吳淋娜

（福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350117）

1 背景

癌癥是21世紀(jì)最難攻克的難題之一，預(yù)計(jì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)依然保持這樣的趨勢(shì)。一項(xiàng)針對(duì)全球人口特征的研究表明，預(yù)計(jì)到2025年，每年將有超過(guò)2000萬(wàn)的新增病例。目前，尚無(wú)針對(duì)惡性腫瘤的特效藥，早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防對(duì)于降低醫(yī)療成本及提高治愈率具有重要意義。在2002年，Schiller等人利用化療與藥物相結(jié)合的手段對(duì)晚期非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的治療幾乎已經(jīng)達(dá)到了癌癥治療的頂峰。因此，開(kāi)發(fā)更有效、更具有靶向性的癌癥治療藥物已成為現(xiàn)階段癌癥攻克的研究熱點(diǎn)。一方面，DAPK廣泛地參與包括膀胱癌、結(jié)直腸癌、肝癌等的發(fā)病過(guò)程，并在其中常常呈缺失狀態(tài)[1]。另一方面，DAPK的表達(dá)量的變化及其與其他因子的相互作用與癌癥的轉(zhuǎn)移及預(yù)后存在緊密的聯(lián)系，這都體現(xiàn)了其作為抑癌因子的潛在作用。研究DAPK與癌癥的形成和發(fā)展的相互關(guān)系為實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向治療提供了更多的可能性。

2 DAPK 家族

繼1995年來(lái)，以色列Weizmann科學(xué)院研究員Kimchi及同事在掃描啟動(dòng)細(xì)胞凋亡的基因和抑制基因時(shí)發(fā)現(xiàn)死亡相關(guān)蛋白激酶（death associated protein kinase，DAPK）以來(lái)，關(guān)于DAPK的研究就逐步開(kāi)始了。死亡相關(guān)蛋白激酶（DAPK）是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族的一員，其基本功能是參與細(xì)胞骨架重組和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。編碼DAPK激酶的基因最初被功能性克隆手段所分離，作為被干擾素-γ誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的正調(diào)節(jié)因子被人熟知[2]。DAPKS由5個(gè)成員組成(DAPK1、DAPK2、DAPK3、DRAK1和DRAK2)。

DAPK1 是一個(gè)160 kda的細(xì)胞骨架相關(guān)的蛋白激酶，由1430個(gè)殘基組成，屬于鈣/鈣調(diào)素(Ca+2/CaM)調(diào)控的STKS超家族。它調(diào)控細(xì)胞凋亡、自噬，參與阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)制，也作為腫瘤抑制因子，抑制癌癥的轉(zhuǎn)移。

DAPK2 的蛋白分子量比DAPK1小，可通過(guò)其激酶結(jié)構(gòu)域參與氧化應(yīng)激調(diào)節(jié)來(lái)影響癌癥的形成，在胰腺癌、結(jié)腸癌、甲狀腺嗜酸性細(xì)胞癌中通常呈過(guò)表達(dá)狀態(tài)。有研究表明，在U2OS骨肉瘤和A549肺癌細(xì)胞中敲除DAPK2，可導(dǎo)致線粒體超氧化物水平升高，導(dǎo)致線粒體膜自發(fā)去極化，從而增加氧化應(yīng)激[3]。

DAPK3 是一個(gè)52.5 kda的絲氨酸/蘇氨酸核蛋白激酶，由454個(gè)氨基酸組成，它主要通過(guò)控制細(xì)胞凋亡途徑來(lái)增強(qiáng)細(xì)胞死亡[4]。DAPK3的突變或缺失能促進(jìn)腫瘤的形成，在肺癌模型中過(guò)表達(dá)DAPK3能提高對(duì)化學(xué)藥物的敏感性[5]。研究表明，DAPK3的激活劑與AKT抑制劑的聯(lián)合使用，會(huì)產(chǎn)生協(xié)同作用來(lái)抑制前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[5]?？傊?，DAPK的三個(gè)主要成員(DAPK1、DAPK2、DAPK3)通過(guò)其結(jié)構(gòu)域差異性在癌癥的發(fā)生中發(fā)揮著各自的作用。

