含纈酪肽蛋白是一種細胞內高度保守、廣泛存在的膜結合蛋白，與其輔助因子共同參與蛋白質降解、基因復制、細胞周期調控等多種細胞功能，共同維持細胞內穩態。腫瘤細胞中同樣存在含纈酪肽蛋白，其表達與腫瘤的發生發展密切相關，但具體機制有待進一步明確。目前含纈酪肽蛋白抑制劑在腫瘤治療中的應用已得到不斷深入研究，該文將從含纈酪肽蛋白的分子基礎、含纈酪肽蛋白與細胞穩態和腫瘤、相關靶向治療幾個方面來探討，旨在為含纈酪肽蛋白抑制劑的臨床應用提供一定依據。
引用本文： 趙繼鷗. 含纈酪肽蛋白在腫瘤中的研究進展. 華西醫學, 2021, 36(12): 1788-1792. doi: 10.7507/1002-0179.202002178 復制
含纈酪肽蛋白是與多種細胞活性相關的 ATP 酶家族成員，也被稱為 p97，它在整個進化過程中高度保守，廣泛存在于細胞內，占所有細胞質蛋白的 1%左右，參與了多種細胞功能，如內質網相關蛋白降解、有絲分裂、高爾基體重組、細胞周期調控、細胞凋亡、DNA 損傷應答、線粒體質量控制和自噬等[1]。含纈酪肽蛋白作為一種 ATP 酶，與其輔助因子一起調控細胞內蛋白質的穩態，維持正常細胞的生命活動，包涵體肌病、Paget 病和額顳葉癡呆等多系統蛋白病已被發現與含纈酪肽蛋白的基因雜合突變有關，腫瘤細胞中也同樣存在含纈酪肽蛋白，該蛋白可能參與腫瘤的發生發展，但具體機制有待進一步明確[2]。因此，該文從含纈酪肽蛋白的分子基礎、含纈酪肽蛋白與細胞穩態和腫瘤、相關靶向治療幾個方面來對已發表的相關文獻進行歸納總結，以探討含纈酪肽蛋白參與腫瘤發生發展的可能機制，旨在為含纈酪肽蛋白抑制劑的臨床應用提供一定依據。
1 含纈酪肽蛋白的分子基礎
含纈酪肽蛋白是一種六聚體環狀分子，包含4 種結構域，即 2 個串聯的 ATP 酶結構域 D1 和 D2、位于 N 端的 N 結構域以及一個短的 C 端結構域，D1 和 D2 之間通過短肽連接體連接，其中 D2 在 ATP 水解中起主要驅動作用，另一個短肽連接體連接 D1 結構域和 N 端結構域[1, 3-4]。N 端球狀結構域是結合輔助蛋白的主要結構域，它能夠穩定未折疊的蛋白質，調節 ATP 水解，甚至偶聯底物和配體蛋白與 ATP 水解的結合，少數配體蛋白可與 C 端結構域結合[4]。通過與輔助蛋白結合組成蛋白復合物是含纈酪肽蛋白發揮各種細胞功能的主要形式，數量種類最多的輔助蛋白泛素調控 X 因子（ubiquitin regulatory X，UBX）存在于各種真核蛋白的羧基末端，與含纈酪肽蛋白的 N 末端結合，形成 UBXD1、UBXD2、UBXD3、UBXD4、UBXD5、UBXD7 和 UBXD8 等[5-7]。此外，還有一些輔助蛋白通過 UBX 樣結構域、含纈酪肽蛋白相互作用基序、含纈酪肽蛋白結合基序和結合位點 1 等，同樣可以與含纈酪肽蛋白結合發揮作用[1]。其中泛素融合降解蛋白 1（ubiquitin fusion degradation protein 1，UFD1）和核蛋白定位同系物蛋白 4（nuclear protein localization 4 homolog，NPL4）組成的 UFD1-NPL4 異二聚體與含纈酪肽蛋白結合就是屬于后者，UFD1-NPL4 異二聚體針對含纈酪肽蛋白 N 結構域有 2 個結合模塊：NPL4 的泛素結合結構域和 UFD1 的結合位點 1[8-9]。
