埃兹蛋白与肿瘤转移
【摘要】 埃兹(Ezrin)蛋白是一种膜-细胞骨架连接蛋白，在人类多种肿瘤中表达上调，通过与细胞粘附分子的相互作用，调节细胞-细胞和细胞-细胞外基质的粘附，参与肿瘤信号转导途径和肿瘤细胞吞噬等机制，影响肿瘤转移。本文就Ezrin蛋白与肿瘤的关系作一综述。
【关键词】 埃兹蛋白；肿瘤；转移
约80％的恶性肿瘤患者死于肿瘤转移。Yu等［1］在两个独立的研究中，共同发现了埃兹(Ezrin)蛋白与肿瘤转移高度相关，让我们对癌症的转移又有了进一步的了解。现就Ezrin蛋白与肿瘤的关系作一综述。
1 Ezrin蛋白概述
Ezrin蛋白是埃兹蛋白-根蛋白-膜突蛋白(ERM蛋白)家族中首先被发现的，包括3个主要部分①介导ERM蛋白与质膜蛋白结合的高度保守的球状氨基酸末端FERM(for-four-one-protein and ERM)区，FERM结构有3个亚结构(F1,F2,F3)组成三叶草形结构；②C端的C-ERMAD(C-ERM-association domains)，包含了由34个氨基酸组成的肌动蛋白结合位点，该结构伸向细胞浆可以与F-肌动蛋白连接；③FERM与C端功能域之间由7个重复的α螺旋卷曲组成的α螺旋结构，与FERM功能域广泛连接，Tyr353的磷酸化能够诱导FERM释放出α-螺旋结构域，参与Ezrin蛋白的活化［2］。
Ezrin蛋白表达于所有的多细胞动物，但在单细胞动物中却不表达。ERM蛋白共同表达于脊椎动物，而在其它多细胞动物只表达其中一种，ERM 3种基因好像在脊椎动物存在基因重复现象［3］。ERM在成人组织中分布于脑、肾、肠、肺、周围神经细胞等，亚细胞定位于肌动蛋白富集的细胞表面结构，如膜皱褶、微管和伪足，与细胞的运动有关［4］。
Ezrin蛋白具有调节细胞骨架肌动蛋白，调整细胞形状、粘附和活性，参与信号转导途径等功能。最近通过基因分析发现，Ezrin蛋白还有调节细胞形态的发生、维持上皮细胞完整性、稳定细胞间连接和参与肌球蛋白的收缩等功能［5］。Saotome等［6］发现极化了的肠上皮细胞Ezrin表达的缺失，导致微绒毛形态的异常和终末网的断裂，致使新生小鼠生长障碍，甚至活不过断乳期。还有人发现胃壁细胞分泌小管只有Ezrin表达，它的缺失导致盐酸缺乏，这一研究成果表明Ezrin在囊泡运输过程中起了重要作用［7］。
Ezrin的氨基端和羧基端结构域能够直接进行自身分子内交联，产生一个闭合静止的构象，掩盖了Ezrin与膜蛋白及肌动蛋白的结合部位，需要活化才能产生开放构象。与磷脂酰肌醇4，5二磷酸［PI(4,5)P2］的结合和后续羧基末端苏氨酸残基的磷酸化被认为是Ezrin蛋白的活化关键，它们能断开分子内的相互连接，暴露与其它蛋白结合的位点。
2 Ezrin蛋白与肿瘤转移
肿瘤转移是一个非常复杂的过程，恶性肿瘤细胞成功形成转移灶需通过一系列步骤①脱离原发肿瘤灶；②侵入周围组织；③进入血管淋巴管或者体腔；④逃避免疫系统攻击和预防离巢凋亡；⑤逸出血管淋巴管停留在靶器官；⑥在新的环境中增殖形成转移灶。
Yu等［1］分别采用了基因芯片这种最新的大通量筛查差异基因表达的方法，选用了两种间叶来源肿瘤的、高低转移能力各不相同的细胞系作为实验对象。通过运用不同的数据处理方法，共同发现了Ezrin蛋白这种与肿瘤转移高度相关的蛋白。Yu等将Vil2基因(Ezrin编码基因)转入低转移能力的细胞系，发现原不能转移的肿瘤细胞转移能力大大提高，很容易形成肺转移灶，说明Ezrin蛋白的过表达可赋予肿瘤细胞高转移活性。更重要的是在这两个研究中，都采用了诸如RNA干扰、发夹RNA、反义RNA等抑制Ezrin蛋白表达的方法，两组研究均显示，抑制了Ezrin蛋白的表达后，高转移能力的细胞系转移能力大大下降，不能形成肉眼转移灶。结果表明，Ezrin蛋白对于肿瘤转移是必不可少的。利用4张Affymetrix CeneChip U133A芯片筛查了3个骨肉瘤细胞株与1个成骨细胞株的差异基因表达情况的研究中发现，骨肉瘤细胞株Ezrin的表达均明显高于成骨细胞株［8］。另对食管癌细胞系的研究发现，在能够发生恶性转移的SHEEMT细胞系，Ezrin表达水平显著高于不能发生远处转移的SHEEIMM细胞系，将SHEEMT细胞系接种到裸鼠体内，40d内就可以在内脏形成肿瘤团块，而SHEEIMM细胞系无论在体内、外实验中均未发现形成远处转移［9］，这一在食管癌细胞系的研究也说明了Ezrin蛋白高表达于转移能力强的肿瘤细胞系。
3 Ezrin蛋白在肿瘤转移中的机制
Ezrin蛋白是如何帮助肿瘤细胞转移的具体机制还不清楚，现在普遍认为它通过与CD44,E-钙黏素(E-cadherin)、整合素等细胞表面分子形成复合体，调节细胞粘附，参与肿瘤细胞信号转导和肿瘤细胞吞噬等机制，促进肿瘤的浸润转移。
CD44是一个多功能的细胞表面粘附分子，它参与肿瘤转移早已被证实。Ezrin蛋白与CD44可形成复合体，共同参与肿瘤浸润转移。肝细胞生长因子(HGF)刺激CD44过表达，导致Ezrin蛋白集中，改变CD44的胞质尾区并结合后与细胞骨架蛋白作用,是肿瘤转移的前提条件。肝细胞生长因子受体(MET)能够调解肿瘤侵袭和转移，HGF-MET-CD44形成的络合物是MET激活的前提条件，CD44-6v的胞质尾区聚集Ezrin是信号从MET转移给细胞外信号调节酶(ERK)所必需的。Ezrin与MET/HGF、CD44相互作用形成复合物促进肿瘤侵袭转移。Harrison等［10］发现前列腺癌细胞系DU2145和PC23均表达多种CD44异构体且存在共表达。肿瘤细胞与内皮细胞相互作用时在HGF刺激下，CD44与Ezrin在细胞内出现同步迁移，而且肿瘤细胞的转移能力明显增强。以上结果说明CD44与Ezrin相互作用，共同表达于肿瘤细胞与内皮细胞接触处，CD44/Ezrin复合体在肿瘤浸润转移过程中起着重要的作用。
