雙皮質素樣激酶1在癌癥的發生及治療中的研究進展

陳賢真 喬建甌

上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院呼吸內科 200001

雙皮質素樣激酶1(Doublecortin-like kinase 1，DCLK1)是具有兩個雙皮質素(DCX)結構域的絲/蘇氨酸激酶，編碼基因定位于染色體13q13-q14.1[1], 氨基酸N末端區由DCX1和DCX2組成，驅動微管聚合功能，因其與DCX結構的相似性，故既往人們認為DCLK1在神經元遷移、軸突運輸及突觸成熟中起重要作用。近些年來隨著研究的深入，目前累積的實驗證據表明DCLK1參與多種惡性腫瘤的上皮間質—轉化(Epithelial mesenchymal transition，EMT)，與腫瘤侵襲性及轉移密切相關，并在腫瘤干細胞(Tumor stem cells，TSCs)中特異性表達，為癌細胞提供腫瘤起始及化療耐受能力。靶向抑制DCLK1表達，可以降低腫瘤負荷，增加癌細胞對化療藥物的敏感性，并顯著降低腫瘤侵襲性及轉移能力。本文結合國內外相關文獻，初步總結和探討DCLK1在各種常見惡性腫瘤的發生及治療中的研究進展，旨在更好地了解DCLK1在癌癥中的具體參與機制，并為今后開發和研究有效的腫瘤靶向藥物提供相關依據。

1 肺癌

目前肺癌的發病率和死亡率均居惡性腫瘤中的第一位。Tao等人通過對232例Ⅰ期非小細胞肺癌(NSCLC)患者的腫瘤組織進行免疫組化，發現DCLK1在鱗癌組織中的表達強度明顯高于腺癌，具有顯著的病理類型差異，并且DCLK1的高表達是患者預后不良的獨立危險因素[2]，然而周美玲等人發現DCLK1與肺癌的病理類型并無明顯相關性[3]，研究結果間有所差異，原因可能與兩組實驗樣本量不同有關。在一項納入65例NSCLC患者的研究中，近50%的肺癌患者血清中檢測到DCLK1基因啟動子甲基化現象，而發生甲基化的患者中位生存期明顯低于無甲基化者[4]。另有一項研究發現，體外培養的肺癌細胞株對化療藥物的耐藥性與DCLK1的表達水平密切相關，DCLK1表達增加可使肺癌細胞對順鉑的耐藥性增加，而靶向抑制DCLK1表達，可有效提高癌細胞對順鉑藥物的化療敏感性，具體機制可能是DCLK1通過調控miR-539表達影響腫瘤的耐藥性，因此，未來通過靶向調控DCLK1的表達，可能會提高化療藥物對肺癌的療效和客觀緩解率。

2 結直腸癌

結直腸癌是我國最常見的消化道惡性腫瘤。最近的研究表明，在APC基因突變型小鼠中，DCLK1特異性地標記腫瘤干細胞，能自我更新并產生腫瘤后代，使結腸組織發生高度異型增生，從而促進腸道腫瘤的發生，具體機制可能是DCLK1通過激活WNT、Notch1和NF-κB信號通路，進而上調下游原癌基因cyclinD1、MYC和Ras的表達以及促進癌細胞上皮—間質轉化[5]，使腫瘤侵襲性增強并獲得遠處轉移能力，實驗中利用siRNA靶向抑制DCLK1表達，能使腫瘤體積發生明顯縮小，誘導其生長停滯，抑制結腸癌細胞的擴增和遷移，促進其凋亡，并能增加細胞毒藥物對結腸癌的化療效果。此外，Sarkar等人研究發現，DCLK1高表達的結腸息肉患者從腺瘤發展到腺癌的風險是DCLK1低表達的3～5倍，將DCLK1陽性細胞電化學消融可導致腸息肉消退而不影響正常腸上皮細胞功能。DCLK1現在被認為是結腸癌TSCs及EMT重要的功能調節因子，提示未來研發靶向抑制DCLK1藥物可能有助于結腸癌的治療。