2 含纈酪肽蛋白與細胞穩態
無論是在正常細胞還是腫瘤細胞，蛋白質的合成、加工過程中都會產生大量未折疊或錯誤折疊的蛋白質，這類蛋白在細胞中累積超過一定量后，可以激活未折疊蛋白反應，未折疊蛋白反應是一個復雜的系統，通過增加內質網伴侶的表達、抑制信使 RNA 翻譯來減少內質網對蛋白質的負載，并促進內質網相關蛋白降解，試圖恢復細胞蛋白質的穩態[10-11]。含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物在內質網相關降解中起重要作用，其作為一種分離酶，將泛素化的底物蛋白從內質網膜轉移到細胞質中進行蛋白酶體降解[8]。雖然關于參與內質網相關蛋白降解的含纈酪肽蛋白配體數量和類型的報道較多，但含纈酪肽蛋白及其復合物參與調節的具體模式和確切作用仍有待進一步闡明，而從線粒體外膜中提取錯誤折疊的蛋白質以促進其蛋白酶體處理的過程也涉及含纈酪肽蛋白，它在降解 2 種外膜蛋白即髓樣細胞白血病-1 蛋白和線粒體融合蛋白 1 中起著關鍵作用[12-13]。
自噬指吞噬自身細胞質蛋白聚集物或細胞器等大分子，并使其包被進入囊泡，降解其所包裹的內容物的過程，這一過程也被發現有含纈酪肽蛋白的參與，在溶酶體損傷后，含纈酪肽蛋白轉位到溶酶體，并且與獨特的輔助因子協同作用，自噬清除受損溶酶體[14]。與骨骼 Paget 病和額顳葉癡呆相關的包涵體肌病中含纈酪肽蛋白突變體的表達以及含纈酪肽蛋白的沉默均可導致自噬體的積累，而自噬體無法成熟為自噬溶酶體并降解蛋白聚集體[15]。
此外，含纈酪肽蛋白在 DNA 復制起始、延伸到最終終止的各個環節均起到重要作用[16]。在 DNA 雙鏈斷裂修復過程中，含纈酪肽蛋白與 UFD1-NPL4 協同作用，水解 ATP，參與 DNA 的修復[17]。在芽生酵母細胞中，UFD1-NPL4 招募含纈酪肽蛋白進行泛素化解旋酶的分解，是染色體復制終止的關鍵調控步驟，UFD1-NPL4 在染色體復制結束時向泛素化解旋酶募集含纈酪肽蛋白，從而驅動分解反應[18]。這揭示了含纈酪肽蛋白在確保基因組的特異性和穩定性過程中的重要作用，無論是基因水平還是蛋白水平，含纈酪肽蛋白均參與了細胞內穩態的調節和維持。
3 含纈酪肽蛋白與腫瘤
3.1 腫瘤中的表達及與預后的相關性
無論是正常細胞還是腫瘤細胞，均存在大量含纈酪肽蛋白，在甲狀腺濾泡癌、口咽鱗狀細胞癌、食管癌、前列腺癌、非小細胞肺癌、肝細胞癌等實體瘤中，含纈酪肽蛋白的表達顯著升高，表達水平與部分腫瘤的預后及復發有關，是甲狀腺濾泡癌患者無病生存情況的影響因素[19-24]。有研究通過基因表達序列分析對胰腺癌的全球基因組進行分析，結果顯示含纈酪肽蛋白在 DNA 水平上是少數已知的與腫瘤轉移相關的復發性擴增子之一[25]。還有學者使用含纈酪肽蛋白抑制劑 CB-5083 進行體外研究，發現與實體瘤細胞系相比，CB-5083 治療可導致多發性骨髓瘤細胞系快速有效死亡[26]，但含纈酪肽蛋白 D1 和 D2 短肽連接區的特異性基因突變可以導致含纈酪肽蛋白抑制劑耐藥[27]。
3.2 調控細胞內穩態以參與腫瘤發生發展
