魯明騫 ，許新華 *

(1宜昌市中心人民醫(yī)院，三峽大學第一臨床醫(yī)學院，湖北宜昌 443003;2三峽大學腫瘤研究所)

隨著生物學研究的不斷深入，臨床對受體型酪氨酸激酶(PTK)及其相關(guān)信號通路在腫瘤生長、侵襲、血管生成中的作用有了更加深入的了解。絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)作為信號傳導通路的重要組成部分，是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其信號轉(zhuǎn)導通路存在于大多數(shù)細胞內(nèi)，將細胞外刺激信號轉(zhuǎn)導至細胞及其核內(nèi)，引起細胞絲裂原活化蛋白激酶增殖、分化、轉(zhuǎn)化及凋亡等生物學行為[1]。細胞外的不同刺激可產(chǎn)生不同的MAPKs信號通路，通過其相互調(diào)控而介導不同的細胞生物學反應。MKK 4(mitogen-activated protein kinase kinase 4)是絲裂原活化蛋白激酶的激酶，是 MAPK信號傳導通路的組成部分，是癌基因Ras信號傳導通路的中心環(huán)節(jié)?，F(xiàn)將MKK 4與惡性腫瘤相關(guān)性中的研究進展綜述如下。

1 MKK 4的結(jié)構(gòu)、分布及作用機制

MKK4位于染色體 17p 11.2，其編碼由 399個氨基酸組成。主要位于細胞質(zhì)中，細胞核中也能檢測出 MKK 4。Sanchez等[2]1993年第一次在鼠體內(nèi)克隆出SEK 1(srtess-activated protein kinase kinase)，Derijard等[3]首次在人體內(nèi)克隆出 MKK 4。MKK 4蛋白含有 2個停泊位點，即位于 N端的D區(qū)停泊位點和位于C端的DVD區(qū)停泊位點。MKK4 MRNA幾乎在人類的各種組織中均有表達，其中在腦組織中的表達水平最高。

MKK4作為MAPK信號傳導通路的重要組成部分，主要通過 JNK通路與 p38通路發(fā)揮作用。c-Jun氨基末端激酶(JNK)又稱為應激活化蛋白激酶(SAPK)，在目前成熟人腦細胞中已克隆了 10個JNK異構(gòu)體，它們分別由 JNK 1、JNK 2和 JNK3基因編碼，相對分子質(zhì)量 46k D的 JNK 1和 55k D的JNK2在各種組織細胞中廣泛表達，而JNK3選擇性在腦細胞中表達。

JNK/SAPK信號通路可被應激刺激、細胞因子、生長因子及某些 G蛋白偶聯(lián)的受體激活。外界刺激可通過 Ras依賴或非 Ras依賴的兩條途徑激活 JNK，小分子 G蛋白 Ras超家族的成員之一 Rho可能也是 JNK激活的上游信號，Rho蛋白 Rac及 cdc42的作用可能是與 p21激活的絲/蘇氨酸激酶PAK結(jié)合，使其自身磷酸化而被激活，而活化的PAK進一步使JNK激活。已有研究證實，雙特異性激酶 JNK Kinase(JNKK)是 JNK/SAPK的上游激活物，包括 MKK4(JNKK1)、MKK7(JNKK 2)，其中 MKK 7/JNKK 2可特異性地激活JNK[4]，而 MKK4則可同時激活 JNK1和 p38。JNKK的上游激活物為 MEKK，MEKK1在體外過表達時可激活 MEK，但MEKK 1在體內(nèi)高度選擇性地磷酸化 MKK4，從而激活JNK[5]。MEKK2也可通過 MKK4激活 JNK和 p38。JNK/SAPK接受上游信號被激活后，可進一步使核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子c-Jun氨基末端63及 73位的絲氨酸殘基磷酸化，進而激活c-Jun而增強其轉(zhuǎn)錄活性[6]。

