下游酪氨酸激酶7在肿瘤发生发展过程中的作用

陈羽茜，蔡钒

（福建师范大学生命科学学院，福建 福州 350117）

1 引言

下游酪氨酸激酶（Downstream of tyrosine kinase，DOK）家族共有七个同源蛋白质都具有一个拓扑结构[1]，包含NH2末端的PH同源结构域（Pleckstrin Homolgy Domain），中央磷酸酪氨酸结合结构域（Phosphotyrosine-binding domain，PTB结构域）和SH-2（Src homology 2）靶标羧基末端基序[2-5]。DOK家族的蛋白质都能在机体中参与各种调节并发挥重要作用[6]：DOK1也称p62DOK，在细胞中作为蛋白酪氨酸激酶的主要底物[7]；DOK2主要在造血细胞和特定的骨髓细胞中表达[8]；DOK3主要在免疫细胞中表达，能够参与免疫信号通路的负反馈调控，促进或维持免疫细胞中抑制性因子激活[9,10]；DOK4与DOK5能够对受体酪氨酸激酶c-Ret介导的神经突增生起作用[11]；DOK6在中枢神经系统中高度表达，被鉴定为新型的DOK4/DOK5相关的衔接自分子，在体内起转导调节信号作用[12]。

恶性肿瘤的大量发生是全球范围内公认的最重要公共卫生问题，据统计2018年我国对肿瘤患者的治疗支出总计超过3900亿元[13]。为了改善患者的生活质量，减轻患者家庭的负担，肿瘤预防和早期筛查工作刻不容缓。现有许多研究发现，DOK家族蛋白能在受体和非受体磷酸酪氨酸激酶的下游信号传导中发挥作用，从而影响肿瘤的发生发展过程。例如：Ding等[14]通过实验研究表明乳腺癌中的全反式视黄酸（All-Trans Retinal Acid，ATRA）的增强表达能使DOK1激活过氧化物酶增殖激活受体（Peroxisome proliferators-activated receptor gamma，PPARγ）并且抑制肿瘤细胞增殖和增强细胞凋亡；Berger研究表明，DOK1、DOK2、DOK3基因联合缺失会导致肺内巨噬细胞异常增殖，出现与侵蚀性组织细胞肉瘤发病前兆，并且将DOK1-3基因鉴定为肺肿瘤抑制因子[15]；Deshpande研究表明，DOK2蛋白过表达能够影响星形神经细胞瘤的不良预后[16]，很有可能被开发为神经细胞瘤治疗干预的新型有效靶标。

随着对DOK家族中一些蛋白研究的发展，其在肿瘤中的一些特殊作用都已经慢慢被揭示，其中也包括DOK7，但是DOK7与DOK家族其他蛋白比较，结构和功能略有不同，在体内起着较为独特的作用。DOK7基因位于四号染色体上，有7个外显子区域，蛋白由504个氨基酸组成。DOK7蛋白广泛分布在脊椎动物体内，在心脏和骨骼肌中，DOK7的mRNA表达水平最高，其蛋白主要集中定位于神经肌肉接头处。DOK7是神经肌肉突触发生必不可少的蛋白，与先天性肌无力综合征有着密切的关系，同时其在成熟的神经肌肉接头处表达，通过PTB结构域与肌肉特异性受体激酶（Muscle associated receptor tyrosine kinase，MUSK）结合，诱导MUSK自磷酸化，并导致神经肌肉接头（Neuromuscular junction，NMJ）中的乙酰胆碱受体（Acetylcholine receptor，AChR）在运动终板上聚集，传递神经电信号使骨骼肌触发动作电位。如果机体内缺少DOK7蛋白，AChR就不能正常聚集，机体就会出现NMJ缺陷导致的CMS[17-20]。

