非典型腺苷酸激酶AK6/hCINAP的結構和功能*

諸葛瑞鵬 黃新平 鄭曉峰

（北京大學生命科學學院，北京 100871）

腺苷酸激酶（adenylate kinase，AK）是ATP∶AMP 磷酸轉移酶，催化細胞生命中的一個關鍵反應，ATP+AMP?2ADP，在古細菌、細菌和真核生物中存在［1-2］。哺乳動物細胞中有9 種具有不同底物特異性和組織分布的AK亞型（AK1~9），這9種AK分布在細胞內不同的區(qū)間，它們通過磷酸轉移酶網絡在核苷酸代謝和能量代謝中發(fā)揮重要作用［3］。AK1、5、7和8位于細胞質中，AK6和AK9定位于細胞質和細胞核。AK2、3 和4 位于線粒體中，其中AK3 和AK4 存在于線粒體基質中，AK2位于線粒體膜間［4］。雖然人類AK的結構和功能有許多共同之處，但它們的細胞內定位表明它們具有獨特的特性。已有的研究揭示了AK家族成員的生物學功能及其與疾病的關聯［5］。其中，細胞質AK1 和線粒體AK2 調節(jié)多種細胞活性，AK1 基因敲除小鼠心臟的收縮能力快速喪失，對缺血應激的耐受性降低［6］。AK2 的異常表達導致網狀發(fā)育不良、造血缺陷和線粒體功能障礙［7-8］，AK2 N 端區(qū)域的突變抑制AK2 依賴的中性粒細胞分化，使用果糖可部分恢復中性粒細胞的分化，進而治療AK2 缺乏癥［9］。線粒體AK2 和AK4 的缺陷與神經母細胞瘤或膠質瘤有關，AK2 被確定為癌癥預后和晚期正常組織放射毒性的候選生物標志物［10］。同樣，研究發(fā)現，AK5 在腫瘤組織中的表達量低于正常組織，AK5 低表達通過調節(jié)細胞周期途徑促進結腸腺癌細胞的增殖和轉移，AK5 高表達的患者比低表達的患者總生存期更長。AK5 低表達水平可作為一種獨立的預后生物標志物，為結腸腺癌的臨床診斷和靶向治療提供了新的視角［11］。精子細胞中AK7的缺失導致原發(fā)性男性不育，此外，與正常卵巢組織相比，卵巢癌組織中的AK7 水平顯著下調，AK7 低表達是卵巢癌生存率的預后指標［12］。最近的一項研究發(fā)現，AK9 基因的突變與肢帶型先天性肌無力綜合征有關［5］。

長期以來，人們對AK結構和生化特性進行了深入研究。腺嘌呤核苷酸的相互轉化是能量代謝的關鍵步驟，AK與應激、晝夜節(jié)律和癌癥的惡性轉化等細胞內過程有關［13］。AK在催化過程中發(fā)生較大的構象變化［14］。這些構象變化有助于揭示酶的作用機制［15］。由于AK 在細胞內AMP 水平的調節(jié)對多個細胞生理過程中必不可少，AK可能是疾病治療和新抗生素的有效靶點。

1 非典型腺苷酸激酶AK6/hCINAP

AK6 又名人coilin 相互作用核ATP 酶蛋白（human coilin-interacting nucleolar ATPase protein，hCINAP），定位于5q13.2 位置的5 號染色體上（NCBI 基因ID：102157402），全長1 119 bp，由4個外顯子和3 個內含子組成，編碼172 個氨基酸［16-17］。在所有真核生物基因組中都發(fā)現了AK6/hCINAP同源物。其蛋白質序列特別是二級結構不同物種中的保守性都較高，并且在人體各組織和細胞系中普遍表達。在染色體上，TAF9 基因座編碼基礎轉錄因子亞基TAFIID32，而AK6/hCINAP mRNA 是TAF9 基因座的剪接轉錄本，它和TAFIID32 mRNA 從不同的ATG 密碼子翻譯而來，并使用不同的閱讀框，導致它們在各自的蛋白質序列中沒有同一性［18］。

