Nemo样激酶与肿瘤相关性疾病研究进展

米志静

(安徽医科大学第一附属医院妇产科，安徽 合肥 230022)



Nemo样激酶与肿瘤相关性疾病研究进展

米志静

(安徽医科大学第一附属医院妇产科，安徽 合肥 230022)

Nemo样激酶(Nemo-like kinase,NLK)是在进化上高度保守的MAPK样激酶，广泛分布于机体各组织器官。诸多研究发现，NLK可通过调控多种信号通路分子如Wnt/β-catenin，c-Myb，caspase-3参与了肿瘤细胞生长、分化，增殖和凋亡等过程。异常表达的NLK在肿瘤性疾病的发生发展以及在判断疾病的预后等方面都扮演重要的角色。该文就NLK调控肿瘤性疾病发生发展的功能和机制研究进行综合论述。

Nemo样激酶；Wnt/β-catenin；肿瘤

Nemo最初被认为是果蝇眼睛光感受器发育过程中必需的基因[1]。1998年，Brott等[2]克隆了哺乳动物同源性的Nemo基因命名为Nemo样激酶(Nemo-like kinase,NLK)。大鼠NLK基因可分为NLK1和NLK2，其中NLK1基因定位于染色体10q25，编码大约550个氨基酸组成序列蛋白，和人类高度同源。 NLK2位于染色体13q13，在进化过程中为非保守序列，编码约440个氨基酸组成序列的蛋白。脊椎动物NLK蛋白可分为Ⅰ和Ⅱ型，而人类只有Ⅱ型NLK蛋白。在对COS7和HEK293细胞中NLK分布研究发现，大约60%～70%的NLK位于细胞核，约30%～40%位于细胞浆。研究证实，NLK是进化过程中高度保守的丝裂原激活蛋白酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)样激酶，主要表达在脑组织，其他的组织器官也广泛分布。 NLK在神经系统的发育生长过程中具有重要作用，基因敲除NLK的小鼠出生后会出现显著的神经系统结构和功能的异常[3-4]。近年来，越来越多的研究表明NLK是调控多种肿瘤性疾病发生发展的关键分子，异常表达的NLK不仅参与了肿瘤细胞生长、增殖、迁徙和凋亡等过程，而且对疾病的预后具有重要的参考价值。本文就目前报道的NLK和肿瘤性疾病的关系进行综合论述。

1 妇科系统肿瘤

1.1 卵巢细胞癌 2011年，Zhang等[5]采用免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)染色发现卵巢癌组织NLK只在细胞核中表达，较正常卵巢组织明显减少。下调的NLK和患者年龄，细胞病理类型，残余瘤，腹水及腹水有无恶性细胞无关，但是和临床分期和病理分级密切相关。在5年的随访研究中发现，异常表达的NLK和患者的预后明显相关。低表达NLK的患者总生存率较高表达患者明显降低，提示NLK是判断卵巢癌患者预后的指标之一。同时，体外研究发现NLK在卵巢癌化疗过程中有着重要作用。过表达NLK可以促进顺铂诱导的卵巢癌SKOV3细胞株的凋亡，抑制其生长；抑制NLK可逆转顺铂诱导的SKOV3细胞的凋亡和生长。2015年，Zou等[6]报道，NLK参与了卵巢癌细胞株A2780对紫杉醇药物治疗的敏感性。过表达NLK抑制了卵巢癌细胞A2780的增殖和侵袭以及对紫杉醇治疗的抵抗性，下调NLK增加了A2780对紫杉醇治疗的抵抗性。因此，上调NLK的表达可能是治疗卵巢癌的潜在方法之一。

1.2 乳腺癌 2013年，Huang等[7]采用western blot发现在良性乳腺肿瘤组织中NLK表达较恶性肿瘤明显升高。NLK的表达和患者的年龄，肿瘤转移，肿瘤大小，病史和雌激素受体(estrogen receptor,ER)及孕激素受体(progesterone receptor,PR)均无相关性，但是NLK和c-Myb活性负相关。文献报道NLK可以在Fbxw7的协同下结合并磷酸化或泛素化c-Myb多个位点，诱导其降解[8]。Huang等[7]体外研究发现NLK可能通过促进c-Myb降解，下调c-Myc和Bcl-2表达，抑制乳腺癌MCF-7细胞的增殖，促进其凋亡。2014年，Shaw等[9]进一步报道了NLK负性调控c-Myb的上游机制。热休克蛋白(heat shock protein 27,HSP27)能够识别和结合NLK，抑制NLK从细胞核到细胞质的转移。下调HSP27能够释放NLK到细胞质，抑制c-Myb表达，阻止乳腺癌细胞MCF-7的增殖，诱导其凋亡。

