宋方茗，高一潔，劉志娟，劉 倩，王聞楚，徐家科△

（1.廣西醫(yī)科大學(xué) 廣西再生醫(yī)學(xué)重點實驗室 再生醫(yī)學(xué)研究中心，南寧 530021；2.澳大利亞西澳大學(xué)生物醫(yī)學(xué)系，珀斯 6009 ；3.再生醫(yī)學(xué)與醫(yī)用生物資源開發(fā)應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心，南寧 530021；4.廣西醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)研究院，南寧 530021；5.廣西醫(yī)科大學(xué)長壽與老年相關(guān)疾病教育部重點實驗室，南寧 530021）

弗林蛋白酶（Furin）屬于內(nèi)切蛋白酶，在機體內(nèi)發(fā)揮重要作用，F(xiàn)urin 主要存在于哺乳動物體內(nèi)，并且與酵母Kexin 蛋白酶及枯草桿菌蛋白酶（Subtilisin）有同源性。Furin基因最早由Roebroek[1]發(fā)現(xiàn)位于第15 號染色體原癌基因c-fes/fps的上游，該基因編碼的蛋白產(chǎn)物命名為Furin。后來，F(xiàn)uller等[2]發(fā)現(xiàn)Furin 在催化結(jié)構(gòu)域上與酵母kexin 有高度同源性，因此證實了Furin 是哺乳動物前體轉(zhuǎn)化。作為一種關(guān)鍵的剪切酶，F(xiàn)urin 能切割前體蛋白，使前體蛋白獲得生物活性，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。然而，近年有關(guān)Furin 的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)urin 與許多疾病的發(fā)生過程都密切相關(guān)，例如腫瘤、病毒感染、骨相關(guān)疾病等[3]。因此，本文對近幾年的Furin生物學(xué)功能展開綜述，通過相關(guān)疾病發(fā)病機制的最新研究，為疾病預(yù)防和治療提供新靶點。

1 Furin 生物學(xué)背景

1.1 結(jié)構(gòu)特點

Furin 是一種由794 個氨基酸殘基組成的Ⅰ型跨膜蛋白，其前體蛋白相對分子質(zhì)量為104 ku，活化后的相對分子質(zhì)量為98 ku[4]。Furin 蛋白的主要結(jié)構(gòu)包括信號肽、前體肽、枯草桿菌蛋白酶樣催化結(jié)構(gòu)域、P-結(jié)構(gòu)域、富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域、疏水性的C-端跨膜結(jié)構(gòu)域以及由58 個殘基組成的C 端細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域[5]，如圖1 所示。信號肽提供轉(zhuǎn)運的信號，決定Furin 在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的定位。信號肽之后是一段含有約100 個氨基酸殘基的前體肽，該前體肽對Furin 的催化活性和運輸非常重要，在Furin 蛋白翻譯后加工的過程中，它不僅能作為分子伴侶使蛋白質(zhì)正確折疊，而且在加工時被切除的前體肽能與蛋白質(zhì)非共價結(jié)合，一起運輸?shù)椒锤郀柣w網(wǎng)絡(luò)（trans-golgi network，TGN）和未成熟分泌小體（immature secretory granules，ISG）[6]。Furin的催化結(jié)構(gòu)域包含絲氨酸蛋白酶特有的氨基酸殘基：絲氨酸（Ser）、組氨酸（His）、天冬氨酸（Asp），負(fù)責(zé)切割底物，在催化過程中起關(guān)鍵作用。P-結(jié)構(gòu)域能幫助蛋白質(zhì)正確折疊以及增強蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，它對pH和Ca2+濃度有依賴性，在pH 為7.0、1 mmol/L Ca2+條件下Furin 活性最高。與P-結(jié)構(gòu)域相鄰的是一段富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，該區(qū)域含有與蛋白質(zhì)折疊有關(guān)的信息[7]。疏水性的C-端跨膜結(jié)構(gòu)域能幫助Furin 定位在細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)上。在跨膜結(jié)構(gòu)域之后的細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域引導(dǎo)成熟Furin 在不同胞內(nèi)部位的轉(zhuǎn)運和定位，F(xiàn)urin的轉(zhuǎn)運由該區(qū)域絲氨酸殘基的磷酸化和去磷酸化控制[5]。