有研究使用含纈酪肽蛋白抑制劑作用于套細胞淋巴瘤細胞，結果顯示套細胞淋巴瘤細胞呈劑量依賴性凋亡，還檢測到細胞內質網應激相關因子增加和泛素化蛋白積累[28]。而腫瘤細胞內含纈酪肽蛋白表達的增加也有助于清除腫瘤細胞內大量、錯誤折疊/易聚集和潛在毒性的蛋白質，并促進腫瘤細胞存活[6]。此外，含纈酪肽蛋白相關輔助蛋白被抑制時同樣有抑制腫瘤細胞的作用，含纈酪肽蛋白可能與其輔助蛋白相互作用，通過降低腫瘤細胞內蛋白質毒性以維持腫瘤細胞內穩態，從而參與腫瘤發生發展[29]。此外，DNA 復制應激被認為是散發性癌癥和其他與組織退化和衰老相關的病理改變的主要原因之一，含纈酪肽蛋白及輔助蛋白的突變可導致 DNA 復制應激誘導的基因組不穩定，DNA 復制叉停止，并觸發休眠的復制起點，從而導致腫瘤發生[16]。
3.3 通過細胞信號通路參與腫瘤發生發展
腫瘤的發生發展離不開細胞信號通路，核因子κB 信號通路在腫瘤中的研究目前已相當成熟，當細胞受到各種刺激后，通過經典途徑或非經典途徑，最終使核因子κB 二聚體得到釋放、激活，并轉移到細胞核中與目的基因結合，以促進目的基因的轉錄[30]。含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 蛋白復合物與泛素化核因子κB 抑制蛋白α特異性結合，促進核因子κB 抑制蛋白α降解，這種對核因子κB 抑制蛋白α泛素化的調控對激活核因子κB 信號通路有重要意義，通過微 RNA-129-5p 抑制含纈酪肽蛋白的表達，從而抑制核因子κB 抑制蛋白α的降解，可增加細胞凋亡，減少肝癌細胞的遷移[24, 31]。此外，有研究表明，含纈酪肽蛋白的失活或含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物的耗盡，可負向干預核因子κB 信號通路，降低下游靶基因的轉錄[32]。然而，含纈酪肽蛋白是否同時通過經典途徑和非經典途徑參與調節核因子κB 信號通路仍有待進一步研究。
低氧誘導因子-1 是調節氧穩態的核心轉錄因子，在機體的病理生理過程和腫瘤形成中發揮重要作用，低氧誘導因子-1α是含纈酪肽蛋白的基底物，UBXD7 介導低氧誘導因子-1α與含纈酪肽蛋白的相互作用，缺失含纈酪肽蛋白可導致內源性低氧誘導因子-1α的積累和低氧誘導因子-1α靶基因的表達[33]。此外，UBXD7 作為含纈酪肽蛋白的泛素結合輔助蛋白，可以獨立發揮作用，導致低氧誘導因子-1α的積累[34]。
Akt 是細胞存活和增殖的另一重要介質，早期研究表明，含纈酪肽蛋白是乳腺癌細胞 Akt 信號轉導的一個靶點，含纈酪肽蛋白還可通過參與 E3 泛素蛋白連接酶 5 依賴性泛素化對 Groucho 蛋白的失活作用，參與 Wnt 通路的調節[35-36]。含纈酪肽蛋白和相關輔助蛋白通過多種機制調節細胞信號通路并參與腫瘤發生發展，這為探討細胞信號通路和腫瘤的關系提供了更加全面、系統的思路，擴展了在分子生物層面觀察腫瘤發生的視野。
細胞周期是細胞生命活動的基本過程，通過各種調節機制維持其細胞分裂的穩定性，Far1p 是細胞 G1 周期蛋白激酶抑制劑，可確保基因組的穩定性，其功能喪失可導致基因組不穩定和癌癥，Far1p 通過泛素-含纈酪肽蛋白-蛋白酶體水解途徑降解，導致細胞從 G1 期向 S 期轉變[37]。Cln3 是芽殖酵母中最上游的 G1 細胞周期蛋白，易被泛素化和蛋白酶體降解，含纈酪肽蛋白在細胞周期啟動過程中起到了積極的作用，阻礙了 Cln3 的降解，但在增殖信號重新出現后又可與 Cln3 相互作用，促進 Cln3 以泛素化形式從內質網釋放，參與蛋白酶體降解，從而參與細胞周期穩定性的調節[38]。
