综述：RNF213在肿瘤发生中的多面性作用：当前见解与未来研究方向

《Hormones & Cancer》：The multifaceted role of RNF213 in oncogenesis: current insights and future research directions

本综述系统阐述了RNF213基因（环指蛋白213）在多种癌症发生发展中的多重作用。文章归纳了RNF213的结构特征、基础功能及其与胶质瘤、肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤的复杂关联，重点探讨了其通过影响基因组不稳定性、免疫调节（如Treg细胞分化）和肿瘤代谢重编程（如HIF-1α、α-KGDDs）等机制发挥肿瘤抑制功能。证据表明RNF213突变与不良预后相关，提示其作为生物标志物和治疗靶点的潜力。未来研究需深入阐明其分子机制并探索临床应用前景。

　　

2 RNF213的结构和基本功能

RNF213基因位于人类17号染色体长臂(17q25.3)，编码一个名为mysterin的独特大蛋白，分子量高达591 kDa。该蛋白在从人类到小鼠的脊索动物中保守且普遍表达，并在免疫相关组织和循环细胞中高表达。mysterin蛋白的主要结构包含多种酶活性和非酶活性结构。其酶活性主要包括两种：与假定物理运动相关的ATP水解活性，以及泛素连接酶活性。ATP水解活性由AAA+型串联ATP酶模块组成的动力蛋白样ATP酶核心介导，其物理耦合形成环状六聚体复合物，通过六个AAA+模块内ATP的协调结合和水解产生机械力和运动。泛素连接酶活性则由mysterin蛋白内的两个活性泛素连接酶结构域——RING指和RZ指所促进。

研究表明，RNF213在抵抗感染免疫应答中扮演关键角色。例如，RNF213对于防御鼠伤寒沙门菌入侵宿主细胞至关重要。mysterin蛋白将入侵的细菌包裹在宿主细胞质中，并通过其RZ指直接泛素化细菌外膜上的内毒素。这种非蛋白泛素化随后通过一个或多个自噬受体激活依赖于溶酶体的选择性自噬，刺激整个细菌细胞的自噬清除。此外，通过将线性泛素链组装复合物（LUBAC）招募至沙门菌，RNF213生成线性泛素链，激活下游NF-κB，从而形成抗菌通路。

RNF213在感染和免疫中的作用可能超出上述机制，并可能涉及脂滴。RNF213由干扰素诱导，靶向脂滴，并被类泛素修饰物ISG15修饰（称为ISG化），进而识别附着在其他蛋白上的ISG15，从而在脂滴上寡聚化。ISG15是一种干扰素刺激的泛素样蛋白，在称为ISG化的过程中，与免疫相关修饰结合以抵抗微生物感染。

近年来还发现RNF213与脂质代谢相关，并涉及饱和脂肪酸的毒性。此外，它在炎症和血管稳定性中发挥重要作用。RNF213的结构和功能仍然是研究热点，也是具有挑战性的课题。

3 RNF213与肿瘤的关系

RNF213与癌症的关系近年来受到广泛关注。随着下一代测序（NGS）、mRNA测序以及全基因组和外显子组测序技术的发展，各种肿瘤的突变图谱得以揭示。RNF213基因的突变在一系列癌症中被检测到，凸显了研究其在致癌作用中角色的重要性和必要性。

3.1 RNF213与神经系统肿瘤的关系

胶质瘤是中枢神经系统（CNS）中常见的原发性恶性脑肿瘤。RNA-seq分析首次发现RNF213-SLC26A11融合与胶质瘤进展相关。随后的研究揭示了RNF213在多种CNS肿瘤中的重要作用。

在髓母细胞瘤中，肿瘤样本检查显示RNF213基因在肿瘤细胞中的表达减少。动物实验表明RNF213与髓母细胞瘤的致瘤性相关；在转基因小鼠模型中删除RNF213可使髓母细胞瘤的发生率从19.8% (ptch1^+/-) 增加到9个月时的76.5%。在另一种罕见且高度恶性的CNS胚胎性肿瘤——神经母细胞瘤中，RNF213是一个影响患者预后的新兴生物标志物。

