王躍锜 郭文杰 牛蓓 郭曉恒 曹麗麗

(成都大學(xué)醫(yī)護(hù)學(xué)院,四川 成都610106)

人類(lèi)SLP-2是在2000年首次由Wang Y等從人紅細(xì)胞中克隆出的,并在當(dāng)時(shí)被鑒定為細(xì)胞膜相關(guān)蛋白[1]。SLP-2因其含有保守的band 7序列而被認(rèn)為是Stomatin家族中的一員。Stomatin,又稱(chēng)為band 7.2b,其基因定位于9q34.1,編碼分子量為31 kDa的整合膜蛋白。它的同源物在果蠅、線(xiàn)蟲(chóng)和植物中都有發(fā)現(xiàn),在脊椎動(dòng)物動(dòng)物中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的同源物有SLP-1、SLP-2和SLP-3[1,2]。

1 SLP-2的結(jié)構(gòu)及分布

SLP-2在人體組織中分布廣泛,尤其在骨骼肌和心臟中的表達(dá)水平較高。SLP-2基因定位于9p13.1,由10個(gè)外顯子和9個(gè)內(nèi)含子組成,長(zhǎng)約3250 bp[2,3]。SLP-2基因編碼約1.5 kb的mRNA,指導(dǎo)45.5、44.6和34.3 k Da三種蛋白質(zhì)的合成[2]。SLP-2蛋白由 3個(gè)主要的結(jié)構(gòu)域組成:N-端α-螺旋區(qū)、由α-螺旋和β-折疊交替組成的結(jié)構(gòu)域和C-端結(jié)構(gòu)域。SLP-2蛋白具有Stomatin基因家族所共有的一致序列,但不具有Stomatin基因超家族所共有的N-端疏水性結(jié)構(gòu)域。與SLP-1不同,它出現(xiàn)在成熟紅細(xì)胞的細(xì)胞膜中,并且與血影蛋白-肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架相結(jié)合,也可能與其它膜整合蛋白結(jié)合,在紅細(xì)胞中可能作為外周膜蛋白起作用,從而將Stomatin或其它整合膜蛋白與細(xì)胞骨架聯(lián)系起來(lái),調(diào)控離子通道的傳導(dǎo)和富含膽固醇鞘脂的脂質(zhì)筏的構(gòu)建。

SLP-2蛋白具有一個(gè)SPFH結(jié)構(gòu)域(Stomatin/prohibitin/flotillin/hflk),具有該結(jié)構(gòu)域的蛋白多為膜相關(guān)蛋白[4,5]。這些分子一般定位于細(xì)胞中膜結(jié)構(gòu)的特殊組分-脂筏(Lipid raft)當(dāng)中,起著募集蛋白的作用。它們可以通過(guò)將相關(guān)蛋白募集在一起,從而使細(xì)胞外信號(hào)通過(guò)它們傳入到細(xì)胞骨架以及胞內(nèi)的其它信號(hào)通路[6,7]。因?yàn)檫@些原因,一開(kāi)始SLP-2被認(rèn)為是一個(gè)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)蛋白或細(xì)胞質(zhì)膜相關(guān)蛋白[3]。但是近來(lái)關(guān)于線(xiàn)粒體的蛋白組學(xué)研究發(fā)現(xiàn),SLP-2蛋白存在于線(xiàn)粒體當(dāng)中[8-11]。而且稍后兩份獨(dú)立研究報(bào)告顯示,SLP-2與一些線(xiàn)粒體內(nèi)膜相關(guān)蛋白有直接結(jié)合,SLP-2可能調(diào)節(jié)與其結(jié)合的蛋白的穩(wěn)定性[12,13]。Hájek P等通過(guò)免疫共沉淀結(jié)合質(zhì)譜的方法,發(fā)現(xiàn)SLP-2與一個(gè)存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜中的蛋白Mfn-2(Mitofusin?2)直接結(jié)合。他們通過(guò)分離細(xì)胞亞結(jié)構(gòu),及免疫熒光的方法,證實(shí)SLP-2的確存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜中并且面向內(nèi)膜與外膜之間[12]。Da Cruz S等[13]的研究也發(fā)現(xiàn)SLP-2定位于Hela細(xì)胞的線(xiàn)粒體內(nèi)膜中,并與Prohibitin和線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物I和IV結(jié)合。其后Tondera D等[14],Da Cruz S等[15]及Christie DA[16]等的研究也相繼證實(shí)SLP-2定位于多種細(xì)胞的線(xiàn)粒體中。

