Pyk2在消化道肿瘤中调控作用的研究进展*

程 鹏，张 昱，唐 慧 综述，郭 强△ 审校

(1.昆明理工大学医学院,昆明 650031；2.云南省第一人民医院消化内科，昆明 650500)

富含脯氨酸的酪氨酸激酶2(proline-rich tyrosine kinase，Pyk2)与黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)共同构成黏着斑激酶家族。Pyk2在多种肿瘤中异常表达，调节众多肿瘤恶性生物学行为，与癌症不良预后相关。近期Pyk2抑制剂在动物肿瘤模型中取得积极效果，Pyk2被认为是癌症的潜在治疗靶点。由于Pyk2在多数消化道肿瘤中的报道较少，其与消化道肿瘤之间的关系已成为最近的研究热点。

1Pyk2分子的结构

Pyk2是一种富含脯氨酸的非受体酪氨酸激酶，主要分布在细胞质内，由人类8p21.1号染色体上的PTK2β基因编码[1-2]。它与FAK在结构上有着较高的一致性：有 46% 的氨基酸序列、60%的激酶结构域相同，以及4个完全相同的磷酸化位点[3]。Pyk2蛋白主要由3部分构成，包括N端、C端及中央激酶区。Pyk2还有2种异构体，一种是缺少Pyk2 C末端42个外显子的Pyk2-H；另一种是被称为PRNK的异构体，由Pyk2 C末端228氨基酸残基及N末端9个特殊的氨基酸残基构成，可能作为Pyk2内源性抑制剂存在[4]，在特定的细胞中，可以选择性调解Pyk2的功能[5]。N末端由FERM结构域和1个脯氨酸富集区(proline-rich region，PR)组成，可与跨膜蛋白等相结合。FERM结构域通过调节Pyk2激酶活性和受体结合从而控制癌细胞的迁移[6]。中央激酶区可能作为选择性激酶抑制区域用于设计癌症靶向治疗[7]。该区域含有Y579、Y580 2个磷酸化位点。Y402位点位于N末端与中央激酶区之间，可以与含有SH2结构域的受体结合并使其激活[8]，同时激活Pyk2，这3个磷酸化位点均参与调节肿瘤的生长[9]。C末端由FAT结构域和2个PR组成，Y881磷酸化位点位于其中，主要与 Grb2 家族受体蛋白结合[10]，FAT结构域与MAPK信号通路和癌症的发生有关[9，11]。2个PR主要与含有SH3结构的受体相互作用[10]。

2Pyk2的功能

Pyk2以组织依赖的方式表达于多种组织细胞中，参与多种细胞功能活动，调节细胞极化、黏附、迁移和扩散等。Pyk2有助于补体受体3介导的吞噬作用，但对于Fcγ受体介导的摄取并非必不可少[12]。Pyk2参与调节巨噬细胞极化和向炎症部位迁移过程，Pyk2缺失的巨噬细胞对趋化因子的反应降低导致迁移减少[13]。Pyk2对于淋巴细胞功能相关抗原1介导CD8 T细胞的黏附和迁移至关重要，Pyk2的缺失会导致CD8 T细胞的特异性缺失，但不会影响记忆前体CD8 T细胞的生长[14]。Pyk2调节多形核中性粒细胞的黏附和迁移，参与整合素介导细胞脱颗粒过程[15]。Pyk2介导白细胞的跨内皮迁移，抑制Pyk2磷酸化后中性粒细胞的迁移减少[16]。在嗜酸性粒细胞中，Pyk2对β2整合素介导的扩散和迁移至关重要[17]。Pyk2通过促进成骨细胞增殖[18]和破骨细胞骨吸收[4]来调节骨量，参与骨重塑。Pyk2在神经系统中参与调节突触的可塑性[19]。同时Pyk2在多种生理过程中发挥关键的调控作用，如细胞骨架功能、细胞生长和死亡及离子通道的调节等。

3Pyk2在消化道肿瘤中研究进展

Pyk2的表达受到组织和细胞类型的限制[20]，Pyk2在中枢神经系统、上皮细胞和造血细胞中高表达[21]。据目前的研究证实，Pyk2可以促进乳腺癌、前列腺癌、胶质瘤和多发性骨髓瘤(MM)等肿瘤的进展。而Pyk2在不同消化道肿瘤中的研究进展也有差异，在多种恶性肿瘤中起促进肿瘤生长转移的作用。然而，一些研究发现Pyk2在肿瘤的生长转移中起抑制作用。

