C-Abl與血管內(nèi)皮細胞以及腫瘤發(fā)生相關(guān)性的研究進展

胡章威，王亞平，魯中元，陳 晨 綜述 陶澤璋 審校

蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)指的是一類具有磷酸化功能的特異性蛋白激酶，主要通過對酪氨酸殘基進行磷酸化從而改變蛋白質(zhì)的構(gòu)象。根據(jù)PTK是否位于細胞膜受體，可以把酪氨酸激酶大致分為兩類：受體酪氨酸激酶與非受體酪氨酸激酶。根據(jù)PTK在細胞中所處位置的不同，又可以把非受體酪氨酸激酶大致分為兩類：胞質(zhì)酪氨酸激酶與核內(nèi)酪氨酸激酶。

C-Abl屬于非受體酪氨酸激酶Abl家族的一員，存在于細胞質(zhì)與細胞核中。大量的證據(jù)表明，C-Abl通過參與多種信號通路的調(diào)控，從而對細胞的許多生理功能產(chǎn)生影響，包括有細胞的骨架重排、誘導凋亡、增殖分化以及DNA應(yīng)激損傷反應(yīng)等[1]。近幾年來有研究[2]顯示，C-Abl在多種腫瘤中發(fā)揮重要作用，包括腫瘤的血管生成、發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移以及預后等?，F(xiàn)就C-Abl在血管內(nèi)皮細胞中的作用，以及其在一些惡性腫瘤中的重要角色進行綜述。

1 C-Abl的結(jié)構(gòu)與生理功能

1.1C-Abl的結(jié)構(gòu)C-Abl基因具有高度保守性，是v-Abl小鼠白血病病毒原癌基因在細胞內(nèi)的同源基因，廣泛存在于哺乳動物體內(nèi)。對于人類來說，C-Abl基因位于第9號染色體，其編碼的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量大約為140×103,屬于人類非受體酪氨酸激酶Src超家族。非受體酪氨酸激酶C-Abl在N端包含有SH3與SH2兩個結(jié)構(gòu)域，能夠與酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域相互作用，從而對激酶的活性進行調(diào)節(jié)。SH3與SH2結(jié)構(gòu)域都能夠與C-Abl激酶的目標蛋白和效應(yīng)物相互結(jié)合，但是在結(jié)合之后，這兩個結(jié)構(gòu)域?qū)っ富钚援a(chǎn)生相反的調(diào)節(jié)作用，SH3結(jié)構(gòu)域主要對激酶活性起抑制作用，而SH2結(jié)構(gòu)域主要對激酶活性起促進作用。此外，C-Abl還包含有底物特異性的激酶結(jié)構(gòu)域，以及結(jié)構(gòu)獨特的C端。多種信號區(qū)，比如核輸出信號區(qū)(nuclear export signal，NES)與核定位信號區(qū)(nuclear localization signal，NLS)，以及結(jié)合區(qū)，比如p53結(jié)合區(qū)、DNA結(jié)合區(qū)、G/F-肌動蛋白結(jié)合區(qū)等，均位于C端[3]。DNA結(jié)合區(qū)的存在使得C-Abl能夠與多種DNA結(jié)合蛋白相互作用，而NES結(jié)構(gòu)域與NLS結(jié)構(gòu)域使得C-Abl能夠自由穿梭于細胞質(zhì)與細胞核中，對細胞的多種生理功能進行調(diào)節(jié)。

