富含脯氨酸的酪氨酸激酶2 在腫瘤中的研究進(jìn)展

朱彤，茅國新

1南通大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，江蘇 南通 226000

2鹽城市第一人民醫(yī)院腫瘤科，江蘇 鹽城 224000

富含脯氨酸的酪氨酸激酶2（proline-rich tyrsosine kinase 2，Pyk2）是黏著斑激酶（focal adhesion kinase，F(xiàn)AK）家族的新成員，又稱為細(xì)胞黏附激酶β（cellular adhesion kinase β，CAKβ）、黏著斑相關(guān)的酪氨酸激酶（related adhesion focal tyrosine kinase，RAFTK）和鈣依賴的酪氨酸蛋白激酶（calcium-dependent tyrosine kinase，CADTK）。Pyk2 可催化多種含SH2 結(jié)構(gòu)域的底物蛋白磷酸化，從而發(fā)揮重要作用。作為中間的關(guān)鍵介體，Pyk2 可參與多種信號通路，例如WNT/β-catenin、磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）、促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）等，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。大量研究表明，與正常組織相比，Pyk2 在肺癌、肝癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、腎癌、前列腺癌和多發(fā)性骨髓瘤等多種腫瘤中表達(dá)增加，功能實驗進(jìn)一步證實，Pyk2 表達(dá)增加會促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移，而敲低或藥理學(xué)抑制

Pyk2

基因會抑制腫瘤細(xì)胞的惡性特征。因此Pyk2 可能成為各種腫瘤治療的新靶點。本文就Pyk2 在腫瘤進(jìn)展中的作用及其分子機制作一綜述。

1 Pyk2 的結(jié)構(gòu)與活化形式

Pyk2 位于人染色體8p21.1，編碼110 kD 蛋白，與FAK 具有高度的序列相似性（48%的氨基酸同一性和65%的相似性）及三大相同結(jié)構(gòu)域：NH2 末端FERM 域、中央激酶域和C 末端黏著靶定（focal adhesion targeting，F(xiàn)AT）結(jié)構(gòu)域。有關(guān)Pyk2 在腫瘤中的研究報道越來越多。Pyk2 FERM 域可通過調(diào)節(jié)Pyk2磷酸化促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移；而中央激酶域可用于腫瘤治療的選擇性激酶抑制劑的設(shè)計；Pyk2 的C 末端FAT 結(jié)構(gòu)域與致癌的MAPK 信號通路激活有關(guān)。另外，Pyk2 具有3 個富含脯氨酸的序列，可調(diào)節(jié)與蛋白質(zhì)的相互作用。Pyk2 的磷酸化位點Tyr402 可直接感受細(xì)胞外信號變化，實現(xiàn)自身的磷酸化而激活，并且可以與Src 家族、PI3K 的SH2結(jié)構(gòu)域相互作用。許多關(guān)于細(xì)胞信號的研究發(fā)現(xiàn)，Pyk2 是一種非常活躍的酪氨酸蛋白激酶，在神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)以及小腸、腎、脾和附睪等多器官中表達(dá)。Pyk2 可以被多種升高細(xì)胞內(nèi)鈣濃度的細(xì)胞外信號以及應(yīng)激信號激活。