與其他AK相比，AK6具有獨特的序列、酶學特性、定位和晶體結構（圖1）。序列比對表明AK6/hCINAP 與其他AK（AK1~5）的序列同源性僅為18%，提示AK6/hCINAP 可能與其他AK 具有不同的功能［5］。與其他AK 不同的是，AK6/hCINAP同時具有AK和ATP酶的活性（圖1a），使其有別于其他AK 家族成員。作為腺苷酸激酶，AK6/hCINAP 催化可逆 反應：Mg2+ADP+ADP ?Mg2+ATP+AMP。AK 在劇烈活動中迅速產生ATP，這種作用模式被認為是一種儲備能量系統(tǒng)，可以在能量應激條件下從ADP 轉化成ATP。在ATP 酶反應過程中，AK6/hCINAP His79 的咪唑氮ND1 配位一個溶解水分子：ATP+H2O?ADP+Pi［19］。有趣的是，野生型AK6/hCINAP 的 ATPase 活 性（1.45 L·mol-1·s-1）約為其AK活性（140 L·mol-1·s-1）的1%，但H79G突變使AK酶和ATP酶的效率分別降低了72%和76%，表明His79在催化中的作用對于AK和ATP酶反應同樣重要［20］。

Fig. 1 The structure and enzymatic characteristics of AK6/hCINAP圖1 AK6/hCINAP的結構和酶學特征

關于AK6/hCINAP的亞細胞定位研究，最初使用免疫熒光法檢測過表達的GFP/YFP-hCINAP 的亞細胞定位，發(fā)現其表現出明顯的核定位［17-18］，但該蛋白質沒有明顯的核定位信號序列，進一步利用免疫熒光和核質分離/免疫印跡對細胞內源表達的AK6/hCINAP 進行分析發(fā)現，內源表達的AK6/hCINAP在細胞質和細胞核均有分布［21-23］。這些研究表明AK6/hCINAP 同時定位于細胞核和細胞質。并且其在細胞核和細胞質內分別發(fā)揮不同的調控作用：在細胞核內，AK6/hCINAP 在調控18S rRNA的剪切［23］、典型Cajal 體（Cajal bodies，CBs）形成［24］、p53穩(wěn)定性［25］、DNA損傷修復［21］，以及細胞衰老中發(fā)揮重要的作用［26］；在細胞質中，AK6/hCINAP通過調控NF-κB活性［27］、有氧糖酵解關鍵酶LDHA活性［22］、YAP1的活性［28］，分別在炎癥、腫瘤細胞代謝以及胚胎發(fā)育中發(fā)揮重要的作用。本綜述對AK6/hCINAP的結構和生物學作用相關的研究進行概述（圖2）。

Fig. 2 Timeline of key events leading to characterization of AK6/hCINAP圖2 AK6/hCINAP研究的歷程

2 AK6/hCINAP獨特的結構特征

對AK6/hCINAP（PDB ID：1RKB）晶體結構的解析表明（圖1b），該蛋白質含有3 個功能性的結構域：由兩個α 螺旋和一段不規(guī)則卷曲組成的NMP結合結構域，由兩個α螺旋組成的LID結構域以及5 個β 片層平行排列組成的含ATP 結合位點的核心結構域［16-17］。此外，AK6/hCINAP 擁有一個Walker A 基序（GlyXXGlyXGlyLys），還與其酵母同源物Fap7含有一個hhh（DE）XH型Walker B基序，這是NTP 酶的特征，是AK6/hCINAP 有別于其他AK 的非典型結構特征［33］。Asp77 和His79 是調控AK6/hCINAP 酶活性的關鍵殘基，然而，hCINAP-D77G 突變體的晶體結構（PDB ID：5JZV）顯示，磷酸腺苷結合口袋的構象，與野生型結構相比沒有明顯改變［23］。表明雖然AK6/hCINAP催化活性位點的突變影響了其底物結合親和力，但對其構象沒有明顯影響。盡管動力學分析顯示，位于Walker B基序上的His79突變，顯著降低ATP 酶和AK 活性，導致AK6/hCINAP同源二聚體形成，進而調節(jié)AK6/hCINAP 通過蛋白質-蛋白質相互作用的功能，Walker B 基序也不直接參與ATP 結合［20］。對AK6/hCINAP 及其在酵母中同源物的功能研究表明，催化位點的突變對其生理作用有顯著影響。例如，Walker B 基序中酵母Fap7 的雙突變D82AH84A 和AK6/hCINAP 的雙突變D77GH79G分別抑制20S和18 S-E前體rRNA加工，AK6/hCINAP H79G 突變顯著影響細胞核中CBs 形成［24］。此外，AK6/hCINAP H79G突變體不再促進乳酸脫氫酶A（lactate dehydrogenase A， LDHA）Y10磷酸化［22］。由于His79在影響AK6/hCINAP活性和功能方面發(fā)揮了重要作用，對H79G單位點突變體和D77G/H79G 雙位點突變體的結構分析將有助于揭示AK6/hCINAP生物學功能的分子機制。

