下游酪氨酸激酶7在腫瘤發生發展過程中的作用

陳羽茜，蔡釩

（福建師范大學生命科學學院，福建 福州 350117）

1 引言

下游酪氨酸激酶（Downstream of tyrosine kinase，DOK）家族共有七個同源蛋白質都具有一個拓撲結構[1]，包含NH2末端的PH同源結構域（Pleckstrin Homolgy Domain），中央磷酸酪氨酸結合結構域（Phosphotyrosine-binding domain，PTB結構域）和SH-2（Src homology 2）靶標羧基末端基序[2-5]。DOK家族的蛋白質都能在機體中參與各種調節并發揮重要作用[6]：DOK1也稱p62DOK，在細胞中作為蛋白酪氨酸激酶的主要底物[7]；DOK2主要在造血細胞和特定的骨髓細胞中表達[8]；DOK3主要在免疫細胞中表達，能夠參與免疫信號通路的負反饋調控，促進或維持免疫細胞中抑制性因子激活[9,10]；DOK4與DOK5能夠對受體酪氨酸激酶c-Ret介導的神經突增生起作用[11]；DOK6在中樞神經系統中高度表達，被鑒定為新型的DOK4/DOK5相關的銜接自分子，在體內起轉導調節信號作用[12]。

惡性腫瘤的大量發生是全球范圍內公認的最重要公共衛生問題，據統計2018年我國對腫瘤患者的治療支出總計超過3900億元[13]。為了改善患者的生活質量，減輕患者家庭的負擔，腫瘤預防和早期篩查工作刻不容緩。現有許多研究發現，DOK家族蛋白能在受體和非受體磷酸酪氨酸激酶的下游信號傳導中發揮作用，從而影響腫瘤的發生發展過程。例如：Ding等[14]通過實驗研究表明乳腺癌中的全反式視黃酸（All-Trans Retinal Acid，ATRA）的增強表達能使DOK1激活過氧化物酶增殖激活受體（Peroxisome proliferators-activated receptor gamma，PPARγ）并且抑制腫瘤細胞增殖和增強細胞凋亡；Berger研究表明，DOK1、DOK2、DOK3基因聯合缺失會導致肺內巨噬細胞異常增殖，出現與侵蝕性組織細胞肉瘤發病前兆，并且將DOK1-3基因鑒定為肺腫瘤抑制因子[15]；Deshpande研究表明，DOK2蛋白過表達能夠影響星形神經細胞瘤的不良預后[16]，很有可能被開發為神經細胞瘤治療干預的新型有效靶標。

隨著對DOK家族中一些蛋白研究的發展，其在腫瘤中的一些特殊作用都已經慢慢被揭示，其中也包括DOK7，但是DOK7與DOK家族其他蛋白比較，結構和功能略有不同，在體內起著較為獨特的作用。DOK7基因位于四號染色體上，有7個外顯子區域，蛋白由504個氨基酸組成。DOK7蛋白廣泛分布在脊椎動物體內，在心臟和骨骼肌中，DOK7的mRNA表達水平最高，其蛋白主要集中定位于神經肌肉接頭處。DOK7是神經肌肉突觸發生必不可少的蛋白，與先天性肌無力綜合征有著密切的關系，同時其在成熟的神經肌肉接頭處表達，通過PTB結構域與肌肉特異性受體激酶（Muscle associated receptor tyrosine kinase，MUSK）結合，誘導MUSK自磷酸化，并導致神經肌肉接頭（Neuromuscular junction，NMJ）中的乙酰膽堿受體（Acetylcholine receptor，AChR）在運動終板上聚集，傳遞神經電信號使骨骼肌觸發動作電位。如果機體內缺少DOK7蛋白，AChR就不能正常聚集，機體就會出現NMJ缺陷導致的CMS[17-20]。