圖1 Furin結(jié)構(gòu)圖

1.2 Furin自剪切活化

Furin前體分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成，其包含前肽和Furin 蛋白兩部分，其中前肽由83 個氨基酸殘基組成，在前肽中含有一段信號肽，可指引Furin 前體定位至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)[8]。Furin前體經(jīng)過前肽的兩次自剪切后活化。第一次自剪切在中性的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行，F(xiàn)urin前體在氨基酸序列Arg-Ala-Lys-Arg107的羧基末端切割，此過程非常迅速[9]。切割后的前肽以非共價的形式與Furin相連，抑制其活性[10]。第二次自剪切在Ca2+濃度較高、pH為6.5的高爾基體中進(jìn)行，切割位點是Arg-Gly-Val-Thr-Lys-Arg75的羧基末端[11]。經(jīng)過兩次切割后，F(xiàn)urin 蛋白與前肽徹底分離，活化成為有生物活性的Furin，從而參與到其他前體蛋白的成熟過程[12]。

1.3 Furin作用底物和酶的特性

Furin在眾多生理過程發(fā)揮作用，因此其作用底物也具有多樣性。它能通過水解作用來激活多種蛋白質(zhì)的前體，主要包括激素、生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶、血清蛋白酶和細(xì)菌外毒素等[13]。Furin在切割蛋白質(zhì)底物時優(yōu)先識別的氨基酸序列為-Arg-XLys/Arg-Arg↓-（Arg：精氨酸；Lys：賴氨酸；X：任意氨基酸；↓：切割位點），其最短氨基酸識別序列為-Arg-X-X-Arg↓-[14]。在切割序列中P1 位必須為Arg，且P2、P4 和P6 位中最少有兩個堿性氨基酸。若P2 位是堿性氨基酸（Lys 或Arg）時，則會提高Furin的切割效率[12]。

Furin 在切割底物時對pH 的范圍有一定的要求，一般pH 在6.0～8.5 范圍內(nèi)能使酶保持催化活性。同時，作為一種鈣依賴性的酶，在1 mmol/L Ca2+的濃度條件下Furin 的活性最大[15]。除此之外，F(xiàn)urin 還能與Mg2+結(jié)合，20 mmol/L Mg2+能使其活性增強[16]。

1.4 細(xì)胞定位

Furin 經(jīng)過兩次自剪切活化成有生物活性的分子，在表達(dá)穩(wěn)定期，它主要位于高爾基體[15]。也有一部分存在于細(xì)胞膜上。Furin 可以從高爾基體經(jīng)過組成型分泌途徑被轉(zhuǎn)運到細(xì)胞膜，從而釋放到細(xì)胞外。部分位于細(xì)胞膜上的Furin被轉(zhuǎn)運至高爾基體，其轉(zhuǎn)運依賴于細(xì)胞膜的內(nèi)吞作用[12]，由此形成一個循環(huán)。

2 Furin 生物學(xué)功能

在前體蛋白轉(zhuǎn)化酶家族中，F(xiàn)urin是最重要的成員之一，它在機體眾多的生理過程中處于必不可少的位置，主要體現(xiàn)在機體內(nèi)眾多前體蛋白和生長因子的加工成熟過程，例如激素成熟及水平變化、神經(jīng)和胚胎生長發(fā)育過程等[16]。

研究表明，F(xiàn)urin 是β-神經(jīng)生長因子（β-Nerve growth factor，β-NGF）前體的主要內(nèi)切蛋白酶，正是Furin 對其進(jìn)行加工使得神經(jīng)元具有活性，因此，F(xiàn)urin 在決定神經(jīng)元形成突觸復(fù)合體或凋亡過程發(fā)揮重要作用[17-18]。在胚胎發(fā)育中，人類Notch1（hNotch1）最初合成為350 ku 的前體糖蛋白，在轉(zhuǎn)運到細(xì)胞表面的過程中，它在S1 位點被Furin 加工，產(chǎn)生由非共價結(jié)合的細(xì)胞外和跨膜組成的異二聚體亞基，繼而引發(fā)蛋白解裂從而誘導(dǎo)信號傳導(dǎo)，并參與促發(fā)育基因的轉(zhuǎn)錄激活，以此來加強細(xì)胞間的信息交流；而未被Furin剪切的片段則有相反的作用，該片段可以通過參與介導(dǎo)另一通路來抑制細(xì)胞的分化[19]。

