫瘤進展，對患者的預后起到積極作用。另一項研究發現[24]，miR-182-5p 在胃癌組織和胃癌細胞中過表達，Rab27A 在胃癌組織中低表達，證實兩者之間存在負調控關系，miR-182-5p 可以通過抑制Rab27A 的表達促進胃癌的發展，并指出Rab27A 可能是胃癌的治療和預后的新靶標。李琪兒等[25]運用實時定量逆轉錄聚合酶鏈反應（qRT-PCR）技術檢測發現Rab27B mRNA 在胃癌及癌前病變組織中均呈低表達，提示Rab27B 有可能成為胃癌篩查和早期診斷的新型標志物。李小山等[26]通過細胞實驗指出過表達Rab27B 可以抑制人胃癌細胞系MKN-45 細胞增殖，并且可以通過影響線粒體凋亡通路上的Bax 和Bcl-2 蛋白而促進MKN-45 細胞凋亡，這為抗胃癌治療的生物或藥物療法提供了新的選擇。

2.4 Rab27 與結直腸癌

近年來，結直腸癌的發生率在中國不同地區有程度不等的增加趨勢，早期診斷對其治療和預后具有重大意義。有學者認為高表達Rab27A 表明結直腸癌預后良好，Dong 等[27]通過多種實驗方法分析了6 例結直腸癌細胞系和406 例原發腫瘤標本中Rab27A 和Rab27B 的表達情況，證實Rab27A 和Rab27B 是結直腸癌的保護因子，尤其是Rab27A 的表達與腫瘤進展密切相關。生存分析顯示，Rab27A陰性表達患者總生存期明顯低于Rab27A 陽性表達患者，提示Rab27A可能是結直腸癌的重要預后指標。Shi 等[28]進一步支持了以上觀點，該研究對18 例新鮮結直腸癌組織標本進行實時聚合酶鏈反應，對112 例結直腸癌患者進行免疫組織化學分析，研究結果同樣表明高表達Rab27A 提示結直腸癌患者預后良好。因此，本研究推測開發Rab27A/B 特異性抑制劑可以為新的癌癥預防方法提供思路。但是也有學者認為Rab27A 或Rab27B 在結腸癌中表現為癌基因樣作用。一項機制分析研究顯示[29]，在結腸癌細胞中，miR-582-5p 與Rab27A 存在負調控的靶向關系，過表達Rab27A 可明顯減弱miR-582-5p 對結腸癌細胞生長、侵襲的抑制作用，這可能為結直腸癌患者提供了新的治療策略。既往有報道[30]證明了Rab27B 在結直腸癌組織中的表達量較癌旁正常組織高，分析結直腸癌組織中Rab27B 表達與其臨床病理特征的關系發現，高表達的Rab27B 與結直腸癌的侵襲表型密切相關。生存分析顯示，Rab27B 高表達的患者總生存率明顯降低，Rab27B 可能被用作陽性淋巴結轉移和不良預后有價值的預測指標，但這需要進一步的研究證實。

3 結語與展望

綜上所述，Rab27在多種癌組織中的表達較正常組織增高，且多數促進了腫瘤的發生發展。因此，Rab27 抑制劑可能是一種早期和有前途的癌癥治療方法，通過抑制Rab27 效應蛋白的相互作用，可以阻斷后續可能調節癌細胞侵襲和增殖的信號通路[31]。盡管Rab27 的作用在多種消化系腫瘤中逐漸得以驗證，且其功能研究在一定程度上取得進展，但其在不同腫瘤中具體的作用機制尚未明確。如前文中提到的Rab27在肝癌、胰腺癌中表現為癌基因樣作用，但在胃腸癌中可以表現為抑癌基因樣作用，對于這種矛盾現象，具體原因尚未確定，可能是Rab27A 及Rab27B在肝膽、胰腺癌與胃癌、結直腸癌中可能存在不同的分子調節機制。Rab27在腫瘤中的作用仍處于探索階段，要充分了解Rab27在不同腫瘤發生發展中的作用，還需要進行大量的實驗驗證。期待Rab27 可以為腫瘤的分子診斷和基因治療提供新的靶點，為抑制腫瘤進展提供潛在策略及方向。