下游酪氨酸激酶7在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用

陳羽茜，蔡釩

（福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350117）

1 引言

下游酪氨酸激酶（Downstream of tyrosine kinase，DOK）家族共有七個(gè)同源蛋白質(zhì)都具有一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[1]，包含NH2末端的PH同源結(jié)構(gòu)域（Pleckstrin Homolgy Domain），中央磷酸酪氨酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域（Phosphotyrosine-binding domain，PTB結(jié)構(gòu)域）和SH-2（Src homology 2）靶標(biāo)羧基末端基序[2-5]。DOK家族的蛋白質(zhì)都能在機(jī)體中參與各種調(diào)節(jié)并發(fā)揮重要作用[6]：DOK1也稱p62DOK，在細(xì)胞中作為蛋白酪氨酸激酶的主要底物[7]；DOK2主要在造血細(xì)胞和特定的骨髓細(xì)胞中表達(dá)[8]；DOK3主要在免疫細(xì)胞中表達(dá)，能夠參與免疫信號通路的負(fù)反饋調(diào)控，促進(jìn)或維持免疫細(xì)胞中抑制性因子激活[9,10]；DOK4與DOK5能夠?qū)κ荏w酪氨酸激酶c-Ret介導(dǎo)的神經(jīng)突增生起作用[11]；DOK6在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中高度表達(dá)，被鑒定為新型的DOK4/DOK5相關(guān)的銜接自分子，在體內(nèi)起轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)信號作用[12]。

惡性腫瘤的大量發(fā)生是全球范圍內(nèi)公認(rèn)的最重要公共衛(wèi)生問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)2018年我國對腫瘤患者的治療支出總計(jì)超過3900億元[13]。為了改善患者的生活質(zhì)量，減輕患者家庭的負(fù)擔(dān)，腫瘤預(yù)防和早期篩查工作刻不容緩。現(xiàn)有許多研究發(fā)現(xiàn)，DOK家族蛋白能在受體和非受體磷酸酪氨酸激酶的下游信號傳導(dǎo)中發(fā)揮作用，從而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。例如：Ding等[14]通過實(shí)驗(yàn)研究表明乳腺癌中的全反式視黃酸（All-Trans Retinal Acid，ATRA）的增強(qiáng)表達(dá)能使DOK1激活過氧化物酶增殖激活受體（Peroxisome proliferators-activated receptor gamma，PPARγ）并且抑制腫瘤細(xì)胞增殖和增強(qiáng)細(xì)胞凋亡；Berger研究表明，DOK1、DOK2、DOK3基因聯(lián)合缺失會(huì)導(dǎo)致肺內(nèi)巨噬細(xì)胞異常增殖，出現(xiàn)與侵蝕性組織細(xì)胞肉瘤發(fā)病前兆，并且將DOK1-3基因鑒定為肺腫瘤抑制因子[15]；Deshpande研究表明，DOK2蛋白過表達(dá)能夠影響星形神經(jīng)細(xì)胞瘤的不良預(yù)后[16]，很有可能被開發(fā)為神經(jīng)細(xì)胞瘤治療干預(yù)的新型有效靶標(biāo)。