1.2C-Abl的生理功能在正常的生理情況下，C-Abl的酪氨酸蛋白激酶活性非常低，但是當細胞受到不良刺激時，C-Abl的激酶活性被部分激活，會產(chǎn)生多種不同的生理功能。在細胞的DNA損傷應(yīng)答反應(yīng)中，位于細胞核中C-Abl的激酶活性被激活，通過對p53依賴的p21進行調(diào)節(jié)，從而誘導細胞凋亡。而這種誘導凋亡作用，同時也會受到其他因素的影響。Hippo信號通路是近幾年來發(fā)現(xiàn)的，具有調(diào)控組織和器官發(fā)育的重要作用，其中的核心激酶大腫瘤抑制因子2(large tumour suppressor homolog 2，LATS2)能夠與下游轉(zhuǎn)錄輔助因子結(jié)合，在細胞增殖與凋亡的調(diào)控中發(fā)揮重要作用[4]。研究[5]顯示，在DNA損傷應(yīng)答反應(yīng)中，LATS2就能夠抑制C-Abl的激酶活性，從而阻止DNA損傷引起的細胞凋亡。而位于細胞質(zhì)中的C-Abl被激活后，主要與生長因子信號相互結(jié)合，從而參與到細胞的遷移與黏附信號轉(zhuǎn)導。當C-Abl被過度激活時，會使細胞正常的生長周期停滯在G1期，使得細胞易于轉(zhuǎn)化從而促進腫瘤的發(fā)生。

2 C-Abl在血管內(nèi)皮細胞中的作用

2.1血管內(nèi)皮細胞屏障血管管腔內(nèi)襯一薄層，由專門的扁平狀上皮細胞組成，稱為血管內(nèi)皮細胞。血管內(nèi)皮細胞常呈多邊形，邊緣鋸齒狀，相互嵌合，從而形成了血管內(nèi)皮細胞屏障。位于血漿與血管組織之間的血管內(nèi)壁，不僅具有代謝交換的生理功能，還能合成與分泌多種活性因子，對血管的收縮和舒張進行調(diào)節(jié)。此外，血管內(nèi)皮細胞還在適應(yīng)性免疫和先天性免疫中起重要作用[6]。內(nèi)皮細胞相互之間的連接方式主要有4種：縫隙連接、黏附連接、緊密連接以及粘合體，連接方式的改變可以對內(nèi)皮細胞屏障產(chǎn)生影響。因此，緊密連接的細胞形成血管內(nèi)皮細胞屏障的關(guān)鍵。

2.2C-Abl所屬Src蛋白家族近年來，有越來越多的研究[7]表明，C-Abl所屬的Src非受體酪氨酸激酶家族在血管內(nèi)皮細胞屏障中起重要作用。Src蛋白在人體血管組織中呈高表達，并且參與到血管組織的多種功能，包括細胞增殖、血管收縮和缺氧應(yīng)答等[7]。膿毒癥相關(guān)研究[8]顯示，Src家族的激酶活性被激活，其相關(guān)通路參與到內(nèi)皮細胞骨架肌動蛋白(F-actin)的重組、緊密粘連蛋白-1(ZO-1)與黏附連接蛋白(VE-cadherin)的結(jié)構(gòu)改變及表達變化，從而引起血管內(nèi)皮細胞收縮，形成細胞間裂隙，導致血管內(nèi)皮細胞屏障作用的下降。而在缺氧的環(huán)境下，Src通過介導雙孔鉀通道(TWIK related acid sensitive K+，TASK-1)磷酸化，參與到缺氧性肺血管收縮[9]。此外也有研究[10]表明，Src在血管內(nèi)皮細胞屏障中的作用，與血管內(nèi)皮細胞所受到的切應(yīng)力有關(guān)。當內(nèi)皮細胞受到切應(yīng)力時，會促進細胞中表達一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)。NOS的酶活性很高，會對體內(nèi)的一氧化氮(nitric oxide，NO)循環(huán)機制進行增強，產(chǎn)生源源不斷的NO，從而對血管舒張進行調(diào)節(jié)。而在敲除了Src基因以后，體外可溶性環(huán)氧化物水解酶與內(nèi)皮型一氧化氮合酶的表達都有明顯的下降[11]。