上述是几十年前人们对于DOK7基因的广泛认知，认为其只与CMS有关。但随着研究的深入，近几年科学家发现DOK7还与部分肿瘤表型有着密切的联系。

2 DOK7 在肿瘤发生发展过程中的作用

为了提高对DOK7基因研究的认识以及为肿瘤开发有可能的治疗靶点，本文对目前有关DOK7在部分肿瘤细胞发生、发展过程中的影响以及表达作用的报道作综述。

2.1 DOK7 在肺癌发生发展过程中的作用

截至2020年，肺癌已经成为全球发病率最高、死亡人数最多的癌症[21]，其中85%均为非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）。NSCLC主要分为鳞状细胞癌、腺癌和大细胞癌，其早期发病信号是比较不明显的。对于绝大多数NSCLC患者来说，确诊时往往已经到了中晚期，死亡率极高，目前现有的治疗手段尚不能痊愈[22]，因此，对于非小细胞肺癌筛查和治疗的研究迫在眉睫。

在此前，已有文献报道DOK1-3在小鼠模型中均能对肺腺癌产生影响[15]。为了评估同为DOK家族一员的DOK7在肺腺癌中的表达及其影响，Chen等[23]通过肿瘤基因组图谱数据库对比发现：肺癌组织中DOK7的转录水平较正常肺组织明显降低，而该转录水平降低与OS（Overall Survival，总生存期）和PFS（Progression-free survival，无进展生存期）预后差有关。DOK7的蛋白同工型DOK7V1在肺癌中与正常肺组织数据对比同样出现低表达趋势，并且能够抑制肺腺癌细胞的增殖和迁移，促进细胞黏附。

Zhao 等[24]根据先前的研究基础，进一步研究揭示了DOK7V1对肺癌细胞影响的结构域和分子机制。Zhao从细胞内分布表达入手，发现PH和PTB结构域决定了DOK7V1在核膜和细胞质中的定位分布。这个定位改变很有可能对肺癌细胞功能也产生影响。后续研究发现DOK7V1中的PH和PTB结构域能够影响肺癌细胞增殖迁移水平：当DOK7V1表达量上升时，FAK/paxillin信号通路中FAK和paxillin作为黏附相关蛋白的磷酸化被激活，增强肿瘤细胞的黏附；但如果没有PH和PTB结构域，作用于FAK和paxillin磷酸化被消除，就会降低肿瘤细胞的黏附能力；这说明了DOK7V1上的PH和PTB结构域在肿瘤细胞的黏附上起到非常关键的调节作用。根据来自癌症基因组图谱的基因富集分析， D O K 7 过表达与PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活呈负相关，与FAK/paxillin信号通路激活呈正相关。

基于上述研究，表明DOK7V1对肺癌细胞的表达存在着调控，这为进一步探寻肺癌发病机制提供了一些新的思路。虽然，DOK7V1蛋白表达水平被证明和肺癌患者预后不良有关，但目前仍没有研究能够揭露其结构域和调控肿瘤细胞粘附作用FAK/paxillin信号通路的具体机制。

2.2 DOK7 在乳腺癌发生发展过程中的作用

2020 年据美国癌症协会统计，乳腺癌是女性群体中最常见的恶性肿瘤，并且是继肺癌之后女性癌症死亡的第二大原因[25]。目前常用他昔莫芬（Tamoxifen）治疗晚期乳腺癌患者，这是一种能够改变乳腺癌患者体内各种参与细胞生长基因DNA甲基化的抗雌激素药物，但对于雌激素受体（estrogen receptor，ER）阴性患者来说疗效较差[26]。

由于DOK7具有潜在的肿瘤抑制作用，因此Heyn等[27]检测了不同乳腺癌状态的同卵双胞胎血液中DOK7蛋白表达和甲基化情况，发现在患者肿瘤确诊的前几年，DOK7启动子区域的CpG岛就已经表现出了高甲基化的趋势。随后，Bracken等[28]根据既定的病理学和预后参数评估出，DOK7的表达水平随TNM（Tumor Node Metastasis）分期的增加而降低，在不同无病生存时间和总体生存时间中DOK7的表达量也不同，这表明DOK7或许能够作为一种血清生物标志物，用来客观评估乳腺癌患者的总体治疗效果，这在整体治疗过程中具有重要的临床指导意义[29]。

此外，由于DOK7和他昔莫芬都与DNA甲基化有关，Fitzgerald等[30]检测到DOK7在他昔莫芬耐药细胞中的表达水平降低，但甲基化水平上调，这表明DOK7很有可能影响他昔莫芬对乳腺癌患者的治疗效果，而其具体的影响机制尚不清楚，需进一步研究。