3 DAPK 與癌癥發(fā)生的相關(guān)性

3.1 DAPK 參與細(xì)胞的自噬、凋亡與癌癥的相關(guān)性

自噬與凋亡，是細(xì)胞實(shí)現(xiàn)自我更新的重要生命活動(dòng)。二者在細(xì)胞中發(fā)揮的作用關(guān)系主要分為兩種：一是自噬和凋亡協(xié)同誘導(dǎo)細(xì)胞死亡；二是自噬過(guò)程破壞凋亡過(guò)程，促進(jìn)細(xì)胞存活。自噬的基本過(guò)程是對(duì)細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)蛋白進(jìn)行吞噬和降解來(lái)實(shí)現(xiàn)正常的物質(zhì)轉(zhuǎn)換和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，對(duì)于正常機(jī)體而言，自噬能使細(xì)胞實(shí)現(xiàn)正常的生命活動(dòng)過(guò)程，使其免受癌變。然而，這種機(jī)制也被癌細(xì)胞所利用。在一些癌癥治療后期，自噬為癌細(xì)胞所形成的“保護(hù)機(jī)制”，大大提高了藥物的耐藥性[6]。研究表明，自噬可阻止順鉑藥物誘導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡，并在涎腺腺樣囊性癌SACC（salivary adenoid cystic carcinoma）高轉(zhuǎn)移細(xì)胞系中發(fā)揮促生存作用[7]。DAPK通過(guò)破壞自噬過(guò)程中的Beclin-1/BCL-2復(fù)合體的形成，促進(jìn)自噬的發(fā)生，并對(duì)細(xì)胞最終走向自噬還是凋亡起著關(guān)鍵作用[8,9]。如何通過(guò)DAPK來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的自噬與凋亡的平衡，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

3.2 DAPK 的異常甲基化與癌癥的相關(guān)性

DNA 甲基化作為調(diào)控表觀遺傳、基因沉默以及染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能修飾的最為重要的機(jī)制被人所熟知，其在哺乳動(dòng)物DNA表觀遺傳學(xué)變化研究最為深入[10]，人們關(guān)于DAPK甲基化在癌癥中發(fā)揮的作用研究也尤為深入。DAPK的甲基化異常成為包括乳腺癌、肝癌、食道癌等惡性腫瘤發(fā)生的信號(hào)，它能引起DAPK的表達(dá)缺失，促進(jìn)腫瘤的耐藥性加強(qiáng)以及腫瘤預(yù)后變差。DAPK1在CpG島被甲基化，常作為癌癥檢測(cè)與治療的生物標(biāo)志物。研究表明，胃癌患者的腫瘤組織中p16和外周血漿中的DAPK呈異常甲基化，可為胃癌患者的篩選提供可能[11]。不僅如此，DAPK甲基化水平也與癌變過(guò)程密切相關(guān)，有研究[12]報(bào)道通過(guò)降低DAPK的甲基化水平，來(lái)恢復(fù)DAPK1的抗腫瘤功能抑制腫瘤的發(fā)生，即借助甲基化可逆的性質(zhì)，然后通過(guò)一些外界手段使DNA脫甲基化和沉默基因再活化，這成為了癌癥治療的新思路。

3.3 DAPK 及轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子與癌癥的相關(guān)性

調(diào)節(jié)DAPK活性的因子有正向調(diào)節(jié)因子和負(fù)向調(diào)節(jié)因子。常見(jiàn)的經(jīng)典的正調(diào)節(jié)因子有P53位點(diǎn)調(diào)控因子、C/EBP-β、SMAD等。DAPK的過(guò)表達(dá)可上調(diào)p53的表達(dá)[13]，它包括通過(guò)誘導(dǎo)p19ARF使MDM2失活以穩(wěn)定和激活p53，通過(guò)使整合蛋白失活來(lái)導(dǎo)致FAK 失活和p53上調(diào)等多種途徑[14,15]。C/EBP-β主要通過(guò)啟動(dòng)子-近端CRE/ atf結(jié)合位點(diǎn)和遠(yuǎn)端CBS位點(diǎn)調(diào)控DAPK的形成[16]，其中轉(zhuǎn)錄介質(zhì)（med1）、IFN-γ誘導(dǎo)蛋白也在其中發(fā)揮了不可替代的作用[17]。Smad參與TGF-β對(duì)DAPK的調(diào)控過(guò)程，由轉(zhuǎn)錄因子Smad介導(dǎo)的TGF-β治療后的Hep3B肝細(xì)胞癌細(xì)胞中DAPK蛋白水平大量增加[18]。

