C-Abl與血管內皮細胞以及腫瘤發生相關性的研究進展

胡章威，王亞平，魯中元，陳 晨 綜述 陶澤璋 審校

蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)指的是一類具有磷酸化功能的特異性蛋白激酶，主要通過對酪氨酸殘基進行磷酸化從而改變蛋白質的構象。根據PTK是否位于細胞膜受體，可以把酪氨酸激酶大致分為兩類：受體酪氨酸激酶與非受體酪氨酸激酶。根據PTK在細胞中所處位置的不同，又可以把非受體酪氨酸激酶大致分為兩類：胞質酪氨酸激酶與核內酪氨酸激酶。

C-Abl屬于非受體酪氨酸激酶Abl家族的一員，存在于細胞質與細胞核中。大量的證據表明，C-Abl通過參與多種信號通路的調控，從而對細胞的許多生理功能產生影響，包括有細胞的骨架重排、誘導凋亡、增殖分化以及DNA應激損傷反應等[1]。近幾年來有研究[2]顯示，C-Abl在多種腫瘤中發揮重要作用，包括腫瘤的血管生成、發生發展、轉移以及預后等。現就C-Abl在血管內皮細胞中的作用，以及其在一些惡性腫瘤中的重要角色進行綜述。

1 C-Abl的結構與生理功能

1.1C-Abl的結構C-Abl基因具有高度保守性，是v-Abl小鼠白血病病毒原癌基因在細胞內的同源基因，廣泛存在于哺乳動物體內。對于人類來說，C-Abl基因位于第9號染色體，其編碼的蛋白質相對分子質量大約為140×103,屬于人類非受體酪氨酸激酶Src超家族。非受體酪氨酸激酶C-Abl在N端包含有SH3與SH2兩個結構域，能夠與酪氨酸激酶結構域相互作用，從而對激酶的活性進行調節。SH3與SH2結構域都能夠與C-Abl激酶的目標蛋白和效應物相互結合，但是在結合之后，這兩個結構域對激酶活性產生相反的調節作用，SH3結構域主要對激酶活性起抑制作用，而SH2結構域主要對激酶活性起促進作用。此外，C-Abl還包含有底物特異性的激酶結構域，以及結構獨特的C端。多種信號區，比如核輸出信號區(nuclear export signal，NES)與核定位信號區(nuclear localization signal，NLS)，以及結合區，比如p53結合區、DNA結合區、G/F-肌動蛋白結合區等，均位于C端[3]。DNA結合區的存在使得C-Abl能夠與多種DNA結合蛋白相互作用，而NES結構域與NLS結構域使得C-Abl能夠自由穿梭于細胞質與細胞核中，對細胞的多種生理功能進行調節。

1.2C-Abl的生理功能在正常的生理情況下，C-Abl的酪氨酸蛋白激酶活性非常低，但是當細胞受到不良刺激時，C-Abl的激酶活性被部分激活，會產生多種不同的生理功能。在細胞的DNA損傷應答反應中，位于細胞核中C-Abl的激酶活性被激活，通過對p53依賴的p21進行調節，從而誘導細胞凋亡。而這種誘導凋亡作用，同時也會受到其他因素的影響。Hippo信號通路是近幾年來發現的，具有調控組織和器官發育的重要作用，其中的核心激酶大腫瘤抑制因子2(large tumour suppressor homolog 2，LATS2)能夠與下游轉錄輔助因子結合，在細胞增殖與凋亡的調控中發揮重要作用[4]。研究[5]顯示，在DNA損傷應答反應中，LATS2就能夠抑制C-Abl的激酶活性，從而阻止DNA損傷引起的細胞凋亡。而位于細胞質中的C-Abl被激活后，主要與生長因子信號相互結合，從而參與到細胞的遷移與黏附信號轉導。當C-Abl被過度激活時，會使細胞正常的生長周期停滯在G1期，使得細胞易于轉化從而促進腫瘤的發生。

2 C-Abl在血管內皮細胞中的作用

2.1血管內皮細胞屏障血管管腔內襯一薄層，由專門的扁平狀上皮細胞組成，稱為血管內皮細胞。血管內皮細胞常呈多邊形，邊緣鋸齒狀，相互嵌合，從而形成了血管內皮細胞屏障。位于血漿與血管組織之間的血管內壁，不僅具有代謝交換的生理功能，還能合成與分泌多種活性因子，對血管的收縮和舒張進行調節。此外，血管內皮細胞還在適應性免疫和先天性免疫中起重要作用[6]。內皮細胞相互之間的連接方式主要有4種：縫隙連接、黏附連接、緊密連接以及粘合體，連接方式的改變可以對內皮細胞屏障產生影響。因此，緊密連接的細胞形成血管內皮細胞屏障的關鍵。

