MUC20与肿瘤关联性研究

Study on MUC20 and Tumor Association

摘要: MUC20是由上皮组织分泌的高分子量糖蛋白，是粘蛋白的一种。作为新近被发现的粘蛋白，MUC20在结肠、食管、胆囊、肾脏、膀胱等正常组织中均有表达，而相关研究表明其参与组织器官的保护、信号传递等活动。另外，随着对该粘蛋白的研究逐渐增加，目前已证实其在多种病变的器官、组织中存在，且与相应器官肿瘤的发生发展密切相关，如胰腺癌、结直肠癌、胃癌、子宫内膜癌、卵巢癌、膀胱癌等。本文将介绍MUC20的蛋白结构、功能位点、组织表达情况，此外还将分系统综述MUC20粘蛋白及与MUC20密切相关的粘蛋白和各系统器官恶性肿瘤之间的关联，并提出一定的见解，为以后的相关研究提供相关思路。

Abstract: MUC20 is a high-molecular-weight glycoprotein secreted by epithelial tissues and is a type of mucin. As a newly discovered mucin, MUC20 is expressed in normal tissues such as the colon, esophagus, gallbladder, kidney, and bladder, and related studies have shown that it is involved in the protection of tissues and organs, signaling and other activities. In addition, with the gradual increase of research on mucin, it has been found that mucin exists in a variety of diseased organs and tissues, and is closely related to the occurrence and development of tumors in corresponding organs, such as pancreatic cancer, colorectal cancer, gastric cancer, endometrial cancer, ovarian cancer, bladder cancer, etc. In this article, we will introduce the protein structure, functional sites, and tissue expression of MUC20, and systematically review the association between MUC20 and mucins closely related to MUC20 and malignant tumors of various systems and organs, and put forward some insights to provide relevant ideas for future related research.

1. 引言

粘蛋白是一种高分子量上皮糖蛋白，具有高含量的簇状寡糖，这些寡糖通过糖苷键与富含苏氨酸、丝氨酸和脯氨酸的串联重复肽连接[1]，这也导致粘蛋白具有多分散特性[2]。而串联重复结构域是所有粘蛋白共有的结构特征，串联重复的具体序列和数量在不同的粘蛋白之间以及来自不同物种的直系同源粘蛋白之间是高度可变的，这些结构域的丝氨酸和苏氨酸残基高度O-糖基化，为细胞提供了在其上构建寡糖结构的支架[3]。粘蛋白单体代表由粘蛋白mRNA编码并由粘液细胞合成的整个分泌肽。完整的粘蛋白为细长的棒状分子，其中心核心是一种线性多肽(100~250 kDa)，称为apomucin [4]。

粘蛋白构成了覆盖上皮器官腔表面的粘液的很大一部分，其充当细胞外环境与质膜和细胞内部之间的选择性物理屏障，能够保护和润滑人体内的导管和管腔[3]。粘蛋白聚合物还能结合大量的水，参与粘膜表面的水合[2] [5]。除此之外，粘蛋白还有多种功能，其可以作为细菌或病毒的受体，参与细胞或细胞–基质相互作用以及信号转导，并介导多种过程，例如伤口愈合、免疫反应的调节和转移过程[3] [6]。也有人发现某些粘蛋白还可与细胞的增殖分化有关[7]。

人类粘蛋白家族由24个成员(MUC1至MUC24)组成[8] (如表1)，可分为跨膜粘蛋白和分泌粘蛋白。分泌型粘蛋白具有高分子量、高比例糖苷以及形成凝胶的能力等，而跨膜粘蛋白则不形成凝胶[2]。跨膜粘蛋白包括MUC1、MUC3A/B、MUC4、MUC11-13、MUC15-17、MUC20、MUC21和MUC22等，分泌的粘蛋白包括形成凝胶的MUC2、MUC5AC/B、MUC6和MUC19，以及不形成凝胶的MUC7 [6]-[9] (表1)。粘蛋白不仅在正常组织中表达，还在多种肿瘤组织中存在异常表达情况，如结直肠癌、肺癌、胃癌等[3] [8] [10]。其中，作为较晚被发现的粘蛋白，MUC20 mRNA在肾脏中表达最高，在胎盘、结肠、肺、前列腺和肝脏中表达中等[11]，有报道称其在胰腺癌、结直肠癌、胃癌、子宫内膜癌、卵巢癌、膀胱癌等肿瘤中均有异常表达。我们将对近20年有关MUC20粘蛋白的研究进行总结，对MUC20基因与蛋白的基本结构和功能进行阐述，并且将重点关注其在各种肿瘤发生发展中的作用与相关机制，以及对临床诊断、治疗方面可能存在的意义。