雖然AK6/hCINAP 具有與AK1~5 亞型相似的保守局部區(qū)域，但它具有一些明顯的結構特征。例如，NMP 結合域螺旋α2 在所有AK 中都是保守的， AK6/hCINAP 的短LID 結構域與AK1 和AK5亞型相似，但與AK2、AK3 和AK4 不同。此外，AK6/hCINAP 與AK1 （PDB ID：3ADK）、AK2（PDB ID：1AK2）、AK3（PDB ID：1AK2）、AK4（PDB ID：2AR7）和AK5（PDB ID：2BWJ）的整體結構Cα 原子之間的RMSD 值分別為2.257、2.724、2.341、2.406 和2.473 ?。雖然核心區(qū)域的整體結構非常相似，但AK6/hCINAP 的LID 和NMP 結合域與其他AK 有較大的不同。AK6/hCINAP的NMP結合域是一個環(huán)而不是α螺旋，這表明其NMP 結合域比其他AK 更靈活。這些差異可能解釋了AK6/hCINAP的特殊催化機制。在開放結構構象中，AK6/hCINAP 的短LID 結構域和NMP結合域通過鹽橋相互作用，這與其他AK結構的相互作用不同。其NMP 結合域具有一個在其他AK中沒有觀察到的長環(huán)（殘基33~58），而環(huán)（殘基40~59）包含10個酸性殘基和無堿性殘基，這在不同物種中是一個很保守的特征。最后，AK6/hCINAP與其他AK的不同之處在于，它的His79插入到活性位點，靠近Arg39，而其他AK 中相應的位點是一個芳香族氨基酸，沒有插入活性位點［20］。綜上所述，AK6/hCINAP獨特的結構特征解釋了其催化機制與其他人類AK不同的原因。

3 腺苷酸激酶AK6/hCINAP 的上游調控因子

鑒于AK6/hCINAP在腫瘤細胞生長調節(jié)中的重要功能，了解AK6/hCINAP表達的調控錄機制有助于確定在腫瘤發(fā)生過程中控制AK6/hCINAP表達的癌基因。

3.1 轉錄因子HIF-1α調控AK6/hCINAP的轉錄水平

最近的兩項研究表明，HeLa 細胞在缺氧條件下以缺氧誘導因子1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）依賴的方式促進AK6/hCINAP的積累。在缺氧條件下，HIF-1α 的表達呈時間依賴性上調，HIF-1α 結合至AK6/hCINAP 的啟動子區(qū)域并促進其轉錄，導致AK6/hCINAP的表達亦呈現時間依賴的上調［31-32］。AK6/hCINAP 通過增強Akt/mTOR 信號通路促進腫瘤細胞的上皮-間充質轉化，并抑制缺氧誘導的細胞凋亡［31］。敲低AK6/hCINAP 可以抑制LDHA活性，并降低缺氧誘導的乳酸積累。此外，AK6/hCINAP參與線粒體介導的凋亡，包括細胞色素c的釋放和caspases的激活［32］。

3.2 去泛素化酶OTUB1調控AK6/hCINAP的蛋白質水平

最新發(fā)表的研究表明，在血清饑餓刺激條件下AK6/hCINAP 蛋白水平顯著上調，去泛素化酶OTUB1 （OTU domain-containing ubiquitin aldehyde-binding protein 1） 被鑒定為調控AK6/hCINAP蛋白穩(wěn)定性的重要調節(jié)因子［28］。AK6/hCINAP 在K26/115/137 位發(fā)生K48 連接的多聚泛素化修飾，誘導其發(fā)生蛋白酶體途徑依賴的降解。在血清饑餓刺激條件下，去泛素化酶OTUB1與AK6/hCINAP的相互作用增強，并以去泛素化酶活性依賴的形式去除AK6/hCINAP K48連接的多聚泛素化修飾，提高AK6/hCINAP蛋白的穩(wěn)定性，延長AK6/hCINAP的半衰期，提高AK6/hCINAP蛋白的豐度。

