Rab37-KO 基因敲除小鼠

Rab37是一种Ras相关的小型GTP酶，在细胞中负责调节囊泡运输和细胞内吞作用。Rab37参与多种生物学过程，包括细胞内吞、自噬、分泌和细胞迁移。在癌症研究中，Rab37被发现与多种癌症的进展和转移有关，包括肺癌、卵巢癌、鼻咽癌和食管癌。

研究表明，Rab37介导的分泌自噬可以促进组织金属蛋白酶抑制因子1（TIMP1）的分泌，从而抑制肺癌细胞的转移。在饥饿条件下，活性形式的Rab37可以增加LC3-II蛋白水平（自噬体的标记）和TIMP1的分泌。沉默Rab37基因表达可以降低Rab37和LC3-II水平以及TIMP1的分泌，并且在这种情况下，自噬的诱导不能增加TIMP1的胞吐作用[1]。此外，沉默肺癌细胞中Atg5或Atg7基因的表达可以降低自噬活性和TIMP1的分泌。在肺癌肺转移小鼠模型中，由胺碘酮诱导的自噬伴随TIMP1表达的增加导致肿瘤结节和癌细胞转移的减少。这些现象通过沉默Atg5或Atg7基因得到逆转。值得注意的是，在没有Rab37或Sec22b沉默的情况下，单独增加自噬活性对TIMP1的分泌没有影响[7]。

Rab37介导的自噬在维持卵巢稳态和功能中也起着重要作用。在卵母细胞中条件性敲除Rab37会损害卵巢的巨自噬/自噬能力，干扰卵泡稳态和卵巢发育。氟桂利嗪治疗上调自噬，通过重新编程稳态挽救了rab37敲除小鼠的卵泡稳态和卵巢功能障碍。值得注意的是，E2F1和EGR2转录因子协同激活Rab37的转录并促进自噬。因此，Rab37介导的自噬通过维持卵巢稳态来确保卵巢功能[2]。

在卵巢癌中，Rab37通过与ST2L的相互作用促进M2巨噬细胞的极化，从而抑制化疗的疗效。IL-33是一种危险信号，与ST2L受体结合以促进肿瘤进展。研究表明，IL-33通过激活NF-κB，结合到ST2L基因的启动子区域，从而诱导ST2L的上调。此外，Rab37作为与膜运输相关的小型GTP酶，介导ST2L在M2巨噬细胞质膜上的运输。IL-33/NF-κB/ST2L/Rab37轴促进了M2巨噬细胞中ST2L表达和膜运输的正反馈回路。值得注意的是，针对IL-33或ST2L的中和抗体可以阻断NF-κB活性，抑制M2巨噬细胞的极化，并在体外/体内与顺铂治疗联合使用时协同抑制肿瘤生长。临床上，Rab37+/ST2L+/CD206+肿瘤浸润M2巨噬细胞与晚期肺癌患者化疗反应差相关[3]。

Rab37的转录激活和进化在哺乳动物中也是一个研究热点。研究发现，EBF1、E2F1和EGR2转录因子可以激活RAB37启动子。在猪的RAB37基因中，通过群体基因组学筛选了SNPs。这些SNP变异导致至少5种单倍型，代表猪种群中的5种RAB37等位基因。这些等位基因在不同品种的遗传背景中的分布显示，这些等位基因的变异在人工选择中发挥作用。其中，RAB37-c获得了与其他启动子相比最高的激活基因表达的能力，从而有效地增强了自噬[4]。

Rab37还介导了免疫细胞中壳三糖酶3样1（CHI3L1）的分泌，CHI3L1是一种与免疫抑制肿瘤微环境（TME）相关的分泌糖蛋白。研究表明，Rab37介导了T细胞和巨噬细胞中CHI3L1的新型分泌模式。Rab37以GTP依赖性方式介导CHI3L1的细胞内囊泡转运和胞吐作用，这在Rab37敲除小鼠的脾细胞和BMDMs以及表达无活性Rab37的巨噬细胞或T细胞系中得到消除或减弱。分泌的CHI3L1激活了癌细胞和巨噬细胞中的AKT、β-catenin和NF-κB信号通路，从而促进了一个由激活M2巨噬细胞和增加调节性T细胞数量为特征的促肿瘤TME。研究发现，nCHI3L1抗体在正位移植肺癌、胰腺癌和结肠癌同种异体移植模型中表现出减少肿瘤生长/转移和诱导免疫刺激性TME的双重特性。临床上，高血浆水平或肿瘤内CHI3L1表达与161例肺癌、155例胰腺癌和180例结肠癌患者的较差生存率相关[5]。

Rab37的高甲基化与鼻咽癌的转移和耐药性有关。研究发现，RAB37是一个特定的高甲基化基因，在鼻咽癌中下调最为常见。此外，RAB37的下调是由于其启动子的高甲基化，并且与鼻咽癌的转移和与多西他赛化疗耐药性相关的特征显著相关。RAB37的过表达抑制了鼻咽癌细胞转移并增强了多西他赛的化疗敏感性。机制上，RAB37与TIMP2共定位，调节TIMP2的分泌，抑制下游MMP2活性，从而改变鼻咽癌细胞的转移。此外，RAB37的高甲基化与鼻咽癌患者的较差临床结果相关。研究开发了一个基于RAB37甲基化和N期的预后模型，有效地预测了鼻咽癌患者远处转移风险增加和对多西他赛诱导化疗的积极反应[6]。

Rab37介导的IL-6的转运在巨噬细胞中触发M2极化，巨噬细胞来源的IL-6促进STAT3依赖性PD-1 mRNA在CD8+ T细胞中的表达。临床上，高间质Rab37和IL-6表达与肿瘤浸润M2巨噬细胞和PD1+CD8+ T细胞相关，这与肺癌患者的较差预后相关。此外，肺癌患者血浆IL-6水平升高与免疫治疗耐药性相关。重要的是，IL-6/CTLA-4联合阻断疗法通过减少TME中PD1+CD8+ T细胞和M2巨噬细胞的浸润来提高肿瘤负荷小鼠的生存率[8]。

综上所述，Rab37在细胞内吞、自噬、分泌和细胞迁移中发挥着重要作用。Rab37的失调与多种癌症的进展和转移有关，包括肺癌、卵巢癌、鼻咽癌和食管癌。Rab37介导的分泌自噬可以促进TIMP1的分泌，抑制肺癌细胞的转移。Rab37介导的自噬在维持卵巢稳态和功能中也起着重要作用。Rab37通过促进M2巨噬细胞的极化，抑制化疗的疗效。Rab37还介导了免疫细胞中CHI3L1的分泌，CHI3L1是一种与免疫抑制TME相关的分泌糖蛋白。Rab37的高甲基化与鼻咽癌的转移和耐药性有关。Rab37介导的IL-6的转运在巨噬细胞中触发M2极化，巨噬细胞来源的IL-6促进STAT3依赖性PD-1 mRNA在CD8+ T细胞中的表达。因此，Rab37在多种生物学过程中发挥着重要作用，并且是癌症治疗和免疫治疗的一个有潜力的靶点。