Table 1. Members of the mucin family

表1. 粘蛋白家族成员

基因	基因位置	性质
MUC1	1q22	膜结合型
MUC2	11p15.5	分泌型
MUC3a	7q22.1	膜结合型
MUC3b	7q22	膜结合型
MUC4	3q29	膜结合型
MUC5ac	11p15.5	分泌型
MUC5b	11p15.5	分泌型
MUC6	11p15.5	分泌型
MUC7	4q13.3	分泌型
MUC8	12q24.33	分泌型
MUC9	1p13.2	分泌型
MUC11/12	7q22.1	膜结合型
MUC13	3q21.2	膜结合型
MUC14	4q24	膜结合型
MUC15	11p14.2	膜结合型
MUC16	19p13.2	膜结合型
MUC17	7q22.1	膜结合型
MUC18	11q23.3	膜结合型
MUC19	12q12	分泌型
MUC20	3q29	膜结合型
MUC21	6p21.33	膜结合型
MUC22	6p21.33	膜结合型
MUC24	6q21	膜结合型

2. MUC20基因与蛋白结构及功能

MUC20是由Motonao Nakamura团队首次鉴定出来并命名[11]。MUC20基因定位于人类染色体3q29上靠近MUC4基因的位置，共12,574个碱基对，含有4个外显子。其编码的蛋白为一种膜蛋白，该蛋白含有由19个氨基酸组成的三个串联重复序列，主要是苏氨酸、丝氨酸和脯氨酸残基，可能被广泛O-糖基化[12]。这些特点与已发现的粘蛋白非常相似，于是该蛋白被命名为MUC20。此外，人10周全胚胎中还存在MUC20另一个转录体：AK027314 (hMUC20-L)，此蛋白与此前所分离出的cDNA编码的MUC20 (Hmuc20-s)蛋白的差异就是其N末端增加了一个含有35个氨基酸的疏水肽。故此人类MUC20含有至少两种转录变体，但在小鼠体内仅发现一种。

目前对MUC20蛋白的解析不多，已知该蛋白含有709个氨基酸，总质量约为71,982 Da。从MUC20的蛋白结构来看，MUC20蛋白中的173~400位点包含有12个相同的可变数目串联重复片段(variable number of tandem repeats, VNTR) [11]，450~656位点是其参与低聚反应的区域，而657~709位点是MUC20蛋白与c-MET蛋白结合的重要区域，该区域内与c-MET 原癌基因的对接位点关联后可导致c-MET信号通路失活，如影响细胞的正常增殖，迁移及细胞周期等进程[13]。此外，Rui Cao等人还对气道中的MUC20进行了研究，发现该蛋白具有42个可用的胰酶切割位点，从这些位点可以在C末端的蛋白序列中识别大约出三个肽，但只检测到了⁶⁶⁷LSVASPEDLTDPR⁶⁷⁹这一个肽[14]。

MUC20蛋白的具体功能尚不完全清楚，可能参与不同组织中的许多生物过程，例如物理保护、免疫调节和细胞信号传导等。一些研究表明，它可能与肝细胞生长因子受体(MET)信号通路有关[13]。MET基因位于染色体7q21~q31，其编码的MET多肽经糖基化后形成糖蛋白，起到跨膜受体酪氨酸激酶的作用[15]。MET受体可以与HGF结合激活MET，进而激活下游RAS/ERK/MAPK、PI3K-AKT、Wnt/b-catenin和STAT等信号通路，从而调节细胞的增殖、迁移、分化和存活[15]-[17]。MUC20的末端可以在没有配体激活的情况下与MDS结合，从而阻止下游的Grb-2募集到MET上，以此减弱HGF诱导的细胞增殖和MMP表达来减少HGF诱导的瞬时MAPK激活[13]。所以，MUC20可能是参与调节MET信号通路的一个因子，对Grb-2/Ras途径起到抑制作用，通过此方式对细胞进行调节。

3. MUC20的表达情况

正常组织：有报道研究发现MUC20蛋白在胆囊、肾脏、膀胱、结肠、食管等器官中均有较高表达，在胃、小肠、肺、前列腺上也有一定量的表达，而在其他器官组织上表达量则较低[18]。

病变组织：MUC20的基因组改变也在许多癌症中被发现，比如在肾透明细胞癌、子宫内膜癌、卵巢癌等疾病中均发现了MUC20甲基化的改变[19]。也有较多报道称MUC20蛋白表达量的变化与人类癌症相关，我们将对此进行阐述。

4. MUC20与各系统恶性肿瘤的关系

4.1. 消化系统

4.1.1. 胃癌

最近，日本Takatsugu Ishimoto等人对MUC20在胃癌尤其是胃的印戒细胞癌中的作用进行了报道[20]。他们发现MUC20在胃癌组织中的表达显著高于正常组织，而且K-M曲线表明MUC20 mRNA高表达与较差的预后有关。此外，MUC20的表达量与组织学类型也显著相关，即印戒细胞癌(SRCC)中表达MUC20，非印戒细胞癌中则不表达。他们还发现在胞内含有MUC20的SRCC细胞相较非SRCC细胞来说，对顺铂的耐受力明显升高，这也进一步佐证了前面关于治疗预后的观点。而通过对SECC细胞程序性死亡的研究发现，将MUC20通过干扰RNA进行沉默后，细胞的死亡率增加，并证实MUC20的沉默可以激活SRCC细胞的凋亡和焦亡，但与细胞的铁死亡无关。随后，他们对MUC20的变异体MUC20v2进行了鉴定和研究，发现在顺铂和紫杉醇存在的前提下，过表达MUC20v2的细胞有着更强的活力。他们对此进行了更加深入的研究，发现在有顺铂的情况下，MUC20v2表达的细胞有着更低的钙载量，且有着很好的维持能力，即能够维持细胞线粒体稳态。而对MUC20进行沉默后的钙离子进行测定也证实了这一观点。

