MKK4與惡性腫瘤相關性的研究進展

魯明騫 ，許新華 *

(1宜昌市中心人民醫(yī)院，三峽大學第一臨床醫(yī)學院，湖北宜昌 443003;2三峽大學腫瘤研究所)

隨著生物學研究的不斷深入，臨床對受體型酪氨酸激酶(PTK)及其相關信號通路在腫瘤生長、侵襲、血管生成中的作用有了更加深入的了解。絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)作為信號傳導通路的重要組成部分，是細胞內的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其信號轉導通路存在于大多數細胞內，將細胞外刺激信號轉導至細胞及其核內，引起細胞絲裂原活化蛋白激酶增殖、分化、轉化及凋亡等生物學行為[1]。細胞外的不同刺激可產生不同的MAPKs信號通路，通過其相互調控而介導不同的細胞生物學反應。MKK 4(mitogen-activated protein kinase kinase 4)是絲裂原活化蛋白激酶的激酶，是 MAPK信號傳導通路的組成部分，是癌基因Ras信號傳導通路的中心環(huán)節(jié)。現將MKK 4與惡性腫瘤相關性中的研究進展綜述如下。

1 MKK 4的結構、分布及作用機制

MKK4位于染色體 17p 11.2，其編碼由 399個氨基酸組成。主要位于細胞質中，細胞核中也能檢測出 MKK 4。Sanchez等[2]1993年第一次在鼠體內克隆出SEK 1(srtess-activated protein kinase kinase)，Derijard等[3]首次在人體內克隆出 MKK 4。MKK 4蛋白含有 2個停泊位點，即位于 N端的D區(qū)停泊位點和位于C端的DVD區(qū)停泊位點。MKK4 MRNA幾乎在人類的各種組織中均有表達，其中在腦組織中的表達水平最高。

MKK4作為MAPK信號傳導通路的重要組成部分，主要通過 JNK通路與 p38通路發(fā)揮作用。c-Jun氨基末端激酶(JNK)又稱為應激活化蛋白激酶(SAPK)，在目前成熟人腦細胞中已克隆了 10個JNK異構體，它們分別由 JNK 1、JNK 2和 JNK3基因編碼，相對分子質量 46k D的 JNK 1和 55k D的JNK2在各種組織細胞中廣泛表達，而JNK3選擇性在腦細胞中表達。

JNK/SAPK信號通路可被應激刺激、細胞因子、生長因子及某些 G蛋白偶聯(lián)的受體激活。外界刺激可通過 Ras依賴或非 Ras依賴的兩條途徑激活 JNK，小分子 G蛋白 Ras超家族的成員之一 Rho可能也是 JNK激活的上游信號，Rho蛋白 Rac及 cdc42的作用可能是與 p21激活的絲/蘇氨酸激酶PAK結合，使其自身磷酸化而被激活，而活化的PAK進一步使JNK激活。已有研究證實，雙特異性激酶 JNK Kinase(JNKK)是 JNK/SAPK的上游激活物，包括 MKK4(JNKK1)、MKK7(JNKK 2)，其中 MKK 7/JNKK 2可特異性地激活JNK[4]，而 MKK4則可同時激活 JNK1和 p38。JNKK的上游激活物為 MEKK，MEKK1在體外過表達時可激活 MEK，但MEKK 1在體內高度選擇性地磷酸化 MKK4，從而激活JNK[5]。MEKK2也可通過 MKK4激活 JNK和 p38。JNK/SAPK接受上游信號被激活后，可進一步使核內的轉錄因子c-Jun氨基末端63及 73位的絲氨酸殘基磷酸化，進而激活c-Jun而增強其轉錄活性[6]。

p38MAPK存在于哺乳動物的細胞內，其通路激活劑與JNK通路相似。部分能夠激活JNK的促炎因子、應激刺激亦可激活 p38，此外，p 38還可被脂多糖及 G+細菌細胞壁成分所激活。p38信號通路也由三級激酶鏈組成，其上游激活物為 MKK3、MKK4及 MKK6，與 MKK4不同，MKK3、MKK6僅特異性激活 p38[7]。體外細胞轉染實驗表明，MEKK2、MEKK3可通過激活 MKK 4同時激活 JNK和 p38，而 MEKK 3通過激活MKK 3特異性激活 p38。不同的 p38異構體對同一刺激可有不同的反應，不同的異構體對底物的作用也具有選擇性。