Furin可以識別諸多調(diào)控因子的前體蛋白，例如轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白6（bone morphogenetic protein 6，BMP6）和骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（BMP2）。已知一種可以誘導(dǎo)前蛋白轉(zhuǎn)化酶Furin 表達(dá)的細(xì)胞因子——TGF-β。在缺氧介導(dǎo)的屏障損傷過程中，輔酶a 通過介導(dǎo)TGF-β 的作用損害內(nèi)皮完整性，研究顯示，靶向Furin 或激活素受體樣激酶5（Activin receptor-like kinase 5，ALK5）途徑可能為疾病期間改善血腦屏障穩(wěn)定性和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能提供新的治療策略[20]。TGF-β1 顯著誘導(dǎo)膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Glial cell linederived neurotrophic factor，GDNF）和Furin 的表達(dá)，進(jìn)而增加成熟GDNF 的產(chǎn)生，研究也顯示，F(xiàn)urin 是誘導(dǎo)GDNF 產(chǎn)生的主要前蛋白轉(zhuǎn)化酶[21]。此外，當(dāng)T 細(xì)胞被激活并裂解pro-TGF-β1以釋放活性蛋白時，F(xiàn)urin會被上調(diào)，調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Treg）中Furin 的缺失導(dǎo)致TGF-β1 活性降低并抑制Treg 功能[22]。同樣，現(xiàn)有的研究已經(jīng)證明，BMP6和TGF-β參與哺乳動物卵泡功能調(diào)節(jié)和卵母細(xì)胞成熟的過程。而在通過BMP6 來誘導(dǎo)產(chǎn)生TGF-β1 的過程中，F(xiàn)urin 扮演的角色起到極為關(guān)鍵的作用，并且進(jìn)一步研究顯示激活素受體樣激酶2（ALK2）和激活素受體樣激酶3（ALK3）都參與BMP6 誘導(dǎo)的Furin 上調(diào)[23]。內(nèi)源性Furin 的敲除部分減弱了BMP2 誘導(dǎo)的血清腦源性生長因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）產(chǎn)生的增加，表明Furin參與了BDNF 的成熟過程。此外，通過藥理學(xué)（激酶受體抑制劑）和siRNA 介導(dǎo)的抑制方法，證明BMP2誘導(dǎo)的BDNF和Furin表達(dá)上調(diào)最有可能由激活素受體樣激酶（ALK）2/ALK3-SMAD4 信號通路介導(dǎo)[24]。

Furin 的過度表達(dá)通過參與多種蛋白質(zhì)的成熟過程來影響細(xì)胞和病毒的生物學(xué)功能。目前最新研究表明，F(xiàn)urin 在人類胰島中高度表達(dá)，而可能提供冗余的PC 以相當(dāng)?shù)偷乃奖磉_(dá)[25]。Jin等[26]在有關(guān)脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase，LPL）的研究中發(fā)現(xiàn)，血管生成素樣蛋白（angiopoietin-like protein，ANGPTL）3、4 和8 是特征明顯的LPL 蛋白抑制劑，數(shù)據(jù)表明ANGPTL3/8 促進(jìn)Furin 介導(dǎo)的LPL 切割。此外，研究顯示，F(xiàn)urin 可以作為足月分娩子宮激活的刺激劑，介導(dǎo)分娩的起始[27]。Furin與其他真核生物前蛋白相比，在富含Mg2+離子的環(huán)境中，病毒包膜糖蛋白突變可以增加對細(xì)胞內(nèi)Furin 的易感性，從而使病毒感染性提高[16]。

3 Furin 相關(guān)疾病

3.1 Furin與病毒傳染性疾病

多種病毒利用組成型蛋白質(zhì)分泌途徑的Furin和其他前蛋白轉(zhuǎn)化酶（PCs）來調(diào)節(jié)其細(xì)胞進(jìn)入機制和傳染性。全身細(xì)胞中普遍存在的Furin 和相關(guān)的PCs使得這些蛋白酶容易被病毒利用[28]。Furin介導(dǎo)多宿主與病原體蛋白水解切割，并在促進(jìn)病毒包膜糖蛋白的成熟方面發(fā)揮重要作用。腮腺炎病毒（mumps virus，MuV）通過其包膜與靶細(xì)胞的質(zhì)膜融合進(jìn)入細(xì)胞，膜融合由病毒附著蛋白和Furin 介導(dǎo)，F(xiàn)urin 將MuV-F 裂解為兩個亞基是膜融合和病毒感染的先決條件[29]。

