酪氨酸蛋白激酶6与细胞外信号调节激酶信号通路在肿瘤发生发展中作用的研究进展

刘倩倩综述，潘丰彦，刘芳，陈彻审校

甘肃中医药大学公共卫生学院，甘肃 兰州 730000

酪氨酸蛋白激酶6（protein tyrosine kinase 6，PTK6）又称乳腺肿瘤激酶（breast tumor kinase，Brk），是一种与Src 家族激酶密切相关的非受体酪氨酸激酶。近年来，PTK6 由于其特殊的结构和功能，在多种肿瘤类型中被广泛研究，其不仅与肿瘤细胞的增殖和凋亡有关，而且在肿瘤细胞的侵袭转移中发挥重要作用，同时也作为一种自噬相关基因与胰腺癌患者的预后有关［1］。目前PTK6 在各肿瘤中的作用机制尚不完全明确，但随着研究的不断深入，PTK6 的上、下游信号分子被逐渐发现。本文就PTK6 影响肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡等与细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路的相关性作一综述。

1 PTK6

1.1 PTK6 的结构 人类PTK6基因由8 个外显子组成，编码成含有451个氨基酸的蛋白质。PTK6与Src家族蛋白相似，具有介导蛋白质之间相互作用和调节激酶活性的SH3 和SH2 结构域，而不包括脂质修饰和膜定位所需的SH4 结构域，具有不同于其他细胞内酪氨酸激酶的独特基因结构［2］。其中，SH2结构域可与暴露在蛋白质表面独特的磷脂结合，SH3 结构域通过与脯氨酸链接区的分子相互作用［3］。由于PTK6 氨基末端缺乏豆蔻酰化或棕榈酰化信号，其在细胞内灵活性增加，可定位于细胞质或细胞核，从而结合不同的底物，发挥不同的生物学效应［4］。

1.2 PTK6 与肿瘤 PTK6 的表达受DNA 损伤、活性氧、缺氧等多种细胞应激的调控，其激酶活性可由生长因子受体诱导［3］，调节正常上皮细胞分化、细胞周期进展、黏附和转移。有研究表明，PTK6 在胃肠道、乳腺或皮肤的成熟上皮细胞中几乎不表达，而在乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、黑色素瘤、卵巢癌等肿瘤中表达异常［5-8］。在乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、非小细胞肺癌中发现，PTK6表达上调，促进肿瘤的发生发展［2，5，9-10］；而在喉鳞状细胞癌中发现，PTK6 抑制肿瘤细胞的转移［11］。在肿瘤细胞中，PTK6 既可充当癌基因，促进细胞的增殖、迁移和浸润；也可充当抑癌基因，抑制肿瘤的发生发展并促进细胞凋亡。因此，PTK6在不同类型的肿瘤细胞中的机制需进一步探讨。

随着对PTK6 分子机制的不断研究，PTK6 对肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和转移的机制也逐渐有了新的认识。研究发现，局部黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）作为一种新的潜在的PTK6底物，当PTK6介导的FAK磷酸化时，可激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）信号通路，抑制细胞的失巢凋亡，从而促进肿瘤细胞的增殖和浸润［12］。同时，PTK6 过表达可诱导信号转导因子和转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STSA3）的酪氨酸磷酸化增加，进而促进肿瘤细胞增殖［13］。相反，RNA结合蛋白Sam68可负调控PTK6的结合活性，从而抑制PTK6 诱导的细胞增殖［14］。WU等［11］研究表明，PTK6 诱导细胞凋亡是通过影响caspase-3 的活性实现的。此外，由于PTK6 缺乏豆蔻酰化信号，部分研究结果提示，PTK6 定位在质膜上可促进细胞增殖和迁移，而核定位可降低其致癌性［15］。PTK6 与不同的底物结合可能会激活不同的信号通路，所导致的生物学效应也可能有所不同。研究表明，PTK6 在ErbB2 过表达的细胞中可增强ERK1／2信号分子的激活，进而促进肿瘤的发生发展［16］。

2 ERK信号通路

2.1 ERK／丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路 ERK 通路是MAPK级联的一个组成部分，生长因子、细胞因子、病毒、癌基因等均可激活ERK 途径。在ERK 途径中，与三磷酸鸟苷（guanosine triphosphate，GTP）结合的上游激活蛋白Ras和Raf-1蛋白激酶结合位点CR1结合，Raf表现出丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶活性，活化的Raf-1的C-末端与分裂原活化蛋白抑制剂MEK 相互作用，激活的MEK通过苏氨酸和酪氨酸残基磷酸化ERK［17-18］。

ERK 信号模块由2 个同工酶组成，即ERK1／2，又称P44ERK1 和P42ERK2，磷酸化的ERK1／2 从细胞质转移至细胞核，并激活转录因子的表达，如即刻早期基因（immediate early genes，IEGs）、癌基因c-Fos和c-Jun等，许多ERK上调的基因是促进细胞周期进展所需的转录因子，驱动细胞周期蛋白D1 等基因的转录［19］。ERK1／2 可以负反馈的方式调节ERK 途径中的蛋白激酶，同时由于细胞刺激的不同，进一步有了短暂激活和持续激活2 种ERK 的激活方式。如在大鼠嗜铬细胞瘤（PC12）细胞中，神经生长因子（nerve growth factor，NGF）治疗可诱导神经分化，引起ERK 的激活并可持续几小时；而表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）只触发短暂的激活，刺激可促进细胞增殖［18］。