2.2C-Abl所屬Src蛋白家族近年來，有越來越多的研究[7]表明，C-Abl所屬的Src非受體酪氨酸激酶家族在血管內皮細胞屏障中起重要作用。Src蛋白在人體血管組織中呈高表達，并且參與到血管組織的多種功能，包括細胞增殖、血管收縮和缺氧應答等[7]。膿毒癥相關研究[8]顯示，Src家族的激酶活性被激活，其相關通路參與到內皮細胞骨架肌動蛋白(F-actin)的重組、緊密粘連蛋白-1(ZO-1)與黏附連接蛋白(VE-cadherin)的結構改變及表達變化，從而引起血管內皮細胞收縮，形成細胞間裂隙，導致血管內皮細胞屏障作用的下降。而在缺氧的環境下，Src通過介導雙孔鉀通道(TWIK related acid sensitive K+，TASK-1)磷酸化，參與到缺氧性肺血管收縮[9]。此外也有研究[10]表明，Src在血管內皮細胞屏障中的作用，與血管內皮細胞所受到的切應力有關。當內皮細胞受到切應力時，會促進細胞中表達一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)。NOS的酶活性很高，會對體內的一氧化氮(nitric oxide，NO)循環機制進行增強，產生源源不斷的NO，從而對血管舒張進行調節。而在敲除了Src基因以后，體外可溶性環氧化物水解酶與內皮型一氧化氮合酶的表達都有明顯的下降[11]。

2.3C-Abl與內皮細胞屏障C-Abl自身對內皮細胞屏障功能產生重要的影響。研究[12]顯示，C-Abl能夠磷酸化樁蛋白(Paxillin)，然后增強由脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)引起的肺內皮細胞通透性改變，最終造成肺內皮細胞屏障功能障礙。在對C-Abl基因進行抑制以后，這種肺內皮細胞屏障功能障礙受到了明顯減弱。此外也有學者[13]認為，C-Abl對內皮細胞屏障功能的影響與內皮細胞的抗氧化功能有關。C-Abl通過對細胞質膜微囊蛋白(Caveolin-1)的磷酸化作用，增高了血管通透性，減弱了內皮細胞屏障功能。在另一項研究[14]中也發現，使用C-Abl的抑制劑蛋白激酶G(protein kinase G)，能夠顯著增強肺微血管內皮細胞的抗氧化功能，增強肺內皮細胞屏障功能。

2.4C-Abl與血管生成Anselmi et al[15]研究發現，C-Abl通過對血管內皮細胞生長因子受體2下游轉接蛋白生長因子受體結合蛋白2，以及酪氨酸激酶銜接蛋白非催化區1(NCK1)的磷酸化進行調節，從而調控內皮細胞對血管內皮細胞生長因子的反應，進而影響血管生成。

3 C-Abl在腫瘤中的作用

3.1C-Abl與腫瘤的發生發展宮頸癌相關研究[16]顯示，C-Abl可以對絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(polo like kinase，PLK1)進行磷酸化，而后者是關鍵的有絲分裂激酶調節器，從而抑制PLK1的泛素化與降解。這樣，C-Abl- PLK1信號軸導致了宮頸鱗狀細胞正常生長周期的停滯，促進宮頸癌的發生。在乳腺癌中，C-Abl與p53的相互作用，也能促進人乳腺癌細胞MDA-MB-231的增殖[17]。同樣在乳腺癌相關研究中，Zhao et al[18]認為受體酪氨酸激酶RON可以與C-Abl相互作用，使后者激酶活性被激活，C-Abl又對增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)Y211位點的磷酸化，促成原癌基因導致細胞異常增殖。也就是說，RON-C-Abl- PCNA信號軸同樣也是引起腫瘤發生的關鍵因素。而在聯合抑制了C-Abl與表皮生長因子受體以后，三陰乳腺癌的生長也受到了抑制[19]。

C-Abl在腫瘤發生發展中的作用，可能并不是單一的。活化的C-Abl同樣可以通過p53介導的p21蛋白表達，對乳腺癌腫瘤的發生進行抑制，C-Abl- p53- p21信號軸具有重要的乳腺癌發生及轉移的抑制功能[20]。而在胃癌中，C-Abl在腫瘤組織中的蛋白表達水平明顯低于正常對照組織，也從另一個方面說明了C-Abl在腫瘤發生發展過程中的復雜作用[21]。Vigneri et al[22]在研究慢性粒細胞白血病時曾提出，C-Abl對于細胞生長的調節可能與C-Abl在細胞中所處的位置有關。細胞核中的C-Abl活化使得細胞生長停滯在G1期，促進腫瘤發生；細胞質中的C-Abl活化能夠促進細胞進行正常的有絲分裂，從而對腫瘤發生進行抑制。這種機制是否適用于其他腫瘤還需要深入研究。

