0 引言

肿瘤血管生成对于肿瘤的发生、生长、浸润、转移都有着十分重要的作用。肿瘤血管新生是一个极其复杂的过程，包含众多因素的参与。Rho（ras homologous）家族中的重要成员RhoC，不但在调节细胞骨架、细胞运动、增殖、凋亡、转录、转化及肿瘤细胞浸润、转移等方面发挥重要作用，而且与肿瘤血管生成密切相关^[1-3]。目前，有关Rho家族的研究主要集中在肿瘤的浸润转移方面，关于RhoC等家族成员直接参与调控肿瘤血管生成的研究相对较少。因此，以Rho GTP酶家族中RhoC为代表进行研究，将有助于进一步了解肿瘤血管生成的机制，并为临床抗肿瘤血管生成提供新的理论依据。

1 Rho家族

Rho家族属于Ras超家族中的重要成员之一，分子量大小为21~30 kDa，具有GTP酶活性，因此又被称为Rho GTP酶。与Ras家族GTP酶类似，在鸟嘌呤抑制因子（guanine dissociation inhibitors, GDI）和GTP激活蛋白等因子作用下，Rho GTP酶可以在有活性和无活性的GDP状态之间相互转换，介导细胞内信号转导，具有调节细胞骨架等作用^[4]。现在已知该Rho家族成员有20多种，分8个亚族，分别是Rho（包括RhoA、RhoB、RhoC）、Rac（包括Rac1、Rac2、Rac3、RacG）、Cdc42、Rnd、RhoBTB、RhoD、RhoH、RhoU等，其中关于Rho、Rac、Cdc42三者的研究较多^[5]。Rho亚族包括RhoA、RhoB、RhoC，三者之间有高度同源性，构成其蛋白的约85%的氨基酸序列相同，主要区别在C末端序列；N末端主要由能与GTP结合及水解相关的氨基酸组成^[6]。除此之外，RhoA、RhoB、RhoC三者在组织细胞中的分布也具有规律性，在很多组织和细胞中均有表达，但表达水平存在差异，结构形态相似，功能上有着明显不同^[7]。

近年来，随着对Rho亚家族成员功能的深入研究，逐渐发现Rho蛋白的主要功能是调节肌动蛋白细胞骨架^[4]。其中RhoA在肌动、肌球蛋白收缩力调节中起关键作用；RhoC在细胞运动中起主要作用，虽然RhoB和RhoA、RhoC有较高同源性，但是功能上有很大差别。目前较多研究认为RhoB是肿瘤的负性调节基因，表达增高时可抑制肿瘤的生长和迁移^[8]。

2 RhoC 2.1 RhoC基因结构

RhoC定位于1p13-p21，其编码的蛋白质由193个氨基酸构成，是Rho家族中重要成员之一，具有水解鸟苷酸的功能。RhoC蛋白作为一种GTP蛋白酶，和Rho家族其他成员一样，在发挥功能效应时是通过GTP酶在有活性的GTP状态和无活性的GDP状态之间相互循环转换，完成相应的细胞调控功能。

2.2 RhoC生物学特点

2.2.1 调节肌动蛋白细胞骨架

细胞骨架是胞质中蛋白纤维组成的网架结构，包括微丝、微管、中间纤维，可维持细胞形态、承受外力、保持细胞内部结构的有序性。RhoC主要参与应力纤维束（stress fibres）和黏着斑（focal adhesions）的形成。应力纤维束的主要作用是介导肌球蛋白的收缩，使细胞发生定向迁移^[9]。黏着斑通过整合细胞外部信号作用到下游，从而参与细胞迁移、影响细胞骨架形态，在细胞增殖、肿瘤转移等生物学行为中发挥作用^[10]。

