TOPK 與部分常見惡性腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展*

高 志 陳軍梅 陳 迪 林 萱,#

TOPK (T-Lymphokine-activated Killer Cell-Originated Protein Kinase)起源于殺傷性T細(xì)胞，受淋巴因子激活，是絲裂原活化蛋白激酶(MAPKK)家族中的一種絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶；TOPK基因克隆于2000年。生理情況下TOPK僅在睪丸和胸腺中表達(dá)，調(diào)節(jié)生殖細(xì)胞成熟和免疫細(xì)胞激活；其它正常組織中幾乎不表達(dá)或低表達(dá)[1,2]。但其被發(fā)現(xiàn)開始，即有許多研究報道TOPK在多種惡性腫瘤，如肺癌、乳腺癌、肝癌、宮頸癌、淋巴瘤、腸癌、血液系統(tǒng)惡性腫瘤、食管癌組織中高表達(dá)，或在癌細(xì)胞有絲分裂中不可或缺[3]。近幾年又有報道TOPK高表達(dá)結(jié)腸癌患者預(yù)后較差[4]；TOPK表達(dá)水平還與肺癌的預(yù)后密切相關(guān)[5]，而抑制TOPK活性可能治療人類癌癥[6]。表明TOPK與惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展、臨床治療和預(yù)后的關(guān)系已受到廣泛關(guān)注和研究。本文初步綜述TOPK與部分惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的研究進(jìn)展。

1 TOPK與呼吸系統(tǒng)惡性腫瘤

呼吸系統(tǒng)腫瘤以肺癌發(fā)生率最高，為國人腫瘤之最，其惡性程度極高，且發(fā)生率逐年升高，其中非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)最為常見，約占所有肺癌的80%左右[7]。NSCLC發(fā)病早期多無癥狀，發(fā)現(xiàn)時已失去最佳手術(shù)治療時機，因而預(yù)后較差，死亡率較高。學(xué)界公認(rèn)NSCLC的發(fā)病與以下因素相關(guān)[8]:(1)細(xì)胞異質(zhì)性；(2)吸煙、工作環(huán)境、生活方式等，其中吸煙最明顯；(3)抑癌基因及原癌基因活性改變；(4)細(xì)胞微環(huán)鏡改變，包括持續(xù)性損傷、慢性炎癥、缺氧、酸性狀態(tài)等。近年來的研究[9,10]表明NSCLC細(xì)胞中TOPK呈高表達(dá)，下調(diào)兩種肺癌細(xì)胞(GLC-82，A549)TOPK，其癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、分裂增殖與存活明顯被抑制，機制可能是TOPK調(diào)節(jié)了有關(guān)細(xì)胞信號通路如Ki-67(一種增殖細(xì)胞相關(guān)核抗原)、p53(人體抑癌基因)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TOPK與Ki-67、p53在NSCLC中的表達(dá)呈正相關(guān)，且對患者的預(yù)后有一定影響，降低患者的遠(yuǎn)期生存率。但關(guān)于TOPK 與 Ki-67、p53作用的機制不詳，推測 TOPK的高表達(dá)可能具有促進(jìn)NSCLC細(xì)胞增殖，進(jìn)而引起Ki-67 蛋白的高表達(dá)；而TOPK與野生型p53作用，則能抑制NSCLC細(xì)胞凋亡，促進(jìn)NSCLC增殖[11]。

2 TOPK與生殖系統(tǒng)惡性腫瘤

2.1 乳腺癌

目前，我國乳腺癌發(fā)病率與歐美國家相比相對較低，但增長速度卻居于世界首位。乳腺癌的具體發(fā)病機制尚不清楚，可能與遺傳因素、基因變異、自身免疫性、激素水平等有關(guān)[12]。乳腺癌危險因素包括雌激素水平、環(huán)境因素、輻射、年齡(24歲以下發(fā)病率較低，50—54歲為發(fā)病高峰，54歲以后逐漸下降[13])、心理、服藥史、生物因素等[14]。張瀟等[15]于2007年檢測分析了正常乳腺組織和20多種腫瘤組織，其中包括乳腺癌組織中TOPK的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)正常乳腺中無TOPK表達(dá)，而乳腺癌組織中TOPK呈強陽性表達(dá)，但其能否作為鑒別癌與非癌的新型指標(biāo)，還需進(jìn)一步研究。該作者進(jìn)一步就TOPK在癌細(xì)胞的定位觀察，發(fā)現(xiàn)TOPK主要表達(dá)于乳腺腺上皮，而在肌上皮不表達(dá)，具體分子機制雖不清楚，但至少明確了TOPK在腫瘤細(xì)胞的定位，這對于乳腺癌標(biāo)志物的研究具有一定意義。

