CD117 和CK5/6 的生物化学功能研究进展

于 娜，田 寅*，王 博，肇政伟

（1.佳木斯大学附属第一医院肿瘤科，黑龙江 佳木斯 154000；2.哈尔滨市第四医院普外科，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 CD117 概述

CD117（酪氨酸激酶受体）是最大的一类酶联受体，它既是受体，又是酶，能够同配体结合，并将靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化。在人类的基因组中鉴定的90 种独特的酪氨酸激酶基因中，有58 种编码酪氨酸激酶受体，分为20 类（I-XX）。在这些亚家族中，EGFR/ErbB（Ⅰ类）、胰岛素受体（Ⅱ类）、PDGF（Ⅲ类）、FGF（Ⅳ类）、VEGF（Ⅴ类）和HGF（MET，Ⅵ类）与肿瘤疾病密切相关[1]。CD117 是一类在癌症进展中起重要作用的受体。它是一种具有特殊结构和生物学特征的细胞表面受体，通过在肿瘤细胞中启动适当的信号级联反应来响应环境线索。已知CD117可调节多种下游信号通路，丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、Janus 激酶（JAK）/信号转导子和转录激活子（STAT）以及磷酸肌醇3-激酶（PI3K）/Akt[2]。这些通路在调节癌症干细胞、血管生成和转移中起着关键作用。这些通路对于肿瘤和基质细胞的相互作用也是必不可少的。

2 CK5/6 概述

CK5/6（细胞角蛋白）是上皮细胞或者角质细胞中的主要骨架蛋白，CK5/6 属于结构蛋白，能维持上皮组织的完整性和连续性，而且CK5/6 也与上皮细胞的增殖、分化密切相关。CK5/6 作为细胞骨架的中间丝蛋白家族中最大、最复杂的亚类，已成为临床上对于肿瘤诊断的指标之一。来源于上皮的恶性肿瘤，可从其增殖和凋亡的细胞中释放出细胞角蛋白，清楚地反映了移行细胞的活性，更重要的是仅上皮细胞可以释放角蛋白，正常血液循环中没有可表达角蛋白的类型。多种上皮细胞来源的癌症、间皮瘤等患者中，都可能会出现CK5/6 表达的增多。例如食道癌或者肺部鳞状细胞癌、宫颈癌中，都有可能会有CK5/6 的高表达。因此，CK5/6 可作为协助上皮恶性肿瘤诊断的有效工具。

CK5/6 是一种成熟的分化标志物系统，已鉴定的20 种人类CK5/6 通常由分层上皮或简单的腺上皮表达。在正常组织中，它们主要表达于复层鳞状上皮、前列腺基底/肌上皮细胞、唾液腺、汗腺和乳腺。正常乳腺管腔上皮细胞主要表达简单上皮型CK5/6（CK5/6、7、8、18 和19），而肌上皮细胞几乎完全表达分层上皮型CK5/6（5、6、14、15 和17）[3]，并且它们持续表达额外的中间丝波形蛋白。正常乳腺上皮细胞的某些亚群也表达CK5/6 5、6、13、14、15、16 和17[3]。乳腺癌通常保留正常上皮的简单上皮CK 模式，但有报道称乳腺癌表达分层上皮型CK5/6[4]。

3 CD117 和CK5/6 生物化学功能研究进展

3.1 CD117 生物化学功能研究进展

CD117 由一个原癌基因编码的跨膜酪氨酸激酶受体蛋白。该原癌基因存在于4 号染色体长臂区（4q11 4q13）[5]，跨越超过34kb 的DNA。它与人类的12 号染色体和小鼠的10 号染色体对应，并由人类和小鼠的9 个外显子编码。它由976 个氨基酸组成，核心蛋白质大小约为110 kDa。CD117 的细胞外部分由外显子2～9 编码，含有519 个氨基酸残基；而跨膜区域由外显子10 编码，由23 个氨基酸残基组成；其余的外显子编码受体的细胞内部分，细胞内433个氨基酸的尾部组成，其内包含并列膜和一个酪氨酸激酶结构域，由大约80 个氨基酸残基连接而成。

