TRPM7分子与MAPK家族对癌细胞侵袭的研究进展

TRPM7分子与MAPK家族对癌细胞侵袭的研究进展

林燕珍林燕凤潘敏

林燕珍林燕凤潘敏(通讯作者)（茂名市人民医院525000）

1肿瘤细胞的特性

肿瘤细胞相对正常细胞具有独特的性质，它对外界刺激因子的依赖性较正常细胞少，其高度自主性决定着肿瘤细胞的生长基本不需要生长因子的辅助。肿瘤细胞还可产生一些能促进细胞浸润和转移的蛋白酶，使得肿瘤细胞能够渗透基底膜，从而进入血管、组织并转移到新的位点，形成新的肿瘤。肿瘤细胞在增殖过程中具有：（1）相关抑制能力缺失；（2）分化能力缺失；（3）癌细胞分裂速度快；（4）可侵袭临近组织等特点，这些特点决定了肿瘤一旦发生很难停止的特征。但是从原细胞发展成肿瘤细胞需要海量的遗传信息的改变，并使其累积到一定程度才可发展为肿瘤，肿瘤细胞凋亡调控出现异常则可导致肿瘤细胞衰老或死亡异常。在遗传因素中，抑癌基因和致癌基因在其中起到重要作用，当一些抑癌基因缺失或致癌基因增高时，可能导致癌症。目前研究的一些与乳腺癌有关的基因主要包括：BRCA[1]、MsH2、MsH6[2]、p53、ERK、JNK[3]、TRPs通道[4]等。

2TRPs通道分子

TRPs（transientreceptorchannels）通道是一类位于细胞膜上的重要阳离子通道，其亚型较多，分属7个亚家族，机制各异，涉及到疼痛、温控、机械感觉、味觉、免疫反应、神经递质释放等，功能非常复杂[5]。近年来，随着研究的深入，发现TRPM7具有双功能膜蛋白激酶结构，是今年来研究最深入，也最具有代表性的双功能膜蛋白[6]。

2.1TRPM7分子的结构

TRPM7是由LorenW于2001年发现并报道的，广泛表达于哺乳动物的心、肝、肾、脾、骨骼、脑视网膜等多种组织和器官中。刚开始TRPM7被命名为：TRP-PLIK，其蛋白分子量大小在220KDa[7]，后经研究发现，TRPM7分子是具有6个跨膜α螺旋通道跨膜蛋白，其中N末端和C端均在胞内，C端胞内有丝氨酸/苏氨酸激酶结构域，可使自身或底物磷酸化[8]。现已证实，TRPM7的第5和第6跨膜之间主要通透钙离子和镁离子等二价阳离子，然后对细胞的生物学行为起调节作用，而镁离子对于TRPM7是相对特异的[9]，见图1。

2.2TRPM7分子对细胞的粘附、侵袭、细胞运动的影响

TRPM7分子作为一个信号激酶，现已被证明其参与到细胞的生长、凋亡、粘附、收缩、细胞骨架重构、迁移及侵袭等。RunnelLoren通过对TRPM7进行过表达，发现细胞变圆、粘附力下降，并且TRPM7与m-Calpain互相结合锚定在细胞的粘着斑周围，进一步对TRPM7进行RNA干扰，发现细胞粘附力增加，TRPM7与m-calpain一起分布于粘着斑的周围，然后通过控制蛋白酶来调控着细胞的粘附，得出TRPM7控制Calpain来调控细胞的粘附[10]。Leewen等利用TRPM7低度过表达和缓激肽对TRPM7进行活化，发现细胞粘附力增加和促进粘着斑形成，同时发现TRPM7既可通过激酶依赖性也可以通过激酶非依赖性来对细胞进行粘附调节[11]。细胞的运动能力在细胞的侵袭和趋化的时候非常重要，Touyz发现，加入2-APB和U-73122这两种抑制剂后，平滑肌细胞的迁移能力和侵袭能力均受到抑制[12]。

图1TRPM7分子可能具有的细胞功能

Fig1.ProposedcellularfunctionsofTRPM7.(TouyzRM,AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2008,294(3):H1103-H1118.)

3Src在癌细胞迁移和侵袭中的作用

Src是一种原癌基因酪氨酸激酶[13]，原癌基因在胚胎发育和细胞的增殖中起到重要作用，该基因编码的蛋白是一种酪氨酸蛋白激酶，这种酪氨酸蛋白激酶的活性可以被Src激酶的磷酸化所抑制[14]。RuiZheng等人在肺癌细胞中发现，通过加入Src-酪氨酸激酶抑制剂可以明显地抑制A549肺癌细胞的增殖和侵袭，说明Src的酪氨酸激酶在肺癌的增殖和侵袭中起到重要作用[15]。Hiscox等人证明了在三苯氧胺耐药的乳腺癌细胞中，增加Src的活性可以促进乳腺癌细胞的侵袭和迁移[16]。另外，有研究表明，FAK作为Src的一个底物，转染进Src的NIH3T3成纤维细胞中的的粘着斑C-末端结构域可以抑制细胞的侵袭和转移[17]。这些都说明Src在细胞的转移和侵袭中扮演着重要角色。

4MAPK通路在癌细胞迁移和侵袭中的作用

MAPK丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase,MAPK）是一组可以被多种细胞的外刺激，如生长因子、神经递质、激素、细胞应急等激活的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶[18]。MAPK包括四个亚族：ERK、JNK、p38、ERK5，每个亚族之间具有高度的同源性，因此每个亚族对细胞的生理生活功能又具有相同的一面[19]。Krueger'研究认为雌激素受体阴性和侵袭性的乳腺癌细胞中的MAPK受到上调，而雌激素阳性细胞系和非侵袭性的的乳腺癌爱细胞中的MAPK没有变化。DemuthT等证明在神经胶质瘤中，发现MKK3和p38促使神经胶质瘤侵袭，并通过检测MKK3和p38的丰度来预测病人的预后[20]。SaikaS等利用在愈合期的老鼠角膜迁徙上皮中发现，p38MAPK的磷酸化和核转位非常明显，同时在老鼠的器官培养中发现运用p38MAPK抑制剂可以阻断细胞的迁移[21]。这些证据都说明MAPK家族与肿瘤细胞的迁移、侵袭和增殖强烈相关。

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