富含脯氨酸的酪氨酸激酶2 在肿瘤中的研究进展

朱彤，茅国新

1南通大学附属医院肿瘤内科，江苏 南通 226000

2盐城市第一人民医院肿瘤科，江苏 盐城 224000

富含脯氨酸的酪氨酸激酶2（proline-rich tyrsosine kinase 2，Pyk2）是黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）家族的新成员，又称为细胞黏附激酶β（cellular adhesion kinase β，CAKβ）、黏着斑相关的酪氨酸激酶（related adhesion focal tyrosine kinase，RAFTK）和钙依赖的酪氨酸蛋白激酶（calcium-dependent tyrosine kinase，CADTK）。Pyk2 可催化多种含SH2 结构域的底物蛋白磷酸化，从而发挥重要作用。作为中间的关键介体，Pyk2 可参与多种信号通路，例如WNT/β-catenin、磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）、促分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和信号转导及转录激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）等，促进肿瘤的发生发展。大量研究表明，与正常组织相比，Pyk2 在肺癌、肝癌、乳腺癌、结直肠癌、肾癌、前列腺癌和多发性骨髓瘤等多种肿瘤中表达增加，功能实验进一步证实，Pyk2 表达增加会促进肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和转移，而敲低或药理学抑制

Pyk2

基因会抑制肿瘤细胞的恶性特征。因此Pyk2 可能成为各种肿瘤治疗的新靶点。本文就Pyk2 在肿瘤进展中的作用及其分子机制作一综述。

1 Pyk2 的结构与活化形式

Pyk2 位于人染色体8p21.1，编码110 kD 蛋白，与FAK 具有高度的序列相似性（48%的氨基酸同一性和65%的相似性）及三大相同结构域：NH2 末端FERM 域、中央激酶域和C 末端黏着靶定（focal adhesion targeting，FAT）结构域。有关Pyk2 在肿瘤中的研究报道越来越多。Pyk2 FERM 域可通过调节Pyk2磷酸化促进肿瘤细胞迁移；而中央激酶域可用于肿瘤治疗的选择性激酶抑制剂的设计；Pyk2 的C 末端FAT 结构域与致癌的MAPK 信号通路激活有关。另外，Pyk2 具有3 个富含脯氨酸的序列，可调节与蛋白质的相互作用。Pyk2 的磷酸化位点Tyr402 可直接感受细胞外信号变化，实现自身的磷酸化而激活，并且可以与Src 家族、PI3K 的SH2结构域相互作用。许多关于细胞信号的研究发现，Pyk2 是一种非常活跃的酪氨酸蛋白激酶，在神经系统、造血系统以及小肠、肾、脾和附睾等多器官中表达。Pyk2 可以被多种升高细胞内钙浓度的细胞外信号以及应激信号激活。

2 Pyk2 在肿瘤中的作用

2.1 Pyk2 参与肿瘤细胞的增殖

细胞增殖是生物体的重要生命特征，Pyk2 参与肿瘤细胞的增殖调控。在小细胞肺癌中，神经肽通过激活下游受体，升高细胞内钙浓度，使Pyk2活化，进一步通过ERK/MAPK 信号途径，促进肿瘤细胞生长。另外，体外研究表明，人肺癌细胞中Pyk2 表达的增加会上调肿瘤干细胞标志物[醛脱氢酶1 家族成员A1 重组蛋白（recombinant aldehyde dehydrogenase 1 family, member A1，ALDH1a1）、ATP 结合盒超家族成员之一（ATP binding cassette subfamily G member 2，ABCG2）和B 细胞特性莫洛尼鼠白血病病毒插入位点1（B cell-specific MLV inte-gration site-1，Bmi-1）]的表达，并增强软琼脂中的菌落形成，抑制Pyk2 表达可抑制非贴壁细胞的存活和增殖。万军等研究发现，细胞信号转导抑制因子3（suppressor of cytokine signaling 3，SOCS3）蛋白可能具有负性调节Pyk2 表达的作用。SOCS3 可通过Pyk2 介导的信号通路调控缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）表达水平来影响小细胞肺癌细胞的增殖。与正常前列腺组织相比，前列腺癌中表现出高水平的Pyk2 和 核 糖 体S6 激 酶1（ribosomal S6 kinase 1，S6K1）表达。雄激素受体（androgen receptor，AR）是一种类固醇激素受体，是调节细胞生长和存活的转录因子。高表达的Pyk2 和S6K1 可调节前列腺癌细胞中AR 表达和活性，促进肿瘤生长。有研究表明，FAK 在多种胰腺导管腺癌和恶性胸膜间皮瘤细胞系中过表达，当使用FAK 和Pyk2 双重抑制剂（PF-573228、PF-431396）处理时，细胞生长、运动和侵袭能力降低，同时诱导了两种细胞系凋亡和细胞周期停滞。

还有研究表明，miRNA-517a 和miRNA-517c 在肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）中表达下调，可以促进HCC 的进展。miRNA-517a 和miRNA-517c 通过与Pyk2 的3'UTR 区特异性结合并切割其mRNA，阻止向G/M 期过渡。汪超甲等研究证实，Pyk2 在人脑胶质瘤细胞中高表达，且与该病预后密切相关。敲除