4 含纈酪肽蛋白的靶向治療
從上文可看出，含纈酪肽蛋白通過多種方式參與細胞內穩態的調節，尤其在未折疊蛋白反應以及自噬等過程中起到重要作用，推測含纈酪肽蛋白被抑制后會誘導細胞中未折疊和錯誤折疊的蛋白質或毒性蛋白聚集體的積累，從而破壞細胞穩態，導致細胞死亡。Bastola 等[39]研究發現，含纈酪肽蛋白抑制劑通過誘導內質網應激，引起細胞周期阻滯，觸發胱天蛋白酶介導的細胞死亡，從而發揮抗腫瘤活性。
CB-5083 是含纈酪肽蛋白的抑制劑，可有效誘導多發性骨髓瘤細胞死亡，是一種強效的口服含纈酪肽蛋白抑制劑[26]。體外試驗表明，CB-5083 可使急性 B 淋巴細胞白血病細胞系存活率顯著降低[40]。因 CB-5083 為口服制劑，在骨肉瘤動物研究中并未發現明顯不良反應，具有良好的應用前景，目前正在進行 2 項Ⅰ期臨床試驗（NCT02243917 和 NCT02223598），其結果值得期待[41]。
ML240 和 ML241 都是 ATP 競爭性含纈酪肽蛋白抑制劑，在體外具有類似的 ATP 酶活性，與蛋白酶體抑制劑相比，ML240 破壞含纈酪肽蛋白的蛋白質穩態后，可導致更快的凋亡激活，且對 NCI-60 癌細胞系還具有廣泛的抗增殖活性，但對正常細胞的活性稍低，這是否意味著其具有一定的腫瘤選擇性還有待進一步研究，同時低溶解性和高血漿蛋白結合活性是這 2 種藥物使用過程中需克服的問題[42]。
NMS-873 不同于上述含纈酪肽蛋白抑制劑，是一種變構含纈酪肽蛋白抑制劑，可誘導泛素化蛋白的積累，導致內質網應激和自噬體成熟的抑制[43]。目前認為 NMS-873 通過與含纈酪肽蛋白 D1 和 D2 的 ATP 酶結構域之間的連接域結合，從而破壞含纈酪肽蛋白的 ATP 酶活性，且除了腫瘤治療外，NMS-873 還被發現在流感病毒抑制中同樣有效[44]。
此外，除了含纈酪肽蛋白抑制劑外，通過抑制含纈酪肽蛋白相關輔助蛋白同樣可以發揮抗腫瘤作用。戒酒藥雙硫倫代謝物二硫卡鈉與銅形成的復合物 CuET，可作用于含纈酪肽蛋白輔助蛋白 NPL4，固定含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物，抑制蛋白質水解，從而產生抗腫瘤作用，且 CuET 具有腫瘤的天然靶向性，但是產生這種靶向性的機制尚不明確[45]。
5 小結與展望
綜上所述，從基因到染色體，從蛋白修飾到降解，從細胞分裂到凋亡，含纈酪肽蛋白及其輔助蛋白通過復雜多樣的機制參與細胞的生命活動。無論在正常細胞還是腫瘤細胞中，含纈酪肽蛋白都發揮著維持細胞內蛋白質、基因穩態的作用，但目前很難預測含纈酪肽蛋白在腫瘤中所扮演的確切角色，促癌、抑癌或者只是腫瘤發生發展的中間物，因此有必要開展更多關于含纈酪肽蛋白表達調節的研究來深入探討。腫瘤細胞本身具有低分化特征，含纈酪肽蛋白在腫瘤細胞中是否可以完全發揮其功能或者在特定腫瘤中含纈酪肽蛋白所發揮的功能是否一致也有待進一步研究。基于目前已經成熟的含纈酪肽蛋白相關功能研究，含纈酪肽蛋白作為治療靶點已成為研究熱點，并且已經研發出了含纈酪肽蛋白特異性抑制劑，這些抑制劑作為抗腫瘤靶向制劑在體外或動物模型中的研究成果令人鼓舞，含纈酪肽蛋白的功能范圍未來可能還會擴大，其抑制劑也可能逐漸用于臨床。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
