蛋白酪氨酸激酶的研究进展

蛋白酪氨酸激酶的研究进展

1syk的生物学特性1.1syk的结构及信号转导途径蛋白质酪氨酸激酶（ptk）是一套能够诱导蛋白质酪氨酸残基磷酸的酶酸盐，参与许多信号转导路径，在控制细胞分化、复制和扩散方面发挥重要作用。根据PTKs家族成员的细胞拓扑结构的不同,可将其分为受体型和非受体型。配体与PTKs受体的胞膜外区结合,激活其胞内酪氨酸激酶区域,触发特定的信号转导途径。胞内非受体型的PTKs作为信号转导成员,在配体结构缺乏内源性PTKs结构的跨膜受体等许多方面发挥着重要作用。Syk是一种非受体酪氨酸激酶,其编码基因为Syk,位于人类染色体9q22,蛋白质相对分子质量为72×103,由629个氨基酸组成。采用RT-PCR技术,从小鼠成熟的休眠期乳腺组织中分离的约200碱基的Syk基因片段,与大鼠的Syk基因有高度的同源性。用这一片段来筛选小鼠的cDNA文库,获得了1个全长为5350碱基的基因。SykcDNA有1个长477碱基的5′端UTR,其后是一个编码628个氨基酸蛋白的长度为1884碱基的开放可读框。该蛋白还有2个SH2结构域、SH2(N)、SH2(C)和1个体现所有酪氨酸激酶的固有特性激酶区。该基因所表达的蛋白总体结构特性与非受体PTKs中的Syk/ZAP70家庭成员相一致。小鼠和大鼠的Syk蛋白一级结构有极高的同源性,其次是人类,最后是猪。激酶结构域2个SH2结构以及SH2(N)和SH2(C)之间的区域在种属间非常保守,而N末端以及SH2(C)和激酶结构域之间的序列中度保守。2个SH2结构域仅有36%的同源性,这反映了在特异性结合磷酸化的酪氨酸方面可能存在的差异。Syk有Syk(L)和Syk(S)两种表达形式。Syk(L)是Syk的全长形式,Syk(S)比Syk(L)少23个氨基酸。Syk(L)在正常乳腺上皮和乳腺肿瘤中均表达,而Syk(S)仅在乳腺肿瘤中表达,不在正常的乳腺组织中表达,提示Syk(S)与肿瘤的侵袭性相关。乳腺癌细胞重新表达Syk(L),可抑制其侵袭性,但重新表达Syk(S)不能抑制肿瘤细胞的侵袭性,提示Syk(L)具有抑制肿瘤细胞侵袭性的功能。Syk是B细胞抗原受体(BCR)信号途径的重要影响因子之一。BCR参与信号级联反应是由3个非受体型酪氨酸激酶家族介导:ZAP70家族(ZAP70,syk)、Src家族(Lyn、Fyn、Blk)和Tec家族(Btk、Ltk、Etk)。BCR激活后,依赖Syk的信号转导途径调整B细胞克隆的表达、分化或凋亡。Syk是B细胞激活信号转导过程中最重要的激酶,该酶有2个SH2结构域,因而成为免疫酪氨酸受体激活基序(ITAM)磷酸化招募的首选对象(图1)。被招募的Syk立即成为Src作用的第2个靶目标,进而启动B细胞活化信号转导的3条主要途径(磷脂酰肌醇途径、MAP激酶相关途径和磷酸肌醇3激酶途径)。磷脂酶C(PLC)-γ2,磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)是Syk酪氨酸磷酸化的关键底物。在B细胞内,Syk磷酸化PLC-γ2引起ERK和JNK激酶的级联激活,而PI3-K被Syk磷酸化后介导Akt活化。Syk优先磷酸化微管蛋白的α亚单位,该亚单位被认为可以调节细胞骨架微管蛋白使之作为组装信号转导复合体的支架。最终激活各自的转录因子转位进入细胞核,与基因启动子区域中各种顺式作用元件或DNA小盒结合,使相应的基因发生转录激活和产物表达。1.2侵性乳腺癌syk表达缺失Syk在所有的造血细胞中表达,在其他的非造血细胞中也可检测到Syk的表达,如在小鼠的许多器官如脾脏、心脏、乳腺、胸腺和许多淋巴细胞系中高表达。Takano等认为,Syk基因是一种候选抑癌基因,其表达产物Syk的缺失会致免疫细胞发育,成熟障碍,重者会导致重症联合免疫缺陷病(severecombinedimmunodeficiency,SCID),由于机体免疫细胞的成熟障碍,机体的免疫监测会下降,从而对突变和异常增生的细胞失去免疫力,导致肿瘤的发生。Coopman等研究发现,Syk是促进乳腺上皮细胞生长的强力因子,在正常的乳腺腺体和上皮组织及非侵袭性乳腺癌细胞中很容易检测到Syk的表达和而在侵袭性乳腺癌细胞中则表达降低或缺失。Syk蛋白在非侵袭性乳腺癌细胞中的表达可被催化激活,因为从这些细胞中分离出来的Syk可在体外的酶试验中自磷酸化。正常乳腺组织和乳腺癌组织的原位杂交实验验证了Syk在正常乳腺上皮和正常乳腺上皮细胞株MCF10A中表达,在原位癌中表达受抑制,而在侵袭性乳腺癌中表达缺失。