Golgi integral membrane protein 4 (GOLIM4) 是一种主要位于高尔基体的跨膜蛋白,属于高尔基体转运复合物的重要组成部分。高尔基体是细胞内负责蛋白质修饰、分拣和运输的重要细胞器,GOLIM4在其中发挥着关键作用。GOLIM4通过与其他蛋白质的相互作用,参与调节高尔基体的结构和功能,影响细胞内的物质转运和信号传导。此外,GOLIM4还与细胞骨架的稳定性有关,对于维持细胞形态和功能具有重要意义。近年来,GOLIM4在肿瘤发生发展中的作用逐渐受到关注,研究发现GOLIM4在多种肿瘤组织中表达上调,并参与调控肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭等生物学行为。
在肿瘤细胞中,GOLIM4通过与其他蛋白质的相互作用,参与调节高尔基体的结构和功能,影响细胞内的物质转运和信号传导。例如,GOLIM4与ATP2C1和GOLPH3等蛋白质形成复合物,共同协调钙离子依赖的货物装载、高尔基体膜弯曲和囊泡分裂等过程,从而促进肿瘤细胞的分泌活动。GOLIM4的耗竭会破坏这种蛋白质复合物,导致分泌阻断,抑制3q扩增的恶性肿瘤的进展。此外,GOLIM4还通过结合高尔基体内过多的锰离子,维持细胞内锰离子的稳态。锰离子处理可以降解GOLIM4,导致分泌阻断,从而抑制多种类型的3q扩增的恶性肿瘤的进展[1]。
GOLIM4还参与调节细胞内囊泡的运输和分拣过程。例如,AP-5适配蛋白复合物被认为是参与膜交通的关键蛋白质,但其途径和货物尚不清楚。研究发现,AP-5适配蛋白复合物在细胞内参与从晚期内体到高尔基体的反向运输过程。在AP-5适配蛋白复合物缺失的细胞中,高尔基体蛋白质GOLIM4和GOLM1等蛋白质从富含囊泡的组分中被耗尽。免疫定位实验表明,AP-5适配蛋白复合物的缺失导致CIMPR、GOLIM4和GOLM1从内体向高尔基体的反向运输受损。此外,CIMPR和sortilin与AP-5相关蛋白SPG15相互作用,可能作为高尔基体蛋白质和AP-5/SPG11/SPG15复合物之间的连接。这些发现表明,AP-5适配蛋白复合物在晚期内体到高尔基体的反向运输过程中发挥着重要作用,为AP-5/SPG11/SPG15基因突变导致细胞积累异常的内涵体和溶酶体提供了机制上的解释[2]。
GOLIM4在维持足细胞骨架的稳定性中也发挥着重要作用。足细胞是肾小球滤过屏障的重要组成部分,其骨架结构的完整性对于维持肾脏的正常功能至关重要。研究发现,GOLIM4在足细胞中特异性表达,并且与足细胞骨架的稳定性密切相关。GOLIM4的敲低会导致足细胞骨架损伤,从而影响足细胞的功能和肾脏的滤过功能[3]。
此外,GOLIM4还与乳腺癌的发生发展密切相关。研究发现,circRNA RNF10在乳腺癌组织中表达下调,而GOLIM4在乳腺癌组织中表达上调。circRNA RNF10通过靶向miR-942-5p/GOLIM4轴,抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭,并促进细胞凋亡。此外,miR-105-3p在乳腺癌组织中表达上调,并通过靶向GOLIM4,促进乳腺癌细胞的增殖和转移[4,5]。
综上所述,GOLIM4是一种重要的高尔基体跨膜蛋白,参与调节高尔基体的结构和功能,影响细胞内的物质转运和信号传导。GOLIM4在维持足细胞骨架的稳定性、调节细胞内囊泡的运输和分拣过程以及肿瘤发生发展中发挥着重要作用。GOLIM4的研究有助于深入理解高尔基体的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Tan, Xiaochao, Wang, Shike, Xiao, Guan-Yu, Russell, William K, Kurie, Jonathan M. 2024. Chromosomal 3q amplicon encodes essential regulators of secretory vesicles that drive secretory addiction in cancer. In The Journal of clinical investigation, 134, . doi:10.1172/JCI176355. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38662435/
2. Hirst, Jennifer, Itzhak, Daniel N, Antrobus, Robin, Borner, Georg H H, Robinson, Margaret S. 2018. Role of the AP-5 adaptor protein complex in late endosome-to-Golgi retrieval. In PLoS biology, 16, e2004411. doi:10.1371/journal.pbio.2004411. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29381698/
3. Lu, Yuqiu, Ye, Yuting, Bao, Wenduona, Liu, Zhihong, Shi, Shaolin. 2017. Genome-wide identification of genes essential for podocyte cytoskeletons based on single-cell RNA sequencing. In Kidney international, 92, 1119-1129. doi:10.1016/j.kint.2017.04.022. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28709640/
4. Kan, Binghua, Yan, Guiru, Shao, Yuan, Zhang, Ziliang, Xue, Hui. 2022. CircRNA RNF10 inhibits tumorigenicity by targeting miR-942-5p/GOLIM4 axis in breast cancer. In Environmental and molecular mutagenesis, 63, 362-372. doi:10.1002/em.22506. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36054164/
5. Lin, Bo, Liu, Chunhua, Shi, Enyi, Wang, Juan, Ji, Runyuan. 2021. MiR-105-3p acts as an oncogene to promote the proliferation and metastasis of breast cancer cells by targeting GOLIM4. In BMC cancer, 21, 275. doi:10.1186/s12885-021-07909-2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33722196/