此外，MUC4/MUC16/MUC20联合高表达也能作为胃癌患者预后不良的标志[21]。

4.1.2. 结直肠癌

Xiang Du等是目前唯一一个专门针对MUC20在结直肠癌中的作用进行研究并发表论文的团队[22]。他们首先对150个患者的石蜡包埋组织进行了IHC分析，发现MUC20的表达在CRC组织中显著高于ANCT组织中，且MUC20高表达和患者的死亡、复发和年龄显著相关，但与患者的性别、肿瘤大小、位置，包括TNM分期等均无关。随后，他们选择两株细胞株分别进行MUC20过表达和干扰实验，然后进行相关表型验证。一系列的结果均证明MUC20过表达可以显著促进结直肠癌细胞在体外的迁移和侵袭能力。此外，还针对CRC中重要的相关转移蛋白MMP-2、MMP-3和E-钙粘蛋白进行了表达分析，表明MUC20过表达可以影响相关转移蛋白的表达，进而影响CRC细胞的侵袭和迁移能力。

Pavel Vodicka团队的研究也提示MUC20与结直肠癌患者较短的OS与EFS相关，而且携带了mirRSNP变异GG基因型的结直肠癌患者尤其是结肠癌患者的生存率很差[23]。Mohammad Azhar Aziz等人的报道却提示MUC20在结直肠癌组织中的表达下调，但没有统计学意义(P = 0.207) [24]。此外，Zhipeng Jiang等人发现在结直肠癌中MUC20的甲基化水平降低，而且甲基化降低的MUC20基因与结直肠癌中的表达量呈负相关[25]。最近又有研究团队提出MUC20的突变可能与结肠腺癌患者较短的OS有关[26]。

4.1.3. 食管癌

Hui Wang等人是对MUC20在食管癌中作用研究最多的团队。他们首先于2015年率先对此进行了研究[27]。他们对186例ESCC患者中的蛋白表达进行了研究，发现其中38.2%的患者组织中MUC20呈现高表达，而且MUC20的高表达与患者的肿瘤分化、肿瘤浸润深度、淋巴结转移、病理肿瘤淋巴结转移(pTNM)分期、肿瘤消退等级(TRG)、淋巴管侵犯(LVI)显著正相关。进一步通过单变量分析发现MUC20高表达的患者生存时间低于低表达患者，而联合MUC13进行单因素生存分析后发现，MUC13低表达/MUC20高表达组患者的中位生存时间显著低于MUC13高表达/MUC20低表达组患者。经过COX比例风险模型分析后，作者提出MUC13/MUC20组合是接受新辅助化疗后手术的ESCC患者的独立预后因素(风险比 = 0.531，95%置信区间：0.299~0.944，P = 0.031)。

此后，该团队进一步确定MUC20可以作为预测食管鳞癌患者进行术前新辅助化疗效果的潜在生物标志物。通过对患者切除的病理标本进行蛋白表达测定，发现38.2% (71/186)的病例中发现阳性表达，且标本中MUC20的表达与肿瘤消退等级(TRG)存在显著相关性，即MUC20低表达的患者TRG较好。而通过对耐药细胞系KYSE510中MUC20的敲低，他们发现该细胞系凋亡率增加且细胞对药物更加敏感[28]。

2023年，王辉等人又对紫杉醇对食管癌细胞凋亡的影响与MUC20的关系进行了阐述[29]。他们对ECA-109细胞采用10 μM紫杉醇处理48 h后，发现细胞凋亡明显增加(P < 0.05)，且MUC20显著上调。他们将过表达质粒转染到该细胞系后，确认细胞活力显著下降，且凋亡率显著增加，随后用雷帕霉素处理细胞，发现细胞活力下降被逆转，凋亡率减少，证明MUC20可以通过激活mTOR信号导致ECA-109细胞凋亡。接着他们进一步确认MUC20的过表达可以促进PKM2的表达。上述结果同样在小鼠体内获得了证实。

此外，Chen Wu和Dongxin Lin等人通过单细胞转录组分析发现MUC20于ESCC患者的生存时间显著相关(P < 0.05)，且提出AGR2/CXCL17/MUC20可以共同预测ESCC上皮粘膜活动[30]。