4 腺苷酸激酶AK6/hCINAP的生物學功能

AK6/hCINAP 廣泛表達于多種組織，如心臟、大腦、胎盤、肺、肝臟、骨骼肌、腎臟和胰腺等［18］，并參與調節(jié)許多生理過程，在細胞存活、基因組穩(wěn)定性、腫瘤發(fā)生、炎癥疾病、胚胎發(fā)育以及細胞衰老的調節(jié)有關（圖3）。本文總結了目前對AK6/hCINAP多種生物學功能的認識。

Fig. 3 Overview of the biological functions of AK6/hCINAP圖3 AK6/hCINAP的功能概述

4.1 AK6/hCINAP在不同生理過程中的生物學功能

4.1.1AK6/hCINAP調控典型Cajal體的形成

CBs是一類存在于哺乳動物細胞中可發(fā)生動態(tài)變化的核細胞器［34-35］，其參與調控組蛋白和核糖核蛋白基因的轉錄，以及小核仁核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins，snRNPs） 的 成熟［36］。最初，Santama 等［18］使用酵母雙雜交系統(tǒng)將AK6/hCINAP 鑒定為柯浩體蛋白（coilin）的相互作用蛋白，并發(fā)現AK6/hCINAP 與coilin 的羧基端存在相互作用。在HeLa 細胞中過表達AK6/hCINAP 導致每個細胞核中CBs 的數量減少，并影響 CBs 的穩(wěn)定性和組裝率［18］。進一步利用RNAi技術干擾AK6/hCINAP的蛋白質表達水平，結果顯示敲低AK6/hCINAP 導致典型CBs 的形成存在缺陷，并降低組蛋白轉錄和細胞存活率［24］。這些研究結果表明，AK6/hCINAP是典型的CBs形成與組蛋白基因轉錄所必需的。

4.1.2AK6/hCINAP參與核糖體的質量控制

核糖體作為蛋白質翻譯的工廠，在真核細胞的生命活動中發(fā)揮重要作用。最早Granneman 等［33］在酵母細胞中發(fā)現，AK6/hCINAP的同源蛋白Fap7對于核糖體20S pre-rRNA 剪接成為成熟的18S rRNA 是必需的。隨后，Ghalei 等［37］發(fā)現Fap7 與核糖體蛋白RPS14 及甲基轉移酶Dim1 形成三元復合物，RPS14 會激活Fap7 的ATP 酶活性，這有助于在40S 核糖體成熟過程中釋放Dim1，進一步規(guī)范核糖體小亞基的形成質量。在哺乳動物細胞中的研究結果表明AK6/hCINAP核糖體質量控制的功能是保守的［23］。AK6/hCINAP結合18S-E前體rRNA，并促進內切酶Nob1（NIN/RPN 12 binding protein 1）介導18S rRNA 的成熟，進而影響核糖體小亞基的生成和核糖體的質量。敲低AK6/hCINAP導致哺乳動物細胞中18S rRNA 的加工缺陷，抑制核糖體40S小亞基的組裝過程，從而阻礙細胞內蛋白質的合成［23］。