Thompson等报道,人乳腺癌细胞株如MDA-MB-468、BT474、MCF7和SKBr3中Syk高表达,而在Hs578T和MA-MB-436中低表达,在BT549和MDA-MB-231、MDA-MB-435等细胞株中则检测不到。只有在典型恶性表现(高转移性和侵袭性)的乳腺细胞株中Syk表达缺乏。ZAP270酪氨酸激酶和Syk有高度的氨基酸序列同源性,但却不能在乳腺癌细胞株中检测到。这些结果表明,Syk表达的缺失可能与正常乳腺组织向恶性型发展有关。在胃癌和白血病等非上皮细胞肿瘤研究也发现Syk基因与肿瘤生长和转移相关。宋玉琴等的研究证实,Syk的缺失可能与胰腺癌的发生和转移有关。2乳腺癌syk基因转移是恶性肿瘤的基本生物学特征,同时也是临床上绝大多数肿瘤患者的致死因素。研究表明,Syk在肿瘤(包括胰腺癌)的发生、转移和淋巴管生成中的作用开始受到人们的重视,但其信号传导通路尚不清楚。Abtahian等报道,在胚胎时期Syk/slp-76信号途径对淋巴管发育及淋巴管和血管系统的分离有重要作用,Syk/slp-76的缺陷导致血管扩张、扭曲、数量增多及淋巴管表面标志表达增加,并形成淋巴和血液的异常分流。Carter等认为,Syk与HER-2/neu是一对功能相反的抑癌/癌基因,HER-2/neu的过度表达可诱导血管内皮细胞的收缩,从而使肿瘤细胞易于穿过血管屏障,易于发生转移,而Syk可作为肿瘤的抑制剂,可以抑制HER-2/neu收缩血管内皮细胞的作用。Ji研究发现,淋巴内皮细胞在细胞外基质中的生长、迁移和形成管道均依靠Syk/SLP76、VEGF-C/D/VEGFR-3和Prox-1的相互作用。Sebzda等报道,循环内皮前体细胞(CEPs)表达Syk,在携带淋巴标记(LYVE、VEGFR3)的CEPs产生过程中需要Syk的参与。Mahabeleshwar等研究认为,Syk通过抑制PI3-k的活性,从而抑制肿瘤细胞的分裂和核因子NF-κB调节的尿激酶型-纤溶酶激活物(u-PA)的激活分泌,而过去研究证实u-PA的激活分泌与多种恶性肿瘤的发生、发展及转移相关。众多研究证实,乳腺癌、胃癌、结直肠癌和胰腺癌细胞中,有淋巴结转移的肿瘤的SykmRNA的表达率和表达水平远低于无淋巴结转移组,这表明SykmRNA的表达缺失可能与这些肿瘤的淋巴转移有关。Chakraborty等通过研究乳腺癌细胞系、移植瘤和人乳腺癌组织标本发现,乏氧/有氧可导致MCF-7细胞VEGF的表达显著增加,MCF-7细胞转染wtSyk和mutSyk后再暴露于乏氧/有氧环境中,Westernblots检测发现,wtSyk而不是mutSyk可以逆转VEGF的表达,mutSyk可以使VEGF过表达。Syk激酶活性和完整的SykSH2位点对于抑制细胞的侵袭性生长都是必需的,然而,Syk连接区的自磷酸化位点(Y348F)的突变并不影响Syk抑制侵袭性生长的功能。许多证据都支持依赖Syk的信号转导在乳腺癌变过程中的作用。1)将野生型的Syk转染Syk阴性的乳腺癌细胞株中,可以明显地抑制无胸腺小鼠的肿瘤生长和转移。相反,缺乏激酶的Syk在Syk阳性的乳腺癌细胞株中的过度表达,可以显著地提高癌症的发生和生长。通过导入Syk而抑制肿瘤生长,可造成明显的异常有丝分裂和细胞因子的产生。2)定位于人类染色体9q22上的Syk的等位基因的缺失与早期乳腺癌的淋巴结转移有关。3)在小鼠中敲除Syk的负调节因子c-Cbl会导致乳腺上皮的增生。近年来的研究认为,Syk亦是胰腺癌的肿瘤抑制基因,其表达缺失与胰腺癌的发生转移相关,但其缺失的原因仍未清楚。Murphy等剔除小鼠的Syk基因导致小鼠胰腺组织的增生恶变。将野生型Syk基因导入Syk缺失的胰腺癌细胞株,可明显抑制胰腺癌细胞株在裸鼠的生长和转移。陈明霞等研究证实,Syk基因启动子甲基化是导致基因失活的原因之一,Syk基因启动子甲基化与胰腺癌的发生和转移相关。Wang等研究报道,Syk细胞核转录过程是Syk抑制肿瘤功能的限速步骤,mutSyk激活了转录因子Sp1和Sp1介导的FRA1转录过程,进而使相应的基因发生转录激活和产物表达。Chakraborty等发现,MCF-细胞中,Syk/Lck通过Sp1途径引起VEGF的表达显著增加。Sp1是序列特异性的DNA结合蛋白,可调控某些启动子中富含GC序列的细胞和病毒基因的转录过程。对许多可调控肿瘤细胞生存、生长和血管生成的基因而言,Sp1是一个重要和必需的转录因子。Sp1的异常表达和活化,可通过促进相关肿瘤生长因子和血管生成基因表达等机制,营造适宜肿瘤生长的局部微环境,正向调节肿瘤增殖、转移潜能和血管生成。现较为明确可受Sp1蛋白调节的基因有成纤维细胞生长因子受体1、类上皮生长因子受体、类胰岛素生长因子受体1、类胰岛素生长因子