E-cadherin在正常情况下能够对CD44的活性起负调控作用，也可抑制CD44介导的肿瘤细胞侵袭作用及形成细胞表面突起的能力［11］。E-cadherin的丢失以及功能下调，都可能促进肿瘤侵袭转移。Pujuguel等［12］发现Ezrin表达增强，致使肿瘤细胞运动能力增强，同时E-cadherin遭破坏，在细胞与细胞之间的表达能力下降，导致肿瘤细胞从瘤组织中脱落，引起肿瘤转移。Ezrin发挥作用主要通过胞内E-cadherin累积的方式，激活的Ezrin使E-cadherin在细胞内聚集而细胞表面E-cadherin减少，使得依赖后者形成的连接破坏，Ezrin也可使细胞聚集减少而分离增加，细胞间隙增宽，伪足形成，运动力增强，侵袭力增强。
ERM蛋白的活性由磷酸化以及与磷脂结合共同调节，而具体激活途径是由Rho介导。有趣的是，ERM蛋白同样可以以正反馈环的方式正调控Rho功能。ERM蛋白可以和Rho因子鸟苷酸解离抑制蛋白(Rho GDP-dissociation inhibitor，RhoGDI)相结合，而后者是作为Rho的负调控因子发挥作用的。因此，ERM蛋白和RhoGDI的结合导致失活状态的Rho因子释放，进而允许GDP转化成小三磷酸鸟苷，从而激活Rho。Ezrin及ERM家族蛋白的过表达，必然会导致更多的RhoGDI与之相结合，从而使相应的Rho信号转导产生放大效应。因此，ERM蛋白与RhoGTP酶可互为上下游信号分子，通过对Rho的激活，ERM蛋白参与更广泛的细胞功能调节。Croft等［13］报道，RhoA,RhoC,RockI(Rho的效应蛋白Ⅰ),RockII的提高促进上皮细胞和新生血管的形成，促进肿瘤生长和肿瘤细胞的运动和扩散，所以抑制Rock的功能是一种有效的化疗策略。Rossy等［14］发现降低一种类似于单核细胞样的鼠肿瘤细胞株上ERM的表达，并不影响其细胞极性，但能显著降低转移细胞数量。他认为这个结论不能被Rho理论所解释，因为Rho的活性并不因为ERM的低表达受到损伤，由此推出ERM蛋白有细胞类型依赖性，即在不同类型肿瘤细胞上功能是不同的，这个与ERM在不同肿瘤中高低表达不一致相吻合。ERM蛋白还参与了Ras信号途径，失去控制的Ras由ERM蛋白激活，最终导致肿瘤侵袭与转移［15］。
早在100多年前就发现肿瘤细胞具有吞噬能力。如具有高度转移能力的人类黑色素瘤就具有很强的吞噬能力，这种吞噬能力甚至与巨嗜细胞相当［16］。更为重要的是，Ezrin与溶酶体抗原一起聚集在黑色素瘤细胞吞噬空泡周围，呈现密集表达状态；特异性抑制Ezrin表达后，转移性瘤细胞吞噬能力消失。但转移瘤与非转移瘤细胞的Ezrin表达水平却相当，说明还有其他物质参与肿瘤的吞噬。
4 小结
Ezrin过表达早已被证实与肿瘤转移有关。然而并非所有肿瘤均如此，在妇科肿瘤的研究中发现，卵巢浆液性癌Ezrin蛋白的弱表达或阴性表达提示患者预后差。有人发现Ezrin的表达水平在食管癌组织中降低且与肿瘤细胞的增殖能力呈负相关，提示Ezrin在食管癌过程中可能起着某种抑制性作用，但是这一结果却与她们课题组以前对Ezrin在食管癌细胞系中表达情况的研究结果相矛盾。在体外，Ezrin蛋白几乎表达于所有的培养细胞，但在活体内，却几乎只表达于上皮细胞。这些都说明Ezrin在不同的肿瘤、细胞系和活体中的功能是不同的，这与Rossy结论相一致，但其机制还不清楚。我们期待通过对Ezrin蛋白的研究，能够发现肿瘤转移的新机制，从而找到新的药物靶点，阻断肿瘤转移，提高肿瘤患者的生存率。
【】
［1］Yu Y, Khan J, Khanna C, et al. Expression profiling identifies the cytoskeletal orgnizer ezrin and the developmental homeoprotein Six-1 as key metastatic regulators［J］. Nat Med, 2004, 10(2): 175-181.
［2］Qianzhi Li, Mark R, Nance, et al. Self-masking in an Intact ERM-merlin Protein: An Active Role for the Central α-Helical Domain［J］. J Mol Bio, 2007, 365(5): 1 446-1 459.
［3］Bretscher A, Edwards K, Fehon RG. ERM proteins and merlin: integrators at the cell cortex［J］. Nat Cell Biol, 2002, 3(8): 586-599.
