酪蛋白激酶1α的功能和相關(guān)腫瘤的研究進展

萬　倩　楊雅芝　李　劍

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院，江西　南昌　330006)

·綜述·

酪蛋白激酶1α的功能和相關(guān)腫瘤的研究進展

萬倩楊雅芝李劍

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院，江西南昌330006)

〔關(guān)鍵詞〕酪蛋白激酶Iα；Wnt/β-Cat信號通路；p53；腫瘤

酪蛋白激酶(CK)1α廣泛分布于各類真核生物中，是CK1家族成員(CK1α，β，δ，ε，γ1，γ2，γ3)之一，序列結(jié)構(gòu)高度保守。在哺乳動物中，CK1α參與多種細胞生理過程，包括膜轉(zhuǎn)運，細胞周期，染色體分離，細胞凋亡和細胞分化等。此外，CK1α還參與P53，Wnt/β-Cat等信號通路。本文將CK1α的功能作一綜述，為進一步研究其在腫瘤治療中的地位提供參考。

1CK1α與P53

P53是極為重要的抑癌基因，具有維持基因組穩(wěn)定和防止細胞惡變等重要功能〔1〕。MDMX是MDM2的同源蛋白，以往研究發(fā)現(xiàn)MDMX可與MDM2協(xié)作使p53降解〔2〕。

Wu等〔3〕研究表明，MDMX與p53結(jié)合位點位于N-末端結(jié)構(gòu)域，并被中央酸性域所抑制。中央酸性域通過分子間相互作用來競爭與P53結(jié)合位點結(jié)合。CK1α則與中央酸性域結(jié)合，并磷酸化中央酸性域的S289位點(圖1)，從而破壞中央酸性域的分子間相互作用，增加MDMX的N-末端結(jié)合P53的親和力。然而在應(yīng)激狀況下，CK1α可通過直接磷酸化p53的Thr18和Ser20位點〔4〕，從而激活p53。因此，CK1α可作為調(diào)控細胞p53活性的微調(diào)工具。此外，DNA損傷激活p53，其機制可能是破壞CK1α-MDMX蛋白的相互作用，從而降低 MDMX對p53的親和力〔5〕?？傊鶕?jù)使用不同的細胞系的研究結(jié)果顯示，CK1α既可以通過直接磷酸化P53使p53活性增強，也可以通過與MDM2蛋白之間的相互作用使P53活性降低。

圖1　CK1α、MDMX 和p53相互作用示意圖

2CK1α與Wnt信號通路

正常細胞和非增殖細胞中缺乏Wnt信號，因此Wnt/β-Cat信號通路的異常激活與人類的腫瘤發(fā)生密切相關(guān)〔6〕。β-連環(huán)蛋白(β-Cat)是Wnt/β-Cat信號通路中的關(guān)鍵分子，最初是作為鈣粘連蛋白復(fù)合體的一種相關(guān)蛋白，然而在隨后的研究中，β-Cat基因則更傾向于是一種原癌基因〔7〕。β-Cat蛋白在細胞內(nèi)廣泛積聚與腫瘤的發(fā)生相關(guān)，并且在一些腫瘤中，存在生殖系的突變，從而破壞β-Cat降解〔8〕。

當缺乏Wnt信號時，腺瘤性息肉蛋白(APC)和軸蛋白(Axin)所形成的破壞復(fù)合體(DC)結(jié)合細胞質(zhì)中的β-Cat，有助于CK1α在β-Cat的Ser45位點磷酸化，進而蛋白酶體降解β-Cat〔9〕。然而最新一項研究表明，CK1α能磷酸化Jade-1蛋白，從而解除Jade-1蛋白對β-Cat的抑制作用〔10〕。Jade-1蛋白作為一種E3泛素連接酶，結(jié)合β-Cat，從而使蛋白酶體降解β-Cat〔11，12〕。

總之，CK1α既可以與β-Cat的破壞復(fù)合體結(jié)合降解β-Cat，也可以磷酸化Jade-1蛋白，阻止Jade-1降解β-Cat。

3CK1α與腫瘤

CK1α的表達異常與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切聯(lián)系。目前研究結(jié)果顯示，CK1αRNA在腦腫瘤、前列腺癌、淋巴瘤和白血病中高表達，而在膀胱癌、肺癌和黑色素瘤中有低表達的趨勢。在黑色素瘤中，CK1α的蛋白水平是低表達的，且其表達下調(diào)主要是由CK1α基因的啟動子甲基化所介導(dǎo)〔13〕。但是與之相矛盾的一項研究表明，CK1α在黑色素瘤中的表達比良性痣中的表達要高〔14〕。

