p90核糖體S6激酶在耐藥中的研究進展

朱玲鈺 綜述，楊華偉 審校

(廣西醫科大學附屬腫瘤醫院乳腺外科，南寧 530021)

目前，學界已明確p90核糖體S6激酶(RSK)的表達與腫瘤的發生、發展密切相關。另外，RSK在化療耐藥方面的作用也逐漸清晰，其很可能成為逆轉化療耐藥的一個新靶點。本文將從RSK家族結構與功能，RSK所在的絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節酶(MAPK/ ERK)信號通路及RSK在不同癌癥耐藥中的作用3個方面總結與歸納RSK與耐藥的相關性及其所涉及的耐藥機制，并探索RSK抑制劑用于逆轉化療耐藥的發展潛力。

1 RSK家族

RSK是一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，其內部是由一段保守區域將N端激酶結構域(NTKD)和C端激酶結構域(CTKD)連接起來，CTKD接受來自上游ERK的信號傳導自磷酸化從而誘導NTKD磷酸化底物介導細胞增殖、侵襲、遷移等一系列生物學活動[1]。現已在乳腺癌、結直腸癌等多種癌癥中報道顯示RSK可通過調控細胞黏附相關分子的表達，改變運動相關細胞骨架結構及參與上皮間充質轉化(EMT)過程等多個方面影響腫瘤細胞的轉移能力[2]。其中RSK亞型RSK1和RSK2已被證實具有促癌性，在惡性腫瘤中明顯過表達，并在細胞周期調控、免疫反應介導、耐藥抗性中起重要作用，由此可見其表達上調也是誘導腫瘤轉移的原因之一[3-4]。而RSK3與RSK4被視為抑癌基因，過表達RSK3可使細胞G1期停滯從而抑制腫瘤細胞增殖并促進其凋亡。家族中較為獨特的基因RSK4在癌癥中的作用已逐漸明朗，其可通過使細胞阻滯于G0/G1期從而抑制細胞增殖，通過改變細胞黏附力進而抑制轉移。除此之外，RSK4可負性作用于受體酪氨酸激酶(RTK)信號通路，并參與抑制p53依賴的細胞生長[5]。日前，RSK3和RSK4在耐藥中的研究也有所突破[6-7]。由此可見，RSK的耐藥研究可能是未來的一個新方向。

2 MAPK/ERK信號通路

MAPK/ERK信號通路激活是由細胞外信號分子通過“配體-受體”方式與RTK相結合，從而使信號傳入胞內激活RAS-RAF-MEK-ERK-RSK級聯反應，進而參與細胞生長、分化、遷移和存活[8]。MAPK/ERK信號通路不僅參與腫瘤的發生、發展，還作為多種化療藥物如維羅非尼等B型絲/蘇氨酸蛋白激酶(BRAF)抑制劑及曲美替尼等絲裂原活化蛋白激酶(MEK)抑制劑耐藥機制之一。現已知MAPK/ERK通路抑制劑已聯合應用于治療黑色素瘤、非小細胞肺癌等惡性腫瘤中[9]。可知，MAPK/ERK通路抑制劑不僅可通過抑制細胞有氧糖酵解促進癌細胞死亡，還能增加針對線粒體抗癌藥物靶向作用毒性[10]。而且MAPK/ERK信號傳導還可抑制促凋亡蛋白B細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相關死亡啟動子(Bad)、Bcl-2相互作用細胞死亡介導因子(BIM)，同時活化抗凋亡蛋白Bcl-2相關X蛋白(Bax)，由此抑制細胞凋亡，而其通路抑制劑可促凋亡、逆轉耐藥[11-12]。另外，MAPK/ERK通路還涉及耐藥相關基因的表達調控。已知由多藥耐藥基因1(MDR1)編碼的P-糖蛋白(P-gp)與癌細胞多藥耐藥抗性相關，并且對抗癌藥物(如阿霉素，表柔比星，紫杉醇)來說是一種能量依賴性ATP外排泵。相關研究表明，不僅P-gp本身的合成和降解與MAPK/ERK通路相關，而且其誘導基因上調程序性細胞死亡配體1(PD-L1)的表達也受MAPK/ERK通路的正向調控。并且可知MEK-ERK-RSK通路抑制劑可明顯下調MDR1/P-gp的表達，同時明顯提高細胞化療敏感性[13]。另一個與多藥耐藥相關蛋白ATP-結合盒轉運蛋白G2(ABCG2)的表達也依賴于MAPK/ERK途徑[14]。除此之外，MAPK途徑還介導與HER2和EGFR相關的內分泌抵抗[15]。由此可見，對MAPK/ERK信號通路及其下游效應物的探索是化療耐藥研究的一個突破口。

