(1昆明理工大學醫(yī)學院 云南 昆明 650500)(2云南省第一人民醫(yī)院消化內科 云南 昆明 650032)
Pyk2是黏著斑激酶家族(FAK Focal adhesion kinases)的成員之一(另一個成員是FAK激酶),屬于非受體類的酪氨酸蛋白激酶,又名細胞黏附激酶β,相關粘附焦點酪氨酸激酶、鈣依賴性酪氨酸激酶。酪氨酸蛋白激酶與腫瘤發(fā)生、發(fā)展關系的研究是腫瘤研究領域中的一個熱點,近年來Pyk2在腫瘤中的作用也逐漸被探究,由于Pyk2的多種調控作用,不同的惡性腫瘤中,PYK2的表達處于一種動態(tài)的變化中。因此本文對Pyk2的結構,在不同惡性腫瘤中Pyk2表達的情況以及Pyk2參與調控的細胞通路進行綜述。
Pyk2是分子量為116kD且富含脯氨酸的非受體型酪氨酸蛋白激酶。它和FAK2,它在多種器官和組織中表達,受一系列因子激活,參與多條信號通路的信息傳遞,能夠調節(jié)細胞的遷移、增殖、分化、凋亡等。Pyk2與FAK在結構上有著高度的一致性(在氨基酸序列上與FAK有45%的同源性,催化功能域的同源性為61%),但兩者的功能有所差異它。Pyk2主要由三部分構成,分別為中心激酶域,C-末端結構域以及N-末端結構域(如圖一所示)。N-末端包含4.1膜細胞骨架連接蛋白(FERM),整合素、酪氨酸激酶受體以及細胞骨架蛋白可與FERM結構域結合。C末端具有三大部分:黏著斑靶向序列(Focal Adhesion Targeting,F(xiàn)AT),兩個脯氨酸富集區(qū)(PROII,PROⅢ),和磷酸化位點(Tyr881)。中心激酶域含有三個磷酸化位點Tyr402、Tyr578和Tyr580,其中402位為酪氨酸自磷酸化位點(Tyr402)是Pyk2蛋白活化的標志。Pyk2有兩種異構體Pyk2s和PRNK,Pyk2s是一種缺乏C末端42個氨基酸的拼接形式,PRNK是一種只編碼Pyk2的C末端相關非激酶Pyk2,定位于黏著斑。
Pyk2在多種組織器官中表達,其表達水平可呈高表達也可呈低表達。Pyk2受多種信號分子激活,被激活的Pyk2催化含有SH2同源域的下游底物蛋白,進而參與多條信號通路。雖然Pyk2不包含許多特異性的互相作用的結構域,但是它包含許多SH2和SH3結構域的潛在靶點[1]。
近年來研究結果顯示Pyk2與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉移有著密切的關系,在神經組織以及小腸、腎、脾、肺以及肝等多處組織中均有表達,參與細胞多條信號轉導通路,從而調節(jié)細胞的增殖與分化、黏附和遷移等生理活動,而Pyk2在不同癌組織中呈現(xiàn)出不同程度的異常表達[2]。
在結腸癌中,Cui等[3]的研究顯示,Pyk2的下游基因Hic-55/ARA55能減少結直腸癌細胞的生長以及促進癌細胞凋亡,在結腸癌中作為潛在的抑癌基因而存在。Zheng等人[4]通過脾臟注射保留脾臟法向裸鼠體內接種人結腸癌細胞,模擬結腸癌肝轉移的體內過程,發(fā)現(xiàn)上調Pyk2蛋白的表達可以減少肝轉移的數(shù)量,而下調Pyk2蛋白表達則使肝轉移灶增多。
在胃癌中,Pyk2在正常胃組織中均有表達,在胃癌組織中低表達或幾乎無表達,并且隨著惡性程度和TNM分期(T∶腫瘤大小和局部浸潤范圍;N∶淋巴結受累情況;M:遠處轉移)增加而逐漸減低,這表明Pyk2胃癌中的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用[5]。
在乳腺癌中,Pyk2蛋白磷酸化尤其是Tyr402位點的磷酸化與乳腺癌細胞的增值和侵襲能力有關。研究表明,Tyr402位點可與Src激酶的SH2曲結合進而活化Src或與CHK的SH2區(qū)結合,進而抑制乳腺癌細胞的遷移。