1.3 子宫颈癌 Wnt是高度保守的分泌性蛋白家族，在细胞增殖，分化，迁徙和极化等过程中具有重要作用。细胞外来的刺激激活Wnt蛋白以及Frizzled受体后，糖原合成酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)活性下降，抑制细胞质内的β-catenin磷酸化，聚集的β-catenin与淋巴增强因子-1(lymphoid enhancer factor-1,LEF-1)和T细胞因子(T-cell factor,TCF)形成复合体，进入细胞核内激活cyclinD1和c-myc基因表达[10-11]。研究报道，NLK可以细胞依赖性的正向或负向调控Wnt/β-catenin信号通路，参与了多种生理和病理的过程[12]。2003年，Ishitani等[11]研究发现，过表达NLK可以抑制子宫颈癌细胞HeLa中的β-catenin/TCF/LEF复合体的活性，但是其具体的效应目前尚不明确。

2 消化系统肿瘤

2.1 肝细胞癌 微小RNA(microRNA,miRNA)是进化上高度保守的、内源性的、长度约22nt的非编码RNA小分子，通过其保守的种子序列，能与靶基因mRNA的3′-非编码区，5-非编码区，编码序列和启动子区域特异结合，促进mRNA的降解或抑制其翻译在转录后水平调节靶蛋白的表达[13-14]。NLK可以作为miRNA的靶蛋白，参与了miRNA调控肿瘤细胞生长增殖等过程。2009年，Ji等[15]报道上调miR-108s能够负性调节NLK蛋白表达，减少肝癌细胞Hep3B的数量和分化。2010年，Jung等[16]报道，采用反转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)和western blot方法，发现在肝癌组织中NLK mRNA和蛋白表达均较正常对照组明显升高。在肝癌Hep3B和SNU-423细胞，下调NLK可以抑制肝癌细胞的生长。2014年，Shen等[17]使用RT-PCR技术发现NLK mRNA在肝癌组织中表达较癌旁组织明显升高，在肝癌细胞株Hep3B,Huh7,PLC/PRF/5,SK-Hep-1和SNU-182中NLK的表达较非癌细胞株MIHA和HLK-3明显升高。下调NLK抑制了肝癌细胞Hep3B和 Huh7的侵袭性和能动性。2015年，Chen等[18]采用免疫组织化学(IHC)发现NLK在肝癌细胞核和细胞质中高表达，而在癌旁组织中未发现或低表达。上调的NLK 和患者的性别、年龄、肝癌转移、HBsAg、肝硬化以及甲胎蛋白水平无关，但和病理分级，肿瘤大小以及肿瘤淋巴结转移的个数相关。在对患者近8年随访中发现，高表达NLK的患者预后较差，提示NLK可能是判断肝细胞癌患者预后的一个独立的指标。

2.2 结肠癌 2013年，Kim等[19]发现，Notch1信号分子能够抑制Wnt信号通路的靶基因如Axin2，Wif1，Nkd2和Apcdd1活性，促进多种人结肠癌细胞株细胞的分化，而下调NLK逆转了Notch 1对Wnt靶基因的抑制效应。2014年，Han等[20]报道，采用实时定量聚合聚合酶链反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术发现，和非癌组织相比，结肠癌组织中NLK mRNA水平明显下调。下调的NLK和TNM分期，静脉侵袭，肝和淋巴结转移相关，但和其他临床特征无关，包括年龄，性别，肿瘤位置和大小，组织学分级，淋巴结转移及腹膜扩散。随访5年发现，低NLK表达的患者其生存率较高表达患者明显降低。在体外HCT116和SW1116结肠癌细胞研究中发现，NLK抑制肿瘤细胞增殖和集落形成，促进其凋亡。但是，2015年，Chen和Zhang等[21-22]采用qRT-PCR和western blot技术发现，和非癌组织及正常结肠组织相比，NLK mRNA和蛋白水平在癌组织中升高。Chen等[21]发现上调的NLK表达和肿瘤侵袭的深度，淋巴结转移的数量，肿瘤转移的距离，血管侵袭和组织分化的程度相关，但和性别及年龄无关。随后5年随访中发现，NLK阳性表达的患者生存率较低表达患者明显降低，其次，NLK阳性的患者其复发率较阴性患者较高。Zhang等[22]报道上调的NLK和肿瘤淋巴结转移，TNM分期，肿瘤分化程度和复发率相关，NLK可能是判断结肠癌患者生存率的独立预测因子。体外研究发现，下调NLK抑制了结肠癌细胞HT-29的生长和迁移。以上不同的研究结果提示NLK在结肠癌组织发生发展中的功能和机制尚不完全清楚。不同的细胞株，不同部位的结肠癌组织以及肿瘤的分化程度可能都是造成不同实验结果的原因。