目前最受關(guān)注的病毒傳染性疾病是2019 年末爆發(fā)的由新型冠狀病毒感染引起的肺炎（Corona virus disease 2019，COVID-19），其病原體被命名為“嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）”。SARS-CoV-2可能通過棘突蛋白（Spike protein，S蛋白）與人類細(xì)胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）相互作用，從而感染人類呼吸上皮細(xì)胞[30]。S蛋白是新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)鍵因素，由S1和S2兩個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，S1與宿主ACE2受體結(jié)合，S2與膜融合有關(guān)[31]。

SARS-CoV-2比SARS冠狀病毒傳染性更強，傳播速度更快。其原因是SARS-CoV-2 中“PRRA”插入物和隨后的精氨酸（R）構(gòu)成一個RRAR 序列，這種基序的存在可能使S 蛋白在成熟前被Furin 樣蛋白酶切割成S1和S2，從而使S1靈活改變構(gòu)象，以更好地適應(yīng)宿主受體[32]。SARS-CoV-2 的S 蛋白還同時具備胰蛋白酶（R815）和Furin（R685）酶切位點，分別對應(yīng)SARS冠狀病毒的胰蛋白酶切位點（R797和R667）[33]，這些位點使SARS-CoV-2侵染細(xì)胞的效率更高。Furin切割位點的缺失會放大SARS-CoV-2在Vero細(xì)胞中的復(fù)制，但是會減弱其在呼吸細(xì)胞的復(fù)制和體內(nèi)的致病性[34]。此外，對感染SARS-CoV-2的患者進(jìn)行的研究結(jié)果表明，F(xiàn)urin與疾病發(fā)展的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，表明Furin可能導(dǎo)致SARS-CoV-2感染加重和炎癥加劇，因此可以將其作為COVID-19 患者疾病嚴(yán)重程度的預(yù)測指標(biāo)之一[35]。由此可見，F(xiàn)urin 的廣泛表達(dá)與SARS-CoV-2 的致病性密切相關(guān)。

為了進(jìn)一步證明SARS-CoV-2 感染細(xì)胞時Furin 在S 蛋白上的作用，Shang 等[36]使用靶向于Furin的siRNA和蛋白酶抑制劑分別處理S蛋白，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)Furin的活性受到抑制以后，在進(jìn)入細(xì)胞的過程中明顯表現(xiàn)出SARS-CoV-2的效率降低。研究者通過在VeroE6細(xì)胞中表達(dá)SARS-CoV-2 S蛋白上假定的Furin底物來驗證其切割，并發(fā)現(xiàn)顯著的合胞體形成，接著用Furin 抑制劑癸?；?RVKR-氯甲基酮（decanoyl-RVKR-chloromethylketone，CMK）和萘熒光素處理可消除分裂和合胞體，表明這兩種Furin抑制劑可通過減少病毒的產(chǎn)生和細(xì)胞病變作用，從而增強細(xì)胞對SARS-CoV-2 的抵抗能力[37]。此外，合成的Furin 抑制劑MI-1851 在Calu-3 人氣道細(xì)胞中對SARS-CoV-2 的復(fù)制具有明顯的抑制作用，顯示其具有一定的抗病毒活性[38]?？傊?，對于SARSCoV-2感染細(xì)胞的整個過程，F(xiàn)urin發(fā)揮了重要的生物學(xué)作用，而對Furin 進(jìn)行抑制可能是抗SARSCoV-2感染潛在治療選擇之一。

3.2 Furin與骨相關(guān)疾病

Furin與骨內(nèi)分泌功能息息相關(guān)，骨鈣素（osteocalcin，OCN）由激素原（pro-osteocalcin，pro-OCN）合成，研究表明，F(xiàn)urin 原蛋白轉(zhuǎn)化酶負(fù)責(zé)體外和體內(nèi)的pro-OCN 成熟，F(xiàn)urin 介導(dǎo)的pro-OCN 裂解獨立于其γ-羧化發(fā)生，這是一種已知會阻礙OCN 內(nèi)分泌作用的翻譯后修飾。成骨細(xì)胞中的Furin 缺失降低了食欲，這一功能不受OCN 調(diào)節(jié)，因此表明成骨細(xì)胞可能會分泌額外的激素來調(diào)節(jié)能量代謝的不同方面，這些發(fā)現(xiàn)表明Furin是骨內(nèi)分泌功能的重要調(diào)節(jié)劑；此外，F(xiàn)urin 對OCN 激素原的加工調(diào)節(jié)了OCN 的激活和內(nèi)分泌功能[39]。因此，成骨細(xì)胞中的Furin 通過OCN 依賴性和非依賴性機制在骨能量代謝的調(diào)節(jié)中起重要作用。

