姚欣欣，蘆莉莉，吳 巍，楊寧江 (.吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院病理科，吉林 吉林 303;.北華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，吉林 吉林 303;3.吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，吉林 吉林 303)

腫瘤的發(fā)生與發(fā)展是近年來(lái)科學(xué)研究的熱點(diǎn)，而癌基因和抑癌基因在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療與預(yù)后中發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)，關(guān)于癌基因和抑癌基因的結(jié)構(gòu)與功能、表達(dá)與調(diào)控、表達(dá)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)及其在細(xì)胞周期與細(xì)胞程序化死亡調(diào)節(jié)中的作用研究進(jìn)展迅速，積累了豐富的研究成果，為人類最終攻克腫瘤奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)癌基因和抑癌基因的研究，不僅能在分子生物學(xué)水平闡明腫瘤的形成機(jī)制，而且可為腫瘤治療提供新靶點(diǎn)、新方法。

1 整合素鏈激酶概述

1.1 整合素鏈激酶分子結(jié)構(gòu)

整合素鏈激酶(integrin-linked kinase，ILK)是由Hannigan GE等于1996年確定并克隆出來(lái)的一種絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶，是一種具有多種生物學(xué)活性的信號(hào)通路中的整合素受體的細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)分子，參與了生物體內(nèi)多種信號(hào)通路，包括整合素、生長(zhǎng)因子和Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路，在細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用［1］。它通過(guò)與整合素β亞單位的結(jié)合與整合素共同介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的連接，影響細(xì)胞外信號(hào)向下游的傳遞，對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、鋪展、遷移及細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期、細(xì)胞粘附、增殖等進(jìn)行調(diào)控，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。作為一種關(guān)鍵的細(xì)胞外基質(zhì)粘附組分及可能的癌基，ILK近年被越來(lái)越廣泛的予以研究。

ILK是一個(gè)分子量59 000的、具有Ser/Thr蛋白激酶活性的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)蛋白。人的ILK基因定位于染色體11p15.5-p15.4，基因全長(zhǎng)8.8 kb，含有13個(gè)外顯子和12個(gè)內(nèi)含子，其中只有前12個(gè)外顯子參與翻譯。ILK能夠結(jié)合整合素β1和β3亞單位的胞漿結(jié)構(gòu)域。ILK包含3個(gè)結(jié)構(gòu)域:C端為激酶催化結(jié)構(gòu)域，其中有整合素β1、β3亞單位胞漿域結(jié)合區(qū);N端有4個(gè)錨蛋白重復(fù)(ankyrin repeats，ANK)序列;中間為磷脂酰肌醇結(jié)合結(jié)構(gòu)域(phosphin ositide binding motif，簡(jiǎn)稱PH結(jié)構(gòu)域)［2］。應(yīng)用免疫組化方法發(fā)現(xiàn)，ILK與整合素β1共定位于粘著斑處。ILK的錨蛋白重復(fù)序列對(duì)這種定位起一定作用，而N端的錨蛋白重復(fù)序列可能介導(dǎo)著ILK與其他信號(hào)分子或細(xì)胞骨架成分的蛋白-蛋白相互作用。PH結(jié)構(gòu)域可能結(jié)合磷脂酰肌醇3磷酸，并參與ILK的內(nèi)源性調(diào)節(jié)［3］。