2.3 胆囊癌 2012年，Tan等[23]报道，在胆囊癌细胞株GBC-SD 和SGC-996 研究中发现，下调NLK可以抑制肿瘤细胞的生长和迁移。2013年，Li等[24]采用IHC方法发现，与胆囊炎组织比较，NLK在胆囊癌组织中表达上调。上调的NLK和病理分级，TNM分期以及淋巴结转移相关。随访1年的研究发现，患者的生存率和NLK表达呈负相关，NLK是判断患者预后的潜在指标之一。

3 其他系统肿瘤

3.1 神经胶质瘤 2011年，Cui等[25]采用western blot发现NLK的表达随着神经胶质瘤肿瘤分级的严重程度逐渐降低。随访5年发现，高表达NLK的患者预后较好。在体外U87MG肿瘤细胞研究发现，上调NLK可以通过激活caspase-3表达减少了细胞的数量，诱导了细胞凋亡，这可能正是高表达NLK患者预后较好的原因之一。长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是进化上高度保守的、长度约200 nt 大小的非编码RNA分子，参与了包括肿瘤在内的等多种疾病的发展[26-27]。2015年，Zhou等[28]报道，下调lncRNA HOTAIR可以通过抑制NLK调控的β-catenin信号通路抑制多形性胶质母细胞瘤细胞的迁移和侵袭。

3.2 肺癌 2014年，Lv等[29]采用western blot技术发现非小细胞肺癌组织NLK的蛋白表达比癌旁组织明显减少。免疫组织化学染色发现，低分化肺癌组织中NLK水平较高分化组织明显降低。低表达的NLK和临床分期，组织分化程度和淋巴结转移相关。随访5年发现，高表达NLK的患者预后较好。通过双荧光素酶报告基因实验发现，NLK负性调节肺癌细胞株A549中β-catenin/TCF复合体的活性，下调NLK增加了c-myc和cyclinD1的蛋白表达，促进了A549细胞的增殖。然而，2015年，Zhang等[30]采用IHC染色发现在非小细胞肺癌患者组织中NLK表达上调。Zhang等[30]发现肺癌组NLK的染色阳性的病人占76.15%，远高于正常肺组织中的12.84%。Suwei等[31]发现肺癌组中NLK染色阳性的病人占51.2%，而非肺癌对照组中为4.4%。上调的NLK和肿瘤大小相关，下调 NLK可以抑制肺癌细胞A549的增殖和多能性。

3.3 前列腺癌 2009年，Emami等[32]采用qRT-PCR发现，与正常前列腺比较，NLK mRNA在前列腺癌组织中表达上调。上调NLK能够抑制雄激素受体介导的转录活性，抑制前列腺癌细胞PC-3的生长，促进其凋亡。2016年，Wang等[33]报道，在前列腺癌组织中，NLK和Nurr1的表达负相关，在体外LNCaP癌细胞株中发现，NLK可以结合Nurr1启动子区NK-κB和CREB结合位点，负性调控其转录活性，这一机制可能是NLK调控前列腺癌发生发展重要原因之一。

4 展望

综上所述，NLK在肝细胞癌，胆囊癌和前列腺癌组织中表达增加，在卵巢癌，乳腺癌和神经胶质瘤组织表达减少，异常表达的NLK和患者的生存率明显相关。同时，上调或下调NLK的表达能够抑制肿瘤细胞的生物活性。这些特征为NLK成为药物治疗的潜在靶点以及判断疾病的预后的指标之一。但是，NLK在结肠癌和非小细胞肺癌组织中的表达及其对细胞增殖，生长和凋亡等方面的功能还需要进一步的研究。

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Research progress of nemo-like kinase(NLK)and cancer-related diseases

MI Zhijing

(DepartmentofObstetricsandGynecology,TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230022,China)

Nemo-like kinase(NLK)is an evolutionarily conserved MAPK-related kinase that is broadly expressed in mammalian organ systems.Accumulating evidence indicates that NLK is involved in cancer cell growth,differentiation,proliferation and apoptosis via the regulation of multiple signal molecules,including Wnt/β-catenin,c-Myb and caspase-3.Aberrant expression of NLK plays a pivotal role in the progression and development of cancer and in prognosis evaluation of cancer.In this review,we will make a summary on the function and underlying mechanism of NLK in modulating the process of various cancers.

Nemo-like kinase;Wnt/β-catenin;Cancer

10.3969/j.issn.1009-6469.2016.11.005

2016-04-17，

2016-06-23)