［4］Sun CX, Robb VA, Gutmann DH. Protein 4.1 tumor suppressors: getting a FERM grip on growth regulation［J］. J Cell Sci, 2002, 115 (pt21): 3 991-4 000.
［5］Hughes SC, Fehon RG. Understanding ERM proteins-the awesome power of genetics finally brought to bear［J］. Curr Opin Cell Bio, 2007, 19(1): 51-56.
［6］Saotome I, Curto M, McClatchey AI. Ezrin is essential for e-pithelial organization and villus morphogenesis in the developing intestine［J］. Dev Cell, 2004, 6(6): 855-864.
［7］Tamura A, Kikuchi S, Hata M, et al. Achlorhydria by ezrin knockdown: Defects in the formation/expansion of apical canaliculi in gastric parietal cells［J］. J Cell Biol, 2005, 169(1): 21-28.
［8］Cai ZD, Li GD. The new hot piont of tumor metastasis research——ezrin［J］. China J Oncol, 2005, 27(6): 322-325.
［9］Shen ZY, Xu LY, Chen MH, et al. Upregulated expression of Ezrin and invasive phenotype in malignantly transformed esophageal epithelial cells［J］. World J Gastroenterol, 2003, 9(6): 1 182-1 186.
［10］Harrison GM, Davies G, Martin TA, et al. Distribution and expression of CD44 isoforms and Ezrin during prostate cancer-endothelium interaction［J］. J Int Oncol, 2002, 21(5): 935-940.
［11］Xu Y, Yu Q. E-cadherin negatively regulates CD44-hyaluronan interaction and CD44-mediated tumor invasion and branching morphogenesis［J］. J Biol Chem, 2003, 78(10): 8 661-8 668.
［12］Pujuguel P,DelMaestro L, Gautreau A, et al. Ezrin regulates E-cadherin-dependent adherens junction assembly through Racl activation［J］. Mol Biol Cell, 2003, 14: 2 181-2 191.
［13］Croft DR, Sahai E, Mavria G, et al. Conditional ROCK activation in vivo induces tumor cell dissem ination and angioge-nesis［J］. J Cancer Res, 2004, 64 (24): 8 994-9 001.
［14］Rossy J, Gutjahr MC, Blaser N, et al. Ezrin/moesin in motile Walker 256 carcinosarcoma cells: signal-dependent relocalization and role in migration［J］. Exp Cell Res, 2007, 313(6): 1 106-1 120.
［15］Orian RV, Morrison H, Matzke A, et al. Hepatocyte growth factor-induced Ras activation requires ERM proteins linked to both CD44v6 and F-actin［J］. Mol Biol Cell, 2007, 18(1): 76-83.
［16］Lugini L, Lozupone F, Matarrese P, et al. Potent phagocytic activity discriminates metastatic and primary human malignant melanomas: a key role of ezrin［J］. Lab Invest, 2003, 83(11): 1 555-1 567.