1.2 ILK信號(hào)生物學(xué)效應(yīng)

整合素與配體結(jié)合后，整合素發(fā)生簇集，形成多聚體與胞內(nèi)信號(hào)分子聯(lián)系，介導(dǎo)信號(hào)傳導(dǎo)，從而將信號(hào)由胞外傳遞至胞內(nèi)，胞內(nèi)信號(hào)途徑由此開(kāi)始［4］。ILK是細(xì)胞信號(hào)途徑和功能的調(diào)控中心，能被整合素和可溶性介質(zhì)如生長(zhǎng)因子等激活，并為PI3K途徑調(diào)控［5］。ILK表達(dá)也受缺氧調(diào)控。ILK激活后，調(diào)控一系列下游信號(hào)機(jī)制，能夠在Ser473調(diào)控Akt的磷酸化，通過(guò)促進(jìn)Akt磷酸化刺激半胱天冬酶和核因子-JB(NF-JB)而調(diào)節(jié)細(xì)胞存活［6］。研究使用ILK和哺乳動(dòng)物西羅莫司標(biāo)靶(mTOR)RNA沉默能夠誘導(dǎo)乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞凋亡，證實(shí)Rictor的缺失會(huì)減少ILK復(fù)合物中磷酸化的Akt數(shù)量［7］。ILK也能在各種細(xì)胞調(diào)控GSK3。由ILK調(diào)控的GSK3磷酸化會(huì)引起激活蛋白1(AP1)和連環(huán)蛋白LEF轉(zhuǎn)錄因子的激活，從而相繼激活基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)和細(xì)胞周期蛋白D1，調(diào)節(jié)細(xì)胞功能［8］。ILK通過(guò)激活PIX而調(diào)控細(xì)胞延伸、遷移和細(xì)胞支架的構(gòu)建。高水平ILK能抑制上皮鈣黏蛋白，其機(jī)制是刺激上皮細(xì)胞鈣黏蛋白的抑制劑表達(dá)，促進(jìn)上皮間充質(zhì)細(xì)胞遷徙，而引起入侵和轉(zhuǎn)移。

2 ILK與腫瘤發(fā)生

2.1 ILK在各種腫瘤中的表達(dá)

ILK mRNA廣泛表達(dá)于正常人體的各種組織，如骨骼肌、心肌、腦、肺、肝、腎和胰腺等。而免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)經(jīng)福爾馬林固定、石蠟包埋的組織，發(fā)現(xiàn)人體正常胚胎及成體組織中ILK蛋白主要表達(dá)于心肌、骨骼肌纖維，在胞漿中沿細(xì)胞膜分布。胸腺皮質(zhì)區(qū)細(xì)胞及精母細(xì)胞中有微弱表達(dá)，其余組織中未見(jiàn)明顯的ILK免疫反應(yīng)。ILK mRNA與蛋白表達(dá)的不同可能是由于細(xì)胞或組織中蛋白數(shù)量不同的緣故。提示ILK蛋白在正常組織中微弱表達(dá)，并發(fā)揮生理作用。

研究發(fā)現(xiàn)將ILK過(guò)表達(dá)的細(xì)胞導(dǎo)入裸鼠體內(nèi)可引發(fā)腫瘤，提示ILK是個(gè)癌基因［9］。Hanahan等將腫瘤發(fā)生歸于細(xì)胞生理的6種基本改變:生長(zhǎng)信號(hào)的自我過(guò)度;生長(zhǎng)抑制(抗生長(zhǎng))的失敏感;細(xì)胞程序性死亡(凋亡)的破壞;無(wú)限制的復(fù)制潛能;永生的血管生成能力組織侵襲和轉(zhuǎn)移。由于ILK參加細(xì)胞基礎(chǔ)功能的調(diào)控，例如細(xì)胞內(nèi)外基質(zhì)相互作用、細(xì)胞生長(zhǎng)、生殖的胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)等，所以ILK的微小變化如表達(dá)和活性的改變，將導(dǎo)致人類腫瘤以及細(xì)胞生殖和胞內(nèi)外基質(zhì)相互作用相關(guān)聯(lián)疾病的生成。

在高百分率的息肉家族性腺瘤樣腸息肉病和結(jié)腸癌病人中，ILK活性和表達(dá)量均增高，在散發(fā)的結(jié)腸癌以及區(qū)域淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移灶中ILK表達(dá)也有明顯增高。其中在癌組織腺管中，ILK表達(dá)的增加非常顯著，癌組織腺泡中的ILK表達(dá)量大約是鄰近正常組織中ILK表達(dá)的3倍;在區(qū)域淋巴結(jié)的惡性腺泡中的ILK表達(dá)量大約是正常結(jié)腸腺管中ILK表達(dá)量的4倍;在前列腺腫瘤中，ILK的表達(dá)顯示隨著前列腺腫瘤的分級(jí)的增加而增加，與前列腺癌侵襲生長(zhǎng)和患者預(yù)后密切相關(guān)。ILK陽(yáng)性表達(dá)率在良性前列腺增生組織極低，而在惡性前列腺組織中高達(dá)46%，并與前列腺癌分級(jí)分期均有顯著相關(guān)性。癌細(xì)分化越差，ILK高表達(dá)比率越高;腫瘤分期程度越高，ILK的陽(yáng)性表達(dá)率也增高［10］。在低度惡性的卵巢腫瘤中，ILK表達(dá)量也有一定的提高，ILK的表達(dá)量隨著腫瘤惡性程度的增高而增高［11］。此外，ILK過(guò)量表達(dá)通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)參與胃癌的發(fā)生發(fā)展，而且ILK的表達(dá)水平與侵襲的深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及間質(zhì)組織的數(shù)量密切相關(guān)。