2 MKK4與惡性腫瘤的關系

近來研究表明，絲裂原活化蛋白激酶信號轉導功能是控制細胞過程的關鍵因素，參與許多生物學途徑。MKK 4在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中的調節(jié)作用，部分研究認為有腫瘤抑制作用，但也有研究認為有促腫瘤作用。

2.1 MKK 4的腫瘤抑制作用 MKK4基因位于人類染色體17p11.2，與抑癌基因 p53相距約 10 cm，文獻報道約 5%的腫瘤組織會發(fā)生 MKK4基因突變，因此認為 MKK4對惡性腫瘤有直接的抑制作用;對前列腺癌和卵巢癌轉移也具有抑制作用。研究發(fā)現，編碼 MKK 4蛋白的基因位點均表現為純合子缺失;在對 88株雜合子人類細胞株進行研究，發(fā)現在胰腺癌、乳腺癌、結直腸癌、睪丸癌中，MKK4突變的發(fā)生率是 6/213，約 3%，主要表現為同合子缺失和基因突變，因此，MKK4可能對某些類型的腫瘤或細胞轉移具有抑制作用。Yeasmin等[8]在研究MKK4蛋白表達下調與卵巢癌的發(fā)展機制中發(fā)現，過度表達的 MKK4 TOV-21 G細胞，在純合子缺失時可出現散在的、成纖維細胞樣集聚性生長的細胞形態(tài)學變化，通過傳染表達 MKK4得到的 TOV-21 G細胞，細胞侵襲能力明顯下降。在具有MKK4高度表達能力的 MDAH 2774細胞中敲除基因 MKK4后，浸潤明顯加強;對 SKOV 3細胞的研究也出現了上述與 TOV-21 G細胞相同的結果，這種突變導致 E-鈣黏蛋白(E-cad)表達下調，使上皮細胞間質轉化增強，導致腫瘤細胞轉移。上皮細胞間質轉化(EMT)是具有極性的上皮細胞轉換成為具有移行能力的間質細胞并獲得侵襲和遷移能力的過程，其存在于人體多個生理和病理過程中。EM與腫瘤細胞的侵襲和轉移有著密切的關系。E-鈣黏蛋白用于維持正常細胞間連接的穩(wěn)定性，其表達水平與EMT的發(fā)生以及腫瘤的侵襲能力呈負相關，是EMT的關鍵分子，Twist也可誘導 EMT的發(fā)生，EMT的腫瘤細胞可獲得某些類似于干細胞的能力如自我更新等，而胚胎干細胞在分化時伴有類似 EMT過程的分子生物學事件。

3.2 MKK 4對腫瘤的促進作用 Wu等[9]報道胃腺癌組織中表達 MKK4蛋白者無復發(fā)生存率和總生存率明顯低于不表達者。Lotan等[10]報道 MKK4、MKK 6和 MKK 7在人前列腺癌組織及具有廣泛的高級別前列腺上皮內瘤患者(HGPIN)和小鼠前列腺癌組織中表達增加。Khatlani等[11]研究發(fā)現突變體有絲分裂原激活蛋白激酶激酶 4(MKK 4)進入人體支氣管上皮細胞系 BEAS-2B和 HB56B可增加細胞增殖、遷移、侵襲和聚落生成。由于 MKK 4的突變，導致 RNA BEAS-2B細胞轉化表型的逆轉，從而使JNK通路的活化，導致腫瘤發(fā)生。

3.3MKK 4與惡性腫瘤臨床及預后的關系 Cunningham等[12]采用基因芯片技術測定133例胃癌術后患者的正常胃組織、腸上皮化生組織和異型增生上皮組織 MKK4表達，認為MKK 4有助于診斷胃癌癌前病變。Cunningham等[13]回顧性分析了 1983～1995年 124例胃癌術后患者的預后，發(fā)現 5年生存率隨MKK 4表達增強而升高，認為MKK 4蛋白表達的高低可預測胃癌患者預后。

綜上所述，MKK4在惡性腫瘤中扮演著重要角色，主要通過 JNK通路和P38通路來發(fā)揮作用。其在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起促進作用還是抑制作用目前尚無定論，有必要積累資料對其傳導通路及其生物學功能進一步深入研究。

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