2.3C-Abl與內(nèi)皮細胞屏障C-Abl自身對內(nèi)皮細胞屏障功能產(chǎn)生重要的影響。研究[12]顯示，C-Abl能夠磷酸化樁蛋白(Paxillin)，然后增強由脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)引起的肺內(nèi)皮細胞通透性改變，最終造成肺內(nèi)皮細胞屏障功能障礙。在對C-Abl基因進行抑制以后，這種肺內(nèi)皮細胞屏障功能障礙受到了明顯減弱。此外也有學者[13]認為，C-Abl對內(nèi)皮細胞屏障功能的影響與內(nèi)皮細胞的抗氧化功能有關(guān)。C-Abl通過對細胞質(zhì)膜微囊蛋白(Caveolin-1)的磷酸化作用，增高了血管通透性，減弱了內(nèi)皮細胞屏障功能。在另一項研究[14]中也發(fā)現(xiàn)，使用C-Abl的抑制劑蛋白激酶G(protein kinase G)，能夠顯著增強肺微血管內(nèi)皮細胞的抗氧化功能，增強肺內(nèi)皮細胞屏障功能。

2.4C-Abl與血管生成Anselmi et al[15]研究發(fā)現(xiàn)，C-Abl通過對血管內(nèi)皮細胞生長因子受體2下游轉(zhuǎn)接蛋白生長因子受體結(jié)合蛋白2，以及酪氨酸激酶銜接蛋白非催化區(qū)1(NCK1)的磷酸化進行調(diào)節(jié)，從而調(diào)控內(nèi)皮細胞對血管內(nèi)皮細胞生長因子的反應(yīng)，進而影響血管生成。

3 C-Abl在腫瘤中的作用

3.1C-Abl與腫瘤的發(fā)生發(fā)展宮頸癌相關(guān)研究[16]顯示，C-Abl可以對絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(polo like kinase，PLK1)進行磷酸化，而后者是關(guān)鍵的有絲分裂激酶調(diào)節(jié)器，從而抑制PLK1的泛素化與降解。這樣，C-Abl- PLK1信號軸導致了宮頸鱗狀細胞正常生長周期的停滯，促進宮頸癌的發(fā)生。在乳腺癌中，C-Abl與p53的相互作用，也能促進人乳腺癌細胞MDA-MB-231的增殖[17]。同樣在乳腺癌相關(guān)研究中，Zhao et al[18]認為受體酪氨酸激酶RON可以與C-Abl相互作用，使后者激酶活性被激活，C-Abl又對增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)Y211位點的磷酸化，促成原癌基因?qū)е录毎惓Ｔ鲋?。也就是說，RON-C-Abl- PCNA信號軸同樣也是引起腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵因素。而在聯(lián)合抑制了C-Abl與表皮生長因子受體以后，三陰乳腺癌的生長也受到了抑制[19]。

C-Abl在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，可能并不是單一的?；罨腃-Abl同樣可以通過p53介導的p21蛋白表達，對乳腺癌腫瘤的發(fā)生進行抑制，C-Abl- p53- p21信號軸具有重要的乳腺癌發(fā)生及轉(zhuǎn)移的抑制功能[20]。而在胃癌中，C-Abl在腫瘤組織中的蛋白表達水平明顯低于正常對照組織，也從另一個方面說明了C-Abl在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的復雜作用[21]。Vigneri et al[22]在研究慢性粒細胞白血病時曾提出，C-Abl對于細胞生長的調(diào)節(jié)可能與C-Abl在細胞中所處的位置有關(guān)。細胞核中的C-Abl活化使得細胞生長停滯在G1期，促進腫瘤發(fā)生；細胞質(zhì)中的C-Abl活化能夠促進細胞進行正常的有絲分裂，從而對腫瘤發(fā)生進行抑制。這種機制是否適用于其他腫瘤還需要深入研究。

3.2C-Abl與腫瘤的轉(zhuǎn)移有關(guān)C-Abl在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用研究尚少，但基本都認為C-Abl的高表達，能夠?qū)δ[瘤的轉(zhuǎn)移起到促進作用，其中機制可能包括有兩個方面：其一，C-Abl能夠?qū)е陆M織蛋白酶介導的，腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因NM23-H1中溶酶體的降解，從而促進腫瘤的轉(zhuǎn)移[23]。其二，在黑色素瘤中，血小板源性生長因子的刺激能夠活化C-Abl，后者通過其SH3結(jié)構(gòu)域與ɑ(v)β(3)整合素(Alpha (v) Beta (3) Integrin)的相互作用，從而參與到腫瘤細胞的遷移[24]。

