MKK4與惡性腫瘤相關(guān)性的研究進(jìn)展

魯明騫 ，許新華 *

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

隨著生物學(xué)研究的不斷深入，臨床對(duì)受體型酪氨酸激酶(PTK)及其相關(guān)信號(hào)通路在腫瘤生長(zhǎng)、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(hào)傳導(dǎo)通路的重要組成部分，是細(xì)胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路存在于大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)，將細(xì)胞外刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞及其核內(nèi)，引起細(xì)胞絲裂原活化蛋白激酶增殖、分化、轉(zhuǎn)化及凋亡等生物學(xué)行為[1]。細(xì)胞外的不同刺激可產(chǎn)生不同的MAPKs信號(hào)通路，通過(guò)其相互調(diào)控而介導(dǎo)不同的細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)。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(hào)傳導(dǎo)通路的組成部分，是癌基因Ras信號(hào)傳導(dǎo)通路的中心環(huán)節(jié)?，F(xiàn)將MKK 4與惡性腫瘤相關(guān)性中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 MKK 4的結(jié)構(gòu)、分布及作用機(jī)制

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

MKK4作為MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路的重要組成部分，主要通過(guò) 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(yīng)激活化蛋白激酶(SAPK)，在目前成熟人腦細(xì)胞中已克隆了 10個(gè)JNK異構(gòu)體，它們分別由 JNK 1、JNK 2和 JNK3基因編碼，相對(duì)分子質(zhì)量 46k D的 JNK 1和 55k D的JNK2在各種組織細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而JNK3選擇性在腦細(xì)胞中表達(dá)。

JNK/SAPK信號(hào)通路可被應(yīng)激刺激、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子及某些 G蛋白偶聯(lián)的受體激活。外界刺激可通過(guò) 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(hào)，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(jié)合，使其自身磷酸化而被激活，而活化的PAK進(jìn)一步使JNK激活。已有研究證實(shí)，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(shí)激活 JNK1和 p38。JNKK的上游激活物為 MEKK，MEKK1在體外過(guò)表達(dá)時(shí)可激活 MEK，但MEKK 1在體內(nèi)高度選擇性地磷酸化 MKK4，從而激活JNK[5]。MEKK2也可通過(guò) MKK4激活 JNK和 p38。JNK/SAPK接受上游信號(hào)被激活后，可進(jìn)一步使核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子c-Jun氨基末端63及 73位的絲氨酸殘基磷酸化，進(jìn)而激活c-Jun而增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性[6]。

p38MAPK存在于哺乳動(dòng)物的細(xì)胞內(nèi)，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(yīng)激刺激亦可激活 p38，此外，p 38還可被脂多糖及 G+細(xì)菌細(xì)胞壁成分所激活。p38信號(hào)通路也由三級(jí)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(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)表明，MEKK2、MEKK3可通過(guò)激活 MKK 4同時(shí)激活 JNK和 p38，而 MEKK 3通過(guò)激活MKK 3特異性激活 p38。不同的 p38異構(gòu)體對(duì)同一刺激可有不同的反應(yīng)，不同的異構(gòu)體對(duì)底物的作用也具有選擇性。

2 MKK4與惡性腫瘤的關(guān)系

近來(lái)研究表明，絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能是控制細(xì)胞過(guò)程的關(guān)鍵因素，參與許多生物學(xué)途徑。MKK 4在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的調(diào)節(jié)作用，部分研究認(rèn)為有腫瘤抑制作用，但也有研究認(rèn)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(xiàn)報(bào)道約 5%的腫瘤組織會(huì)發(fā)生 MKK4基因突變，因此認(rèn)為 MKK4對(duì)惡性腫瘤有直接的抑制作用;對(duì)前列腺癌和卵巢癌轉(zhuǎn)移也具有抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，編碼 MKK 4蛋白的基因位點(diǎn)均表現(xiàn)為純合子缺失;在對(duì) 88株雜合子人類細(xì)胞株進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在胰腺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、睪丸癌中，MKK4突變的發(fā)生率是 6/213，約 3%，主要表現(xiàn)為同合子缺失和基因突變，因此，MKK4可能對(duì)某些類型的腫瘤或細(xì)胞轉(zhuǎn)移具有抑制作用。Yeasmin等[8]在研究MKK4蛋白表達(dá)下調(diào)與卵巢癌的發(fā)展機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，過(guò)度表達(dá)的 MKK4 TOV-21 G細(xì)胞，在純合子缺失時(shí)可出現(xiàn)散在的、成纖維細(xì)胞樣集聚性生長(zhǎng)的細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化，通過(guò)傳染表達(dá) MKK4得到的 TOV-21 G細(xì)胞，細(xì)胞侵襲能力明顯下降。在具有MKK4高度表達(dá)能力的 MDAH 2774細(xì)胞中敲除基因 MKK4后，浸潤(rùn)明顯加強(qiáng);對(duì) SKOV 3細(xì)胞的研究也出現(xiàn)了上述與 TOV-21 G細(xì)胞相同的結(jié)果，這種突變導(dǎo)致 E-鈣黏蛋白(E-cad)表達(dá)下調(diào)，使上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化增強(qiáng)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移。上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是具有極性的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)換成為具有移行能力的間質(zhì)細(xì)胞并獲得侵襲和遷移能力的過(guò)程，其存在于人體多個(gè)生理和病理過(guò)程中。EM與腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。E-鈣黏蛋白用于維持正常細(xì)胞間連接的穩(wěn)定性，其表達(dá)水平與EMT的發(fā)生以及腫瘤的侵襲能力呈負(fù)相關(guān)，是EMT的關(guān)鍵分子，Twist也可誘導(dǎo) EMT的發(fā)生，EMT的腫瘤細(xì)胞可獲得某些類似于干細(xì)胞的能力如自我更新等，而胚胎干細(xì)胞在分化時(shí)伴有類似 EMT過(guò)程的分子生物學(xué)事件。

3.2 MKK 4對(duì)腫瘤的促進(jìn)作用 Wu等[9]報(bào)道胃腺癌組織中表達(dá) MKK4蛋白者無(wú)復(fù)發(fā)生存率和總生存率明顯低于不表達(dá)者。Lotan等[10]報(bào)道 MKK4、MKK 6和 MKK 7在人前列腺癌組織及具有廣泛的高級(jí)別前列腺上皮內(nèi)瘤患者(HGPIN)和小鼠前列腺癌組織中表達(dá)增加。Khatlani等[11]研究發(fā)現(xiàn)突變體有絲分裂原激活蛋白激酶激酶 4(MKK 4)進(jìn)入人體支氣管上皮細(xì)胞系 BEAS-2B和 HB56B可增加細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和聚落生成。由于 MKK 4的突變，導(dǎo)致 RNA BEAS-2B細(xì)胞轉(zhuǎn)化表型的逆轉(zhuǎn)，從而使JNK通路的活化，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

3.3MKK 4與惡性腫瘤臨床及預(yù)后的關(guān)系 Cunningham等[12]采用基因芯片技術(shù)測(cè)定133例胃癌術(shù)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(dá)，認(rèn)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(shù)后患者的預(yù)后，發(fā)現(xiàn) 5年生存率隨MKK 4表達(dá)增強(qiáng)而升高，認(rèn)為MKK 4蛋白表達(dá)的高低可預(yù)測(cè)胃癌患者預(yù)后。

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

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