但需要注意的是,盡管多篇文獻(xiàn)指出SLP-2定位于細(xì)胞的線(xiàn)粒體中,也有一些研究者發(fā)現(xiàn)在另外一些不同組織來(lái)源的細(xì)胞中,SLP-2定位于細(xì)胞質(zhì)膜上。如Wang Y等[1]的研究就發(fā)現(xiàn)SLP-2定位于成熟紅細(xì)胞的細(xì)胞膜上,Kirchhof MG等[17]的研究也發(fā)現(xiàn)SLP-2定位于T細(xì)胞的細(xì)胞膜上,與抗原受體直接結(jié)合。

2 SLP-2的細(xì)胞生物學(xué)功能

SLP-2的細(xì)胞生物學(xué)功能迄今還未得到完全的了解,張立勇等構(gòu)建SLP-2的真核表達(dá)質(zhì)粒及反義表達(dá)質(zhì)粒,然后將兩種質(zhì)粒分別導(dǎo)入食管鱗癌細(xì)胞系中。采用MTT比色法、平板克隆形成實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞術(shù)和MTS比色法等分析SLP-2對(duì)食管癌細(xì)胞的影響[18,19]。發(fā)現(xiàn)SLP-2下調(diào)后,食管癌細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞周期阻滯,停留在S期。同時(shí)發(fā)現(xiàn)食管癌細(xì)胞中SLP-2下調(diào)后,細(xì)胞生長(zhǎng)增殖受到了抑制,并且細(xì)胞的粘附能力降低。

在此之后多個(gè)獨(dú)立研究發(fā)現(xiàn)SLP-2在線(xiàn)粒體中發(fā)揮作用。Hájek P等[12]發(fā)現(xiàn)使用siRNA降低 HeLa細(xì)胞中SLP-2的表達(dá)量,可以引起線(xiàn)粒體膜電勢(shì)的降低,但不會(huì)引起線(xiàn)粒體或細(xì)胞的形態(tài)改變。Da Cruz S等[13]的研究發(fā)現(xiàn),SLP-2在線(xiàn)粒體膜上與Prohibitin直接結(jié)合,并與線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物I和IV結(jié)合。SLP-2與Prohibitin,以及線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物I和IV中的亞基的穩(wěn)定性相關(guān)。當(dāng)使用siRNA下調(diào) HeLa細(xì)胞中SLP-2時(shí),細(xì)胞線(xiàn)粒體中 Prohibitin、線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物 I和IV中的亞基降解加快。Da Cruz S等[13]的研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)線(xiàn)粒體受到刺激時(shí),SLP-2在細(xì)胞中的表達(dá)會(huì)上調(diào)。Tondera D等[14]的研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞受到UV照射等刺激時(shí),細(xì)胞線(xiàn)粒體會(huì)發(fā)生超融合,線(xiàn)粒體超融合是細(xì)胞為增加自身在受到外界有害刺激時(shí)生存能力的反應(yīng),SLP-2對(duì)線(xiàn)粒體超融合的發(fā)生至關(guān)重要。在使用siRNA降低MEF細(xì)胞中的SLP-2蛋白水平后,受到UV照射等有害刺激的細(xì)胞將不能發(fā)生線(xiàn)粒體超融合。Da Cruz S等[15]的研究發(fā)現(xiàn),在敲除 Hela細(xì)胞中的SLP-2后,Hela細(xì)胞線(xiàn)粒體的鈉-鈣交換加快,線(xiàn)粒體向細(xì)胞質(zhì)放出鈣離子的速率加快;反之,增加Hela細(xì)胞中的SLP-2的表達(dá),會(huì)降低Hela細(xì)胞線(xiàn)粒體排出鈣離子的速率,提示SLP-2對(duì)線(xiàn)粒體維持細(xì)胞內(nèi)鈣離子平衡的功能有調(diào)節(jié)作用。Christie DA[16]等的研究發(fā)現(xiàn),SLP-2在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上可以參與募集prohibitin-1、prohibitin-2,并能促進(jìn)線(xiàn)粒體膜的生物合成,增加線(xiàn)粒體膜中雙磷脂酰甘油的合成。在T淋巴細(xì)胞中,SLP-2增加了線(xiàn)粒體呼吸鏈復(fù)合物 I、II的活力,增加了胞內(nèi)ATP的量,增加了細(xì)胞抗凋亡的能力。