CD117 蛋白在结构上与血小板衍生生长因子、集落刺激因子-1 受体或血管内皮生长因子相关，属于受体酪氨酸激酶Ⅲ亚类家族。CD117 呈现了一种典型结构，在其界面上有两个波瓣和一个活性位点。与酪氨酸激酶受体家族第Ⅲ类的其他成员类似，CD117 的结构包括一个含5 个Ig 样基序的胞外区、一个较短的跨膜区和一个含酪氨酸激酶活性的胞浆区。胞浆区有自身磷酸化酪氨酸激酶，酪氨酸激酶与磷脂酰肌醇激酶会合，以同型二聚体的形式发挥作用[6]。在人类中已经报道了4 种CD117 亚型。

正常情况，CD117 的活化需要结合T 配体（stemcellfactor，SCF）参与，CD117 与其配体SCF 结合后，形成二聚体，导致受体二聚化，最终活化胞浆内的转录因子，并启动一系列下游信号级联，调节基因表达，激活参与细胞功能的几种关键的效应器信号通路，并负责维持细胞功能，如细胞存活、代谢、细胞生长和进展、增殖、凋亡、细胞迁移和细胞分化[7]。CD117 与SCF 的结合可以导致多种信号通路的激活，包括磷脂酰肌醇3 激酶、磷脂酶c-γ、Src 激酶、Janus 激酶信号转导子和转录激活子，以及丝裂原激活的蛋白激酶通路[8]。CD117 信号通路的最佳调节对造血、色素沉着、生育、肠道运动和神经系统功能至关重要。而且，CD117 在多种正常细胞和组织中表达，如在干细胞、肥大细胞、生殖细胞和黑素细胞上表达，并在这些细胞的增殖和分化中发挥重要作用。CD117 的表达不仅限于正常组织，还与多种人类肿瘤的病理生理机制有关。一般认为CD117 引起肿瘤主要表现在两方面：一是基因表达量异常（增高、降低或缺失）；二是基因缺失或突变引起CD117 结构及功能的改变。正常情况下，CD117 的激活需要SCF的参与，但是当它发生突变时，没有配体的结合也能活化。c-kit 基因的突变刺激肿瘤细胞的持续增殖和抗凋亡信号的失控，有利于肿瘤的恶性增殖。致癌CD117 受体酪氨酸激酶“驱动”突变已在许多癌症中被发现，如急性髓系白血病（AML）、黑色素瘤、肥大细胞白血病和胃肠道间质瘤（GIST），以及酪氨酸激酶抑制剂（TKIs），如伊马替尼或舒尼替尼，具有抗CD117 活性，通常用于治疗这些癌症。KIT 突变检测对于预测TKI 治疗的反应非常重要[9]。Tsuura 等在数量有限的非小细胞型肺癌、皮肤基底细胞癌、乳腺癌和恶性黑色素瘤中显示了CD117 的表达[10]。以前的研究报道，在各种癌症中，具有致癌突变的CD117的表达失调或上调，导致SCF 非依赖性CD117 激活和细胞增殖。Gao 等学者发现CD117 的过度表达是由缺氧以及各种转录因子的激活引起的，包括AP-2、ETS、SP1、MYB 和MITF[11]。

在乳腺组织中，一些作者已经证明，CD117 在转移性或原发性恶性乳腺肿瘤中的表达更频繁[12]。Hines 等观察了大多数原发性乳腺肿瘤中c-kit 原癌基因的表达以及SCF mRNA 的存在，并假设存在一个参与肿瘤细胞增殖的自分泌环[12]。在Simon 等最近的一项研究中，CD117 在髓样乳腺癌中的表达频率高于其他组织学肿瘤亚型[13]。此外，一些作者还表明，乳腺腺样囊性癌的CD1117 表达较高[14]。Ulivi 等人发现ER 或PR 受体阴性肿瘤患者的CD117 表达明显高于阳性肿瘤患者[15]。