2.2 ERK信号通路与肿瘤 ERK信号通路不仅涉及调控正常细胞的生理功能，而且参与肿瘤的发生发展。PETERSEN 等［20］发现，ERK1 可作为潜在的靶基因，成为结直肠癌的预测生物标记。同时，ERK1／2 信号突变可影响结直肠癌的细胞因子环境，进而影响肿瘤-基质相互作用，并有利于肝转移的形成［21］。若阻断表皮生长因子受体的降解，肝癌细胞可激活ERK1／2信号通路，进而促进细胞增殖、迁移和侵袭［22］。在黑色素瘤中，ERK 被Rap1 活化，从而通过ERK 途径促进细胞的增殖和迁移过程［23］。此外，ERK 信号通路的负调节剂（如双特异性磷酸酶6）在卵巢癌细胞中过表达时，可降低p-ERK 的表达水平，导致进入G0期的细胞增多，使细胞呈静止状态［24］。因此，ERK通路与肿瘤细胞的增殖、迁移和转移密切相关。

3 PTK6与ERK信号通路

3.1 PTK6与ERK通路的相关性 ERK／MAPK途径在有丝分裂和细胞增殖中发挥重要作用。PTK6 可刺激p190，分别导致RHOA 失活和Ras 激活，活化的Ras GTPase进一步激活RAF，从而引起RAF／MAP激酶级联反应，以促进细胞的运动和迁移［7］。有研究发现，诱导小鼠肠道隐窝上皮细胞上的PTK6，辐射后检测到ERK1／2的激活增加，且Bad凋亡蛋白的抑制性磷酸化增加，提示DNA 损伤后，需诱导PTK6 并抑制ERK1／2 信号传导，从而促进细胞凋亡［25］。另有研究表明，PTK6 的一种新底物表皮生长因子受体通路底物8（epidermal growth factor receptor pathway substrate 8，Eps8）的磷酸化可通过激活ERK 和FAK，至少部分通过ERK 和FAK 信号通路，从而增加细胞增殖、黏附和迁移［26］。由此可知，PTK6 通过ERK 信号通路参与细胞周期进展、细胞凋亡以及细胞迁移，并发挥其相应的生物学功能。

3.2 肿瘤细胞中的PTK6与ERK 信号通路的相关性当PTK6 定位于细胞核时，其致癌性降低；而在质膜上被激活时，PTK6促进FAK、EGFR 和ERK1／2的信号传导［27］。PTK6作为乳腺肿瘤激酶，在80%以上的乳腺癌中高表达。CASTRO等［28］在探讨PTK6与ERK5介导Met 信号传导对乳腺癌细胞效应中发现，ERK5敲除情况下，PTK6 仍促进肿瘤细胞的迁移，而该过程由ERK1／2信号途径介导。为研究PTK6是否通过ERK 信号通路，ONO 等［29］使用U0126 抑制ERK1／2的活性后发现，PTK6过表达对其刺激减小，细胞的迁移和侵袭也显著减弱。表明PTK6 可通过ERK 信号调节胰腺癌细胞的迁移和侵袭，从而促进肿瘤细胞的发生发展。

有研究发现，PTK6 在肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）中充当癌基因，HCC 组织中PTK6的表达水平比邻近的正常组织高，当肝癌SMMC7721细胞中PTK6 表达下降时，肿瘤细胞迁移和侵袭减少；而PTK6 过表达会抑制ERK1／2 的磷酸化表达［30］。韩丽等［31］发现，人肝癌HepG2 细胞中PTK6表达水平低于正常人肝细胞，在As2O3 联合AZT 干预HepG2 细胞后，PTK6 表达量高于空白组，且p-ERK1／2 表达明显降低。PTK6基因在肿瘤细胞中的表达水平看似相互矛盾，但由于其特殊的结构，使得正常细胞中PTK6位于细胞核，前列腺癌中活性的PTK6 位于质膜，并促进上皮-间充质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT），相应下游ERK 信号分子的表达水平也有所不同［32］。因此，PTK6 在肿瘤的发生发展中作为癌基因和抑癌基因，可能部分取决于其在肿瘤细胞中的定位以及所结合的激酶蛋白的表达。

4 结语

最近有研究提示，核质穿梭蛋白（如核旁斑点结构蛋白1）是PTK6核质穿梭的决定因素，调节正常或癌前细胞核中的抑癌性PTK6 向恶性肿瘤胞浆中致癌性PTK6 的转换［15］。因此，PTK6 的致癌作用与膜定位可能归因于激酶与质膜上关键信号蛋白的相互作用，但具体机制有待进一步探索。随着对PTK6研究的深入，发现PTK6 直接或间接影响ERK 信号通路和相关分子蛋白，在肿瘤的发生发展中起着促癌或抑癌的作用，对肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、凋亡以及血管形成起着重要作用［26］。目前研究表明，PTK6可通过影响ERK 信号通路发挥生物学效应，但ERK是否是PTK6的直接底物以及是否能使PTK6定位在质膜上并致癌仍不明确。综上所述，深入了解PTK6可解释肿瘤的发生发展过程，未来可利用PTK6与ERK 途径作用于肿瘤细胞，为临床提供更多潜在的治疗靶点和方法。