隨著對DOK家族中一些蛋白研究的發(fā)展，其在腫瘤中的一些特殊作用都已經(jīng)慢慢被揭示，其中也包括DOK7，但是DOK7與DOK家族其他蛋白比較，結(jié)構(gòu)和功能略有不同，在體內(nèi)起著較為獨(dú)特的作用。DOK7基因位于四號染色體上，有7個(gè)外顯子區(qū)域，蛋白由504個(gè)氨基酸組成。DOK7蛋白廣泛分布在脊椎動(dòng)物體內(nèi)，在心臟和骨骼肌中，DOK7的mRNA表達(dá)水平最高，其蛋白主要集中定位于神經(jīng)肌肉接頭處。DOK7是神經(jīng)肌肉突觸發(fā)生必不可少的蛋白，與先天性肌無力綜合征有著密切的關(guān)系，同時(shí)其在成熟的神經(jīng)肌肉接頭處表達(dá)，通過PTB結(jié)構(gòu)域與肌肉特異性受體激酶（Muscle associated receptor tyrosine kinase，MUSK）結(jié)合，誘導(dǎo)MUSK自磷酸化，并導(dǎo)致神經(jīng)肌肉接頭（Neuromuscular junction，NMJ）中的乙酰膽堿受體（Acetylcholine receptor，AChR）在運(yùn)動(dòng)終板上聚集，傳遞神經(jīng)電信號使骨骼肌觸發(fā)動(dòng)作電位。如果機(jī)體內(nèi)缺少DOK7蛋白，AChR就不能正常聚集，機(jī)體就會(huì)出現(xiàn)NMJ缺陷導(dǎo)致的CMS[17-20]。

上述是幾十年前人們對于DOK7基因的廣泛認(rèn)知，認(rèn)為其只與CMS有關(guān)。但隨著研究的深入，近幾年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DOK7還與部分腫瘤表型有著密切的聯(lián)系。

2 DOK7 在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用

為了提高對DOK7基因研究的認(rèn)識以及為腫瘤開發(fā)有可能的治療靶點(diǎn)，本文對目前有關(guān)DOK7在部分腫瘤細(xì)胞發(fā)生、發(fā)展過程中的影響以及表達(dá)作用的報(bào)道作綜述。

2.1 DOK7 在肺癌發(fā)生發(fā)展過程中的作用

截至2020年，肺癌已經(jīng)成為全球發(fā)病率最高、死亡人數(shù)最多的癌癥[21]，其中85%均為非小細(xì)胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）。NSCLC主要分為鱗狀細(xì)胞癌、腺癌和大細(xì)胞癌，其早期發(fā)病信號是比較不明顯的。對于絕大多數(shù)NSCLC患者來說，確診時(shí)往往已經(jīng)到了中晚期，死亡率極高，目前現(xiàn)有的治療手段尚不能痊愈[22]，因此，對于非小細(xì)胞肺癌篩查和治療的研究迫在眉睫。

在此前，已有文獻(xiàn)報(bào)道DOK1-3在小鼠模型中均能對肺腺癌產(chǎn)生影響[15]。為了評估同為DOK家族一員的DOK7在肺腺癌中的表達(dá)及其影響，Chen等[23]通過腫瘤基因組圖譜數(shù)據(jù)庫對比發(fā)現(xiàn)：肺癌組織中DOK7的轉(zhuǎn)錄水平較正常肺組織明顯降低，而該轉(zhuǎn)錄水平降低與OS（Overall Survival，總生存期）和PFS（Progression-free survival，無進(jìn)展生存期）預(yù)后差有關(guān)。DOK7的蛋白同工型DOK7V1在肺癌中與正常肺組織數(shù)據(jù)對比同樣出現(xiàn)低表達(dá)趨勢，并且能夠抑制肺腺癌細(xì)胞的增殖和遷移，促進(jìn)細(xì)胞黏附。

Zhao 等[24]根據(jù)先前的研究基礎(chǔ)，進(jìn)一步研究揭示了DOK7V1對肺癌細(xì)胞影響的結(jié)構(gòu)域和分子機(jī)制。Zhao從細(xì)胞內(nèi)分布表達(dá)入手，發(fā)現(xiàn)PH和PTB結(jié)構(gòu)域決定了DOK7V1在核膜和細(xì)胞質(zhì)中的定位分布。這個(gè)定位改變很有可能對肺癌細(xì)胞功能也產(chǎn)生影響。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)DOK7V1中的PH和PTB結(jié)構(gòu)域能夠影響肺癌細(xì)胞增殖遷移水平：當(dāng)DOK7V1表達(dá)量上升時(shí)，F(xiàn)AK/paxillin信號通路中FAK和paxillin作為黏附相關(guān)蛋白的磷酸化被激活，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的黏附；但如果沒有PH和PTB結(jié)構(gòu)域，作用于FAK和paxillin磷酸化被消除，就會(huì)降低腫瘤細(xì)胞的黏附能力；這說明了DOK7V1上的PH和PTB結(jié)構(gòu)域在腫瘤細(xì)胞的黏附上起到非常關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。根據(jù)來自癌癥基因組圖譜的基因富集分析， D O K 7 過表達(dá)與PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活呈負(fù)相關(guān)，與FAK/paxillin信號通路激活呈正相關(guān)。