3.1 Pyk2与肝细胞癌(HCC)

约59%的HCC患者Pyk2高表达，同时与肿瘤大小、Edmonson病理分级及患者的不良预后相关[22]。众所周知，上皮间质转化(EMT)在肿瘤远处转移过程中起重要作用。研究发现Pyk2通过下调E-cadherin的表达，同时激活c-Src和ERK/MAPK信号途径，诱导EMT发生，增强HCC癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力[23-24]。肿瘤转移灶的形成需要肿瘤内在特性和周围微环境相互融合协调。HCC周围环境中的Pyk2通过激活血管内皮生长因子，从而诱导肿瘤周围血管生长及肿瘤复发和转移[25]。过氧化氢诱导的克隆-5(Hic-5)与Pyk2相互作用，Pyk2核积累伴随着Hic-5的积累从而调节转录过程，促进HCC的发生及其远处转移[23]。我国80%的HCC是由乙型肝炎病毒(HBV)感染所致。HBV感染过程需要HBX蛋白的参与，HBX蛋白在Pyk2介导下激活Src，从而调节HBV DNA的复制和逆转录，促进HCC的发生、发展[26]。Pyk2通过激活Akt信号途径、上调耐药基因及抑制细胞凋亡，继而使HCC细胞对顺铂耐药[27]，降低了HCC患者在化学药物治疗中获益。miRNA作为内源性小核糖核苷酸，在肿瘤细胞中，特定miRNA可抑制肿瘤细胞生长或诱导细胞凋亡。miR-517a和miR-517c靶向Pyk2后使HCC癌细胞阻滞在G2/M期，下调miR-517a和miR-517c后促进HCC的发展[28]，而miR-23b则通过靶向Pyk2的3′UTR调节EMT，进而调节HCC迁移和侵袭[29]。抑制Pyk2活性后可使HCC细胞的侵袭和转移能力被抑制[9]。 PF-562271是FAK/Pyk2信号通路抑制剂，将其与舒尼替尼联合运用于HCC动物模型中，有效阻断癌细胞的生长和恢复[30]。

3.2 Pyk2与胰腺癌

胰腺癌是消化系统常见恶性肿瘤，到2030年，胰腺癌将会是癌症相关死亡第二原因[31]。由于胰腺癌转移发生早，症状隐匿，多数患者就诊时已处于晚期，其5年生存率低于5%[32]。超过50%的胰腺管状腺癌(PDAC)患者Pyk2过表达[33]。Pyk2通过激活Wnt/β-catenin通路参与PDAC的启动、发展和维持并起关键作用[33-34]。同时PDAC细胞和构成肿瘤微环境细胞之间的迁移与Pyk2的催化活性有关[35]。PDAC癌细胞外基质中沉积大量的Ⅰ型胶原蛋白，DDR1b与其结合后被激活，从而招募Shc1并诱导N-cadherin上调，而激活DDR1b的过程需要同时结合Pyk2和Shc1[36]，并且激活的DDR1b通过Pyk2刺激癌细胞的促瘤信号[37]。这一正反馈调控机制触发肿瘤的发生，增强了癌细胞的侵袭和转移。在动物模型中，FAK/Pyk2抑制剂PF-562271成功抑制胰腺癌细胞及癌症相关的成纤维细胞和巨噬细胞的迁移，延缓肿瘤生长、侵袭和转移[35]。