2.2 宮頸癌

宮頸癌是女性最常見的腫瘤之一，發(fā)病率和致死率均很高，并呈現(xiàn)年輕化趨勢[16]。宮頸癌的發(fā)病機制主要包括：(1)人乳頭瘤病毒(HPV)感染；(2)微小核糖核酸的表達(dá)；(3)端粒酶、轉(zhuǎn)化生長因子的作用；(4)過早性生活、多次流產(chǎn)、多個性伴侶、吸煙、配偶包皮過長等[17,18]。張偉[19]報道，TOPK在宮頸癌組織中的表達(dá)大約是非宮頸癌組織中的5倍，主要表達(dá)于宮頸癌細(xì)胞的胞漿和胞核，宮頸癌臨床分期越高者，TOPK表達(dá)越高。該作者進(jìn)一步觀察分析表明TOPK表達(dá)水平與患者年齡、癌組織分化程度無相關(guān)性，但與癌癥分期、癌細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)；還與野生型p53在宮頸癌癌組織中的表達(dá)呈正相關(guān)。

3 TOPK與消化系統(tǒng)惡性腫瘤

3.1 結(jié)腸癌

結(jié)腸癌是常見的消化道惡性腫瘤之一，大多數(shù)地區(qū)的發(fā)生率逐漸升高[20]。生活方式和環(huán)境改變、能量過多攝入、膳食纖維攝入減少、腸道菌群失調(diào)等都會促進(jìn)結(jié)腸癌的發(fā)生[21,22]。TOPK與結(jié)腸癌關(guān)系的報道較多。Fukukawa等[23]的觀察表明，部分結(jié)腸癌組織中存在TOPK的表達(dá)，且TOPK表達(dá)的病例的預(yù)后較無TOPK表達(dá)者差。還有研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞中TOPK與細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白2(ERK2)的表達(dá)存在正反饋，進(jìn)而對結(jié)腸癌的發(fā)生起促進(jìn)作用[24]。酪氨酸的專一性蛋白激酶(Src)活性可作為結(jié)腸癌患者預(yù)后的指標(biāo)，肖娟娟[25]對TOPK與Src在結(jié)腸癌中作用的相關(guān)研究表明，TOPK與Src底物有相似的蛋白序列，Src是TOPK的上游激酶，在Y74、Y272位點對TOPK進(jìn)行磷酸化，進(jìn)而使TOPK活性、穩(wěn)定性得到增強，加快結(jié)腸癌的發(fā)生。這可能為結(jié)腸癌的治療帶來新的思路。

3.2 肝癌

肝癌也是臨床常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一，其侵襲性及惡性程度極高。遺傳因子的改變一定程度上導(dǎo)致了肝癌的發(fā)生；脂肪肝、酒精肝、肝炎病毒感染也是肝癌發(fā)生的重要因素[26]。肝癌的發(fā)病原因在發(fā)達(dá)國家主要是丙型肝炎病毒(HCV)，發(fā)展中國家主要是乙型肝炎病毒(HBV)。陳放[27]通過Meta分析肝癌組織的DNA芯片發(fā)現(xiàn)，TOPK在肝癌細(xì)胞中強陽性表達(dá)，通過抑制或減弱有TOPK表達(dá)的肝癌細(xì)胞株，可以觀察到此細(xì)胞株的生長增殖明顯停滯；該作者分析指出PoLo 樣激酶1(PLK1)與TOPK在肝癌細(xì)胞中存在共同定位，兩者的互相作用可對肝癌細(xì)胞的分裂產(chǎn)生影響；TOPK受PLK1調(diào)控，進(jìn)而對細(xì)胞周期蛋白B(CyclinB)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，通過對消減TOPK表達(dá)的肝癌細(xì)胞與高表達(dá)TOPK者對比發(fā)現(xiàn)，前者的細(xì)胞分裂時間明顯縮短，其機制為TOPK被抑制后，CyclinB的穩(wěn)定性降低，因而提示TOPK在肝癌細(xì)胞分裂周期中有重要作用；作者進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)TOPK能與周期蛋白依賴性激酶1/細(xì)胞周期蛋白B1(CDK1/CyclinB1)復(fù)合體作用，后者能使TOPK的蘇氨酸-9(Thr-9)位點磷酸化，使CyclinB1的穩(wěn)定性得到加強，導(dǎo)致細(xì)胞的分裂周期變長。據(jù)此認(rèn)為，TOPK與肝癌細(xì)胞的增殖過程等密切相關(guān)。