4.1.4. 胰腺癌

目前已发现多种粘蛋白参与胰腺肿瘤的进展过程，如MUC1、MUC2、MUC4、MUC5AC、MUC13、MUC17等[31]-[33]。有人提出粘蛋白家族可以作为预测胰腺癌患者预后的潜在生物分子[34]。2018年，Min-Chuan Huang等人提出MUC20的敲低可部分通过抑制HGF/MET通路来抑制胰腺导管腺癌(PDAC)细胞的恶性表型，而且MUC20可作为潜在的治疗靶点[35]。通过对MUC20敲低的PDAC细胞在体外和体内实验的研究，发现敲低后细胞的活力被显著抑制，免疫小鼠成瘤组织的大小和重量也显著降低。此外，他们还发现在缺少血清、缺氧以及酸性环境下，PDAC细胞的MUC20表达会升高，其中在RNA水平上，细胞在低血清中MUC20上调1~4倍，在低氧中上调1~15倍，在低PH中上调了1~3倍(P < 0.05)，蛋白水平上也呈现同样的趋势。由于胰腺星状细胞(PSC)参与PDAC外致密基质的形成，他们便进而加入了与PSC的相关研究，发现在与PSC共培养后，MUC20的敲低反而可以抑制PDAC的迁移和侵袭。并且，人磷酸化-RKT阵列和WB的结果显示，MUC20的敲低可以降低相应细胞的磷酸化MET和AKT的表达水平，过表达MUC20后发现其又升高，而MUC20的敲低还能抑制HGF诱导的细胞表型，过表达则增强，即MUC20可增强PDAC细胞中的HGF/MET通路。

同年，Nicolas Jonckheere等通过使用TCGA和CCLE研究MUC4时，发现MUC4、MUC16和MUC20三种粘蛋白的组合与胰腺癌、结肠癌等癌症的总体生存率显着降低和风险比增加具有统计学意义，他们提出可以将MUC4/MUC16/MUC20^high特征作为胰腺癌、结肠癌和胃癌预后不良的标志[21]。

4.1.5. 口腔鳞癌

Tadaaki Kirita团队在研究转运和高尔基体组织蛋白1 (TANGO，也叫MIA3)在口腔鳞癌中的作用时，发现MUC20对OSCC细胞产生了一些生物学效应[36]。他们调查了两种TANGO相关信号转导因子：MUC20和SPRR1B。在他们的研究中发现下调MUC20的HSC3细胞的增殖、迁移和侵袭能力受到抑制，而过表达MUC20的HSC4细胞则相反。而且，由于MUC20的下调，细胞裂解物中的MET磷酸化、MMP-2以及培养上清中的E-钙粘蛋白均减少。通过对血管内皮细胞(EC)的实验，发现MUC20过表达HSC4细胞的条件培养基可以促进EC细胞的增殖，而且MUC20的上调可以促进OSCC细胞向EC的迁移。这些均说明MUC20的过表达可能对OSCC的发生发展起到促进作用。而在口腔鳞癌组织中，他们发现MUC20的表达显著高于不典型增生组织(P = 0.048)和癌旁正常组织(P = 0.0013)。此外，在临床病例中，他们也发现MUC20表达不仅与临床分期以及淋巴结转移显著相关(P = 0.0036、P = 0.0024)，也与较短的DFS显著相关(P < 0.0001)。

在人体各大系统中，针对消化系统内MUC20的研究最多，得出的结论也最为完善。总的来说，在消化系统实体瘤中，MUC20大多处于高表达状态，这种高表达往往与肿瘤细胞的高恶性程度密切相关，尤其是在结直肠癌中，研究人员用充分的细胞学功能实验证明了MUC20的高表达可以促进肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭等能力。另外还能通过调节转移蛋白的表达来增强细胞自身的肿瘤学特性。临床方面，在结直肠癌、食管癌口腔鳞癌等三种癌症中，MUC20表达量与肿瘤分期、淋巴结转移以及治疗预后相关联，如OS、DFS等。另外，在胃癌、结直肠癌、胰腺癌和食管癌等肿瘤疾病中，MUC20可能能够与其它粘蛋白一起作为预测癌症预后的标志物。这种联合生物指标的实际作用效果尚未可知，但对于胰腺癌、胃癌这种肿瘤标志物特异性较差的肿瘤却不失为一种可待继续研究的目标。