2.3 DOK7 在神经胶质瘤发生发展中的作用

神经胶质瘤（Neuroglioma）又称胶质细胞瘤或胶质瘤，是一种具有高度侵袭性的脑部恶性肿瘤[31]。现有常用的化学、放射和免疫疗法对治疗神经胶质瘤的效果都不甚理想[32,33]，因此开发有效的新型疗法对于神经胶质瘤的临床治疗来说是非常必要的。有研究表明，DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase，DNMTs）能够催化并且维持DNA甲基化，并通过表观遗传学调控肿瘤基因表达和分化[34]。DNA甲基化是稳定但可逆的表观遗传信号，其通过DNA甲基转移酶1（Recombinant DNA Methyltransferase 1，DNMT1）将甲基转移到基因组DNA胞嘧啶核苷酸上，从而影响肿瘤的甲基化和生长。

Hua 等[35]发现神经胶质瘤细胞会逆转DOK7的去甲基化，并修复DOK7的表达，从而使得神经胶质瘤生长速率降低。DNMT1的上调能够促进神经胶质瘤细胞中DOK7表达下调，从而促进神经胶质瘤细胞生长，而DOK7表达的下调是由DOK7甲基化引起的，该下调现象通过表观遗传学进行修复。敲弱DOK7启动子去甲基化，神经胶质瘤细胞的生长受到了抑制。目前，DOK7是通过哪条信号通路或何种机制影响神经胶质瘤还未被证实，需要对其进一步探索，同时，这也有望成为临床治疗神经胶质瘤的新思路与新策略。

3 结论与展望

随着科技的进步及持续探索，人们对癌症的认识逐步清晰，同时肿瘤的预防和早筛工作备受关注，作为肿瘤血清标志物一员的DOK7蛋白，其对肿瘤的发生、发展影响的研究正在逐渐深入。现有研究表明DOK7蛋白在肺癌、乳腺癌以及神经胶质瘤中均有调控作用，同时，DOK7能够增强肺癌细胞的增殖和迁移，并且抑制其黏附。DOK7的亚型DOK7V1能够调控FAK/paxillin和PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活，但具体作用机制尚不明确。DOK7的亚型和DOK家族其他成员的转录水平和功能相关性对肿瘤影响还未被发现完全，对肿瘤的生理病理功能调节作用仍待深入研究。

DOK7 的甲基化与肿瘤发生发展息息相关，蛋白表达量随着TNM肿瘤分期的改变而变化。DOK7被证明能够作为乳腺癌的新型血液表观遗传物，可以用来评估乳腺癌患者的治疗情况，更好地对其制定适宜的治疗方案。此外，在他昔莫芬耐药的乳腺癌细胞中发现DOK7的高甲基化，有可能通过该靶点改变癌细胞对抗癌药物的敏感性，从而有助于解决癌症细胞的抗性。神经胶质瘤细胞中能够通过表观遗传学修复DOK7的高甲基化，从而起到抑制肿瘤细胞生长的效果。这个表观遗传学修饰的可逆性使得DOK7有望成为新药开发的主要靶标。

尽管DOK7可能成为肿瘤治疗的一个关键靶点，但其机制发现和临床研究尚不充分。首先，目前报道的关于DOK7蛋白在肿瘤中的影响还算比较少，是否会影响其他种类癌细胞增殖、侵袭、迁移和黏附能力还有待探究；其次，DOK7在肺癌中影响信号通路的复杂分子结构机制尚未被发现，仍需大量研究证明；另外，DOK7用于乳腺癌生物标记物，但其具体诊断指标尚未制定；最后，DOK7甲基化在表观遗传修复过程中的应用也值得探索。

明确DOK7的详细作用，阐述其在肿瘤发生发展中调控的分子机制是很有必要的。相信对DOK7的结构、功能、活化调控和甲基化等深入研究后会有新的认识，能为肿瘤基因诊断开辟新的方案，也为肿瘤治疗提供新的靶点和方案。