含纈酪肽蛋白是與多種細胞活性相關的 ATP 酶家族成員，也被稱為 p97，它在整個進化過程中高度保守，廣泛存在于細胞內，占所有細胞質蛋白的 1%左右，參與了多種細胞功能，如內質網相關蛋白降解、有絲分裂、高爾基體重組、細胞周期調控、細胞凋亡、DNA 損傷應答、線粒體質量控制和自噬等[1]。含纈酪肽蛋白作為一種 ATP 酶，與其輔助因子一起調控細胞內蛋白質的穩態，維持正常細胞的生命活動，包涵體肌病、Paget 病和額顳葉癡呆等多系統蛋白病已被發現與含纈酪肽蛋白的基因雜合突變有關，腫瘤細胞中也同樣存在含纈酪肽蛋白，該蛋白可能參與腫瘤的發生發展，但具體機制有待進一步明確[2]。因此，該文從含纈酪肽蛋白的分子基礎、含纈酪肽蛋白與細胞穩態和腫瘤、相關靶向治療幾個方面來對已發表的相關文獻進行歸納總結，以探討含纈酪肽蛋白參與腫瘤發生發展的可能機制，旨在為含纈酪肽蛋白抑制劑的臨床應用提供一定依據。
1 含纈酪肽蛋白的分子基礎
含纈酪肽蛋白是一種六聚體環狀分子，包含4 種結構域，即 2 個串聯的 ATP 酶結構域 D1 和 D2、位于 N 端的 N 結構域以及一個短的 C 端結構域，D1 和 D2 之間通過短肽連接體連接，其中 D2 在 ATP 水解中起主要驅動作用，另一個短肽連接體連接 D1 結構域和 N 端結構域[1, 3-4]。N 端球狀結構域是結合輔助蛋白的主要結構域，它能夠穩定未折疊的蛋白質，調節 ATP 水解，甚至偶聯底物和配體蛋白與 ATP 水解的結合，少數配體蛋白可與 C 端結構域結合[4]。通過與輔助蛋白結合組成蛋白復合物是含纈酪肽蛋白發揮各種細胞功能的主要形式，數量種類最多的輔助蛋白泛素調控 X 因子（ubiquitin regulatory X，UBX）存在于各種真核蛋白的羧基末端，與含纈酪肽蛋白的 N 末端結合，形成 UBXD1、UBXD2、UBXD3、UBXD4、UBXD5、UBXD7 和 UBXD8 等[5-7]。此外，還有一些輔助蛋白通過 UBX 樣結構域、含纈酪肽蛋白相互作用基序、含纈酪肽蛋白結合基序和結合位點 1 等，同樣可以與含纈酪肽蛋白結合發揮作用[1]。其中泛素融合降解蛋白 1（ubiquitin fusion degradation protein 1，UFD1）和核蛋白定位同系物蛋白 4（nuclear protein localization 4 homolog，NPL4）組成的 UFD1-NPL4 異二聚體與含纈酪肽蛋白結合就是屬于后者，UFD1-NPL4 異二聚體針對含纈酪肽蛋白 N 結構域有 2 個結合模塊：NPL4 的泛素結合結構域和 UFD1 的結合位點 1[8-9]。
2 含纈酪肽蛋白與細胞穩態