3 在不同癌癥耐藥中的作用

3.1RSK與黑色素瘤耐藥 已知MAPK途徑是介導BRAF突變型黑色素瘤化療耐藥的重要機制之一。研究發現在黑色素瘤細胞中，MAPK途徑下游重要效應子RSK明顯過表達，并且對BRAFV600E/K抑制劑維羅非尼和MEK抑制劑曲美替尼聯合耐藥[16]。由相關研究可知，活化的RSK不僅可通過使黑素瘤細胞S112位點磷酸化失活激活抗凋亡蛋白Bcl-xL和Bcl-2從而增加MAPK抑制劑抗性細胞存活率[17]，同時可以通過直接靶向Cdc25激活 Cdk1或者通過抑制Chk1磷酸化沉默G2DNA損傷檢查點，進而促進體細胞中G2/M轉換，提高細胞增殖率[18-19]。另外，已知Y盒結合蛋白1(YB-1)是一種與耐藥相關基因，其可被上游RSK磷酸化激活，進而參與基因轉錄和翻譯。RSK亞型中RSK1、RSK2正是通過絲氨酸102殘基磷酸化激活YB-1，促進黑色素瘤細胞增殖及誘導化療藥物抗性[20]；而RSK4曾報道參與黑色素瘤對舒尼替尼的耐藥[7]，但RSK3和RSK4在黑色素瘤耐藥中的作用及機制有待進一步研究。已有研究發現RSK抑制劑可以阻止多重耐藥黑色素瘤細胞蛋白質的合成，進而抑制耐藥細胞增殖[21]。可見，RSK抑制劑有望成為治療耐藥型黑色素瘤的聯合方案之一。

3.2RSK與乳腺癌耐藥 已知三陰性乳腺癌(TNBC)的雌激素受體(ER)，孕激素受體(PR)和人表皮生長因子受體-2(HER2)表達均為陰性，并呈現預后差、易轉移、耐藥率高等特點。在化療后的乳腺組織中發現殘存有癌癥干細胞(CSC)，其極有可能是臨床上腫瘤復發的原因之一[22]。相關研究表明CSC的增殖與RSK/YB-1通路密切相關，并在人乳腺上皮細胞(HMEC)中檢測到YB-1表達增加，其主要是通過在S102位點被RSK磷酸化后易位至細胞核起作用的。并且RSK抑制劑(LJI308，BI-D1870或木犀草素)的使用可以誘導CSC和非CSC群體凋亡[23]，還可以通過阻斷Notch4信號傳導抑制腫瘤起始細胞(TIC)進而降低TNBC復發[24]。可見，RSK/YB-1通路不僅誘導乳腺癌發生，還參與其多藥耐藥。對于HER2陽性乳腺癌患者，RSK/YB-1通路的激活同樣誘導曲妥珠單抗(赫賽汀)耐藥，YB-1及其下游靶點絲裂原活化蛋白激酶相互作用激酶(MNK)家族的MNK1均參與調控HER2陽性乳腺癌細胞對曲妥珠單抗化療敏感性，且均可被RSK磷酸化激活，并且RSK抑制劑是其逆轉耐藥的重要藥物[25]。近年來，對乳腺癌的研究發現，RSK3和RSK4參與PI3K抑制劑抗性的調控。當PI3K抑制劑作用并抑制PI3K通路，過表達的RSK3和RSK4不僅可以抑制凋亡發生，還可通過磷酸化Ser235/236處核糖體蛋白S6及Ser422處eIF4B調節細胞翻譯進而促進細胞增殖[6,26]。

3.3RSK與前列腺癌耐藥 去勢抵抗是前列腺癌雄激素剝奪療法(ADT)治療過程中常出現的較為棘手的問題，其可由雄激素受體(AR)擴增、突變，AR激活細胞內信號轉導途徑及AR剪接變體等機制所誘導[27]。研究發現YB-1介導前列腺癌去勢抵抗，可通過與啟動子和增強子區中的Y-盒序列相結合促進轉錄發生，同時可通過調節RNA剪接位點來誘導目的基因的翻譯與表達，可見YB-1通過增強轉錄/翻譯途徑過表達AR以參與去勢抵抗。不僅如此，RSK/YB-1信號通路還與AR變體剪切、轉錄、表達形成有關[28-29]。并且，在前列腺癌對恩雜魯胺的抗性研究中已發現有RSK1和RSK2的參與[30]。若在前列腺癌中抑制RSK表達可明顯阻斷AR的傳導。YB-1不僅參與去勢抵抗，還涉及前列腺癌紫杉烷抗性。已知YB-1可使凝聚素表達下調從而抑制紫杉烷耐藥細胞的凋亡程序，并且可與癌癥干細胞相關基因CD44和CD49f的啟動子區域結合促進癌細胞增殖及過表達P-gp，以抵抗紫杉烷等化療藥物對癌細胞的作用[31-32]。除此之外，也可通過RSK抑制劑對YB-1的調節介導對紫杉醇的抗性[33]。