p38MAPK存在于哺乳動物的細胞內(nèi)，其通路激活劑與JNK通路相似。部分能夠激活JNK的促炎因子、應激刺激亦可激活 p38，此外，p 38還可被脂多糖及 G+細菌細胞壁成分所激活。p38信號通路也由三級激酶鏈組成，其上游激活物為 MKK3、MKK4及 MKK6，與 MKK4不同，MKK3、MKK6僅特異性激活 p38[7]。體外細胞轉(zhuǎn)染實驗表明，MEKK2、MEKK3可通過激活 MKK 4同時激活 JNK和 p38，而 MEKK 3通過激活MKK 3特異性激活 p38。不同的 p38異構(gòu)體對同一刺激可有不同的反應，不同的異構(gòu)體對底物的作用也具有選擇性。

2 MKK4與惡性腫瘤的關(guān)系

近來研究表明，絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導功能是控制細胞過程的關(guān)鍵因素，參與許多生物學途徑。MKK 4在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中的調(diào)節(jié)作用，部分研究認為有腫瘤抑制作用，但也有研究認為有促腫瘤作用。

2.1 MKK 4的腫瘤抑制作用 MKK4基因位于人類染色體17p11.2，與抑癌基因 p53相距約 10 cm，文獻報道約 5%的腫瘤組織會發(fā)生 MKK4基因突變，因此認為 MKK4對惡性腫瘤有直接的抑制作用;對前列腺癌和卵巢癌轉(zhuǎn)移也具有抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，編碼 MKK 4蛋白的基因位點均表現(xiàn)為純合子缺失;在對 88株雜合子人類細胞株進行研究，發(fā)現(xiàn)在胰腺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、睪丸癌中，MKK4突變的發(fā)生率是 6/213，約 3%，主要表現(xiàn)為同合子缺失和基因突變，因此，MKK4可能對某些類型的腫瘤或細胞轉(zhuǎn)移具有抑制作用。Yeasmin等[8]在研究MKK4蛋白表達下調(diào)與卵巢癌的發(fā)展機制中發(fā)現(xiàn)，過度表達的 MKK4 TOV-21 G細胞，在純合子缺失時可出現(xiàn)散在的、成纖維細胞樣集聚性生長的細胞形態(tài)學變化，通過傳染表達 MKK4得到的 TOV-21 G細胞，細胞侵襲能力明顯下降。在具有MKK4高度表達能力的 MDAH 2774細胞中敲除基因 MKK4后，浸潤明顯加強;對 SKOV 3細胞的研究也出現(xiàn)了上述與 TOV-21 G細胞相同的結(jié)果，這種突變導致 E-鈣黏蛋白(E-cad)表達下調(diào)，使上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化增強，導致腫瘤細胞轉(zhuǎn)移。上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是具有極性的上皮細胞轉(zhuǎn)換成為具有移行能力的間質(zhì)細胞并獲得侵襲和遷移能力的過程，其存在于人體多個生理和病理過程中。EM與腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。E-鈣黏蛋白用于維持正常細胞間連接的穩(wěn)定性，其表達水平與EMT的發(fā)生以及腫瘤的侵襲能力呈負相關(guān)，是EMT的關(guān)鍵分子，Twist也可誘導 EMT的發(fā)生，EMT的腫瘤細胞可獲得某些類似于干細胞的能力如自我更新等，而胚胎干細胞在分化時伴有類似 EMT過程的分子生物學事件。

3.2 MKK 4對腫瘤的促進作用 Wu等[9]報道胃腺癌組織中表達 MKK4蛋白者無復發(fā)生存率和總生存率明顯低于不表達者。Lotan等[10]報道 MKK4、MKK 6和 MKK 7在人前列腺癌組織及具有廣泛的高級別前列腺上皮內(nèi)瘤患者(HGPIN)和小鼠前列腺癌組織中表達增加。Khatlani等[11]研究發(fā)現(xiàn)突變體有絲分裂原激活蛋白激酶激酶 4(MKK 4)進入人體支氣管上皮細胞系 BEAS-2B和 HB56B可增加細胞增殖、遷移、侵襲和聚落生成。由于 MKK 4的突變，導致 RNA BEAS-2B細胞轉(zhuǎn)化表型的逆轉(zhuǎn)，從而使JNK通路的活化，導致腫瘤發(fā)生。