4.2. 生殖系统

4.2.1. 子宫内膜癌

在子宫内膜相关研究中，涉及到粘蛋白的部分很少，其中对MUC1的研究较为深入[37]-[39]。之后又有团队对MUC5B、MUC8等粘蛋白在子宫内膜癌(EC)中的作用进行了研究[40] [41]。2012年，Min-Chuan Hang等人提出MUC20过表达可以预测子宫内膜癌的不良预后[42]。子宫内膜癌存在两组类型，1型为子宫内膜样腺癌，2型为非子宫内膜样癌[43]。Min-Chuan Hang团队通过对正常和癌变子宫内膜组织进行免疫组化，发现癌变组织存在MUC20异常高表达而正常组织则不存在。此外，他们还发现MUC20在子宫内膜样EC和非子宫内膜样EC中存在差异表达(36% VS. 58%, P = 0.044)，且MUC20的高表达与EC的高组织学分级相关。随后进行的体外、体内实验证实MUC20的高表达对细胞的增殖、迁移、侵袭以及肿瘤在体内的增长均有增强作用。为了明确MUC20在EC细胞信号转导中的作用，在证实HGF无法促进无血清条件下EC细胞的增殖与迁移后，他们使用EGFR抑制剂厄洛替尼处理细胞，发现EC细胞在10% FBS条件下由MUC20高表达促进的增殖迁移被阻断，且进一步发现厄洛替尼可以降低EGFR/Y845、EGFR/Y1068、Src、STRT3的磷酸化，表明MUC20过表达可以激活EC细胞中的EGFR-STAT3信号通路，进而增强表皮生长因子(EGF)诱导EC细胞的恶性表型。

后来，Fei Zheng等人在此基础上提出MUC20高表达与EC患者不良临床病理特征相关，比如腹膜细胞学阳性、淋巴结转移、老年患者和晚期等。他们通过生存分析证实MUC20高表达与较短的生存时间和较差的OS相关。此外，该团队还发现EC中MUC20高表达表型与ROS途径、干扰素α/γ反应、细胞间粘附和O-聚糖加工受到了相应调节，证明了MUC20高表达可能是识别预后不良患者的独立预后标志物，并可能作为EC的潜在治疗靶点[44]。

4.2.2. 卵巢癌

除了子宫内膜癌外，Min-Chuan Hang团队还对MUC20在上皮性卵巢癌(EOC)中的作用进行了研究[45]。他们通过对患者卵巢癌组织微阵列进行免疫组化分析发现MUC20蛋白同样会在EOC标本中过度表达，这与在EC中的发现类似[42]。同时对样品中的MUC20的染色强度进行评分，整体而言，KM曲线提示MUC20高表达与预后不良相关性无统计学意义(P = 0.099)，而晚期患者(III、IV期)的样品中，MUC20高表达与较差的总生存率低显著相关(0.018)。随即团队对MUC20过表达对EOC细胞产生的作用进行了分析。他们挑选了MUC20表达较低的ES-2细胞进行过表达实验，并进行了验证。而后细胞学实验提示，MUC20过表达显著增强了ES-2细胞的运动能力和侵袭性，但对细胞的增殖活性没有影响。

除此之外，Huang等[46]还研究了MUC20是否能够调节细胞与ECM蛋白的粘附以及评估整合素β1在MUC20介导的侵袭表型中的作用。他们发现在过表达MUC20的情况下，ES-2细胞与ECM的黏附增强，此时整合素β1、pFAK、pAkt和pSrc的水平也会升高。使用整合素β1功能阻断抗体后发现MUC20过表达诱导的细胞迁移和黏附被有效抑制(P < 0.01)。随后，为了佐证该发现，他们对高表达MUC20的两株EOC细胞中进行了敲低表达，而后得到了与此前正好相反的结果，进一步证实了MUC20在EOC细胞中过表达，并通过激活整合素β1及其下游信号传导来促进EOC细胞的恶性行为的结论。而在EOC中，最常见的组织学亚型为高级别浆液性卵巢癌(HGSC)，占了晚期(III、IV期)病例的90%以及所有卵巢癌病例的70%。

Taymaa May等在研究新辅助化疗(NACT)对铂敏感和耐药的HGSC患者体细胞突变状态的影响的过程中发现MUC20为发生突变的基因之一，且仅出现在铂耐药的病例中，提示其可能在预测计划接受 NACT患者的化疗反应中发挥作用，并强调可能需要更大规模的研究来验证这些基因[47]。

4.2.3. 宫颈癌

X. Kong等人是唯一对宫颈癌中MUC20的表达进行了相关研究的团队。他们发现在慢性宫颈炎–宫颈上皮内瘤变(CIN)-宫颈鳞状细胞癌(SCC)的过程中，MUC20的表达量逐渐增加，且有统计学意义(P < 0.05)，而且MUC20经常在低分化癌症(P = 0.001)和晚期癌症(P = 0.002)中被发现，但其表达与年龄、浸润深度、区域、肿瘤大小、淋巴结转移均无关(P > 0.05) [48]。

目前来说，针对男性生殖系统肿瘤内MUC20的研究尚欠缺，这可能与男性生殖系统肿瘤发病率总体相对较低有关[49]，尤其是与女性相比。同消化系统类似，在女性生殖系统的三种肿瘤中，MUC20的表达量均随着肿瘤细胞恶性程度的增加而增加，并且与更差的诊断分期、预后相关。不同的是，在子宫内膜癌和卵巢癌中，研究人员更进一步探究了MUC20作用机制的相关问题。与已知的MUC20参与Grb2-RAS通路的调节不同，人们发现在子宫内膜癌中MUC20参与的是EGFR-STAT3信号通路，而在卵巢癌中，MUC20的过表达则可以激活整合素β1及其下游信号分子来促进EOC细胞的黏附和迁移。由此可知，尽管作用的信号通路不尽相同，但均涉及到了MUC20这个关键分子，对于MUC20的抑制作为一种补充治疗手段可能有利于患者的预后，增加患者的生存时间。