3.4RSK與非小細胞肺癌耐藥 已知KRAS突變型非小細胞肺癌(NSCLC)可通過RAF/MEK/ERK/RSK和PI3K/Akt/mTOR信號通路產生聯合效應，進一步激活下游叉形頭轉錄因子O(FOXO)，Bcl-2相關死亡啟動子(Bad)和糖原合成酶激酶3(GSK3)等多個效應物以參與細胞的存活、增殖、轉移[34]。對于KRAS突變型腫瘤來說，熱休克蛋白90 (Hsp90)是PI3K抑制劑良好的致敏劑。然而，近期研究發現，活化的RSK不僅具有PI3K抑制劑抗性，同時還誘導NSCLC細胞對Hsp90抑制劑ganetespib產生耐藥，并且敲除RSK可見抗性逆轉[35-36]。RSK作為多條信號通路的中間效應物，其表達水平可影響NSCLC化療耐藥的改變。

3.5RSK與結直腸癌耐藥 據報道顯示，約10%的結直腸癌患者(CRC)伴有BRAF癌基因的纈氨酸600(V600)突變，并且臨床預后較差。對于BRAF V600E型結直腸癌，其可通過KRAS、BRAF擴增，MEK1、PIK3CA突變，PTEN缺失及EGFR介導MAPK途徑激活等方式誘導選擇性BRAF抑制劑抗性[37-38]。已知在暴露于選擇性BRAF抑制劑的情況下，BRAFV600E CRC細胞主要通過自噬的方式來介導化療抗性，除了可通過阻滯MEK-ERK-RSK信號通路抑制LKB1磷酸化從而激活AMP依賴的蛋白激酶(AMPK)誘導自噬，還可通過刺激AMPK使自噬關鍵啟動子ULK1激活或者通過mTORC1途徑誘導自噬[39]。但RSK與結直腸癌耐藥間的關系及機制仍有待進一步研究。

3.6RSK與卵巢癌耐藥 已知鉑類化療是卵巢癌常用化療方式。當順鉑作用于卵巢癌細胞，可見細胞中RSK2表達明顯降低。若是抑制RSK2的表達，可明顯增加細胞敏感性并降低具鉑類化療藥物抗性卵巢癌細胞的存活率。這可能是通過RSK2誘導激活抗凋亡因子Bcl-2，同時抑制促凋亡因子Bad的表達來調控凋亡發生，或者是通過靶向作用于死亡相關蛋白激酶(DAPK)，轉錄因子CCAAT增強子結合蛋白(C/EBPb)、YB-1、轉錄激活因子4(ATF4)等靶點介導順鉑耐藥性[4,40]。由此可見，RSK2對調控卵巢癌鉑類藥物敏感性起著重要作用。

4 結 語

眾所周知，MAPK/ERK信號通路是大多數癌癥耐藥機制之一，其可從多個方面調控耐藥相關蛋白的表達，進而參與耐藥的發生。作為MAPK/ERK信號通路下游重要的效應分子，RSK近期已成為與耐藥相關的熱點基因。由以上總結與歸納可知，RSK與多種腫瘤耐藥性密切相關，其主要通過其靶標YB-1起作用。對黑色素瘤而言，RSK主要參與對BRAF抑制劑和MEK抑制劑的抗性，通過調節細胞周期及凋亡等途徑產生耐藥。無論是三陰性乳腺癌還是HER2陽性乳腺癌，均可通過RSK磷酸化YB-1介導乳腺癌耐藥。而在前列腺癌中，RSK/YB-1途徑不僅參與調控雄激素受體進而產生去勢抵抗，還與前列腺癌紫杉烷抗性相關。另外，針對KRAS突變型非小細胞肺癌，BRAFV600E型結直腸癌及鉑類耐藥型卵巢癌，RSK的過表達均是其產生耐藥的原因之一。并且可以發現RSK抑制劑LJI308，BI-D1870或木犀草素在改善藥物敏感性方面已顯現成效。若聯合使用MAPK/ERK信號通路抑制劑和RSK抑制劑效果會更加突出。

隨著RSK介導的耐藥機制逐漸明了，其在耐藥方面的潛在重要價值也隨之顯現，但更多的作用機制仍需要深入研究，未來有必要對RSK亞型與耐藥性的關系展開更進一步地探索，為臨床應用提供可靠依據。