Pyk2在消化道腫瘤中調控作用的研究進展*

程 鵬，張 昱，唐 慧 綜述，郭 強△ 審校

(1.昆明理工大學醫學院,昆明 650031；2.云南省第一人民醫院消化內科，昆明 650500)

富含脯氨酸的酪氨酸激酶2(proline-rich tyrosine kinase，Pyk2)與黏著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)共同構成黏著斑激酶家族。Pyk2在多種腫瘤中異常表達，調節眾多腫瘤惡性生物學行為，與癌癥不良預后相關。近期Pyk2抑制劑在動物腫瘤模型中取得積極效果，Pyk2被認為是癌癥的潛在治療靶點。由于Pyk2在多數消化道腫瘤中的報道較少，其與消化道腫瘤之間的關系已成為最近的研究熱點。

1Pyk2分子的結構

Pyk2是一種富含脯氨酸的非受體酪氨酸激酶，主要分布在細胞質內，由人類8p21.1號染色體上的PTK2β基因編碼[1-2]。它與FAK在結構上有著較高的一致性：有 46% 的氨基酸序列、60%的激酶結構域相同，以及4個完全相同的磷酸化位點[3]。Pyk2蛋白主要由3部分構成，包括N端、C端及中央激酶區。Pyk2還有2種異構體，一種是缺少Pyk2 C末端42個外顯子的Pyk2-H；另一種是被稱為PRNK的異構體，由Pyk2 C末端228氨基酸殘基及N末端9個特殊的氨基酸殘基構成，可能作為Pyk2內源性抑制劑存在[4]，在特定的細胞中，可以選擇性調解Pyk2的功能[5]。N末端由FERM結構域和1個脯氨酸富集區(proline-rich region，PR)組成，可與跨膜蛋白等相結合。FERM結構域通過調節Pyk2激酶活性和受體結合從而控制癌細胞的遷移[6]。中央激酶區可能作為選擇性激酶抑制區域用于設計癌癥靶向治療[7]。該區域含有Y579、Y580 2個磷酸化位點。Y402位點位于N末端與中央激酶區之間，可以與含有SH2結構域的受體結合并使其激活[8]，同時激活Pyk2，這3個磷酸化位點均參與調節腫瘤的生長[9]。C末端由FAT結構域和2個PR組成，Y881磷酸化位點位于其中，主要與 Grb2 家族受體蛋白結合[10]，FAT結構域與MAPK信號通路和癌癥的發生有關[9，11]。2個PR主要與含有SH3結構的受體相互作用[10]。

2Pyk2的功能

Pyk2以組織依賴的方式表達于多種組織細胞中，參與多種細胞功能活動，調節細胞極化、黏附、遷移和擴散等。Pyk2有助于補體受體3介導的吞噬作用，但對于Fcγ受體介導的攝取并非必不可少[12]。Pyk2參與調節巨噬細胞極化和向炎癥部位遷移過程，Pyk2缺失的巨噬細胞對趨化因子的反應降低導致遷移減少[13]。Pyk2對于淋巴細胞功能相關抗原1介導CD8 T細胞的黏附和遷移至關重要，Pyk2的缺失會導致CD8 T細胞的特異性缺失，但不會影響記憶前體CD8 T細胞的生長[14]。Pyk2調節多形核中性粒細胞的黏附和遷移，參與整合素介導細胞脫顆粒過程[15]。Pyk2介導白細胞的跨內皮遷移，抑制Pyk2磷酸化后中性粒細胞的遷移減少[16]。在嗜酸性粒細胞中，Pyk2對β2整合素介導的擴散和遷移至關重要[17]。Pyk2通過促進成骨細胞增殖[18]和破骨細胞骨吸收[4]來調節骨量，參與骨重塑。Pyk2在神經系統中參與調節突觸的可塑性[19]。同時Pyk2在多種生理過程中發揮關鍵的調控作用，如細胞骨架功能、細胞生長和死亡及離子通道的調節等。

3Pyk2在消化道腫瘤中研究進展

Pyk2的表達受到組織和細胞類型的限制[20]，Pyk2在中樞神經系統、上皮細胞和造血細胞中高表達[21]。據目前的研究證實，Pyk2可以促進乳腺癌、前列腺癌、膠質瘤和多發性骨髓瘤(MM)等腫瘤的進展。而Pyk2在不同消化道腫瘤中的研究進展也有差異，在多種惡性腫瘤中起促進腫瘤生長轉移的作用。然而，一些研究發現Pyk2在腫瘤的生長轉移中起抑制作用。