無論是在正常細胞還是腫瘤細胞，蛋白質的合成、加工過程中都會產生大量未折疊或錯誤折疊的蛋白質，這類蛋白在細胞中累積超過一定量后，可以激活未折疊蛋白反應，未折疊蛋白反應是一個復雜的系統，通過增加內質網伴侶的表達、抑制信使 RNA 翻譯來減少內質網對蛋白質的負載，并促進內質網相關蛋白降解，試圖恢復細胞蛋白質的穩態[10-11]。含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物在內質網相關降解中起重要作用，其作為一種分離酶，將泛素化的底物蛋白從內質網膜轉移到細胞質中進行蛋白酶體降解[8]。雖然關于參與內質網相關蛋白降解的含纈酪肽蛋白配體數量和類型的報道較多，但含纈酪肽蛋白及其復合物參與調節的具體模式和確切作用仍有待進一步闡明，而從線粒體外膜中提取錯誤折疊的蛋白質以促進其蛋白酶體處理的過程也涉及含纈酪肽蛋白，它在降解 2 種外膜蛋白即髓樣細胞白血病-1 蛋白和線粒體融合蛋白 1 中起著關鍵作用[12-13]。
自噬指吞噬自身細胞質蛋白聚集物或細胞器等大分子，并使其包被進入囊泡，降解其所包裹的內容物的過程，這一過程也被發現有含纈酪肽蛋白的參與，在溶酶體損傷后，含纈酪肽蛋白轉位到溶酶體，并且與獨特的輔助因子協同作用，自噬清除受損溶酶體[14]。與骨骼 Paget 病和額顳葉癡呆相關的包涵體肌病中含纈酪肽蛋白突變體的表達以及含纈酪肽蛋白的沉默均可導致自噬體的積累，而自噬體無法成熟為自噬溶酶體并降解蛋白聚集體[15]。
此外，含纈酪肽蛋白在 DNA 復制起始、延伸到最終終止的各個環節均起到重要作用[16]。在 DNA 雙鏈斷裂修復過程中，含纈酪肽蛋白與 UFD1-NPL4 協同作用，水解 ATP，參與 DNA 的修復[17]。在芽生酵母細胞中，UFD1-NPL4 招募含纈酪肽蛋白進行泛素化解旋酶的分解，是染色體復制終止的關鍵調控步驟，UFD1-NPL4 在染色體復制結束時向泛素化解旋酶募集含纈酪肽蛋白，從而驅動分解反應[18]。這揭示了含纈酪肽蛋白在確保基因組的特異性和穩定性過程中的重要作用，無論是基因水平還是蛋白水平，含纈酪肽蛋白均參與了細胞內穩態的調節和維持。
3 含纈酪肽蛋白與腫瘤
3.1 腫瘤中的表達及與預后的相關性
無論是正常細胞還是腫瘤細胞，均存在大量含纈酪肽蛋白，在甲狀腺濾泡癌、口咽鱗狀細胞癌、食管癌、前列腺癌、非小細胞肺癌、肝細胞癌等實體瘤中，含纈酪肽蛋白的表達顯著升高，表達水平與部分腫瘤的預后及復發有關，是甲狀腺濾泡癌患者無病生存情況的影響因素[19-24]。有研究通過基因表達序列分析對胰腺癌的全球基因組進行分析，結果顯示含纈酪肽蛋白在 DNA 水平上是少數已知的與腫瘤轉移相關的復發性擴增子之一[25]。還有學者使用含纈酪肽蛋白抑制劑 CB-5083 進行體外研究，發現與實體瘤細胞系相比，CB-5083 治療可導致多發性骨髓瘤細胞系快速有效死亡[26]，但含纈酪肽蛋白 D1 和 D2 短肽連接區的特異性基因突變可以導致含纈酪肽蛋白抑制劑耐藥[27]。
3.2 調控細胞內穩態以參與腫瘤發生發展