基于上述研究，表明DOK7V1對肺癌細(xì)胞的表達(dá)存在著調(diào)控，這為進(jìn)一步探尋肺癌發(fā)病機(jī)制提供了一些新的思路。雖然，DOK7V1蛋白表達(dá)水平被證明和肺癌患者預(yù)后不良有關(guān)，但目前仍沒有研究能夠揭露其結(jié)構(gòu)域和調(diào)控腫瘤細(xì)胞粘附作用FAK/paxillin信號通路的具體機(jī)制。

2.2 DOK7 在乳腺癌發(fā)生發(fā)展過程中的作用

2020 年據(jù)美國癌癥協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，乳腺癌是女性群體中最常見的惡性腫瘤，并且是繼肺癌之后女性癌癥死亡的第二大原因[25]。目前常用他昔莫芬（Tamoxifen）治療晚期乳腺癌患者，這是一種能夠改變?nèi)橄侔┗颊唧w內(nèi)各種參與細(xì)胞生長基因DNA甲基化的抗雌激素藥物，但對于雌激素受體（estrogen receptor，ER）陰性患者來說療效較差[26]。

由于DOK7具有潛在的腫瘤抑制作用，因此Heyn等[27]檢測了不同乳腺癌狀態(tài)的同卵雙胞胎血液中DOK7蛋白表達(dá)和甲基化情況，發(fā)現(xiàn)在患者腫瘤確診的前幾年，DOK7啟動(dòng)子區(qū)域的CpG島就已經(jīng)表現(xiàn)出了高甲基化的趨勢。隨后，Bracken等[28]根據(jù)既定的病理學(xué)和預(yù)后參數(shù)評估出，DOK7的表達(dá)水平隨TNM（Tumor Node Metastasis）分期的增加而降低，在不同無病生存時(shí)間和總體生存時(shí)間中DOK7的表達(dá)量也不同，這表明DOK7或許能夠作為一種血清生物標(biāo)志物，用來客觀評估乳腺癌患者的總體治療效果，這在整體治療過程中具有重要的臨床指導(dǎo)意義[29]。

此外，由于DOK7和他昔莫芬都與DNA甲基化有關(guān)，F(xiàn)itzgerald等[30]檢測到DOK7在他昔莫芬耐藥細(xì)胞中的表達(dá)水平降低，但甲基化水平上調(diào)，這表明DOK7很有可能影響他昔莫芬對乳腺癌患者的治療效果，而其具體的影響機(jī)制尚不清楚，需進(jìn)一步研究。

2.3 DOK7 在神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

神經(jīng)膠質(zhì)瘤（Neuroglioma）又稱膠質(zhì)細(xì)胞瘤或膠質(zhì)瘤，是一種具有高度侵襲性的腦部惡性腫瘤[31]。現(xiàn)有常用的化學(xué)、放射和免疫療法對治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果都不甚理想[32,33]，因此開發(fā)有效的新型療法對于神經(jīng)膠質(zhì)瘤的臨床治療來說是非常必要的。有研究表明，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMTs）能夠催化并且維持DNA甲基化，并通過表觀遺傳學(xué)調(diào)控腫瘤基因表達(dá)和分化[34]。DNA甲基化是穩(wěn)定但可逆的表觀遺傳信號，其通過DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（Recombinant DNA Methyltransferase 1，DNMT1）將甲基轉(zhuǎn)移到基因組DNA胞嘧啶核苷酸上，從而影響腫瘤的甲基化和生長。