我們的研究[20]發(fā)現(xiàn),在使用siRNA降低食管癌KYSE150細(xì)胞中SLP-2表達(dá)以后,KYSE150細(xì)胞發(fā)生線(xiàn)粒體膜電勢(shì)和ATP水平降低;我們通過(guò) Transwell實(shí)驗(yàn)和劃痕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),SLP-2下調(diào)同時(shí)伴隨有細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力下降。SLP-2下調(diào)還會(huì)引起細(xì)胞增殖能力減弱,雖然沒(méi)有發(fā)生明顯的細(xì)胞凋亡上升,但是細(xì)胞周期發(fā)生了一定的改變,SLP-2下調(diào)的食管癌細(xì)胞發(fā)生了S期阻滯。而且我們發(fā)現(xiàn),降低食管癌KYSE150細(xì)胞中SLP-2表達(dá)以后,細(xì)胞對(duì)于化療藥物的敏感性明顯增加。

除此以外,Kirchhof MG等[17]的研究也發(fā)現(xiàn)SLP-2定位于T細(xì)胞的細(xì)胞膜上,與抗原受體直接結(jié)合。SLP-2對(duì)于T淋巴細(xì)胞抗原受體激活后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是必須的。上調(diào)T細(xì)胞中的SLP-2可以增加細(xì)胞應(yīng)答,反之,降低 T細(xì)胞中的SLP-2水平會(huì)減少T細(xì)胞的活化。SLP-2可能成為一個(gè)免疫調(diào)節(jié)的靶標(biāo)。

3 SLP-2與腫瘤的關(guān)系

張立勇等[18,19]前期應(yīng)用cDNA芯片和組織芯片對(duì)食管癌及配對(duì)正常組織進(jìn)行分析的結(jié)果顯示,食管癌組織中SLP-2表達(dá)上升,食管癌癌組織中SLP-2蛋白的水平與正常配對(duì)組織相比,上升達(dá)六倍以上。張立勇等的研究還發(fā)現(xiàn)SLP-2在正常食管上皮細(xì)胞、輕度不典型增生、重度不典型增生和食管鱗癌的組織切片染色有明顯的差異,不僅在表達(dá)量上面,在表達(dá)部位也有明顯的差異。在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)SLP-2反義核酸轉(zhuǎn)染陽(yáng)性克隆細(xì)胞相比親本細(xì)胞和空載體克隆細(xì)胞,出現(xiàn)了細(xì)胞生長(zhǎng)速度受抑制、克隆形成率降低和細(xì)胞黏附能力下降的現(xiàn)象。在體內(nèi)的裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)中,SLP-2反義核酸轉(zhuǎn)染陽(yáng)性克隆細(xì)胞的成瘤率明顯降低。

曹文楓等的研究[21]通過(guò)免疫組化染色的方法發(fā)現(xiàn),SLP-2蛋白在220例食管鱗狀細(xì)胞癌組織中的高表達(dá)率為54.1%,明顯高于其在正常食管上皮組織中的高表達(dá)率(3.6%)。SLP-2蛋白的高表達(dá)與食管鱗狀細(xì)胞癌的浸潤(rùn)深度相關(guān),而與其他臨床病理特征均無(wú)關(guān)。馮旺琴等[22]對(duì)子宮內(nèi)膜癌進(jìn)行的研究顯示,癌組織與正常組織比較,SLP-2表達(dá)上調(diào)。