有研究使用含纈酪肽蛋白抑制劑作用于套細胞淋巴瘤細胞，結果顯示套細胞淋巴瘤細胞呈劑量依賴性凋亡，還檢測到細胞內質網應激相關因子增加和泛素化蛋白積累[28]。而腫瘤細胞內含纈酪肽蛋白表達的增加也有助于清除腫瘤細胞內大量、錯誤折疊/易聚集和潛在毒性的蛋白質，并促進腫瘤細胞存活[6]。此外，含纈酪肽蛋白相關輔助蛋白被抑制時同樣有抑制腫瘤細胞的作用，含纈酪肽蛋白可能與其輔助蛋白相互作用，通過降低腫瘤細胞內蛋白質毒性以維持腫瘤細胞內穩態，從而參與腫瘤發生發展[29]。此外，DNA 復制應激被認為是散發性癌癥和其他與組織退化和衰老相關的病理改變的主要原因之一，含纈酪肽蛋白及輔助蛋白的突變可導致 DNA 復制應激誘導的基因組不穩定，DNA 復制叉停止，并觸發休眠的復制起點，從而導致腫瘤發生[16]。
3.3 通過細胞信號通路參與腫瘤發生發展
腫瘤的發生發展離不開細胞信號通路，核因子κB 信號通路在腫瘤中的研究目前已相當成熟，當細胞受到各種刺激后，通過經典途徑或非經典途徑，最終使核因子κB 二聚體得到釋放、激活，并轉移到細胞核中與目的基因結合，以促進目的基因的轉錄[30]。含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 蛋白復合物與泛素化核因子κB 抑制蛋白α特異性結合，促進核因子κB 抑制蛋白α降解，這種對核因子κB 抑制蛋白α泛素化的調控對激活核因子κB 信號通路有重要意義，通過微 RNA-129-5p 抑制含纈酪肽蛋白的表達，從而抑制核因子κB 抑制蛋白α的降解，可增加細胞凋亡，減少肝癌細胞的遷移[24, 31]。此外，有研究表明，含纈酪肽蛋白的失活或含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物的耗盡，可負向干預核因子κB 信號通路，降低下游靶基因的轉錄[32]。然而，含纈酪肽蛋白是否同時通過經典途徑和非經典途徑參與調節核因子κB 信號通路仍有待進一步研究。
低氧誘導因子-1 是調節氧穩態的核心轉錄因子，在機體的病理生理過程和腫瘤形成中發揮重要作用，低氧誘導因子-1α是含纈酪肽蛋白的基底物，UBXD7 介導低氧誘導因子-1α與含纈酪肽蛋白的相互作用，缺失含纈酪肽蛋白可導致內源性低氧誘導因子-1α的積累和低氧誘導因子-1α靶基因的表達[33]。此外，UBXD7 作為含纈酪肽蛋白的泛素結合輔助蛋白，可以獨立發揮作用，導致低氧誘導因子-1α的積累[34]。
Akt 是細胞存活和增殖的另一重要介質，早期研究表明，含纈酪肽蛋白是乳腺癌細胞 Akt 信號轉導的一個靶點，含纈酪肽蛋白還可通過參與 E3 泛素蛋白連接酶 5 依賴性泛素化對 Groucho 蛋白的失活作用，參與 Wnt 通路的調節[35-36]。含纈酪肽蛋白和相關輔助蛋白通過多種機制調節細胞信號通路并參與腫瘤發生發展，這為探討細胞信號通路和腫瘤的關系提供了更加全面、系統的思路，擴展了在分子生物層面觀察腫瘤發生的視野。
細胞周期是細胞生命活動的基本過程，通過各種調節機制維持其細胞分裂的穩定性，Far1p 是細胞 G1 周期蛋白激酶抑制劑，可確保基因組的穩定性，其功能喪失可導致基因組不穩定和癌癥，Far1p 通過泛素-含纈酪肽蛋白-蛋白酶體水解途徑降解，導致細胞從 G1 期向 S 期轉變[37]。Cln3 是芽殖酵母中最上游的 G1 細胞周期蛋白，易被泛素化和蛋白酶體降解，含纈酪肽蛋白在細胞周期啟動過程中起到了積極的作用，阻礙了 Cln3 的降解，但在增殖信號重新出現后又可與 Cln3 相互作用，促進 Cln3 以泛素化形式從內質網釋放，參與蛋白酶體降解，從而參與細胞周期穩定性的調節[38]。