2.2.2 调节细胞运动和肿瘤细胞的浸润、转移

RhoC在调节细胞运动时，主要通过细胞上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition, EMT）使上皮细胞极性丧失。研究发现，在肝细胞癌中RhoC表达增高可显著提高肝癌细胞的侵袭能力^[11]。Kaushal等^[12]研究显示转染RhoC siRNA可有效抑制乳腺癌细胞的浸润和转移。

2.2.3 调节细胞增殖和凋亡

研究表明，在人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVECs）中RhoC通过核β-catenin调控细胞周期蛋白D1转录，进而对细胞增殖周期进行调控^[13]。在对胃癌细胞的增殖研究中，Wu等^[14]发现RhoC通过和GTP酶激活蛋白1IQ结构域（IQGAP1）结合，在胃癌细胞中过表达可刺激胃癌细胞增殖。此外，有研究发现，通过RNA干扰技术降低RhoC表达，可诱导肝癌细胞凋亡^[1]。

2.2.4 调节细胞转录和转化

Xie等^[15]研究显示，RhoC过表达可通过促进细胞增殖、迁移、浸润，进而促进正常肝细胞转化为恶性细胞。这一发现预示着在肝细胞癌中RhoC将成为新的癌基因。在头颈部鳞状细胞癌的研究中发现，RhoC GTP酶信号通路在调节和激活干细胞转录因子中起重要作用，这些转录因子可促使肿瘤细胞具有干细胞特性，因此RhoC也被认为是头颈部鳞状细胞癌中的重要癌基因^[16]。

3 RhoC与肿瘤血管生成的关系

肿瘤血管生成（tumor angiogenesis）是指在肿瘤细胞诱导下进行的极其复杂的过程，受到多种因素的调节，其过程包括：内皮细胞的激活和增殖、细胞外基质的降解和重塑、管腔的形成和维持新生血管的稳定^[17]。

3.1 RhoC参与血管生成的信号通路

RhoC作为Rho家族成员之一，其功能效应的发挥同样离不开上下游因子的调控。根据调控因子的性质分为正性调控和负性调控因子，其中鸟苷酸交换因子（guanine nucleotide exchange factors, GEF）属于正性调控因子，具有促进GDP-Rho转变为GTP-Rho的作用；鸟苷酸解离抑制因子（guanine nucleotide dissociation inhibitor, GDI）和GTP酶激活蛋白（GTPase-activating protein, GAP）属于负性调控因子，可促进GTP水解和阻止GDP-Rho转变为GTP-Rho^[18-19]。

3.1.1 Rho/ROCK信号通路

ROCK是RhoC的下游效应蛋白，是最主要的Rho激酶（Rho-kinase），又称为Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶（Rho associated coiled-coiled protein kinase, ROCK）。ROCK是Rho下游主要的效应分子，属于丝/苏氨酸蛋白激酶。已知ROCK有ROCK1、ROCK2两种亚型，且RhoC的主要效应分子是ROCK1^[20]。ROCK收到RhoC活化信号后，多个氨基酸位点发生磷酸化而被激活，并介导下游底物发生磷酸化。肌球蛋白磷酸酶是ROCK的底物，经RhoC/ROCK信号通路活化作用，使肌球蛋白磷酸酶发生磷酸化失活，进而无法使肌球蛋白轻链（myosin light chain, MLC）脱磷酸化。胞质中MLC磷酸化水平升高使得肌动-肌球蛋白交联增加，促进肌动蛋白微丝骨架聚合，进而对细胞骨架重建、细胞迁移、恶性肿瘤的浸润和转移等生物学行为进行调控^[21]。有研究发现，RhoC特异性负调控因子ARHGAP18作为GTPase激活蛋白（GTPase-activating proteins, GAPs），可作用于RhoC/ROCK信号通路，影响血管生成^[19]。