3.2 CK5/6 生物化学功能研究进展

CK5/6：细胞角蛋白5/6（cytokeratin5/6，CK5/6）作为细胞角蛋白家族（cytokeratins，CKs）中的一员，是一种高分子量角蛋白。细胞角蛋白（cytokeratin，CK）受细胞分化调控，主要表达于上皮细胞来源的细胞质和细胞核中，并且可作为一种维持细胞支架的中间纤维蛋白。它能够特异性地表达于上皮细胞的基底细胞层。人类上皮细胞含有中等大小的细丝，由与表皮α-角蛋白（“细胞角蛋白”）相关的多肽形成，这些多肽在不同的上皮细胞中以不同的组合表达。近些年研究显示，CKs 与多种恶性肿瘤的诊断、药物疗效评价以及预后判断有关。

CK5/6 被证实是乳腺基底细胞特异表达的CK，也是识别基底细胞样乳腺癌的重要分子标志物。国内外专家研究发现CK5/6 在三阴性乳腺癌中高表达，同时提示三阴性乳腺癌的发生发展与ERK/MAPK 信号传导通路被异常激活有关，并且发现CK5/6 的表达与乳腺癌脑转移有明显的相关性，也与淋巴结转移和其它远处脏器转移有相关性。同时还表明，CK5/6 阳性肿瘤患者的生存时间通常较短。这些发现可能反映了一种普遍现象即多个研究已经描述了癌症中预后不良和/或不良肿瘤表型的趋势，这些癌症显示细胞角蛋白的从头表达，而在其正常来源细胞类型中不表达。中间丝表达模式的改变似乎代表了癌症进展过程中发生的癌细胞去分化的一个共同特征，因此与不利的肿瘤特征有关。因为乳腺腺体和导管组织包括3 种细胞类型：肌上皮细胞（MEC）、基底细胞和管腔细胞，所以CK5/6 被认为是乳腺癌的独立预后因素。并且可能是三阴性乳腺癌预后的独立影响因素。事实上，细胞角蛋白（CKs）5 和6 在功能上不相关，但通常在诊断性免疫组织化学中使用双特异性抗体一起分析。在肿瘤中，它通常在鳞状细胞癌（SCC）、基底细胞癌（BCC）、胸腺瘤、涎腺肿瘤、上皮样间皮瘤中表达。所以被认为是鉴别胸膜上皮性间皮瘤和肺腺癌的一个非常有用的标志物。Ordo'n～ez 报道，24%的卵巢或腹膜浆液性腺癌中有CK5/6 染色，尽管在所有患者中都有CK5/6 染色，但有一例染色较弱，呈局灶性。在肺鳞癌和腺鳞癌的鳞状成分中也有报道称CK 5/6 阳性。

Tot 等通过对乳腺腺样囊性癌的研究发现，CK5/6 是这一系列髓样癌中最常见的鳞状上皮CK。25%的典型髓样癌、43%的非典型髓样癌和20%的转移瘤表达CK5/6，尤其是其非典型变体，通常CK5/6 阳性，并表明CK 表达的失调参与了癌变和肿瘤进展。研究证实，CK5/6 因其能够特异性地表达于上皮细胞的基底层，且可维持上皮细胞形态的完整性被证实是免疫组化诊断基底样型乳腺癌（BLBC）的一个重要标记物。因为三阴性乳腺癌和基底样型乳腺癌约有70%～80%的重叠率，两者的相似之处有很多，故柴翠青[14]依据CK5/6 表达与BLBC 之间的关系推测，三阴性乳腺癌可能起源于乳腺组织的基底层。另外多项关于CK5/6 研究表明，基底样乳腺癌通常表达基底细胞角蛋白（CK），包括CK5/6、CK14 和CK17。CK5/6 表达是鉴别基底细胞组最重要的标志物，并且与TNBC 预后不良相关;CK5 和CK6 的表达均与乳腺癌的高级别、雌激素受体和孕激素受体阴性（各p＜0.0001）有关。

4 结语

三阴性乳腺癌由于其受体状态，常规化疗仍然是TNBC 患者的主要术后治疗选择。与其他乳腺癌亚型相比，TNBC 在诊断后的最初几年内复发的概率显著较高，总体生存率较低。有限的治疗选择，加上这些肿瘤更具侵袭性和实质性的异质性，有必要确定三阴性乳腺癌的预后和预测标志物。本文通过对CD117 和CK5/6 两因子研究进展的概述，为三阴性乳腺癌的临床治疗提供新靶点、新思路。