3 胃癌

胃癌是消化道最常見的惡性腫瘤之一，其發病率和死亡率在我國惡性腫瘤中均高居第二位。最初研究表明，DCLK1在胃黏膜簇狀細胞中特異性表達，并在化生、腺上皮細胞受損傷的胃組織中起促進細胞增生和修復的作用。Mutuh等人在胃癌小鼠模型中發現，89%的DCLK1表達陽性細胞同時也存在環氧合酶2(COX2)表達陽性, 利用免疫熒光染色分析，發現COX2陽性的細胞與DCLK1陽性的細胞在胃癌組織中的空間分布位置高度一致，胃癌組織中的DCLK1和COX2的mRNA表達水平與正常胃黏膜相比均明顯升高，而COX2除了能促進炎癥介質釋放外，還在胃惡性腫瘤中高表達，并與胃癌進展相關，因此DCLK1與COX2之間的密切相關性表明DCLK1可能通過促進COX2的表達而參與胃癌的發生與發展。孟慶斌等人在122例胃癌患者中發現，51例胃癌組織中存在DCLK1高表達，DCLK1高表達者的5年總生存率(OS)和無病生存率(DFS)均明顯低于DCLK1低表達者，并且DCLK1可分別作為胃癌患者OS和DFS的獨立預后因素[6]，因此，檢測腫瘤組織內DCLK1表達水平可以為胃癌患者的預后提供參考價值，但對于DCLK1在胃癌中的具體成瘤機制仍需進一步研究。

4 胰腺癌

胰腺癌是消化系統中具有高度侵襲性及轉移性的惡性腫瘤，其5年生存率不到8%。目前研究發現，DCLK1陽性細胞同時也表達胰腺腫瘤干細胞標志物CD44、CD133和CD24，提示DCLK1可能也是胰腺TSCs標志物之一。有研究表明DCLK1通過microRNA依賴機制調節胰腺腫瘤的發生和轉移，抑制DCLK1可以明顯增加miR-200的表達，進而降低上皮—間質轉化關鍵轉錄因子ZEB1、ZEB2、SNAIL和SLUG的表達，抑制胰腺腫瘤EMT[7]，而EMT已被公認為是腫瘤侵襲機制中重要的早期步驟。在胰腺導管腺癌的研究中，人們發現有超過50%的小鼠外周血循環腫瘤細胞為DCLK1陽性，且DCLK1免疫染色在基質細胞中的表達強度明顯高于腫瘤上皮細胞中的表達，說明在早期致瘤過程中DCLK1可能起促進間充質細胞轉化的作用[8]。此外，沉默DCLK1表達，還可以抑制血管內皮生長因子受體的mRNA表達，進而減少胰腺腫瘤的血管生成。利用DCLK1激酶抑制劑聯合吉西他濱治療，還能明顯提高吉西他濱對癌細胞的殺傷效果，減少腫瘤細胞生存周期。因此，DCLK1可能通過多種機制參與胰腺癌的發生發展，并可能成為胰腺惡性腫瘤中新的潛在治療靶標。

5 腎細胞癌

腎細胞癌(RCC)起源于腎皮質內，是腎臟最常見的原發性惡性腫瘤。目前DCLK1在腎臟惡性腫瘤中的相關研究還較少。現有的研究發現，DCLK1替代剪接變體(DCLK1-ASVs)能夠特異性標記腎臟腫瘤干細胞，并能誘發潛在的干細胞功能，包括提高細胞自我更新能力、促進醛脫氫酶表達以及增加腫瘤對受體酪氨酸激酶抑制劑的耐藥性，而靶向抑制DCLK1表達則能逆轉上述特性，通過單克隆抗體靶向抑制DCLK1-ASV陽性細胞，發現能阻斷RCC腫瘤的生長[9]。另有研究顯示，93%的RCC腫瘤DCLK1mRNA水平存在過度表達，由siRNA介導的DCLK1敲低反應可以抑制EMT相關轉錄因子表達，降低RCC的侵襲性和轉移能力，并增加腫瘤對化療藥物的敏感性[10]。這些發現提示DCLK1可能是腎臟TSCs標志物之一，由于TSCs的存在是腫瘤獲得化療耐受和復發的根本原因，因此利用單克隆抗體特異性靶向抑制DCLK1表達，可能會為腎細胞癌提供新的治療思路。