在曹文楓等對(duì)喉癌和乳腺癌進(jìn)行的研究[23,24]中,發(fā)現(xiàn)SLP-2在這些腫瘤組織中都存在表達(dá)高度上調(diào)的情況。在對(duì)喉癌的研究中,研究者通過(guò)組織芯片和免疫組化對(duì)100多例臨床標(biāo)本進(jìn)行了研究,結(jié)果表明SLP-2蛋白表達(dá)水平和喉癌細(xì)胞的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期相關(guān)[23]。在對(duì)乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn),SLP-2蛋白表達(dá)升高與進(jìn)展性乳腺癌分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移顯著相關(guān),同時(shí)SLP-2的表達(dá)上調(diào)與HER2/neu蛋白作用相關(guān),與患者的總生存期負(fù)相關(guān),SLP-2蛋白可以作為評(píng)估乳腺癌患者預(yù)后生存的獨(dú)立指標(biāo)[24]。

常棟等[25]的研究發(fā)現(xiàn),SLP-2在肺鱗癌組織中表達(dá)上調(diào)。SLP-2的高表達(dá)與肺鱗癌的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移相關(guān)。SLP-2表達(dá)上調(diào)預(yù)示患者較差的預(yù)后。

4 結(jié)語(yǔ)

目前對(duì)SLP-2的研究并不多。SLP-2的細(xì)胞內(nèi)定位、生物學(xué)功能以及與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系也僅僅是被初步闡釋。迄今為止,多數(shù)研究顯示SLP-2蛋白定位于細(xì)胞線(xiàn)粒體中,參與線(xiàn)粒體各項(xiàng)功能的調(diào)節(jié)。但也有研究發(fā)現(xiàn),在另外一些組織來(lái)源的細(xì)胞中,SLP-2可能定位于細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)中,參與受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等。對(duì)多種腫瘤進(jìn)行的研究顯示,相比于正常配對(duì)組織,腫瘤組織中SLP-2的表達(dá)是上調(diào)的,這種上調(diào)在某些腫瘤中被發(fā)現(xiàn)與局部浸潤(rùn)、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移相關(guān),甚至預(yù)示著患者不良的預(yù)后。SLP-2很可能在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到作用。對(duì)于SLP-2還需要進(jìn)行更多的研究,才能清楚的闡釋其作用。

1 Wang Y,Morrow JS.Identification and characterization of human SLP-2,a novel homologue of stomatin(band 7.2b)present in ery throcytes and other tissues[J].J Biol Chem,2000,275(11):8062-8071.

2 Goldstein BJ,Kulaga NM,Reed RR.Cloning and characterization of SLP-3:a novel member of the stomatin family expressed by olfactory receptor neurons[J].J Assoc Otolaryngol,2003,4(1):74-82.

3 Owczarek CM,Trentlein HR,Portbury KJ,et al.A novel member of the STOMA TIN/EPB72/mec-2 family, stomatin-like 2(STOML2),is ubiquitously expressed and localizes to HSA chromosome 9p13.1[J].Cytogenet Cell Genet,2001,92(3-4):196-203.

4 Liu J,Deyoung SM,Zhang M,et al.The stomatin/prohibitin/flotillin/HflK/C domain of flotillin-1 contains distinct sequences that direct plasma membrane localization and protein interactions in 3T 3-L1 adipocytes[J].J Biol Chem,2005,280(16):16125-16134.

5 Langhorst MF,Reuter A,Stuermer CA.Scaffolding microdomains and bey ond:the function of reggie/flotillin proteins[J].Cell Mol Life Sci,2005,62(19-20):2228-2240.

6 Umlauf E,Csaszar E,Moertelmaier M,et al.Association of stomatin with lipid bodies[J].J Biol Chem,2004,279(22):23699-23709.