3.3 胰腺癌

胰腺癌是惡性程度極高的腫瘤，起病早期不易被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)時多已屬于中晚期。胰腺癌的發(fā)病機制不明，可能與環(huán)境因素和遺傳因素有關(guān)；吸煙、酗酒、患2型糖尿病慢性胰腺炎、體質(zhì)指數(shù)(BMI)>35都可使胰腺癌發(fā)生風(fēng)險增加[28]。基因突變、抑癌基因活性受抑、Toll 受體也是罹患胰腺癌的重要因素[29]。較早的研究[30]已證實，胰腺癌細(xì)胞中TOPK的強表達(dá)能促進(jìn)胰腺癌的侵襲能力，而敲除TOPK明顯降低這種侵襲能力；因為在高表達(dá)TOPK的胰腺癌組織中及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的組織中同時存在基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)高表達(dá)，TOPK通過調(diào)節(jié)MMP-2、MMP-9的轉(zhuǎn)錄過程，加速MMP-2、MMP-9降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而促進(jìn)胰腺癌癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與侵襲。癌基因(C-MYC)也是MMP-2、MMP-9轉(zhuǎn)錄過程的重要調(diào)節(jié)因子，在大多數(shù)胰腺癌細(xì)胞中呈陽性表達(dá)，TOPK可調(diào)節(jié)其穩(wěn)定性，進(jìn)而調(diào)節(jié)MMP-2、MMP-9的轉(zhuǎn)錄過程[31]，故認(rèn)為TOPK可全鏈條調(diào)控胰腺癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移進(jìn)程。這些研究結(jié)果也為分子靶向TOPK防治胰腺癌提供了一定的理論支持。

4 TOPK與神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤

膠質(zhì)瘤為起源于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的腫瘤，世界衛(wèi)生組織(WHO)將其分為Ⅰ-Ⅳ級，Ⅲ、Ⅳ級為惡性膠質(zhì)瘤，占總膠質(zhì)瘤的77.5%，近年來其發(fā)病率呈上升趨勢[32]。Hayashi等[33]的研究表明低級別的膠質(zhì)瘤TOPK表達(dá)為陰性或低表達(dá)，級別越高，其表達(dá)越強，高表達(dá)TOPK患者的生存時間較低表達(dá)患者縮短。該作者通過研究5種膠質(zhì)瘤細(xì)胞(U-87mg、U-251、A-172、HS 683、U373細(xì)胞)后，發(fā)現(xiàn)在U-87mg、U-25細(xì)胞存在TOPK高表達(dá)，敲除TOPK，這兩種細(xì)胞的生長及對替莫唑胺(TMZ)的敏感性受到抑制。TMZ是膠質(zhì)瘤的一線化療藥，通過二甲基乙酰胺(DMA)甲基化誘導(dǎo)DNA損傷，進(jìn)而起到抵抗腫瘤細(xì)胞的作用，6-氧-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)是DNA修復(fù)蛋白，其表達(dá)越高，TMZ對腫瘤的抵抗力也越高，可見MGMT能夠預(yù)測膠質(zhì)瘤患者對TMZ的敏感性。有研究[34]表明，TOPK高表達(dá)患者對TMZ治療不敏感，其機制為TOPK激活HeLa細(xì)胞中的核因子κB(NF-κB)通路，促進(jìn)MGMT表達(dá)，導(dǎo)致TMZ對膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抵抗。但前述的研究結(jié)果[33]中，U-87mg、U-25細(xì)胞并未檢測到MGMT基因及MGMT蛋白，所以推測TOPK可能是通過其它機制促進(jìn)TMZ 抵抗。TOPK對DNA修復(fù)的調(diào)節(jié)作用也可直接磷酸化H2AX(H2A是組蛋白家族的成員之一，HA2X是H2A的變體)，而阻斷TOPK可使U-87mg和U-251細(xì)胞中磷酸化H2AX(γ-H2AX)的表達(dá)降低[35]。因此認(rèn)為，TOPK可能成為膠質(zhì)瘤患者預(yù)后判斷及治療監(jiān)測的標(biāo)志物。

5 小 結(jié)

綜上所述，TOPK在多種惡性腫瘤中都有強陽性表達(dá)，但在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機制還需深入研究，如信號通路、基因調(diào)控等。從而為篩選腫瘤治療的藥物提供理論依據(jù)和實驗基礎(chǔ)。

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