3.3MKK 4與惡性腫瘤臨床及預后的關(guān)系 Cunningham等[12]采用基因芯片技術(shù)測定133例胃癌術(shù)后患者的正常胃組織、腸上皮化生組織和異型增生上皮組織 MKK4表達，認為MKK 4有助于診斷胃癌癌前病變。Cunningham等[13]回顧性分析了 1983～1995年 124例胃癌術(shù)后患者的預后，發(fā)現(xiàn) 5年生存率隨MKK 4表達增強而升高，認為MKK 4蛋白表達的高低可預測胃癌患者預后。

綜上所述，MKK4在惡性腫瘤中扮演著重要角色，主要通過 JNK通路和P38通路來發(fā)揮作用。其在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起促進作用還是抑制作用目前尚無定論，有必要積累資料對其傳導通路及其生物學功能進一步深入研究。

[1]Lin A，Minden A，Martinetto H，et al.Identification of a dual specificity kinase that activatesthe Jun kinasesand p38-Mpk2[J].Science，1995，268(5208):286-290.

[2]Sanchez I，Hughes RT，Barrett T，et al.Role of SAPK/ERK kinase-1 in the stress-activated pathway regulating the transcription factor c-Jun[J].Nature，1994，372(6508):794-798.

[3]Derijard B，Raingeaud J，Barrett T，et al.Independent human MAP kinase signal transduction pathways defined by MEK and MKK isoforms[J].Science，1995，267(5198):682-685.

[4]Tournier C，Whitmarsh AJ，Cavanagh J，et al.Mitogen-activated protein kinase kinase 7 is an activator of the c-Jun NH 2-terminal kina[J].Proc Natl Acad Sci USA，1997，94(14):7337-7342.

[5]Minden A，Lin A，McMahon M，et al.Differential activation of ERK and JNK mitogen-activated protein kinases by Raf-1 and MEKK[J].Science，1994，266(5191):1719-1723.

[6]Minden A，Lin A，Smeal T，et al.c-Jun N-terminal phosphorylation correlates with activation of the JNK subgroup but not the ERK subgroup of mitogen-activated protein kinases[J].Mol Cell Biol，1994，14(10):6683-6688.

[7]Raingeaud J，Whitmarsh AJ，Barrett T，et al.MKK3-and MKK6-regulated gene expression is mediated by the p 38 mitogen-activated protein kinase signal transduction pathway[J].Mol Cell Biol，1996，16(3):1247-1255.

[8]Yeasmin S，Nakayama K，Rahman MT，et al.Loss of MKK4 expression in ovarian cancer:A potential role for the epithelial to mesenchymal transition[J].Int J Cancer，2010，128(1):94-104.

[9]Wu CW，Li AF，Chi CW，et al.Human gastric cancer kinase profile and prognostic significance of MKK4 kinase[J].Am J Pathol，2000，156(6):2007-2015.

[10]Lotan TL，Lyon M，Huo D，et al.Up-regulation of MKK4，MKK6 and MKK7 during prostate cancer progression:an important role for SAPK signalling in prostatic neoplasia[J].J Pathol，2007，212(4):386-394.

[11]Khatlani TS，Wislez M，Sun M，et al.c-Jun N-terminal kinase is activated in non-small-cell lung cancer and promotes neoplastic transformation in human bronchial epithelial cells[J].Oncogene，2007，26(18):2658-2666.

[12]Cunningham SC，Kamangar F，Kim MP，et al.Claudin-4，mitogen-activated protein kinase kinase 4，and stratifin are markers of gastric adenocarcinomaprecursor lesions[J].Cancer Epidemiol Biomarkers Prev，2006，15(2):281-287.

[13]Cunningham SC，Kamangar F，Kim MP，et al.MKK4 status predicts survival after resection of gastric adenocarcinoma[J].Arch Surg，2006，141(11):1095-1099.