4.1.3AK6/hCINAP對于早期胚胎發(fā)育至關重要

小鼠早期胚胎發(fā)育受到精密的調控，最近一系列研究顯示Hippo 信號通路與YES 關聯蛋白1（Yes-associated protein 1，YAP1）在調控小鼠早期胚胎發(fā)育過程具有重要作用［38-40］。在小鼠中敲除hCINAP的同源基因mCINAP導致胚胎死亡［23］。進一步的研究表明，mCINAP對于小鼠原腸胚階段的譜系分化是關鍵的［28］。敲除AK6/hCINAP 導致YAP1 過度激活，進一步通過相互作用實驗篩選，證明AK6/hCINAP與YAP1的重要調控因子E3連接酶 NEDD4 （neural precursor cell expressed，developmentally down-regulated 4）相互作用。在小鼠胚胎干細胞（mouse embryonic stem cells，mESCs）中敲除mCINAP 導致NEDD4 在細胞質中發(fā)生液液相分離（liquid-liquid phase separation，LLPS），NEDD4 募集絲/蘇氨酸蛋白激酶NLK（Nemo-like kinase）與YAP1于LLPS體系中，促進了NLK介導的YAP1 Ser128位的磷酸化修飾，提高了YAP1的穩(wěn)定性和轉錄活性，有助于mESCs向外胚層分化。在mESCs中敲除mCINAP導致YAP1過度激活，從而促進mESCs 向外胚層分化，抑制mESCs 向內胚層分化，從而導致小鼠原腸胚階段胚層譜系分化紊亂和死亡。

4.1.4AK6/hCINAP延緩細胞衰老

細胞衰老是一個受多重因素影響，并由多層次信號應答通路協(xié)調的重要生命過程。最初，在秀麗線蟲中利用RNAi 敲低AK6/hCINAP 的同源蛋白cCINAP，可以抑制秀麗線蟲的生長［29］。在擬南芥中敲低AK6/hCINAP 的同源蛋白aAK6，抑制擬南芥抽苔，導致植株矮?。?0］。進一步發(fā)現在秀麗線蟲中敲低cCINAP 可以顯著抑制秀麗線蟲的壽命；與此相一致，在小鼠骨骼肌和肝臟中特異性敲除mCINAP 也能加速小鼠衰老進程［26］。這些現象表明，AK6/hCINAP是細胞衰老過程中的一個負調控因子，可以抑制細胞衰老。對其分子機制的探索發(fā)現：一方面，AK6/hCINAP與MDM2/p53信號通路的上游調控因子p14ARF 相互作用，拮抗p14ARF對E3連接酶MDM2（mouse double minute 2）的抑制作用，最終促進MDM2介導的p53多聚泛素化降解；另一方面，AK6/hCINAP 通過與去乙?；窰DAC1相互作用，抑制HDAC1-CoREST復合物形成，進而抑制HDAC1/CoREST 復合物對MDM2 啟動子區(qū)H3K9ac的去乙酰化修飾，提高MDM2的轉錄水平，最終促進p53的泛素化降解，從而延緩衰老表型。

4.2 AK6/hCINAP與疾病的關聯

4.2.1AK6/hCINAP通過抑制NF-κB信號通路參與調控自身免疫疾病

轉錄因子NF-κB 作為免疫系統(tǒng)的關鍵調控因子，誘導多種免疫應答基因的表達［41］。許多調控機制嚴格控制NF-κB信號通路的穩(wěn)態(tài)，NF-κB的異?；罨芍苯右鹱陨砻庖咝约膊『脱装Y相關的癌變［42］。AK6/hCINAP 通過靶向IKK 復合物負調控NF-κB 信號通路［27］。在TNF-α 的刺激下，AK6/hCINAP 招 募PP1 與IKKβ （inhibitor of nuclear factor kappa B kinase subunit beta）形成三元復合物，促進PP1 去除IKKβ 的磷酸化，抑制p65 的核易位，不利于NF-κB信號通路的激活和下游基因的表達。低水平的AK6/hCINAP 會導致IKKβ 磷酸化增強，NF-κB信號通路過度激活，并與系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫病發(fā)生密切相關。

4.2.2AK6/hCINAP通過抑制p53信號通路促進腫瘤發(fā)展

轉錄因子p53作為抑癌蛋白，發(fā)揮腫瘤抑制的作用，一些腫瘤細胞通過核糖體蛋白（RP）-HDM2-p53 信號傳導途徑抑制p53 的蛋白質水平，從而促進腫瘤的發(fā)展［43］。AK6/hCINAP 通過抑制核糖體小亞基蛋白RPS14負調控p53，促進腫瘤發(fā)展［25］。AK6/hCINAP 與RPS14 存在相互作用，并進一步招募去NEDD 化酶NEDP1 去除RPS14 的NEDD 化修飾，削弱了RPS14 與p53 泛素E3 連接酶HDM2 的相互作用，導致游離的MDM2 增多，增強了MDM2 介導的p53 多聚泛素化修飾和蛋白酶體降解，從而抑制腫瘤細胞的凋亡。