4.3. 泌尿系统

4.3.1. 肾癌

虽然MUC20是在肾脏的疾病中首次被鉴定出来[11]，但其与肾脏疾病尤其是肾癌之间是否存在某种关系却鲜有报道。直到2022年，Dong Wen-Wang [50]等人在研究肿瘤微环境(TME)在肾透明细胞癌(ccRCC)发生发展中的作用时，发现MUC20可以作为预测手段，可能具有对ccRCC患者预后评估的价值。他们研究发现与其它实体瘤不同的是，ccRCC患者中MUC20的表达显著低于正常人，而将患者分为MUC20高表达组和低表达组后，发现高表达组的ccRCC患者比低表达组的生存期更长，由此提出MUC20表达下调可能预示着ccRCC患者预后不良、病理分级高以及TNM临床分期为晚期。在进一步应用GSEA研究后，他们发现MUC20低表达组的相关基因主要富集于免疫相关活性、炎症和EMT，而MUC20高表达组中则没有明显的基因富集情况，故此该团队认为MUC20表达量的变化可能有助于ccRCC的免疫状态调节。而后他们在此基础上又发现静息肥大细胞和CD8⁺ T细胞与MUC20表达量呈正相关，激活的CD4⁺记忆T细胞、调节性T细胞(Treg)和浆细胞与MUC20表达则呈负相关，证明了MUC20能够影响ccRCC中TME的免疫活性。在肾透明细胞癌中，MUC20的下调、抗肿瘤TIC的减少与TME免疫逃逸相关的TIC的增加呈现出一致性，说明MUC20可能在肾癌中起到拮抗肿瘤发展的作用。

4.3.2. 膀胱癌

目前尚无膀胱癌中关于MUC20的研究，但对于MUC20所编码的长非编码RNA——Inc-MUC20-9，Ranran Dai等人研究了其在BC肿瘤生长和恶性行为中的作用[51]。Dai通过RNA测序发现并经过Qrt-pcr确定了Inc-MUC20-9在癌组织中的表达量较正常组织显著降低。对膀胱癌细胞株5637和T24进行过表达Inc-MUC20-9后，发现细胞的活力、增殖、迁移和克隆等特性与能力均显著下降，而凋亡率则显著升高，而将过表达T24细胞注入裸鼠皮下30天后，发现过表达组的皮下肿瘤以及肿瘤的尺寸和质量均显著低于低表达组。而对于Inc-MUC20-9的RNA结合蛋白的研究发现，在过表达Inc-MUC20-9的两种细胞中，ROCK1表达量下降，作者认为Inc-MUC20-9介导的肿瘤抑制可能与此有关。

目前MUC20在泌尿系统中的研究极少，唯一直接相关的研究便是Dong Wen-Wang等人所提出的MUC20可以作为肾透明细胞癌中的一种新型预后生物标志物，而由MUC20基因所编码的IncRNA则可以和ROCK1结合，在膀胱癌中起到抑制肿瘤生长与增殖的作用。与上述所提到的其他系统肿瘤不太一样的是，在泌尿系统已有研究的两种癌症中，随着肿瘤的发展，MUC20的表达量均呈下降趋势，即MUC20在其中扮演着正面的角色。故此，从临床的角度来说，促进MUC20的表达有助于肿瘤的预后。并且在肾透明细胞癌中，通过对抗癌药物的试验发现高表达MUC20的患者对某些药物的反应性可能更好，提示增加MUC20的表达量可能能够为癌症的治疗提供新线索。

4.4. 循环系统

4.4.1. 套细胞淋巴瘤

蛋白酶抑制剂(PI)是套细胞淋巴瘤(MCL)的重要治疗方式，但PI耐药是治疗过程中一个亟待解决的问题。Huihan Wang等对MCL耐药机制进行了探索，他们利用卡非佐米进行耐药细胞系的开发以及后续研究。在他们的研究中发现CR MCL细胞中的MUC20转录物显著减少，且与蛋白表达相关，而暴露于卡非佐米中的MCL细胞MUC20表达也同样减少，二者相互印证。在对CR细胞进行MUC20过表达时发现其对卡非佐米的敏感性增加，体外实验同样支持了这一观点。由于MUC20可以与c-MET通路相联系，于是他们对该通路进行了研究，发现CR MCL细胞表现出了更高的MET、ERK1/2激活水平，而且HGF可以保护WT MCL细胞不受卡非佐米的影响，提示抑制c-MET可以恢复CR细胞对卡非佐米的敏感性[52]。