為了研究是否ILK參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展，采用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)和免疫組化方法檢測(cè)了胃癌細(xì)胞系胃癌組織及相應(yīng)的非癌黏膜中ILK的表達(dá)情況，并分析了與臨床病理參數(shù)的關(guān)系。結(jié)果顯示，5個(gè)胃癌細(xì)胞系中4個(gè)有ILK mRNA的表達(dá)，胃癌組織中有63%有ILK mRNA表達(dá)［12］。通過(guò)免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)ILK在肺非小細(xì)胞癌的表達(dá)情況，結(jié)果表明ILK低表達(dá)或不表達(dá)的患者5年生存率分別為20%、59%［13］。

2.2 ILK與腫瘤血管生成

腫瘤組織內(nèi)血管生成不僅為腫瘤生成提供養(yǎng)分，也為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供通道。因此，血管生成在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。血管內(nèi)皮生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是血管生成過(guò)程中一個(gè)重要的調(diào)節(jié)因子［14］。VEGF促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、存活、遷移，并且血管腔的形成也密切相關(guān)。在腫瘤血管形成過(guò)程中，更重要的一點(diǎn)是VEGF的表達(dá)是由于一些癌基因(Ras等)［15］與PI3K通路［16］作用的結(jié)果。ILK則是PI3K的一種蛋白激酶，作用于PKB/Akt(第473位絲氨酸)上游區(qū)磷酸化的調(diào)控元件，能夠激活PI3K，而PI3K能夠激活PKB。持續(xù)活化狀態(tài)的PI3K或PKB能夠阻礙上皮細(xì)胞懸浮生長(zhǎng)導(dǎo)致的細(xì)胞程序死亡，而PKB能夠消除PI3K的藥理抑制物對(duì)anoikis的增強(qiáng)作用。ILK的高表達(dá)使得依賴錨定的細(xì)胞生長(zhǎng)、抑制失巢凋亡并對(duì)不典型增生及腫瘤的形成起到促進(jìn)作用，近期Troussard等［17］通過(guò)對(duì)前列腺癌細(xì)胞進(jìn)行RNA干擾，敲除ILK基因的表達(dá)或抑制其活性，結(jié)果顯示ILK的失活抑制了VEGF的表達(dá)，因此得出ILK與VEGF有顯著的相關(guān)性。Tan等［18］發(fā)現(xiàn)，在人前列腺癌DU145和PC3細(xì)胞系中ILK可以促進(jìn)VEGF的表達(dá)和VEGF介導(dǎo)的血管生成。ILK在PKB/Akt傳導(dǎo)通路中刺激HIF-1α蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)VEGF的表達(dá)。通過(guò)RNA干擾技術(shù)抑制ILK的活性，則HIF-1α蛋白和VEGF的表達(dá)量下降，同時(shí)，由VEGF介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞遷移和血管生成也受到抑制。

3 展望

在正常組織中ILK表達(dá)正常，而在早期侵襲病損ILK過(guò)表達(dá)，轉(zhuǎn)移病損ILK高表達(dá)，因此ILK可作為診斷工具服務(wù)于診斷及治療的評(píng)估，尤其由于抑制ILK可能抑制腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移。因此可以作為治療靶點(diǎn)。ILK作為整合素和生長(zhǎng)因子受體信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的一個(gè)重要效應(yīng)物，調(diào)節(jié)細(xì)胞的粘著、生存、分化和凋亡。由于這些原因使得ILK與腫瘤的形成密切相關(guān)，目前仍有大量問(wèn)題有待進(jìn)一步研究，ILK的催化機(jī)制，ILK的功能紊亂在腫瘤發(fā)展中的作用，ILK在腫瘤形成中的作用表明它有可能為某些人類腫瘤診斷指標(biāo)。

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