在肺癌中。Pyk2蛋白具有促進肺血管內皮細胞伸展以及遷移的作用,Zhang等人[6]發(fā)現(xiàn)Pyk2的表達和磷酸化伴隨著NSCLC細胞系(非小細胞肺癌細胞)轉移潛能的增強而增加,因此Pyk2過表達可能促進非小細胞肺癌淋巴結轉移。
在肝癌中,Sun等人研究表明,PYK2廣泛表達于肝細胞癌組織中,而且肝癌體積越大,Edmonson分級越高(對肝細胞癌的分級,分級越高分化越差),Pyk2表達水平越高。Zuo[7]等人的進一步研究表明,Pyk2蛋白過表達可能與NSCLC的發(fā)生和發(fā)展有關,并且Pyk2對肝癌具有一定的促進作用,有可能成為肝癌分子診斷的標志物和終了的新靶標。
雖然Pyk2只表達于有限的組織和細胞,但卻呈現(xiàn)出多樣的細胞功能,在細胞信號轉導,細胞增殖,凋亡,黏附,遷移等多種細胞事件中發(fā)揮重要作用。腫瘤是全球范圍內嚴重危害人類生命和健康的疾病,一旦癌細胞發(fā)生轉移或者擴散,患者的生命年限將受到極大的限制。Pky2介導的細胞通路主要包括:磷脂酰肌醇信號通路;MAPK信號通路;JAK-STAT信號通路;PI3K-Akt信號通路。
在磷脂酰肌醇信號通路中,細胞內Ca2+濃度的升高可以激活Pyk2。而且PKC的抑制劑或激活劑可以抑制或激活Ca2+誘導的Pyk2的活化。Pyk2的活化可以對MAPK進行激活。在MAPK信號通路中,Pyk2與Src共同起作用,將G蛋白偶聯(lián)受體與Grb2和Sos連接以激活MAP激酶信號通路。在JAK-STAT信號通路中,Pyk2是IL-2受體偶聯(lián)Jak信號通路的下游介質。Pyk2經IL-2刺激后以JAK依賴的形式被激活,繼而參與接下來的JAK-STAT信號通路。在PI3K-Akt信號通路中,Pyk2在內皮細胞中啟動信號素4D-plexin-B1信號通路,隨后激活Src,PI3K和Akt,最終使內皮細胞發(fā)生遷移。
Pyk2在腫瘤發(fā)生發(fā)展侵襲轉移過程中起著重要的作用,其異常表達導致疾病進一步惡化,找出Pyk2與腫瘤的相關性一直是醫(yī)學研究的熱點。雖然在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中與Pyk2相互作用的分子及其信號通路還不清楚。但本文對Pyk2在不同腫瘤組織中的動態(tài)變化和所調控的細胞信號通路進行總結和挖掘,為Pky2與腫瘤之間的關系提供了一定理論基礎。
[1]梅梅,張疆弢,易杰.Pyk2在細胞功能活性調控中的作用[J].遵義醫(yī)學院學報,2013,36(4):393-396.
[2]張宗耐,汪欣,李挺,等.富含脯氨酸的酪氨酸蛋白激酶2在原發(fā)性大腸癌中的表達及其對預后的意義[J].中華外科雜志,2008,46(6):440-442.
[3]崔巍,汪欣,劉玉村,等.HIC-5/ARA55在人大腸癌中的表達及其作用機制[J].北京大學學報(醫(yī)學版)醫(yī)學版,2006,38(3):280-283.
[4]鄭啟軍,汪欣,胡剛,等.Pyk2對人類結腸癌細胞肝轉移能力及超微結構的影響[J].北京大學學報(醫(yī)學版)醫(yī)學版,2011,43(2):204-208.
[5]武穎超,郭宏杰,汪欣,等.蛋白酪氨酸激酶Pyk2在胃癌中的表達及作用機制的初步探討[C]//2007中國外科周暨亞洲外科年會.2007.
[6]張四洋,邱雪杉.SOCS3和Pyk2在非小細胞肺癌中的表達及相關性研究[J].中華病理學雜志,2012,41(10):657-661.
[7]左凱,薛棟,孔麗,等.Pyk2基因對肝癌He p3 B細胞增殖、侵襲和遷移的影響[J].國際腫瘤學雜志,2017,44(1):1-5.