4.4.2. 多发性骨髓瘤

Huihan Wang [53]等人在研究多发性骨髓瘤(MM)对蛋白酶抑制剂(PI)药物出现耐药的机制中同样发现MUC20可能是确定患者是否存在PI耐药的生物标志物。他们在PI耐药的MM细胞系以及复发/难治性MM患者的骨髓浆细胞中均发现MUC20出现了表达量的下调。而临床研究也证实，相比较MUC20低表达组，高表达组患者有着更高的总缓解率(ORR)和更低的疾病进展(PD)可能性以及更长的中位无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)。为了探索MUC20降低MM细胞对PI耐药性的机制，他们借助铜死亡对此进行了进一步研究。他们发现MUC20可以抑制CDKN2A的表达以及阻止存在PI抗性的MM细胞中MET的激活以此来触发铜死亡，而铜死亡则可以减弱MM细胞对PI的耐药性。而MM细胞中的染色体外环状DNA (eccDNA)可以通过扩增一种致癌基因——KIF3C来诱导细胞的PI耐药性。

同泌尿系统所述两种癌症一样，在这两种血液系统肿瘤中，MUC20同样起着积极的作用。由前所述，MUC20可以通过阻止Grb-2募集到MET来减少HGF诱导的瞬时MAPK激活来调节c-MET通路，而对套细胞淋巴瘤PI耐药研究的结果提示c-Met通路的激活与抑制可以反向调节PI的敏感性，这种调节的一个重要节点正是MUC20，即通过药物或遗传方法改变MUC20的表达能够调节细胞对PI的敏感性。在多发性骨髓瘤中，研究人员更是首次揭示了MUC20通过铜死亡来调节PI耐药性的机制。总的来说，MUC20在蛋白酶抑制剂耐药领域可能是一个非常重要的标志物，对于预测患者的治疗效果可能有着比较不错的作用。

4.5. 呼吸系统

肺癌

MUC20在存在于呼吸道的粘蛋白中属于占据主导地位的7种粘蛋白之一，其主要定位于呼吸道纤毛细胞[54]。目前尚没有明确针对MUC20在肺癌等呼吸道肿瘤中的作用的研究，仅有少许研究对肺癌中MUC20的表达与突变等情况进行了阐述。在肺癌患者中，非小细胞肺癌患者占了绝大部分，而其中又以肺腺癌和肺鳞状细胞癌两种亚型居多[55]。Songqing Fan团队对从UCSC Xena下载的相关数据分析发现不论是肺腺癌还是肺鳞癌组织中MUC20的表达均升高，而基于cBioportal的突变分析的结果证明在肺鳞癌患者中，31%出现了MUC20的扩增突变[56]。Yong Huang团队也对此进行了类似的阐述。除了同样的发现MUC20在两种亚型中表达升高外，他们还发现这种升高与患者的不良DFS与OS并无相关性。而在非小细胞肺癌特异性MUC遗传性突变中，他们发现MUC20的占比达到了14%，且突变类型同样主要为扩增[57]。

定植于呼吸道的7种主要粘蛋白为分泌但不聚合形成凝胶的MUC7、分泌且聚合形成凝胶的MUC5AC和MUC5B以及具有跨膜结构域并与细胞表面相关的MUC1、MUC4、MUC16、MUC20。在与肺癌相关的粘蛋白研究中，涉及MUC1的最多，人们发现MUC1的表达量的改变与肺癌的发生具有密切联系[57] [58]，而免疫微环境的破坏是其中一个重要因素[59]。此外，这种变化与患者的OS与DFS之间也存在关联[60]。在MUC20的研究中，研究人员发现了与MUC1类似的现象，但不同的是，MUC20在肺癌中的高表达与患者的生存预后似乎并无直接关系。

4.6. 内分泌系统

甲状腺癌

在研究去分化甲状腺癌再分化的机制的过程中，Jian Tan团队发现MUC20在I¹³¹治疗无效的群体中容易发生突变，且相较对照组，其在去分化甲状腺癌组织中显著高表达，他们推测MUC20可能与分化型甲状腺癌去分化有关。而在抑制miR-146b-3p后，他们发现MUC20、MET以及MET磷酸化(p-MET)均被显著抑制，而且此举还可提高同向转运蛋白NIS所介导的摄碘能力。故此，Tan等人提出miR-146b-3p/MUC20/MET信号通路的靶向关系可能在碘难治性甲状腺癌的再分化中发挥作用[61]。

MicroRNA (miRNA)是由内源基因编码的可调节转录后基因表达的小RNA⁶² [62]。此前一些研究已表明，miR-146b与甲状腺癌的发生发展有关[60]，miR-146b-3p可直接与碘代谢相关蛋白PAX8和NIS的3’-UTR结合，导致NIS表达和碘摄取降低[63]。在该研究中，研究者通过实验证明了miR-146b-3p参与了DTC去分化过程，其中，通过靶向MUC20来调控c-MET通路是关键的一环，所以抑制c-MET通路可能对治疗去分化甲状腺癌产生些许帮助。