在胶质母细胞瘤中，研究证实RNF213是一个肿瘤抑制基因。与髓母细胞瘤类似，在胶质母细胞瘤组织中也检测到RNF213表达降低，且RNF213表达较低的患者生存期更短。实验证明，过表达RNF213可诱导胶质母细胞瘤细胞凋亡。然而，值得注意的是，RNF213对胶质瘤细胞的细胞周期影响甚微，更显著地影响胶质母细胞瘤肿瘤细胞的凋亡、迁移和生长。其潜在机制可能涉及RNF213对MAPK/JNK信号通路中关键分子（如Ras、MEKK1、JNK和c-Jun）的影响，RNF213的降低显著上调了MEKK1的磷酸化水平。

3.2 RNF213与肺癌的关系

肺癌是全球发病率和死亡率最高的癌症。对肺癌患者循环肿瘤DNA（ctDNA）的下一代测序（NGS）显示，25.9%的患者存在RNF213基因突变，而在肺良性结节患者中未观察到此现象。病理学发现肺腺癌组织中RNF213表达下降，这可能归因于肿瘤发生过程中RNF213基因的突变。

后续研究证实，虽然RNF213不影响肺癌细胞的增殖，但它与肺癌细胞的上皮-间质转化（EMT）相关，并在肿瘤细胞的迁移、侵袭和抗肿瘤免疫中扮演重要角色。RNF213能抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭，从而阻止肿瘤进展。RNF213的高表达显著招募CD8⁺T细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞（DCs），增强免疫细胞的抗肿瘤作用。此外，RNF213通过介导锌指和BTB结构域包含蛋白20的泛素化和降解直接抑制肿瘤生长。

临床数据也揭示了RNF213表达与患者总生存期呈正相关，RNF213低表达患者生存期显著缩短，而较高表达预示更好的临床结局。

3.3 RNF213与乳腺癌的关系

乳腺癌是全球女性癌症相关死亡的主要原因。研究发现32个新的基因突变，包括RNF213。

在乳腺癌等实体瘤的肿瘤微环境中，缺氧是一个显著特征。在缺氧微环境中，肿瘤细胞在不同缺氧水平下不同程度地激活HIF1α和AMPK等分子以适应环境，从而降低耗氧量，维持能量和代谢平衡。然而，缺氧诱导的HIF-α激活与多种化疗耐药机制相关。蛋白酪氨酸磷酸酶-1B（PTP1B）对于乳腺癌肿瘤细胞在严重缺氧下的存活至关重要。RNF213是PTP1B的底物，与α-酮戊二酸（α-KG）依赖性双加氧酶（α-KGDDs）的活性相关。

实验研究证实，缺氧肿瘤微环境中PTP1B缺陷的细胞增强了α-KGDD活性，导致过度的非线粒体耗氧，引起肿瘤细胞氧耗竭和死亡。此外，研究发现PTP1B调节RNF213的酪氨酸磷酸化，这促进了RNF213的寡聚化及其RZ结构域的激活。RZ结构域泛素化CYLD/SPATA2，导致这些蛋白降解。CYLD/SPATA2的减少可激活NF-κB，并与缺氧诱导的内质网应激一起，触发乳腺癌细胞焦亡。

4 RNF213在肿瘤中的可能机制

4.1 RNF213在肿瘤细胞增殖中的作用

基因组不稳定性是恶性肿瘤的关键分子特征。RNF213 R4810K变体抑制Securin、SKA3和SGO1等基因的表达。SKA3和SGO1的耗竭导致有丝分裂延迟和姐妹染色单体过早分离，而Securin的减少减缓有丝分裂进程。通过下调Securin，RNF213 R4810K减缓有丝分裂过程，对纺锤体组装检查点蛋白MAD2在动粒上的定位产生不利影响，导致MAD2功能错误定位和失活。该通路可在HeLa细胞中诱导有丝分裂异常，使有丝分裂持续时间延长四倍。