4.2.3AK6/hCINAP通過調控18S rRNA剪切促進乳腺癌的發(fā)生發(fā)展

腫瘤細胞的快速生長需要大量且高效的核糖體組裝及蛋白質翻譯。上文提到AK6/hCINAP參與核糖體質量控制，與其促進18S rRNA 剪切的功能一致，研究發(fā)現AK6/hCINAP在人類多種癌癥組織中的表達水平顯著上調。在乳腺癌細胞中敲低AK6/hCINAP的表達將引發(fā)細胞周期阻滯，促進細胞凋亡，并最終抑制腫瘤細胞成瘤。AK6/hCINAP的高表達可促進腫瘤細胞增殖。對其分子機制的探索表明，高表達AK6/hCINAP促進核糖體組裝并選擇性地上調促癌相關蛋白mRNA 的翻譯效率，從而有利于腫瘤細胞生長。這些研究揭示了AK6/hCINAP通過上調核糖體組裝選擇性地提高癌癥相關蛋白的翻譯效率，從而促進腫瘤細胞生長［23］。

4.2.4hCINAP促進腫瘤細胞的糖酵解和結直腸癌干細胞的自我更新

腫瘤細胞代謝最主要的一個特征是Warburg效應（有氧糖酵解），即縱使在氧氣充足的條件下，腫瘤細胞依舊通過糖酵解反應而非氧化磷酸化為細胞生長提供充足能量，其與腫瘤生長和細胞侵襲密切相關。本課題組研究發(fā)現，AK6/hCINAP在結直腸癌中明顯高表達，能夠促進結直腸癌干細胞的有氧糖酵解，進而促進表皮間充質轉換、遷移、侵襲、重新成瘤、自我更新以及對化療藥物的不敏感性［22］。對其分子機制的研究發(fā)現，AK6/hCINAP與有氧糖酵解通路中的重要代謝酶LDHA 相互作用，并依賴自身的腺苷酸激酶活性催化ADP 生成ATP，提高結直腸癌干細胞的細胞質中ATP 的水平，進而促進纖維細胞生長因子受體1（fibroblast growth factor receptor 1，FGFR1）催化的LDHA 第10 位酪氨酸的磷酸化和活性，增強了結直腸癌干細胞的Warburg 效應。AK6/hCINAP 的敲低能抑制細胞有氧糖酵解，促進線粒體呼吸和活性氧的產生，進而促進結直腸癌干細胞的凋亡。而在人正常結腸干細胞的類組織中，AK6/hCINAP的敲低對細胞凋亡的影響很小，而且不影響結腸干細胞的分化，表明AK6/hCINAP作為藥物靶點在結直腸癌治療中的副作用會很小。此外，葡萄糖水平低等代謝壓力引起的細胞ATP 水平的降低會抑制LDHA 的磷酸化并促進AK6/hCINAP 和LDHA 的相互作用。而在結直腸癌中，AK6/hCINAP的異常高表達能通過促進LDHA 磷酸化來促進糖酵解產生能量，從而提高結直腸癌干細胞對營養(yǎng)匱乏的抵抗性。綜上所述，AK6/hCINAP可以調節(jié)結直腸癌干細胞的代謝重編程，是治療結直腸癌轉移的一個有前景的藥物靶點。