6 肝細胞癌

肝細胞癌(HCC)現位居全球惡性腫瘤發病率的第5位，占腫瘤相關死亡原因的第2位。梁東等人發現DCLK1在肝癌組織中的表達強度明顯高于癌旁組織，且DCLK1高表達組患者的3年無瘤生存率低于DCLK1低表達組[11]，提示DCLK1在肝細胞癌中過表達，且與患者預后不良相關。Naushad等人發現[12]，在HCV病毒誘導的肝癌細胞模型中，DCLK1呈高表達狀態，DCLK1表達陽性的細胞株在體外條件下具備部分腫瘤干細胞能力，可以自我分化成不同大小的球狀體，提示DCLK1也可能是肝臟腫瘤干細胞特異性標志物之一。此外，研究還發現在肝癌細胞株中，HCV病毒RNA表達總量隨著DCLK1的抑制而明顯減少，表明DCLK1在丙型肝炎病毒感染后的HCC中起關鍵作用，因此通過利用靶向藥物下調DCLK1表達可能有助于丙型肝炎病毒性肝癌的治療，但DCLK1是否與乙型肝炎病毒誘導的肝癌有關，則有待于進一步研究。

7 其他惡性腫瘤

DCLK1具有廣譜成瘤特性，并與多種惡性腫瘤患者的預后密切相關。王輝等人在73例惡性胸膜間皮瘤患者中發現，50.7%的腫瘤組織中存在DCLK1高表達，且與促腫瘤因子MET、ERK5 及預后不良顯著相關[13]；在一項納入127例頭頸部鱗狀細胞癌患者的研究中發現較高水平的DCLK1mRNA與患者不良臨床結局相關，抑制DCLK1表達，可使細胞生長停滯和誘導癌細胞凋亡；在罹患食管腺癌和Barret食管的患者血漿及病變上皮細胞中均檢測到較高水平的DCLK1[14]，并且與患者較差的臨床結局密切相關。結合國內外文獻，筆者認為DCLK1對于評估腫瘤患者的預后具有一定的臨床參考價值。

DCLK1因其在惡性腫瘤的發生、侵襲、轉移及化療耐藥中起重要作用而備受關注。DCLK1作為一種廣譜腫瘤標志物，在多種惡性腫瘤中過表達，相比其他腫瘤標志物而言其最大的應用價值在于能調控腫瘤的生長，但具體機制目前尚不清楚，結合國內外文獻，筆者總結主要體現在以下三個方面：(1)DCLK1表達陽性的細胞具備腫瘤干細胞的特性和功能，能自我更新及不斷分化腫瘤后代子細胞，并增加癌細胞對化療藥物的抵抗性；(2)DCLK1能激活腫瘤相關性信號通路，進而上調下游原癌基因的表達，從而增加癌細胞的組織侵襲性；(3)DCLK1通過microRNA依賴機制上調EMT關鍵轉錄因的表達，從而促進腫瘤細胞EMT，增加癌細胞遠處轉移能力。而在腫瘤治療方面，筆者認為DCLK1最重要的臨床價值在于其與TSCs及EMT的密切相關性，由于TSCs和EMT的存在是造成腫瘤獲得組織侵襲性、遠處轉移能力及化療耐藥的重要原因，因此未來可以開發靶向抑制DCLK1的新療法，殺滅腫瘤內部干細胞及減少癌細胞EMT，從而抑制腫瘤生長、轉移及增加化療敏感性，這會是一種很有應用前景的治療策略。但目前現有的實驗數據還未能完全闡明DCLK1在癌癥中的具體作用機制，因此，需要設計和開展更多前瞻性研究，進一步探討和開發DCLK1在腫瘤領域潛在的應用價值。