4 含纈酪肽蛋白的靶向治療
從上文可看出，含纈酪肽蛋白通過多種方式參與細胞內穩態的調節，尤其在未折疊蛋白反應以及自噬等過程中起到重要作用，推測含纈酪肽蛋白被抑制后會誘導細胞中未折疊和錯誤折疊的蛋白質或毒性蛋白聚集體的積累，從而破壞細胞穩態，導致細胞死亡。Bastola 等[39]研究發現，含纈酪肽蛋白抑制劑通過誘導內質網應激，引起細胞周期阻滯，觸發胱天蛋白酶介導的細胞死亡，從而發揮抗腫瘤活性。
CB-5083 是含纈酪肽蛋白的抑制劑，可有效誘導多發性骨髓瘤細胞死亡，是一種強效的口服含纈酪肽蛋白抑制劑[26]。體外試驗表明，CB-5083 可使急性 B 淋巴細胞白血病細胞系存活率顯著降低[40]。因 CB-5083 為口服制劑，在骨肉瘤動物研究中并未發現明顯不良反應，具有良好的應用前景，目前正在進行 2 項Ⅰ期臨床試驗（NCT02243917 和 NCT02223598），其結果值得期待[41]。
ML240 和 ML241 都是 ATP 競爭性含纈酪肽蛋白抑制劑，在體外具有類似的 ATP 酶活性，與蛋白酶體抑制劑相比，ML240 破壞含纈酪肽蛋白的蛋白質穩態后，可導致更快的凋亡激活，且對 NCI-60 癌細胞系還具有廣泛的抗增殖活性，但對正常細胞的活性稍低，這是否意味著其具有一定的腫瘤選擇性還有待進一步研究，同時低溶解性和高血漿蛋白結合活性是這 2 種藥物使用過程中需克服的問題[42]。
NMS-873 不同于上述含纈酪肽蛋白抑制劑，是一種變構含纈酪肽蛋白抑制劑，可誘導泛素化蛋白的積累，導致內質網應激和自噬體成熟的抑制[43]。目前認為 NMS-873 通過與含纈酪肽蛋白 D1 和 D2 的 ATP 酶結構域之間的連接域結合，從而破壞含纈酪肽蛋白的 ATP 酶活性，且除了腫瘤治療外，NMS-873 還被發現在流感病毒抑制中同樣有效[44]。
此外，除了含纈酪肽蛋白抑制劑外，通過抑制含纈酪肽蛋白相關輔助蛋白同樣可以發揮抗腫瘤作用。戒酒藥雙硫倫代謝物二硫卡鈉與銅形成的復合物 CuET，可作用于含纈酪肽蛋白輔助蛋白 NPL4，固定含纈酪肽蛋白-UFD1-NPL4 復合物，抑制蛋白質水解，從而產生抗腫瘤作用，且 CuET 具有腫瘤的天然靶向性，但是產生這種靶向性的機制尚不明確[45]。
5 小結與展望
綜上所述，從基因到染色體，從蛋白修飾到降解，從細胞分裂到凋亡，含纈酪肽蛋白及其輔助蛋白通過復雜多樣的機制參與細胞的生命活動。無論在正常細胞還是腫瘤細胞中，含纈酪肽蛋白都發揮著維持細胞內蛋白質、基因穩態的作用，但目前很難預測含纈酪肽蛋白在腫瘤中所扮演的確切角色，促癌、抑癌或者只是腫瘤發生發展的中間物，因此有必要開展更多關于含纈酪肽蛋白表達調節的研究來深入探討。腫瘤細胞本身具有低分化特征，含纈酪肽蛋白在腫瘤細胞中是否可以完全發揮其功能或者在特定腫瘤中含纈酪肽蛋白所發揮的功能是否一致也有待進一步研究。基于目前已經成熟的含纈酪肽蛋白相關功能研究，含纈酪肽蛋白作為治療靶點已成為研究熱點，并且已經研發出了含纈酪肽蛋白特異性抑制劑，這些抑制劑作為抗腫瘤靶向制劑在體外或動物模型中的研究成果令人鼓舞，含纈酪肽蛋白的功能范圍未來可能還會擴大，其抑制劑也可能逐漸用于臨床。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。