常見(jiàn)的負(fù)向調(diào)節(jié)因子有STAT3、Flt3ITD/p52NFkB和一些miRNA[19]。DAPK的提高可抑制IL-6/STAT3介導(dǎo)的促炎信號(hào)通路來(lái)抑制包括潰瘍性結(jié)腸炎及潰瘍性結(jié)腸炎等炎癥的發(fā)生[1]。在酪氨酸激酶(Flt3)內(nèi)部串聯(lián)重復(fù)序列(ITD)中，p52NF-KB與DAPK相互結(jié)合，吸引HDAC的轉(zhuǎn)錄阻遏物，使DAPK的表達(dá)得以抑制[20]。在結(jié)直腸癌研究中證實(shí)[21]一些小非編碼RNA如miR-103和miR-107等可通過(guò)靶向DAPK的30-UTR抑制其表達(dá)。

4 DAPK 與口腔癌的發(fā)生

頭頸癌作為世界上的第五大癌癥，其中口腔癌占96%?？谇话┲绪[狀細(xì)胞癌（Oral squamous cell carcinoma，OSCC）的占比最大。在印度、巴基斯坦和孟加拉國(guó)等國(guó)家口腔癌的發(fā)病率很高，這使患者通常面臨費(fèi)用高昂、組織破壞性強(qiáng)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高等術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)，其治療手段主要包括手術(shù)切除、放射治療以及順鉑、紫杉醇等藥物的輔助治療[22,23]，目前尚無(wú)針對(duì)OSCC患者的特效藥。

與其他腫瘤的形成相同，DAPK啟動(dòng)子發(fā)生甲基化引發(fā)基因沉默，進(jìn)而促使細(xì)胞凋亡水平降低，成為引發(fā)口腔癌的重要原因。其啟動(dòng)子區(qū)CpG島的超甲基化也作為細(xì)胞保護(hù)分子失活的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記[24]。Suzana Dvojakovska等人在對(duì)一批OSCC的臨床樣本檢測(cè)結(jié)果的研究情況表明，與正常組織相比，口腔癌患者的DAPK甲基化占比高達(dá)75%，它幾乎可以作為OSCC患者的診斷標(biāo)記物[25]。此外，在對(duì)47例OSCC患者p16、DAPK、RASSF1A、APC等高甲基化分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DAPK啟動(dòng)子高甲基化可作為生存率的預(yù)后參數(shù)[26]。OSCC組織中，凋亡相關(guān)基因Apaf-1基因和DAPK基因啟動(dòng)子區(qū)的甲基化可導(dǎo)致其表達(dá)降低，進(jìn)而促使細(xì)胞的凋亡水平降低，增殖能力增強(qiáng)，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[27]。

有研究利用Q-MSP技術(shù)對(duì)于OSCC患者的唾液進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)與單一標(biāo)記物相比，CCNA1、DAPK、DCC和TIMP3組合的高甲基化，使結(jié)果的敏感性和特異性達(dá)到92.5%。DAPK高甲基化組合有望成為鑒別OSCC患者的生物標(biāo)志物，這對(duì)實(shí)現(xiàn)OSCC患者的早發(fā)現(xiàn)，早治療具有重要意義[25]。

5 展望

DAPK 通過(guò)參與細(xì)胞的凋亡、自噬、細(xì)胞骨架形成等多個(gè)層面影響癌癥的發(fā)生，其甲基化水平，轉(zhuǎn)錄、翻譯后的調(diào)節(jié)也嚴(yán)重影響癌癥的進(jìn)行。針對(duì)不同腫瘤類型中攜帶特定基因組異常的子集進(jìn)行個(gè)性化治療以及對(duì)腫瘤微環(huán)境的研究是現(xiàn)階段癌癥研究的首要方向。

關(guān)于DAPK與口腔癌的形成的關(guān)系還需要建立在DAPK與許多癌癥發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行，DAPK的甲基化水平以及在口腔癌發(fā)生早期的低表達(dá)水平很可能可作為口腔癌的生物標(biāo)志。研究包括諸如結(jié)合細(xì)胞周期蛋白P15、P16、RASSF1A以及DAPK在內(nèi)的機(jī)制，結(jié)合患者如吸煙、飲酒等不良生活習(xí)慣以及其它身體指標(biāo)是攻克口腔早期診斷的基本思路。當(dāng)然，DAPK只是參與到細(xì)胞生命活動(dòng)的角色之一，真正加深對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的理解和認(rèn)識(shí)，加大包括諸如CRISPR-Cas9等技術(shù)的開(kāi)發(fā)，將DAPK放入到腫瘤發(fā)展的整體環(huán)境中去考慮，我們才能為突破臨床治療做出有效的貢獻(xiàn)，離癌癥治愈再走近一步。