與成骨細(xì)胞相比，F(xiàn)urin可能在破骨細(xì)胞譜系細(xì)胞中發(fā)揮更大的作用，尤其是在成熟的破骨細(xì)胞中，其與破骨細(xì)胞的形成和骨吸收密切相關(guān)。Pang等[40]的體內(nèi)實驗表明，骨靶向Furin抑制肽（RD 6）可以通過抑制破骨細(xì)胞形成和骨吸收，對OVX 誘導(dǎo)的骨丟失發(fā)揮骨保護作用；此外，該團隊還合成了一種超順磁性氧化鐵（superparamagnetic iron oxide，SPIO）納米顆粒，該納米顆粒由與骨靶向和對金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase 9，MMP）裂解有反應(yīng)的Furin 抑制肽綴合而成，且專門針對骨組織，實驗結(jié)果表明，該納米顆粒明顯抑制了乳腺癌進(jìn)展并減輕了破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨破壞。因此，F(xiàn)urin在多功能SPIO 納米粒子治療骨轉(zhuǎn)移性乳腺癌的過程中起到難以代替的作用。

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）的患者常伴有軟骨損失的癥狀，這是由生長因子和MMP 的局部產(chǎn)生改變引起的。Furin是一種參與MMP蛋白質(zhì)成熟的酶，可能調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞功能。研究表明，F(xiàn)urin 的全身給藥通過維持OA 中的ALK5 受體和Smad3信號傳導(dǎo)來負(fù)調(diào)節(jié)MMP-13，從而減少小鼠的軟骨降解[41]。這體現(xiàn)了Furin在OA 中的保護作用，表明其可能是介導(dǎo)OA 發(fā)展的潛在靶點，提示Furin在治療軟骨損失方面具有潛在用途。

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoidarthritis，RA）屬于自身免疫性關(guān)節(jié)疾病，它能導(dǎo)致患者出現(xiàn)關(guān)節(jié)嚴(yán)重?fù)p傷的癥狀。炎癥部分是由于分泌炎性細(xì)胞因子的免疫細(xì)胞涌入和Treg 細(xì)胞數(shù)量減少。Furin對關(guān)節(jié)炎病變的預(yù)防是通過抑制MMP-9 和MMP-2 前體轉(zhuǎn)化為其活性形式來促進(jìn)調(diào)節(jié)細(xì)胞（Treg cells）并恢復(fù)關(guān)節(jié)中輔助性T 淋巴細(xì)胞1（T helper 1，Th1）/輔助性T 淋巴細(xì)胞2（T helper 2，Th2）平衡來介導(dǎo)的；Furin 阻止了骨質(zhì)流失，促進(jìn)了一些可能損害軟骨穩(wěn)態(tài)平衡的催化酶的成熟，并且還與脾臟中Treg 細(xì)胞比例的增加有關(guān)，表現(xiàn)在局部血管翳增殖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中[42]。因此，F(xiàn)urin 在減少RA 自身免疫方面發(fā)揮重要作用，從而為自身免疫性疾?。ㄈ鏡A）提供了一種新的治療劑。