5. 总结与展望

粘蛋白是一种糖蛋白，在人体各器官组织均有广泛分布。起初，人们单纯地认为粘蛋白作为粘液的主要成分之一，就是在上皮表面起到润滑和水合的作用，对体内空腔器官提供了保护，比如：胃肠道、呼吸道以及肝脏的分泌上皮表面等。但随着研究的深入，被发现的粘蛋白数量逐渐增多，发现其涉及的作用也愈来愈复杂。迄今为止，已有24种粘蛋白基因被发现。而根据粘蛋白的结构以及在细胞中的定位一般可被分为两种类型：跨膜型和分泌型。其中，分泌型粘蛋白在正常人体的整个消化道均有分布，此类粘蛋白更多地与粘液形成与粘膜上皮保护有关；而跨膜型粘蛋白，顾名思义就是与细胞膜结合后产生生物学效应的一类粘蛋白，其与细胞的信号转导、黏附、免疫调节、生长与繁殖有关。粘蛋白的一大特点便是含有大量复杂的O-型寡聚糖链，这些糖链在粘蛋白的结构形成及功能的发挥上起着关键的作用。对于胃肠道而言，有研究认为粘蛋白糖基化的程度决定了粘膜的保护能力[64] [65]。

除了上述的生理性作用外，人们渐渐发现粘蛋白与癌症的发生和发展之间存在着较为密切的关系。通过已有的研究证实粘蛋白可以劫持相关信号通路，改变下游的信号传导，进而改变正常或异常细胞的某些特性，导致肿瘤的发生或恶性进展[66]。比如MUC1可以通过调节基因转录、阻断细胞的凋亡和死亡以及减弱死亡受体的激活来促进细胞的恶性表型，其在乳腺癌、肺癌等多种癌症中均有发现[67] [68]。MUC13被发现在卵巢癌中可以激活JNK (Jun N-terminal kinase)通路来促进细胞的运动，并且还与细胞的增殖和肿瘤的发生有关[69]。而MUC5AC还可通过多种方式促进胰腺癌、肺癌和结肠癌的转移[70]-[72]。

作为较晚发现的新型粘蛋白，Motonao Nakamura等人在2003年首次发现MUC20蛋白并对其命名。他们对该蛋白的基本结构、基因组结构以及人体内表达情况进行了研究，还对小鼠体内的同源蛋白进行了解析。随后陆陆续续的研究证实MUC20同MUC家族其他成员一样，与人体众多肿瘤的发生发展有关，比如结直肠癌、子宫内膜癌、卵巢癌等等。在这些肿瘤中，MUC20通过过表达或低表达的方式促进肿瘤的发生发展。并且，在部分肿瘤疾病中，MUC20的表达量的高低与疾病的预后也存在某种关联，可以作为一种预后观测因子发挥一定的作用。而除了肿瘤外，非肿瘤疾病中也有对于MUC20的研究，比如Jesús K. Yamamoto-Furusho团队发现缓解期溃疡性结肠炎(UC)患者的MUC20表达量相较活动期UC以及正常组织来说有显著升高，而且在UC患者中发现MUC20基因表达与组织学缓解之间存在关联(OR = 0.37) [73]。在已研究过的这些肿瘤中，MUC20所参与的机制并不尽相同，比如在子宫内膜癌中，MUC20是通过EGFR-STAT3通路介导肿瘤的发展，在上皮性卵巢癌中则是通过激活整合素β1来增强其恶性行为，而在多发性骨髓瘤中MUC20还能通过激活铜死亡来降低细胞对蛋白酶抑制剂的耐药性。此外，MUC20还能作为MET信号级联的新型调节剂参与该通路，并能抑制Grb2-Ras途径，此途径最早是在有关IgA肾病的研究中被发现。

自MUC20被发现以来，对该粘蛋白的研究已逐渐深入，但相较于此前早已发现的粘蛋白，关于MUC20的研究仍较少，虽然涉及到了诸多系统，但具体到每个系统内肿瘤中有关MUC20的数量并不多，即使放大到非肿瘤性疾病，与MUC20相关的研究也极少。然而，从已有的研究中我们已经知道，这个粘蛋白涉及到了多条信号通路，且被证实与蛋白酶抑制剂的耐药密切相关，所作用的机制也是以往未曾发现的，证明MUC20依然有着不为人知的功能与作用。此外，除了极个别研究对MUC20相关分子如胃癌的MUC20变体——MUC20v2、膀胱癌的Inc-MUC20-9进行了研究外，有关MUC20基因突变的研究聊胜于无。但作为一个在诸多癌症中均有较为重要影响的蛋白，MUC20基因突变可能会是一个不错的研究方向，即MUC20本身的变化可能会对其自身的表达、上下游分子的改变产生一定的影响，进而对肿瘤的发生发展产生作用。

总的来说，MUC20是一种在诸多肿瘤细胞中异常表达的粘蛋白，且往往与肿瘤的恶性程度、患者的预后相关，能够作为一种可能的生物标志物来预测相关肿瘤的发展情况以及患者的治疗效果。目前相关研究更多地还是处于实验室水平，距离临床应用可能还有相当长的一段距离，需要更大规模的临床病例来检验其效果。