7 Haglund K,Ivank ovic-Dikic I,Shimokawa N,et al.Recruitment of Pyk2 and Cbl to lipid rafts mediates signals important for actin reorganization in growing neurites[J].J Cell Sci,2004,117(Pt 12):2557-2568.

8 Chevallet M,Lescuy er P,Diemer H,et al.Alterations of the mitochondrial proteome caused by the absence of mitochondrial DNA:a proteomic view[J].Electrophoresis,2006,27(8):1574-1583.

9 Mootha VK,Bunkenborg J,Olsen JV,et al.Integrated analysis of protein composition,tissue diversity,and gene regulation in mouse mitochondria[J].Cell,2003,115(5):629-640.

10 Rezaul K,Wu L,Mayya V,et al.A systematic characterization of mitochondrial proteome from human T leukemia cells[J].Mol Cell Proteomics,2005,4(2):169-181.

11 Taylor SW,Fahy E,Zhang B,et al.Characterization of the human heart mitochondrial proteome[J].Nat Biotechnol,2003,21(3):281-286.

12 Hájek P,Chomyn A,Attardi G.Identification of a novel mitochondrial complex containing mitofusin 2 and stomatin-lik e protein 2[J].J Biol Chem,2007,282(8):5670-5681.

13 Da Cruz S,Parone PA,Gonzalo P,et al.SLP-2 interacts with prohibitins in themitochondrial inner membrane and contributes to their stability[J].Biochim Biophys Acta,2008,1783(5):904-911.

14 Tondera D,Grandemange S,Jourdain A,et al.SLP-2 is required for stress-induced mitochondrial hyperfusion[J].EMBO J,2009,28(11):1589-1600.

15 Da Cruz S,De Marchi U,Frieden M,et al.SLP-2 negatively modulates mitochondrial sodium-calcium exchange[J].Cell Calcium,2010,47(1):11-18.

16 Christie DA,Lemke CD,Elias IM,et al.Stomatin-like p rotein 2 bind s cardiolipin and regulates mitochondrial biogenesis and function[J].Mol Cell Biol,2011,[Epub ahead of print].

17 Kirchhof MG,Chau LA,Lemk e CD,et al.Modulation of T cell activation by stomatin-like protein 2[J].J Immunol,2008,181(3):1927-1936.

18 Zhang L,Ding F,Cao W,et al.Stomatin-like protein 2 is overexpressed in cancer and involved in regulating cell growth and cell adhesion in human esophageal squamous cell carcinoma[J].Clin Cancer Res,2006,12(5):1639-1646.

19 張立勇,丁芳,劉仲敏,等.SLP-2基因反義核酸對(duì)食管鱗癌細(xì)胞系TE12生長(zhǎng)和增殖的影響[J].癌癥,2005,24(2):155-159.

20 Wang Y,Cao W,Yu Z,et al.Downregulation of a mitochondria associated p rotein SLP-2 inhibits tumor cell motility,proliferation and enhances cell sensitivity to chemotherapeutic reagents[J].Cancer Biol Ther,2009,8(17):1651-1658.

21 曹文楓,張立勇,張斌,等.SLP-2蛋白在食管鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)及其與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系[J].中華腫瘤雜志,2010,32(11):830-833.

22 馮旺琴,崔竹梅,馮鳳芝,等.SLP-2 m RNA在子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá)及其意義[J].中華婦產(chǎn)科雜志,2005,40(8):553-557.

23 Cao WF,Zhang LY,Liu M B,et al.Prognostic significance of stomatin-like protein 2 overexpression in lary ngeal squamous cell carcinoma:clinical,histologic,and immunohistochemistry analyses with tissue microarray[J].Hum Pathol,2007,38(5):747-752.

24 Cao W,Zhang B,Liu Y,et al.High-level SLP-2 expression and HER-2/neu protein expression are associated with decreased breast cancer patient survival[J].Am J Clin Pathol,2007,128(3):430-436.

25 Chang D,Ma K,Gong M,et al.SLP-2 overexpression isassociated with tumour distant metastasis and poor prognosis in pulmonary squamouscell carcinoma[J].Biomarkers,2010,15(2):104-110.