2 Pyk2 在腫瘤中的作用

2.1 Pyk2 參與腫瘤細(xì)胞的增殖

細(xì)胞增殖是生物體的重要生命特征，Pyk2 參與腫瘤細(xì)胞的增殖調(diào)控。在小細(xì)胞肺癌中，神經(jīng)肽通過激活下游受體，升高細(xì)胞內(nèi)鈣濃度，使Pyk2活化，進(jìn)一步通過ERK/MAPK 信號途徑，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長。另外，體外研究表明，人肺癌細(xì)胞中Pyk2 表達(dá)的增加會上調(diào)腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物[醛脫氫酶1 家族成員A1 重組蛋白（recombinant aldehyde dehydrogenase 1 family, member A1，ALDH1a1）、ATP 結(jié)合盒超家族成員之一（ATP binding cassette subfamily G member 2，ABCG2）和B 細(xì)胞特性莫洛尼鼠白血病病毒插入位點1（B cell-specific MLV inte-gration site-1，Bmi-1）]的表達(dá)，并增強軟瓊脂中的菌落形成，抑制Pyk2 表達(dá)可抑制非貼壁細(xì)胞的存活和增殖。萬軍等研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3（suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3）蛋白可能具有負(fù)性調(diào)節(jié)Pyk2 表達(dá)的作用。SOCS3 可通過Pyk2 介導(dǎo)的信號通路調(diào)控缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）表達(dá)水平來影響小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖。與正常前列腺組織相比，前列腺癌中表現(xiàn)出高水平的Pyk2 和 核 糖 體S6 激 酶1（ribosomal S6 kinase 1，S6K1）表達(dá)。雄激素受體（androgen receptor，AR）是一種類固醇激素受體，是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和存活的轉(zhuǎn)錄因子。高表達(dá)的Pyk2 和S6K1 可調(diào)節(jié)前列腺癌細(xì)胞中AR 表達(dá)和活性，促進(jìn)腫瘤生長。有研究表明，F(xiàn)AK 在多種胰腺導(dǎo)管腺癌和惡性胸膜間皮瘤細(xì)胞系中過表達(dá)，當(dāng)使用FAK 和Pyk2 雙重抑制劑（PF-573228、PF-431396）處理時，細(xì)胞生長、運動和侵襲能力降低，同時誘導(dǎo)了兩種細(xì)胞系凋亡和細(xì)胞周期停滯。

還有研究表明，miRNA-517a 和miRNA-517c 在肝細(xì)胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）中表達(dá)下調(diào)，可以促進(jìn)HCC 的進(jìn)展。miRNA-517a 和miRNA-517c 通過與Pyk2 的3'UTR 區(qū)特異性結(jié)合并切割其mRNA，阻止向G/M 期過渡。汪超甲等研究證實，Pyk2 在人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞中高表達(dá)，且與該病預(yù)后密切相關(guān)。敲除

Pyk2

基因能明顯抑制人腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移及侵襲能力。在乳腺癌中，人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）參與乳腺癌的發(fā)生與發(fā)展。Pyk2 可通過MAPK 途徑調(diào)節(jié)HER2 陽性乳腺癌細(xì)胞增殖。另外，WNT/β-catenin 信號的異常激活對結(jié)直腸癌的發(fā)展至關(guān)重要。Gao 等研究表明，腸腺癌息肉病（adenomatous polyposis coli，APC）基因失活會誘導(dǎo)FAK 和Pyk2 的表達(dá)，F(xiàn)AK/Pyk2 的升高會使糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK3β）在酪氨酸位點216（Y216）磷酸化，以穩(wěn)定β-catenin，并且對WNT 驅(qū)動的腸道腫瘤增殖至關(guān)重要。因此，靶向FAK/Pyk2 能有效地抑制WNT/β-catenin 途徑，結(jié)腸癌患者可以獲得更好的臨床效果。

2.2 Pyk2 參與腫瘤細(xì)胞的黏附、侵襲和轉(zhuǎn)移

在腫瘤中，Pyk2 通過介導(dǎo)不同的信號通路在腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要作用。二甲雙胍是一種用于治療2 型糖尿病的藥物，也可以作為晚期乳腺癌的替代療法。體外研究證實了該藥物具有抗增殖潛力。研究表明，與雌激素受體（estrogen receptor，ER）和孕激素受體（progesterone receptor，PR）陽 性 乳 腺 癌 表 型 相 比，HER2 表 型（HER2+/ER-/PR-）乳腺癌細(xì)胞對二甲雙胍的耐藥性更高。通過微陣列分析發(fā)現(xiàn)，HER2 表型乳腺癌細(xì)胞給予二甲雙胍處理后，

Pyk2

基因表達(dá)上調(diào)。Transwell 等功能實驗發(fā)現(xiàn)Pyk2 可促進(jìn)HER2 表型乳腺癌細(xì)胞的侵襲，Pyk2 高表達(dá)水平與HER2 表型乳腺癌患者生存率降低有關(guān)。另外有研究表明，Pyk2 在HCC 細(xì)胞系中的過表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞增殖、集落形成和侵襲增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Pyk2 介導(dǎo)的細(xì)胞增殖和侵襲通過c-Src 和ERK/MAPK 信號通路的異常激活而發(fā)生。還有研究表明，NISCH是一種已知的腫瘤抑制因子。NISCH 可通過抑制FAK 的磷酸化來抑制卵巢癌的侵襲。相反，敲低