3.2C-Abl與腫瘤的轉移有關C-Abl在腫瘤轉移中的作用研究尚少，但基本都認為C-Abl的高表達，能夠對腫瘤的轉移起到促進作用，其中機制可能包括有兩個方面：其一，C-Abl能夠導致組織蛋白酶介導的，腫瘤轉移抑制基因NM23-H1中溶酶體的降解，從而促進腫瘤的轉移[23]。其二，在黑色素瘤中，血小板源性生長因子的刺激能夠活化C-Abl，后者通過其SH3結構域與ɑ(v)β(3)整合素(Alpha (v) Beta (3) Integrin)的相互作用，從而參與到腫瘤細胞的遷移[24]。

3.3C-Abl與抗腫瘤治療酪氨酸激酶的抑制劑已經臨床上有所使用，應用于抗腫瘤治療。但是對于C-Abl在腫瘤治療中到底起什么作用，目前還不十分清楚。有學者[25]認為，在人前列腺癌細胞PC-3(prostate carcinoma 3)中，新型的抗腫瘤吡嗪烷基化合物，KR28 (1-allyl-4-dodecanoyl-1-ethyl-piperazin-1-ium; bromide)可以通過上調C-Abl以及活化p38-絲裂原活化蛋白激酶-活化復制因子2通路，促進RhoB蛋白的表達，誘導腫瘤細胞凋亡。研究[26]顯示，C-Abl可以對癌基因Mdm2(murine double minute 2)的Tyr393位點磷酸化，以此通過Mdm2與人體抑癌基因p53的相互作用，調節后者進行腫瘤抑制。另外此研究[26]還證實，C-Abl還能在腫瘤的放射治療中對可能發生的骨髓衰竭進行調節。在來那度胺(lenalidomide)對多發性骨髓瘤的治療中，活化的C-Abl能夠磷酸化DDB1的Tyr-316位點，從而補充了一個新的調節蛋白DDA1，使得底物的泛素化增多，C-Abl-DDB1-DDA1對來那度胺的抗腫瘤效應起到了促進作用[27]。

而在另一方面也有學者認為，在腫瘤治療中對C-Abl進行抑制有助于提高療效[28-30]。米托蔥醌(二羥蔥二酮，mitoxantrone)是一種常用的抗腫瘤藥物，當使用伊馬替尼抑制了C-Abl以后，腫瘤細胞對米托蔥醌的敏感性顯著增強[28]。在視網膜神經膠質瘤中，大約有81.97%的患者腫瘤組織中有C-Abl的高表達，因此Sanft et al[29]認為C-Abl是視網膜神經膠質瘤潛在的治療靶點。有關頭頸部鱗狀細胞癌放射治療的研究[30]顯示，在放療同時使用C-Abl抑制劑達沙替尼(dasatinib)或者伊馬替尼(imatinib)，可以對正常組織唾液腺的功能起到保護作用，并且不會影響放療對腫瘤的治療效果。

4 展望

綜上所述，C-Abl以及其所屬的Src超家族，在血管組織中都起著十分重要的作用。C-Abl在內皮細胞中的功能，可能主要與血管的抗氧化性有關，但是具體的機制并不十分清楚。此外，C-Abl在血管生成中也發揮重要作用，這可能與腫瘤的發展、轉移具有相關性。而在腫瘤發生發展相關的研究中，C-Abl在腫瘤發生發展中有著復雜的作用。對于各種不同類型的腫瘤，C-Abl有著或促進或抑制腫瘤的功能。這可能跟C-Abl在腫瘤細胞中所處的位置有關，也可能是與腫瘤的類型有關，需要進一步研究。而在腫瘤治療的相關研究中，雖然酪氨酸激酶的抑制劑已經在臨床應用，并且已經成為抗腫瘤治療的一大類藥物，但是人體常常容易對其產生耐藥性，使得酪氨酸激酶抑制劑的應用往往受到限制。因此，把酪氨酸激酶區分開來，單獨對其中的某個基因或者蛋白進行研究是十分有意義的。而C-Abl及其抑制劑在腫瘤治療中呈現出不同的作用，值得深入探索，以期為抗腫瘤治療提供新的方法。