3.3 Pyk2与结直肠癌

结直肠癌是世界上第三大常见肿瘤，同时也是癌症相关死亡的第三原因[38]。由于早期诊断及新辅助治疗的发展，结直肠癌患者的结局有所改善，但 5 年总生存期并未得到显著提高。Pyk2在结直肠腺癌(CAC)中高表达，且与淋巴结转移、浸润深度密切相关，Pyk2通过激活AKT信号通路诱导癌细胞增殖和侵袭[2]，同时Pyk2通过磷酸化GSK3β的Y216位点使其激活，从而招募E3泛素连接酶β-TrCP，间接上调β-catenin后激活Wnt/β-catenin信号通路，促进结直肠癌的发生、发展，而对FAK和Pyk2同时靶向治疗能有效抑制Wnt/β-catenin途径，改善患者预后[39]。有研究发现，E3泛素连接酶CbI-b介导Pyk2泛素化后促进细胞的分离，而细胞分离是肿瘤转移的起始步骤[40]；Pyk2可以促进结直肠癌细胞凋亡而发挥抑癌作用，其高表达是结直肠癌患者预后的有利因素[41]；在动物实验中，Pyk2能抑制结肠癌细胞肝转移过程[42]。Pyk2的这种矛盾表型原因尚不清楚。有报道Akt信号途径可能同时参与了肿瘤发生、发展和自噬抑制过程[43]。而在前列腺癌中，Pyk2可通过Akt信号途径与自噬相互交联[44]。因此，不排除结直肠癌中，Pyk2通过Akt途径与自噬相互作用，从而出现2种截然不同的研究结果。

3.4 Pyk2与胆管癌

胆管癌是一种恶性程度极高的肿瘤。在胆管癌中，过表达的Eph受体2(EphA2)导致Akt的T308位点磷酸化，从而激活Akt/哺乳动物雷帕霉素复合物1途径促进癌细胞增殖；EphA2导致Pyk2 Y402位点磷酸化，从而激活Pyk2/c-Src途径促进癌细胞侵袭和转移，并且上诉2种途径之间可能相互强烈影响[45]。

4Pyk2与其他肿瘤

Pyk2 在MM中高表达，Pyk2使GSK3β对β-catenin降解减少，增强Wnt/β-catenin通路的活性，上调D1和c-Myc蛋白，促进了MM细胞的增殖、迁移和侵袭[46]。钙库操纵钙离子内流(SOCE)通过Pyk2的磷酸化来调节局部黏附转换和诱导EMT发生，从而促进胶质瘤细胞的迁移和侵袭[47]。Pyk2在乳腺癌中高表达[48]，Pyk2通过Src蛋白酪氨酸激酶使皮层肌动蛋白(cortactin)磷酸化，从而调节侵袭性伪足(invadopodia)的形成和功能，使乳腺癌细胞发生转移[49]。在前列腺癌中，Pyk2通过S6K1调节雄激素受体功能和癌细胞生长、增殖[50]。Pyk2磷酸化后激活MAPK，从而促进非小细胞肺癌的发生、发展[51]。在舌鳞状细胞癌组织中Pyk2高表达，而在癌旁非肿瘤组织中呈低表达甚至无表达，Pyk2可能通过参与PI3K/Akt信号通路促进舌癌的发生、发展[52]。在食管鳞状细胞癌(ESCC)中高表达的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶5(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 5,NOX5)与Pyk2在细胞膜上相互作用，Pyk2作为支架蛋白招募c-Abl使NOX5的Y476/478位点磷酸化，随后增强了Pyk2/NOX5复合物内的H2O2的产生，从而氧化激活局部Src，促进ESCC的进展，并且在Pyk2/NOX5/c-Abl复合物的形成过程中，Pyk2 Y881位点磷酸化起关键作用[53]。Pyk2在胃癌组织中低表达或甚至无表达，并且随着胃癌恶性度和TNM分期的增加而逐渐降低[54]。可能是Pyk2通过上调bax蛋白的表达而促进胃癌细胞凋亡，从而影响胃癌的进展[55]。

5 展 望

目前的研究显示，Pyk2在多数消化道肿瘤中作为致癌因子，促进癌症的发生、迁移、侵袭等，其过表达与不良预后相关。但Pyk2在部分肿瘤中出现矛盾表型，这可能是由于不同肿瘤来源不同的组织类型，生长环境不同，而Pyk2却是以组织依赖的方式存在；同时Pyk2可能通过Akt信号途径参与肿瘤自噬，故出现抑制肿瘤和促进肿瘤2种作用。随着Pyk2抑制剂在体内外实验的进行并取得积极的效果，使其成为重要的潜在的新治疗靶点。本文通过对Pyk2在消化道肿瘤中的研究进展进行综述，以期随着Pyk2在消化道肿瘤中的深入研究，能够为相关疾病的诊断及治疗提供新的思路和策略。