3.3 Furin與腫瘤相關(guān)疾病

在腫瘤發(fā)展過程中，許多與其相關(guān)的蛋白質(zhì)需要經(jīng)過Furin等前體蛋白切割成熟，才能發(fā)揮生物學(xué)活性。研究表明，F(xiàn)urin在卵巢癌高級別漿液性癌患者中高表達(dá)，F(xiàn)urin 可以激活卵巢癌細(xì)胞中的IGF1R/STAT3 信號軸，從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，同時降低Furin的表達(dá)，對腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移能力都具有明顯的抑制作用[43]。在三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）細(xì)胞中，F(xiàn)urin裂解并激活參與腫瘤發(fā)生的幾種蛋白質(zhì)前體，在乳清酸性蛋白（whey acidic protein，WAP）誘導(dǎo)的乳腺上皮細(xì)胞特異性Furin基因敲除小鼠模型中，小鼠乳腺發(fā)育正常；然而，在癌基因誘導(dǎo)的TNBC 小鼠模型中，乳腺中Furin 的缺失抑制了原發(fā)性腫瘤生長和肺轉(zhuǎn)移[44]，揭示了Furin 作為TNBC 腫瘤治療靶點的潛力。同時，有研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌組織中甲基化CpG 序列結(jié)合蛋白2（methyl-CpG-binding protein 2，MeCP2）的表達(dá)上調(diào)，并且和胰腺癌細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖密切相關(guān)。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)，MeCP2 可以作為一種共激活劑增強Smad3 與Furin啟動子的結(jié)合，從而提高其轉(zhuǎn)錄效率，MeCP2/Smads 可強化Furin 表達(dá)并激活TGF-β1，進(jìn)而使Smad2/3 磷酸化，最終形成正反饋軸促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化[45]。Furin 還能通過內(nèi)蛋白分解激活參與ERK-MAPK 通路的幾種致癌蛋白前體，有研究表明，F(xiàn)urin 可以激活KRAS 相關(guān)的ERKMAPK通路中的一些腫瘤相關(guān)蛋白前體，從而促進(jìn)結(jié)直腸癌的發(fā)生[46]。Farhat等[47]的研究報道顯示，在乳腺細(xì)胞中硫辛酸（Lipoic acid，LA）通過下調(diào)Furin抑制胰島素生長因子受體（insulin like growth factor-1 receptor，IGF-1R）的成熟，在體外和體外抑制各種ERα+和ERα-乳腺癌細(xì)胞株的增殖，從而發(fā)揮抗乳腺癌功能。

在癌癥的治療中，藥物積累不足和耐藥性仍然是兩大挑戰(zhàn)。目前已有實驗證明Furin 與腫瘤細(xì)胞內(nèi)藥物的聚集密切相關(guān)，Xie等[48]設(shè)計了一種負(fù)載阿霉素（DOX）和羥基氯喹（HCQ）（AuNPs-D&HR&C）的Furin 反應(yīng)性聚集納米平臺，AuNPs-D&HR&C 在全身給藥后可通過增強通透性和滯留（EPR）效應(yīng)被動靶向腫瘤，導(dǎo)致腫瘤內(nèi)藥物積聚增強；并且還通過提高腫瘤靶向能力、抑制保護性自噬、重編程m2 樣TAMs 抗腫瘤M1 表型來克服耐藥。此外，Chen 等[49]開發(fā)了一種基于Furin 的三萜類脂質(zhì)體復(fù)合物（PEGcleavable Tf-CTM/L），該復(fù)合物以轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的載雷公藤堿的薏苡仁油微乳液（transferrin-modified tripterine-loaded coix seed oil microemulsion,Tf-CTM）為核心，包覆熱敏脂質(zhì)和一種用Furin 可裂解肽修飾的聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）殼；與單獨使用三萜烯相比，聚乙二醇可切割的Tf-CTM/L通過抗腫瘤藥物在腫瘤組織內(nèi)的高效積累和深度滲透，提高了抗宮頸癌的療效，降低了全身毒性，在宮頸癌常規(guī)治療方案基礎(chǔ)上提供了一種新策略?？傊?，F(xiàn)urin與腫瘤的發(fā)展有一定的相關(guān)性，在一定程度上，通過下調(diào)Furin 的表達(dá)能抑制腫瘤的發(fā)展。