3.1 Pyk2與肝細胞癌(HCC)

約59%的HCC患者Pyk2高表達，同時與腫瘤大小、Edmonson病理分級及患者的不良預后相關[22]。眾所周知，上皮間質轉化(EMT)在腫瘤遠處轉移過程中起重要作用。研究發現Pyk2通過下調E-cadherin的表達，同時激活c-Src和ERK/MAPK信號途徑，誘導EMT發生，增強HCC癌細胞的增殖、侵襲和遷移能力[23-24]。腫瘤轉移灶的形成需要腫瘤內在特性和周圍微環境相互融合協調。HCC周圍環境中的Pyk2通過激活血管內皮生長因子，從而誘導腫瘤周圍血管生長及腫瘤復發和轉移[25]。過氧化氫誘導的克隆-5(Hic-5)與Pyk2相互作用，Pyk2核積累伴隨著Hic-5的積累從而調節轉錄過程，促進HCC的發生及其遠處轉移[23]。我國80%的HCC是由乙型肝炎病毒(HBV)感染所致。HBV感染過程需要HBX蛋白的參與，HBX蛋白在Pyk2介導下激活Src，從而調節HBV DNA的復制和逆轉錄，促進HCC的發生、發展[26]。Pyk2通過激活Akt信號途徑、上調耐藥基因及抑制細胞凋亡，繼而使HCC細胞對順鉑耐藥[27]，降低了HCC患者在化學藥物治療中獲益。miRNA作為內源性小核糖核苷酸，在腫瘤細胞中，特定miRNA可抑制腫瘤細胞生長或誘導細胞凋亡。miR-517a和miR-517c靶向Pyk2后使HCC癌細胞阻滯在G2/M期，下調miR-517a和miR-517c后促進HCC的發展[28]，而miR-23b則通過靶向Pyk2的3′UTR調節EMT，進而調節HCC遷移和侵襲[29]。抑制Pyk2活性后可使HCC細胞的侵襲和轉移能力被抑制[9]。 PF-562271是FAK/Pyk2信號通路抑制劑，將其與舒尼替尼聯合運用于HCC動物模型中，有效阻斷癌細胞的生長和恢復[30]。

3.2 Pyk2與胰腺癌

胰腺癌是消化系統常見惡性腫瘤，到2030年，胰腺癌將會是癌癥相關死亡第二原因[31]。由于胰腺癌轉移發生早，癥狀隱匿，多數患者就診時已處于晚期，其5年生存率低于5%[32]。超過50%的胰腺管狀腺癌(PDAC)患者Pyk2過表達[33]。Pyk2通過激活Wnt/β-catenin通路參與PDAC的啟動、發展和維持并起關鍵作用[33-34]。同時PDAC細胞和構成腫瘤微環境細胞之間的遷移與Pyk2的催化活性有關[35]。PDAC癌細胞外基質中沉積大量的Ⅰ型膠原蛋白，DDR1b與其結合后被激活，從而招募Shc1并誘導N-cadherin上調，而激活DDR1b的過程需要同時結合Pyk2和Shc1[36]，并且激活的DDR1b通過Pyk2刺激癌細胞的促瘤信號[37]。這一正反饋調控機制觸發腫瘤的發生，增強了癌細胞的侵襲和轉移。在動物模型中，FAK/Pyk2抑制劑PF-562271成功抑制胰腺癌細胞及癌癥相關的成纖維細胞和巨噬細胞的遷移，延緩腫瘤生長、侵襲和轉移[35]。