Hua 等[35]發(fā)現(xiàn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞會(huì)逆轉(zhuǎn)DOK7的去甲基化，并修復(fù)DOK7的表達(dá)，從而使得神經(jīng)膠質(zhì)瘤生長速率降低。DNMT1的上調(diào)能夠促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中DOK7表達(dá)下調(diào)，從而促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長，而DOK7表達(dá)的下調(diào)是由DOK7甲基化引起的，該下調(diào)現(xiàn)象通過表觀遺傳學(xué)進(jìn)行修復(fù)。敲弱DOK7啟動(dòng)子去甲基化，神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長受到了抑制。目前，DOK7是通過哪條信號通路或何種機(jī)制影響神經(jīng)膠質(zhì)瘤還未被證實(shí)，需要對其進(jìn)一步探索，同時(shí)，這也有望成為臨床治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的新思路與新策略。

3 結(jié)論與展望

隨著科技的進(jìn)步及持續(xù)探索，人們對癌癥的認(rèn)識逐步清晰，同時(shí)腫瘤的預(yù)防和早篩工作備受關(guān)注，作為腫瘤血清標(biāo)志物一員的DOK7蛋白，其對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展影響的研究正在逐漸深入?，F(xiàn)有研究表明DOK7蛋白在肺癌、乳腺癌以及神經(jīng)膠質(zhì)瘤中均有調(diào)控作用，同時(shí)，DOK7能夠增強(qiáng)肺癌細(xì)胞的增殖和遷移，并且抑制其黏附。DOK7的亞型DOK7V1能夠調(diào)控FAK/paxillin和PI3K/AKT/mTOR信號通路的激活，但具體作用機(jī)制尚不明確。DOK7的亞型和DOK家族其他成員的轉(zhuǎn)錄水平和功能相關(guān)性對腫瘤影響還未被發(fā)現(xiàn)完全，對腫瘤的生理病理功能調(diào)節(jié)作用仍待深入研究。

DOK7 的甲基化與腫瘤發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)，蛋白表達(dá)量隨著TNM腫瘤分期的改變而變化。DOK7被證明能夠作為乳腺癌的新型血液表觀遺傳物，可以用來評估乳腺癌患者的治療情況，更好地對其制定適宜的治療方案。此外，在他昔莫芬耐藥的乳腺癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)DOK7的高甲基化，有可能通過該靶點(diǎn)改變癌細(xì)胞對抗癌藥物的敏感性，從而有助于解決癌癥細(xì)胞的抗性。神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中能夠通過表觀遺傳學(xué)修復(fù)DOK7的高甲基化，從而起到抑制腫瘤細(xì)胞生長的效果。這個(gè)表觀遺傳學(xué)修飾的可逆性使得DOK7有望成為新藥開發(fā)的主要靶標(biāo)。

盡管DOK7可能成為腫瘤治療的一個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)，但其機(jī)制發(fā)現(xiàn)和臨床研究尚不充分。首先，目前報(bào)道的關(guān)于DOK7蛋白在腫瘤中的影響還算比較少，是否會(huì)影響其他種類癌細(xì)胞增殖、侵襲、遷移和黏附能力還有待探究；其次，DOK7在肺癌中影響信號通路的復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)機(jī)制尚未被發(fā)現(xiàn)，仍需大量研究證明；另外，DOK7用于乳腺癌生物標(biāo)記物，但其具體診斷指標(biāo)尚未制定；最后，DOK7甲基化在表觀遺傳修復(fù)過程中的應(yīng)用也值得探索。

明確DOK7的詳細(xì)作用，闡述其在腫瘤發(fā)生發(fā)展中調(diào)控的分子機(jī)制是很有必要的。相信對DOK7的結(jié)構(gòu)、功能、活化調(diào)控和甲基化等深入研究后會(huì)有新的認(rèn)識，能為腫瘤基因診斷開辟新的方案，也為腫瘤治療提供新的靶點(diǎn)和方案。