上述是幾十年前人們對于DOK7基因的廣泛認知，認為其只與CMS有關。但隨著研究的深入，近幾年科學家發現DOK7還與部分腫瘤表型有著密切的聯系。

2 DOK7 在腫瘤發生發展過程中的作用

為了提高對DOK7基因研究的認識以及為腫瘤開發有可能的治療靶點，本文對目前有關DOK7在部分腫瘤細胞發生、發展過程中的影響以及表達作用的報道作綜述。

2.1 DOK7 在肺癌發生發展過程中的作用

截至2020年，肺癌已經成為全球發病率最高、死亡人數最多的癌癥[21]，其中85%均為非小細胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）。NSCLC主要分為鱗狀細胞癌、腺癌和大細胞癌，其早期發病信號是比較不明顯的。對于絕大多數NSCLC患者來說，確診時往往已經到了中晚期，死亡率極高，目前現有的治療手段尚不能痊愈[22]，因此，對于非小細胞肺癌篩查和治療的研究迫在眉睫。

在此前，已有文獻報道DOK1-3在小鼠模型中均能對肺腺癌產生影響[15]。為了評估同為DOK家族一員的DOK7在肺腺癌中的表達及其影響，Chen等[23]通過腫瘤基因組圖譜數據庫對比發現：肺癌組織中DOK7的轉錄水平較正常肺組織明顯降低，而該轉錄水平降低與OS（Overall Survival，總生存期）和PFS（Progression-free survival，無進展生存期）預后差有關。DOK7的蛋白同工型DOK7V1在肺癌中與正常肺組織數據對比同樣出現低表達趨勢，并且能夠抑制肺腺癌細胞的增殖和遷移，促進細胞黏附。

Zhao 等[24]根據先前的研究基礎，進一步研究揭示了DOK7V1對肺癌細胞影響的結構域和分子機制。Zhao從細胞內分布表達入手，發現PH和PTB結構域決定了DOK7V1在核膜和細胞質中的定位分布。這個定位改變很有可能對肺癌細胞功能也產生影響。后續研究發現DOK7V1中的PH和PTB結構域能夠影響肺癌細胞增殖遷移水平：當DOK7V1表達量上升時，FAK/paxillin信號通路中FAK和paxillin作為黏附相關蛋白的磷酸化被激活，增強腫瘤細胞的黏附；但如果沒有PH和PTB結構域，作用于FAK和paxillin磷酸化被消除，就會降低腫瘤細胞的黏附能力；這說明了DOK7V1上的PH和PTB結構域在腫瘤細胞的黏附上起到非常關鍵的調節作用。根據來自癌癥基因組圖譜的基因富集分析， D O K 7 過表達與PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活呈負相關，與FAK/paxillin信號通路激活呈正相關。

基于上述研究，表明DOK7V1對肺癌細胞的表達存在著調控，這為進一步探尋肺癌發病機制提供了一些新的思路。雖然，DOK7V1蛋白表達水平被證明和肺癌患者預后不良有關，但目前仍沒有研究能夠揭露其結構域和調控腫瘤細胞粘附作用FAK/paxillin信號通路的具體機制。

2.2 DOK7 在乳腺癌發生發展過程中的作用

2020 年據美國癌癥協會統計，乳腺癌是女性群體中最常見的惡性腫瘤，并且是繼肺癌之后女性癌癥死亡的第二大原因[25]。目前常用他昔莫芬（Tamoxifen）治療晚期乳腺癌患者，這是一種能夠改變乳腺癌患者體內各種參與細胞生長基因DNA甲基化的抗雌激素藥物，但對于雌激素受體（estrogen receptor，ER）陰性患者來說療效較差[26]。

由于DOK7具有潛在的腫瘤抑制作用，因此Heyn等[27]檢測了不同乳腺癌狀態的同卵雙胞胎血液中DOK7蛋白表達和甲基化情況，發現在患者腫瘤確診的前幾年，DOK7啟動子區域的CpG島就已經表現出了高甲基化的趨勢。隨后，Bracken等[28]根據既定的病理學和預后參數評估出，DOK7的表達水平隨TNM（Tumor Node Metastasis）分期的增加而降低，在不同無病生存時間和總體生存時間中DOK7的表達量也不同，這表明DOK7或許能夠作為一種血清生物標志物，用來客觀評估乳腺癌患者的總體治療效果，這在整體治療過程中具有重要的臨床指導意義[29]。

此外，由于DOK7和他昔莫芬都與DNA甲基化有關，Fitzgerald等[30]檢測到DOK7在他昔莫芬耐藥細胞中的表達水平降低，但甲基化水平上調，這表明DOK7很有可能影響他昔莫芬對乳腺癌患者的治療效果，而其具體的影響機制尚不清楚，需進一步研究。