Pyk2

基因能明显抑制人脑胶质瘤细胞的增殖、迁移及侵袭能力。在乳腺癌中，人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）参与乳腺癌的发生与发展。Pyk2 可通过MAPK 途径调节HER2 阳性乳腺癌细胞增殖。另外，WNT/β-catenin 信号的异常激活对结直肠癌的发展至关重要。Gao 等研究表明，肠腺癌息肉病（adenomatous polyposis coli，APC）基因失活会诱导FAK 和Pyk2 的表达，FAK/Pyk2 的升高会使糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK3β）在酪氨酸位点216（Y216）磷酸化，以稳定β-catenin，并且对WNT 驱动的肠道肿瘤增殖至关重要。因此，靶向FAK/Pyk2 能有效地抑制WNT/β-catenin 途径，结肠癌患者可以获得更好的临床效果。

2.2 Pyk2 参与肿瘤细胞的黏附、侵袭和转移

在肿瘤中，Pyk2 通过介导不同的信号通路在肿瘤发生、侵袭和转移中起着重要作用。二甲双胍是一种用于治疗2 型糖尿病的药物，也可以作为晚期乳腺癌的替代疗法。体外研究证实了该药物具有抗增殖潜力。研究表明，与雌激素受体（estrogen receptor，ER）和孕激素受体（progesterone receptor，PR）阳 性 乳 腺 癌 表 型 相 比，HER2 表 型（HER2+/ER-/PR-）乳腺癌细胞对二甲双胍的耐药性更高。通过微阵列分析发现，HER2 表型乳腺癌细胞给予二甲双胍处理后，

Pyk2

基因表达上调。Transwell 等功能实验发现Pyk2 可促进HER2 表型乳腺癌细胞的侵袭，Pyk2 高表达水平与HER2 表型乳腺癌患者生存率降低有关。另外有研究表明，Pyk2 在HCC 细胞系中的过表达导致细胞增殖、集落形成和侵袭增加。进一步研究发现，Pyk2 介导的细胞增殖和侵袭通过c-Src 和ERK/MAPK 信号通路的异常激活而发生。还有研究表明，NISCH是一种已知的肿瘤抑制因子。NISCH 可通过抑制FAK 的磷酸化来抑制卵巢癌的侵袭。相反，敲低

NISCH

增加了FAK 磷酸化和侵袭性，这可以被PF-562271（一种Pyk2/FAK 抑制剂）逆转。在体内，抑制NISCH 可增强腹膜/盆腔转移的形成，而PF-562271 的治疗能够中和这种现象。这些发现表明，NISCH 可能通过抑制FAK 介导的卵巢癌信号转导抑制肿瘤转移。

Pyk2 还可以通过诱导上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）促进肿瘤细胞的转移：EMT 是涉及肿瘤转移的主要发展过程。据报道，EMT 诱导剂[如表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）]可 以 激 活Pyk2，从 而 增 强STAT3，磷酸化的STAT3 和Pyk2 可以增强c-Met 表达，而c-Met 又增强其磷酸化，Pyk2-STAT3-c-Met 之间形成了正反馈回路，从而延长信号转导的持续时间并增强EMT 过程。实际上，Pyk2 可通过多个环节促进EMT 的发生。有研究表明，转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）也可以通过Smad4 和Src 依赖性途径上调Pyk2 表达，诱导乳腺癌细胞EMT。此外，Pyk2 N 末端结构域Nir1 与C-C 基序趋化因子配体18（C-C motif chemokine ligand 18，CCL18）结 合 后，通 过AKT/GSK3β/Snail 信号通路，诱导乳腺癌EMT 促进肿瘤进展和转移。

2.3 Pyk2 参与肿瘤血管生成

有研究表明，Pyk2 与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）表达相关。随着对实体肿瘤血管生成和功能认识的深入，大量的促血管生长因子及抑制因子对肿瘤内血管的生长具有调节性，其中VEGF 及其受体是目前发现的最重要的促肿瘤血管生长因子，它能促进肿瘤血管内皮细胞的增殖、迁移和存活，增加肿瘤新生血管的通透性，在肿瘤血管生成过程中发挥关键作用。Pyk2 通过激活PI3K/AKT 通路，从而上调肝癌细胞中的VEGF 表达，促进肿瘤血管生成，降低患者生存率。在脑星形细胞肿瘤中，Pyk2 阳性表达不仅见于肿瘤细胞质外，也见于肿瘤组织的血管内皮细胞。Pyk2 可以通过与VEGF 的相互作用，参与脑星形细胞肿瘤的血管生成过程。在乳腺癌中，雌激素与ER 结合，从而激活ER 介导的相关信号通路，促进肿瘤血管生成。研究发现，雌激素还可能激活不同于经典ER 信号途径的其他信号转导途径（如Pyk2 介导的信号通路），促进新血管生成。因此，Pyk2 对肿瘤血管生成的作用，可以为肿瘤治疗靶点提供新思路。

3 小结

在肾癌、结直肠癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌等肿瘤中，Pyk2 表达均高于癌旁组织，并且高表达与不良预后相关。Pyk2 可介导不同信号通路促进多种肿瘤的发生与发展，具有潜在的分子诊断、治疗和预后价值。在神经胶质瘤和卵巢癌等细胞系中，运用Pyk2 抑制剂，明显减缓了肿瘤的进展。但是关于Pyk2 的靶向治疗未来能否广泛运用于临床，以及Pyk2 抑制剂与化疗等联合治疗能否明显改善患者的预后，还需要大量临床研究验证。靶向药物调节信号通路之间存在许多交叉，也可能引起其他并发症，尚需进一步的研究。