NISCH

增加了FAK 磷酸化和侵襲性，這可以被PF-562271（一種Pyk2/FAK 抑制劑）逆轉(zhuǎn)。在體內(nèi)，抑制NISCH 可增強腹膜/盆腔轉(zhuǎn)移的形成，而PF-562271 的治療能夠中和這種現(xiàn)象。這些發(fā)現(xiàn)表明，NISCH 可能通過抑制FAK 介導(dǎo)的卵巢癌信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。

Pyk2 還可以通過誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移：EMT 是涉及腫瘤轉(zhuǎn)移的主要發(fā)展過程。據(jù)報道，EMT 誘導(dǎo)劑[如表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）]可 以 激 活Pyk2，從 而 增 強STAT3，磷酸化的STAT3 和Pyk2 可以增強c-Met 表達(dá)，而c-Met 又增強其磷酸化，Pyk2-STAT3-c-Met 之間形成了正反饋回路，從而延長信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的持續(xù)時間并增強EMT 過程。實際上，Pyk2 可通過多個環(huán)節(jié)促進(jìn)EMT 的發(fā)生。有研究表明，轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）也可以通過Smad4 和Src 依賴性途徑上調(diào)Pyk2 表達(dá)，誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞EMT。此外，Pyk2 N 末端結(jié)構(gòu)域Nir1 與C-C 基序趨化因子配體18（C-C motif chemokine ligand 18，CCL18）結(jié) 合 后，通 過AKT/GSK3β/Snail 信號通路，誘導(dǎo)乳腺癌EMT 促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

2.3 Pyk2 參與腫瘤血管生成

有研究表明，Pyk2 與血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）表達(dá)相關(guān)。隨著對實體腫瘤血管生成和功能認(rèn)識的深入，大量的促血管生長因子及抑制因子對腫瘤內(nèi)血管的生長具有調(diào)節(jié)性，其中VEGF 及其受體是目前發(fā)現(xiàn)的最重要的促腫瘤血管生長因子，它能促進(jìn)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和存活，增加腫瘤新生血管的通透性，在腫瘤血管生成過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Pyk2 通過激活PI3K/AKT 通路，從而上調(diào)肝癌細(xì)胞中的VEGF 表達(dá)，促進(jìn)腫瘤血管生成，降低患者生存率。在腦星形細(xì)胞腫瘤中，Pyk2 陽性表達(dá)不僅見于腫瘤細(xì)胞質(zhì)外，也見于腫瘤組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞。Pyk2 可以通過與VEGF 的相互作用，參與腦星形細(xì)胞腫瘤的血管生成過程。在乳腺癌中，雌激素與ER 結(jié)合，從而激活ER 介導(dǎo)的相關(guān)信號通路，促進(jìn)腫瘤血管生成。研究發(fā)現(xiàn)，雌激素還可能激活不同于經(jīng)典ER 信號途徑的其他信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑（如Pyk2 介導(dǎo)的信號通路），促進(jìn)新血管生成。因此，Pyk2 對腫瘤血管生成的作用，可以為腫瘤治療靶點提供新思路。

3 小結(jié)

在腎癌、結(jié)直腸癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌等腫瘤中，Pyk2 表達(dá)均高于癌旁組織，并且高表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)。Pyk2 可介導(dǎo)不同信號通路促進(jìn)多種腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，具有潛在的分子診斷、治療和預(yù)后價值。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤和卵巢癌等細(xì)胞系中，運用Pyk2 抑制劑，明顯減緩了腫瘤的進(jìn)展。但是關(guān)于Pyk2 的靶向治療未來能否廣泛運用于臨床，以及Pyk2 抑制劑與化療等聯(lián)合治療能否明顯改善患者的預(yù)后，還需要大量臨床研究驗證。靶向藥物調(diào)節(jié)信號通路之間存在許多交叉，也可能引起其他并發(fā)癥，尚需進(jìn)一步的研究。