3.1.2 磷脂酰肌醇二磷酸（phosphatidylinositol bisphosphate, PIP2）信号通路

PIP2是细胞膜上一种磷脂类信号分子，其含量不断发生变化，可被活化的磷脂酶C（phospholipase C, PLC）分解为三磷酸肌醇（inositol trisphosphate, IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DAG）等第二信使进行信号传递，直接作用和调节肌动蛋白结合蛋白（包括Rho蛋白）的活化。研究发现，Rho促进PIP2的合成，并且PIP2的合成介导了Rho对细胞骨架的影响^[22]。靖旭等^[23]对细胞骨架与血管生成关系的实验结果显示，细胞骨架的微丝、肌动蛋白的动态聚合与分离，促进了血管的生成。

3.2 RhoC与内皮细胞的激活和增殖

研究发现，RhoC可促进肝癌细胞周期相关基因、基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinases, MMP2）、MMP9和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）表达^[15]。VEGF在内皮细胞中通过VEGFR-1和VEGFR-2两种酪氨酸激酶受体的介导，对血管发生和血管生成起着重要作用；VEGF通过多种信号通路级联反应，使RhoC对血管内皮细胞的增殖和迁移进行调控^[13]。

RhoC蛋白不但在肿瘤细胞形态改变及迁徙中发挥作用，在血管内皮细胞变形和迁移形成新生血管的过程中也发挥重要作用。内皮细胞的增殖和迁移是形成血管的前提，国内学者赵良平等^[24]研究表明RhoC在HUVECs中表达并促进其体外迁移，Zhao等^[2]的研究也显示在食管癌细胞中RhoC表达与肿瘤细胞侵袭增强有关，从侧面印证了前者的观点。细胞的迁移运动少不了以肌动蛋白为主的细胞骨架的改变，而调控肌动蛋白细胞骨架的正是Rho GTP家族^[4]，赵良平等^[25]的研究也证实了这一结论。

3.3 RhoC与细胞外基质

细胞外基质（extracellular matrix, ECM）存在于细胞与细胞之间，由胶原、蛋白聚糖、糖蛋白等大分子物质组成，在细胞之间起连接、支持作用，在炎症、肿瘤浸润和转移中也起到重要作用^[26]。血管壁的主要成分是ECM，而降解ECM最重要的酶就是基质金属蛋白酶（MMPs）。RhoC通过调节MMPs和金属蛋白组织抑制因子的水平来调节ECM的降解和重塑，促进局部浸润。研究发现，RhoC GTP酶的激活在ECM的降解、重塑及肿瘤细胞的浸润中起着重要作用^[27]。RhoC过度表达能明显增高MMP2、MMP9、VEGF的mRNA水平，提高其降解ECM的能力，从而增加肿瘤的侵袭力，促进血管生成^[15]。

3.4 RhoC与管腔的形成及稳定性

Chang等^[19]研究结果显示，ARHGAP18负性调节RhoC活性，在敲除ARHGAP18表达后RhoC活性增加，能显著地促进肿瘤生长和血管生成。此外，RhoC通过调节内皮细胞中VEGF诱导的信号通路，有利于维持血管的稳定^[13]。

4 总结与展望

综上所述，RhoC作为Rho家族的重要成员，参与细胞运动、骨架重建、增殖、凋亡、转化及血管生成等诸多生命活动的调节过程。随着对Rho酶家族研究的深入，RhoC在肿瘤血管生成方面的作用逐渐凸显。

血管生成对于肿瘤的发生发展起着至关重要的作用^[28]，因此在肿瘤的治疗中抑制肿瘤血管生成一直是研究的热点。但是肿瘤的血管生成受到多种因素的共同调控，关系十分复杂，而有关RhoC与血管形成关系的研究相对较少，相关机制和信号通路尚不十分清楚。本文仅对研究中发现的RhoC基因在肿瘤血管生成方面可能起到的作用做了简要综述。至于内皮细胞中RhoC参与调控血管生成的具体机制和通路，还需更多的研究来说明。这些问题的解决以及RhoC调节机理的阐明，将有助于肿瘤的抗血管生成治疗迈上新的台阶。