3.4 Furin與神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病

Furin的作用底物在腦內(nèi)廣泛分布，這些底物的激活與神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)，因此Furin 在癇病、阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用。Furin 介導(dǎo)的低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（low-density lipoprotein receptor related protein 1，LRP1）切割和LRP1 的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（intracellular domain，ICD）定位的改變與興奮毒性神經(jīng)元損傷有關(guān)，實驗證明，成熟的LRP1在大鼠腦缺血后和原代培養(yǎng)的皮質(zhì)神經(jīng)元暴露于N-甲基-D-門冬氨酸（Nmethyl-D-aspartate，NMDA）后被Furin 切割，LRP1的切割和LRP1-ICD 與反式高爾基體網(wǎng)絡(luò)（trans-Golgi network，TGN）和（或）Furin 的共定位被Furin抑制劑減弱，這可能與保護皮質(zhì)神經(jīng)元免受缺血性損傷有關(guān)[50]。隨著年齡的增長，大腦鐵代謝異常越來越可能參與阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s Disease，AD）的病理過程。Furin 是一種廣泛表達(dá)的前轉(zhuǎn)化酶，其鐵調(diào)節(jié)作用可能在AD 中發(fā)揮重要作用。Choi等[51]在實驗中觀察到，過量鐵誘導(dǎo)的Furin活性破壞了淀粉樣蛋白前體（amyloid protein precursor，APP）加工，從而導(dǎo)致了老年APP-c105 小鼠認(rèn)知能力下降和淀粉樣蛋白-β誘導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞死亡，進(jìn)一步的實驗結(jié)果表明，通過低鐵誘導(dǎo)的Furin活性增強，促進(jìn)α分泌酶依賴的APP加工，從而減少認(rèn)知能力下降和淀粉樣蛋白-β誘導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞死亡，同時，降低老年AD小鼠脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物水平，提高抗氧化防御酶活性。Furin 通過對腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）前體[52]、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）受體前體[53]等營養(yǎng)因子和受體前體的剪切，以及對Notch1受體前體裂解[54-55]的調(diào)控來影響癲癇病的發(fā)作。另有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)urin蛋白在癲癇小鼠的海馬和皮質(zhì)以及癲癇患者的顳葉新皮質(zhì)中增加，與野生型（Wild type，WT）小鼠相比，F(xiàn)urin 轉(zhuǎn)基因小鼠增加了癲癇易感性，癲癇活動增強。相反，慢病毒介導(dǎo)的Furin基因敲除抑制了癲癇活動；此外，F(xiàn)urin基因調(diào)節(jié)突觸后γ-氨基丁酸A 受體（γ-aminobutyric acid A receptor，GABAAR）介導(dǎo)的突觸傳遞影響神經(jīng)元抑制，F(xiàn)urin 可能通過改變癲癇中GABAARβ2/3 亞單位的轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)GABAAR 介導(dǎo)的抑制性突觸傳遞，而影響癲癇小鼠GABAARβ2/3膜和總蛋白的表達(dá)[56]。此外，發(fā)育性尼古丁暴露（developmental nicotine exposure，DNE）引發(fā)了 Furin 介導(dǎo)的proBDNF 蛋白水解的多代破壞。從臨床角度來看，所有相關(guān)的這些發(fā)現(xiàn)將弗林蛋白酶缺陷確定為proBDNF 蛋白水解正?；拖嚓P(guān)神經(jīng)發(fā)育損傷的潛在治療靶點。鑒于Furin 的表達(dá)受microRNA-24（miR24）的負(fù)調(diào)控，未來的研究可以評估抗miR24寡核苷酸療法作為增強Furin 表達(dá)的工具的潛在價值，從而使DNE 后代和孫后代的proBDNF 蛋白水解正?；痆57]。

3.5 Furin與其他相關(guān)疾病

Furin 在許多其他疾病中也起著至關(guān)重要的作用。研究表明，急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）患者的Furin 水平升高引發(fā)心血管不良事件、全因死亡率、復(fù)發(fā)性心肌梗死（myocardial infarction，MI）和因心力衰竭（heart failure，HF）住院的風(fēng)險增加，且Furin獨立于常規(guī)危險因素和既定標(biāo)志物[58]。有實驗數(shù)據(jù)顯示，循環(huán)Furin、全身脂肪量、軀干脂肪量、體脂百分比、甘油三酯、脂肪因子和促炎標(biāo)志物之間存在正相關(guān)，F(xiàn)urin、肥胖和兒童促炎環(huán)境之間存在關(guān)聯(lián)[59]。此外，有研究證明較高水平的血清Furin 可預(yù)測中國成人發(fā)生微量白蛋白尿的風(fēng)險增加[60]。

4 展望

Furin在機體眾多生理過程中都不可或缺，且與很多疾病有顯著關(guān)聯(lián)。目前有關(guān)Furin 對疾病治療的作用及潛在機制的研究已有較大收獲，但對其具體分子機制及通路仍有部分不明確，未來的研究將更全面闡述Furin 的生物學(xué)功能。此外，F(xiàn)urin 抑制劑對相關(guān)疾病治療可能是今后研究的主流之一?？偠灾?，F(xiàn)urin在臨床應(yīng)用及理論研究都有廣闊的發(fā)展前景。