4.2 RNF213在肿瘤代谢和微环境中的作用

肿瘤的发生发展与肿瘤细胞的代谢密切相关。RNF213基因与多种代谢通路密切相关，包括PI3K-AKT通路、线粒体生物发生和脂质代谢。研究发现RNF213通过影响非线粒体耗氧和α-KG依赖性双加氧酶，影响肿瘤细胞对缺氧肿瘤微环境的适应，影响肿瘤细胞死亡。研究还揭示了RNF213与肿瘤细胞氨基酸代谢的重要联系。当肿瘤细胞遭受氨基酸剥夺或mTORC1抑制时，谷氨酸脱氢酶1从线粒体易位至细胞质，被E3连接酶RNF213泛素化并降解，从而使肿瘤细胞获得对氨基酸剥夺的抵抗力。这一过程与宿主的免疫抑制和肿瘤进展相关。

肿瘤微环境（TME）是一个复杂的生态系统。RNF213已被证明影响肿瘤细胞对TME缺氧条件的适应。RNF213影响非线粒体耗氧和α-酮戊二酸（α-KG）依赖性双加氧酶的活性，这些酶参与表观遗传调控和细胞对缺氧的反应。通过调节这些过程，RNF213可能影响缺氧应激下肿瘤细胞的死亡和存活。例如，在HER2⁺乳腺癌中，RNF213受PTP1B调节，影响α-KG依赖性双加氧酶的活性，从而影响缺氧反应和肿瘤存活。此外，RNF213与促进Treg细胞分化有关，这可导致TME内的免疫抑制。

4.3 RNF213在细胞免疫中的作用

RNF213基因在免疫组织中的高表达水平以及RNF213缺陷小鼠中调节性T细胞的减少为RNF213与细胞免疫的关联提供了新视角。研究证实RNF213基因在树突状细胞和单核细胞中高表达，RNF213基因突变导致T细胞活化或增殖能力下降。此外，在不改变共刺激分子表达水平的情况下，该基因突变降低了树突状细胞抗原摄取、加工和呈递的能力，最终削弱免疫系统的抗原处理能力。此外，研究发现RNF213特异性促进CD4 T细胞中调节性T（Treg）细胞的分化，并以FOXO1依赖性方式减弱自身免疫疾病的进展，它甚至可影响巨噬细胞的极化。

5 总结与展望

RNF213在肿瘤发生中表现出多样化的作用，在多种癌症类型中主要作为肿瘤抑制因子。越来越多的证据表明，RNF213的突变或表达失调与不良癌症预后密切相关。机制上，RNF213可能通过调节血管生成和细胞对缺氧的反应来影响肿瘤发生。总之，这些发现凸显了RNF213在塑造肿瘤微环境中的关键作用，使其成为潜在的预后生物标志物和治疗靶点。

未来的RNF213研究应优先全面研究其分子机制。虽然其在血管生成和缺氧反应中的作用已部分阐明，但RNF213在不同癌症类型中调节的具体信号通路值得进一步探索。此外，评估RNF213作为治疗靶点的潜力至关重要。这包括开发RNF213活性的抑制剂或调节剂，并在相关的临床前癌症模型中验证其疗效。在临床意义方面，检测ctDNA中的RNF213突变作为一种非侵入性生物标志物显示出前景，特别是在肺癌的早期诊断方面。将这种方法扩展到其他癌症类型可能提高早期检测率。

尽管最近取得了进展，但RNF213研究仍存在显著空白。虽然其在肝内胆管癌（ICC）、胶质母细胞瘤和肺癌中的作用已部分阐明，但其在其他癌症类型中的功能仍知之甚少，需要进一步研究。特定RNF213突变的功能后果，特别是它们对泛素连接酶活性、蛋白质相互作用和癌症进展的影响，需要进行详细的探索。此外，尽管初步研究表明RNF213有潜力作为预后和诊断生物标志物，但其临床效用必须通过大规模、精心设计的临床试验来证实。

总之，RNF213是肿瘤学研究的一个关键焦点。对其功能和分子机制的全面研究将加深我们对癌症生物学的理解，并有助于为有效的癌症管理开发新的诊断和治疗策略。