3.3C-Abl與抗腫瘤治療酪氨酸激酶的抑制劑已經(jīng)臨床上有所使用，應(yīng)用于抗腫瘤治療。但是對于C-Abl在腫瘤治療中到底起什么作用，目前還不十分清楚。有學者[25]認為，在人前列腺癌細胞PC-3(prostate carcinoma 3)中，新型的抗腫瘤吡嗪烷基化合物，KR28 (1-allyl-4-dodecanoyl-1-ethyl-piperazin-1-ium; bromide)可以通過上調(diào)C-Abl以及活化p38-絲裂原活化蛋白激酶-活化復制因子2通路，促進RhoB蛋白的表達，誘導腫瘤細胞凋亡。研究[26]顯示，C-Abl可以對癌基因Mdm2(murine double minute 2)的Tyr393位點磷酸化，以此通過Mdm2與人體抑癌基因p53的相互作用，調(diào)節(jié)后者進行腫瘤抑制。另外此研究[26]還證實，C-Abl還能在腫瘤的放射治療中對可能發(fā)生的骨髓衰竭進行調(diào)節(jié)。在來那度胺(lenalidomide)對多發(fā)性骨髓瘤的治療中，活化的C-Abl能夠磷酸化DDB1的Tyr-316位點，從而補充了一個新的調(diào)節(jié)蛋白DDA1，使得底物的泛素化增多，C-Abl-DDB1-DDA1對來那度胺的抗腫瘤效應(yīng)起到了促進作用[27]。

而在另一方面也有學者認為，在腫瘤治療中對C-Abl進行抑制有助于提高療效[28-30]。米托蔥醌(二羥蔥二酮，mitoxantrone)是一種常用的抗腫瘤藥物，當使用伊馬替尼抑制了C-Abl以后，腫瘤細胞對米托蔥醌的敏感性顯著增強[28]。在視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，大約有81.97%的患者腫瘤組織中有C-Abl的高表達，因此Sanft et al[29]認為C-Abl是視網(wǎng)膜神經(jīng)膠質(zhì)瘤潛在的治療靶點。有關(guān)頭頸部鱗狀細胞癌放射治療的研究[30]顯示，在放療同時使用C-Abl抑制劑達沙替尼(dasatinib)或者伊馬替尼(imatinib)，可以對正常組織唾液腺的功能起到保護作用，并且不會影響放療對腫瘤的治療效果。

4 展望

綜上所述，C-Abl以及其所屬的Src超家族，在血管組織中都起著十分重要的作用。C-Abl在內(nèi)皮細胞中的功能，可能主要與血管的抗氧化性有關(guān)，但是具體的機制并不十分清楚。此外，C-Abl在血管生成中也發(fā)揮重要作用，這可能與腫瘤的發(fā)展、轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性。而在腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的研究中，C-Abl在腫瘤發(fā)生發(fā)展中有著復雜的作用。對于各種不同類型的腫瘤，C-Abl有著或促進或抑制腫瘤的功能。這可能跟C-Abl在腫瘤細胞中所處的位置有關(guān)，也可能是與腫瘤的類型有關(guān)，需要進一步研究。而在腫瘤治療的相關(guān)研究中，雖然酪氨酸激酶的抑制劑已經(jīng)在臨床應(yīng)用，并且已經(jīng)成為抗腫瘤治療的一大類藥物，但是人體常常容易對其產(chǎn)生耐藥性，使得酪氨酸激酶抑制劑的應(yīng)用往往受到限制。因此，把酪氨酸激酶區(qū)分開來，單獨對其中的某個基因或者蛋白進行研究是十分有意義的。而C-Abl及其抑制劑在腫瘤治療中呈現(xiàn)出不同的作用，值得深入探索，以期為抗腫瘤治療提供新的方法。