3.1CK1α與黑色素瘤在黑色素瘤中，CK1α被認為是一種新的抑癌基因和CK1α蛋白是調(diào)節(jié)β-Cat信號的關(guān)鍵因子。在原發(fā)性黑色素瘤細胞系中敲除CK1α基因后，黑色素瘤細胞系的體外侵襲能力明顯增加，然而抑制該細胞的β-Cat信號可使敲除CK1α基因的黑色素瘤細胞的侵襲性降低，說明黑色素瘤細胞的侵襲性依賴于β-Cat信號。此外，使用低致瘤性的黑色素瘤細胞構(gòu)建黑色瘤模型，然后再敲除CK1α基因，發(fā)現(xiàn)成瘤能力增加且和β-Cat信號處于穩(wěn)定狀態(tài)〔15〕。另一項研究表明，使用藥物增加CK1α蛋白水平表達后，β-Cat信號激活，顯著降低黑色素瘤細胞的遷移能力〔16〕。此外，Chien等〔17〕發(fā)現(xiàn)高β-Cat蛋白水平可作為預(yù)示黑色素瘤較好預(yù)后的指標，β-Cat結(jié)合MITF通過促進細胞分化，從而抑制腫瘤遷移〔18〕。然而在Chien等〔19〕最近的一項研究中發(fā)現(xiàn)，使用BRAF抑制劑治療高β-Cat蛋白水平的黑色素瘤患者后，患者的總生存期很短。這些不同的研究結(jié)果可能與不同的黑色素瘤類型相關(guān)，因為可能還存在著一些未確定的黑色素亞型。

3.2CK1α與血液惡性腫瘤

3.2.1CK1α與急性粒細胞白血病在一項體內(nèi)篩選RNA干擾小鼠原代白血病MLL-AF9細胞的研究結(jié)果中，CK1α位于所列出的白血病必需基因中的首位〔20〕。Jaras等〔21〕的研究表明，使用CK1α抑制劑D4476可選擇性殺死急性粒細胞白血病(AML)白血病干細胞，并避免殺傷正常的造血干/祖細胞。CK1α以類似于核糖體S6激酶1、2的方式〔22〕調(diào)節(jié)RPS6的活性(具體為CK1α磷酸化RPS6的絲氨基殘基247位點)，從而加強上游位點的磷酸化〔23〕。Jaras認為，CK1α殺傷AML白血病干細胞的可能的機制是通過抑制CK1α減少RPS6的磷酸化，從而激活p53〔21〕。

3.2.2CK1α與多發(fā)性骨髓瘤有研究表明，CK1α在冒煙型骨髓瘤細胞中的表達高于正常血漿細胞〔24〕，并且在多發(fā)性骨髓瘤(MM)和漿細胞白血病患者中CK1α的表達顯著高于MGUS患者〔25〕。與該結(jié)果相一致的是，Hu等〔26〕的研究表明，CK1α在所測試的MM細胞株中都表達，并且使用D4476抑制CK1α后，引起MM細胞G0/G1期阻滯，G2/M期延長，并誘導(dǎo)MM細胞凋亡。

Hu等〔26〕的研究結(jié)果顯示，在MM細胞中靶向CK1α可影響多條經(jīng)典的細胞增殖和凋亡的通路，例如CDKN1B，p53，F(xiàn)ADD，IFNa，TNF和Lin9。具體來說，CK1α可通過直接接觸或增加MDM2活性改變p53的磷酸化狀態(tài)，從而抑制p53的活性。然而該實驗結(jié)果與CK1a在AML中不同，p53在CK1a誘導(dǎo)的MM細胞毒性中并沒有發(fā)揮關(guān)鍵作用。因為P53突變的RPMI 8226細胞要比野生型p53的MM1S細胞對D4476和CK1α shRNA更敏感。

3.2.3CK1α與骨髓異常綜合征Schneider等〔27〕的研究發(fā)現(xiàn)，CK1α基因位于5q缺失(del 5q)骨髓綜合征(MDS)的共同缺失區(qū)，并被認為是抑癌基因。并且CK1α單倍體不足導(dǎo)致造血干細胞擴增和競爭性增殖優(yōu)勢，而純合性缺失導(dǎo)致造血干細胞衰竭。此外還發(fā)現(xiàn)CK1α雜合性缺失的細胞要比CK1α基因完整的細胞對CK1α抑制劑更為敏感。因而提示CK1α基因?qū)儆凇坝捎诓糠謫适Э截悢?shù)改變產(chǎn)生的癌癥負累”(CYCLOPS)基因〔28〕，該基因的一個拷貝頻繁丟失，但兩個拷貝卻從不一起丟失，表明至少一個拷貝對細胞生存是必不可少的。

Xu等〔29〕研究提示，del(5q)MDS的發(fā)生發(fā)展與核β-Cat的表達相關(guān)。而CK1α是β-Cat破壞復(fù)合物的組成成分，并且是調(diào)節(jié)β-Cat活性的關(guān)鍵因子〔30〕。因而Schneider等〔27〕認為，CK1α單倍體不足增強HSC自我更新，可能與細胞核β-Cat的積聚，細胞周期蛋白D1的感應(yīng)，和靜止LT-HSCs細胞的釋放相關(guān)。

總的來說，CK1α在血液惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用，并可望成為一個新的治療靶點。

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〔2015-10-22修回〕

(編輯李相軍)

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(No.13006091)

通訊作者：李劍(1970-)，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事干細胞基礎(chǔ)與臨床研究。

〔中圖分類號〕R-1

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)11-2782-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.11.104

第一作者：萬倩(1991-),女，碩士，主要從事血液學(xué)基礎(chǔ)與臨床研究。