3.3 Pyk2與結直腸癌

結直腸癌是世界上第三大常見腫瘤，同時也是癌癥相關死亡的第三原因[38]。由于早期診斷及新輔助治療的發展，結直腸癌患者的結局有所改善，但 5 年總生存期并未得到顯著提高。Pyk2在結直腸腺癌(CAC)中高表達，且與淋巴結轉移、浸潤深度密切相關，Pyk2通過激活AKT信號通路誘導癌細胞增殖和侵襲[2]，同時Pyk2通過磷酸化GSK3β的Y216位點使其激活，從而招募E3泛素連接酶β-TrCP，間接上調β-catenin后激活Wnt/β-catenin信號通路，促進結直腸癌的發生、發展，而對FAK和Pyk2同時靶向治療能有效抑制Wnt/β-catenin途徑，改善患者預后[39]。有研究發現，E3泛素連接酶CbI-b介導Pyk2泛素化后促進細胞的分離，而細胞分離是腫瘤轉移的起始步驟[40]；Pyk2可以促進結直腸癌細胞凋亡而發揮抑癌作用，其高表達是結直腸癌患者預后的有利因素[41]；在動物實驗中，Pyk2能抑制結腸癌細胞肝轉移過程[42]。Pyk2的這種矛盾表型原因尚不清楚。有報道Akt信號途徑可能同時參與了腫瘤發生、發展和自噬抑制過程[43]。而在前列腺癌中，Pyk2可通過Akt信號途徑與自噬相互交聯[44]。因此，不排除結直腸癌中，Pyk2通過Akt途徑與自噬相互作用，從而出現2種截然不同的研究結果。

3.4 Pyk2與膽管癌

膽管癌是一種惡性程度極高的腫瘤。在膽管癌中，過表達的Eph受體2(EphA2)導致Akt的T308位點磷酸化，從而激活Akt/哺乳動物雷帕霉素復合物1途徑促進癌細胞增殖；EphA2導致Pyk2 Y402位點磷酸化，從而激活Pyk2/c-Src途徑促進癌細胞侵襲和轉移，并且上訴2種途徑之間可能相互強烈影響[45]。

4Pyk2與其他腫瘤

Pyk2 在MM中高表達，Pyk2使GSK3β對β-catenin降解減少，增強Wnt/β-catenin通路的活性，上調D1和c-Myc蛋白，促進了MM細胞的增殖、遷移和侵襲[46]。鈣庫操縱鈣離子內流(SOCE)通過Pyk2的磷酸化來調節局部黏附轉換和誘導EMT發生，從而促進膠質瘤細胞的遷移和侵襲[47]。Pyk2在乳腺癌中高表達[48]，Pyk2通過Src蛋白酪氨酸激酶使皮層肌動蛋白(cortactin)磷酸化，從而調節侵襲性偽足(invadopodia)的形成和功能，使乳腺癌細胞發生轉移[49]。在前列腺癌中，Pyk2通過S6K1調節雄激素受體功能和癌細胞生長、增殖[50]。Pyk2磷酸化后激活MAPK，從而促進非小細胞肺癌的發生、發展[51]。在舌鱗狀細胞癌組織中Pyk2高表達，而在癌旁非腫瘤組織中呈低表達甚至無表達，Pyk2可能通過參與PI3K/Akt信號通路促進舌癌的發生、發展[52]。在食管鱗狀細胞癌(ESCC)中高表達的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶5(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 5,NOX5)與Pyk2在細胞膜上相互作用，Pyk2作為支架蛋白招募c-Abl使NOX5的Y476/478位點磷酸化，隨后增強了Pyk2/NOX5復合物內的H2O2的產生，從而氧化激活局部Src，促進ESCC的進展，并且在Pyk2/NOX5/c-Abl復合物的形成過程中，Pyk2 Y881位點磷酸化起關鍵作用[53]。Pyk2在胃癌組織中低表達或甚至無表達，并且隨著胃癌惡性度和TNM分期的增加而逐漸降低[54]。可能是Pyk2通過上調bax蛋白的表達而促進胃癌細胞凋亡，從而影響胃癌的進展[55]。

5 展 望

目前的研究顯示，Pyk2在多數消化道腫瘤中作為致癌因子，促進癌癥的發生、遷移、侵襲等，其過表達與不良預后相關。但Pyk2在部分腫瘤中出現矛盾表型，這可能是由于不同腫瘤來源不同的組織類型，生長環境不同，而Pyk2卻是以組織依賴的方式存在；同時Pyk2可能通過Akt信號途徑參與腫瘤自噬，故出現抑制腫瘤和促進腫瘤2種作用。隨著Pyk2抑制劑在體內外實驗的進行并取得積極的效果，使其成為重要的潛在的新治療靶點。本文通過對Pyk2在消化道腫瘤中的研究進展進行綜述，以期隨著Pyk2在消化道腫瘤中的深入研究，能夠為相關疾病的診斷及治療提供新的思路和策略。