4.2.5hCINAP調控DNA損傷修復和急性髓系白血病細胞耐藥性

DNA損傷反應（DNA damage response，DDR）是一種復雜的系統(tǒng)，能確保細胞在發(fā)生DNA 損傷時維持基因組的完整性并順利存活下來［44］。 泛 素 化、 SUMO （small ubiquitin-like modifier）化等多種蛋白質翻譯后修飾在DNA損傷反應中發(fā)揮重要作用［45］。在DDR 通路中，AK6/hCINAP 與去SUMO 化酶SENP3（Sentrin/SUMOspecific protease 3）協(xié)同調控核仁磷酸蛋白B23（nucleophosmin，NPM1）的SUMO 化修飾［21］。當雙鏈DNA發(fā)生斷裂時，NPM1發(fā)生SUMO化修飾，并進一步招募損傷修復相關蛋白至損傷位點。與此同時，AK6/hCINAP 被募集到DNA 損傷位點，促進SENP3 去除NPM1 的SUMO 化修飾，導致修復蛋白從DNA損傷位點解離，增強DNA損傷的同源重組修復，促進急性髓性白血病細胞的存活。AK6/hCINAP 敲除的細胞中基因組不穩(wěn)定性增加，并出現更多的染色體斷裂，表明AK6/hCINAP 在DDR 通路中的功能對于維持基因組的穩(wěn)定性至關重要。進一步研究發(fā)現，AK6/hCINAP蛋白在急性髓系白血?。╝cute myelocytic leukemia，AML）病人白細胞中的含量比正常人白細胞中含量偏低，在人源腫瘤移植小鼠AML 疾病模型中敲低AK6/hCINAP 蛋白的表達，會導致AML 疾病小鼠對化放療藥物更加敏感，表現為小鼠外周血細胞凋亡比例增加，脾臟內細胞損傷比例增加，惡性增殖比例降低，脾臟惡性腫大現象得到抑制，顯示好的化療治療效果和更高的存活率。

5 展 望

在過去20 年中，對AK6/hCINAP 的生理作用及其在癌癥和免疫中的調控作用和機制進行了系列的研究。對AK6/hCINAP1 生理作用及其分子機制的探索不僅會更深層次揭示其生理功能，而且有助于為腫瘤等疾病的臨床治療提供理論基礎。接下來，我們將討論AK6/hCINAP需要未來研究的關鍵方面。

5.1 AK6/hCINAP的雙重酶活性在其生物學功能中的作用

由于AK6/hCINAP同時具有腺苷酸激酶和ATP酶活性，因此了解AK6/hCINAP的雙重酶活性是否在其生理功能中發(fā)揮作用很重要。本課題組前期研究證明，AK6/hCINAP 的ATP 酶活性對其調控18S rRNA 加工至關重要［23］，腺苷酸激酶活性對AK6/hCINAP促進LDHA磷酸化很重要［22］。在其他關于AK6/hCINAP的研究中較少涉及到AK6/hCINAP酶的活性，因此，未來研究可以通過使用AK6/hCINAP ATP酶活性位點突變體D77G/H79G及腺苷酸激酶特異性抑制劑AP5，闡明AK6/hCINAP的哪種酶活性在其生物學功能中發(fā)揮功能。

5.2 靶向AK6/hCINAP的小分子抑制劑和單克隆抗體

近期研究發(fā)現，結腸腸癌干細胞的代謝重編程受到AK6/hCINAP的調控，AK6/hCINAP有助于滿足侵襲性結腸腸癌干細胞的能量需求，是結腸腸癌干細胞代謝重編程的有效調節(jié)劑，亦是抑制結直腸癌侵襲轉移的潛在藥物靶點［22］。值得注意的是，抑制AK6/hCINAP可顯著促進結直腸癌非干細胞和結腸腸癌干細胞的凋亡，但對結腸類器官的凋亡無顯著影響。因此，拮抗AK6/hCINAP功能對于治療結直腸癌是一種潛在的有效策略。此外，AK6/hCINAP低表達的急性髓系白血病細胞對化療試劑更敏感［21］，暗示AK6/hCINAP 是一個潛在的治療靶點。未來的研究可進行AK6/hCINAP小分子抑制劑和靶向癌細胞AK6/hCINAP 的單克隆抗體的篩選，并檢測其對腫瘤細胞增殖、遷移、侵襲的影響，以及探討其與不同藥物和抗體聯用是否能增強腫瘤細胞對放化療的敏感性。

6 總 結

最近對AK6/hCINAP的結構、細胞功能的深入研究突出了其在正常生理條件及病理條件下的重要功能。到目前為止，已有的研究有助于進一步理解AK6/hCINAP在腫瘤發(fā)生中的作用，并為探索治療由AK6/hCINAP功能障礙引起的惡性腫瘤提供新策略。進一步研究AK6/hCINAP的上游調控因子、結構和下游功能將為了解其活性和特異性提供重要的見解，并有助于促進AK6/hCINAP選擇性抑制劑的開發(fā)及其臨床應用。