2.3 DOK7 在神經膠質瘤發生發展中的作用

神經膠質瘤（Neuroglioma）又稱膠質細胞瘤或膠質瘤，是一種具有高度侵襲性的腦部惡性腫瘤[31]。現有常用的化學、放射和免疫療法對治療神經膠質瘤的效果都不甚理想[32,33]，因此開發有效的新型療法對于神經膠質瘤的臨床治療來說是非常必要的。有研究表明，DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferase，DNMTs）能夠催化并且維持DNA甲基化，并通過表觀遺傳學調控腫瘤基因表達和分化[34]。DNA甲基化是穩定但可逆的表觀遺傳信號，其通過DNA甲基轉移酶1（Recombinant DNA Methyltransferase 1，DNMT1）將甲基轉移到基因組DNA胞嘧啶核苷酸上，從而影響腫瘤的甲基化和生長。

Hua 等[35]發現神經膠質瘤細胞會逆轉DOK7的去甲基化，并修復DOK7的表達，從而使得神經膠質瘤生長速率降低。DNMT1的上調能夠促進神經膠質瘤細胞中DOK7表達下調，從而促進神經膠質瘤細胞生長，而DOK7表達的下調是由DOK7甲基化引起的，該下調現象通過表觀遺傳學進行修復。敲弱DOK7啟動子去甲基化，神經膠質瘤細胞的生長受到了抑制。目前，DOK7是通過哪條信號通路或何種機制影響神經膠質瘤還未被證實，需要對其進一步探索，同時，這也有望成為臨床治療神經膠質瘤的新思路與新策略。

3 結論與展望

隨著科技的進步及持續探索，人們對癌癥的認識逐步清晰，同時腫瘤的預防和早篩工作備受關注，作為腫瘤血清標志物一員的DOK7蛋白，其對腫瘤的發生、發展影響的研究正在逐漸深入。現有研究表明DOK7蛋白在肺癌、乳腺癌以及神經膠質瘤中均有調控作用，同時，DOK7能夠增強肺癌細胞的增殖和遷移，并且抑制其黏附。DOK7的亞型DOK7V1能夠調控FAK/paxillin和PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活，但具體作用機制尚不明確。DOK7的亞型和DOK家族其他成員的轉錄水平和功能相關性對腫瘤影響還未被發現完全，對腫瘤的生理病理功能調節作用仍待深入研究。

DOK7 的甲基化與腫瘤發生發展息息相關，蛋白表達量隨著TNM腫瘤分期的改變而變化。DOK7被證明能夠作為乳腺癌的新型血液表觀遺傳物，可以用來評估乳腺癌患者的治療情況，更好地對其制定適宜的治療方案。此外，在他昔莫芬耐藥的乳腺癌細胞中發現DOK7的高甲基化，有可能通過該靶點改變癌細胞對抗癌藥物的敏感性，從而有助于解決癌癥細胞的抗性。神經膠質瘤細胞中能夠通過表觀遺傳學修復DOK7的高甲基化，從而起到抑制腫瘤細胞生長的效果。這個表觀遺傳學修飾的可逆性使得DOK7有望成為新藥開發的主要靶標。

盡管DOK7可能成為腫瘤治療的一個關鍵靶點，但其機制發現和臨床研究尚不充分。首先，目前報道的關于DOK7蛋白在腫瘤中的影響還算比較少，是否會影響其他種類癌細胞增殖、侵襲、遷移和黏附能力還有待探究；其次，DOK7在肺癌中影響信號通路的復雜分子結構機制尚未被發現，仍需大量研究證明；另外，DOK7用于乳腺癌生物標記物，但其具體診斷指標尚未制定；最后，DOK7甲基化在表觀遺傳修復過程中的應用也值得探索。

明確DOK7的詳細作用，闡述其在腫瘤發生發展中調控的分子機制是很有必要的。相信對DOK7的結構、功能、活化調控和甲基化等深入研究后會有新的認識，能為腫瘤基因診斷開辟新的方案，也為腫瘤治療提供新的靶點和方案。