癌症极大威胁人类健康,抗
肿瘤研究是当今生命科学中极富挑战性且意义重大的领域。目前,临床上常用的抗肿瘤药物主要是细胞毒类药物,这类抗癌药具有难以避免的选择性差、毒副作用强、易产生耐药等缺点。近年来,随着生命科学研究的飞速进展,恶性肿瘤细胞内的信号转导、细胞周期的调、细胞凋亡的诱导、血管生成以及细胞与胞外基质的相互作用等各种基本过程正在被逐步阐明。以一些与肿瘤细胞分化增殖相关的细胞信号转导通路的关键酶作为药物筛选靶点,发现选择性作用于特定靶点的高效、低毒、特异性强的新型抗癌药物已成为当今抗肿瘤药物研究开发的重要方向。
蛋白酪氨酸激酶是一类具有酪氨酸激酶活性的蛋白质,可分为受体型和非受体型两种,它们能催化ATP上的磷酸基转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上,使其发生磷酸化。蛋白酪氨酸激酶在细胞内的信号转导通路中占据了十分重要的地位,调节着细胞体内生长、分化、死亡等一系列生理化过程。
蛋白酪氨酸激酶功能的失调则会引发生物体内的一系列疾病。已有的资料表明,超过50%的原癌基因和癌基因产物都具有蛋白酪氨酸激酶活性,它们的异常表达将导致细胞增殖调节发生紊乱,进而导致肿瘤发生。此外,酪氨酸基酶的异常表达还与肿瘤的侵袭和转移,肿瘤新生血管的生成,肿瘤的化疗抗性密切相关。因此,以酪氨酸激酶为靶点进行药物研发成为国际上抗肿瘤药物研究的热点,为此投入的研究经费也是其它任何一个非传统的肿瘤靶点所无法匹敌的。
目前为止,已有十多种蛋白酪氨酸激酶抑制剂和抗体进入I-Ⅱ期临床试验阶段,个别的已经上市,并取得了令人鼓舞的治疗结果。基中,Genentech公司和罗氏药厂联合研究和生产的
HerceptinTM(
Trastuzumab)是一种抗酪氨酸激酶受体HER2/neu的人源化的单克隆抗体。1998年,美国食品的药物管理局(Food and Drug Administration, FDA)正式批准Herceptin用于治疗某些HER2阳性的转移性
乳腺癌。2001年5月,N ovartis公司研发的针对酪氨酸激酶Bcr-Abl的抑制剂GleevecTM (imatinib mesylate)由于对治疗慢性髓样
白血病(chronic myelogenous leukemia,CML)具有非常好的疗效,尚未完成Ⅲ期临床就被FDA批准提前上市,用于治疗费城染色体呈阳性(Philadelphia chromosome – positive, Ph+)的慢性髓样白血病患者,引起了巨大的轰动。GleevecTM是第一个在了解癌症的病因后鸽是设计开发,并取得了显著成效和的肿瘤治疗药物,它的研发成功可以说是癌症治疗的一个里程碑。这一重大成就被美国《科学》杂志列入2001年度十大科技新闻。纽约《时代》杂志将其作为杂志的封面,称GleevecTM 开创了药物研发的新时代。2002年2月,美国FDA又批准GleevecTM 用于胃肠基质瘤(gastrointestinal stromal tumors, GLST)的治疗。2002年7月,AstraZeneca公司研发的
IressaTM (ZD1839又被美国FDA批准用于治疗经过标准含铂类方案和紫杉萜化疗后仍然继续恶化的终未期非小细胞
肺癌患者,这也是第一种用于实体瘤治疗的针对特定靶点挑战分子酪氨酸激酶抑制剂。
erceptin,Gleevec以及Iressa的上市进一步证明了以特定靶点尤其是以酪氨酸激酶为靶点进行抗肿瘤药物的研发是21世纪最有可能获得突破性进展的抗肿瘤药物领域,具有十分广阔的前景。本文将就酪氨酸激酶在肿瘤发生发展中的作用,以及靶向于酪氨酸激酶的小分子抑制剂及抗体研发的最新进展做一终述。
受体型酪氨酸激酶与肿瘤
目前至少已有近六十种分属20个家族的受体酪氨酸激酶被子识别。所有受体酷氨酸激酶都属于I型膜蛋白,其分子具有相似的拓朴结构:糖基化的胞外配体结合区,疏水的单次跨膜区,以及胞内的酪氨酸激酶催化结构域及调控序列。不同受体酪氨酸激酶结合,将导致受体发生三聚化,并进一步使受体胞内区特异的受体酪氨酸残基发生自身磷酸化或交叉磷酸化,从而激活下游的信号转导通路。许多肿瘤的发生、发展都与酪氨酸激酶的异常表达有着极其密切的联系,下面将对几类与肿瘤的发生发展最为密切的受体酪氨酸激酶的研究迸展做一简介。
一、 表皮生长因子受体(Epidermal grovth factor receptor, EGFR)家族
EGFRPE包括EGFR、ErbB2、ErbB4等4个成员,其家族受体酪氨酸激酶(RTK)以
单体形式存在,在结构上由胞外区、跨膜区、胞内区3个部分组成,胞外区具有2个半氨酸丰富区,胞内区有典型的ATP结合位点和酪氨酸激酶区,其酪氨酸激酶活性在调节细胞增殖及分化中起着至关重要的作用。
人的egfr基因定位于第7号染色体的短臂(7p12.3-p12.1),它编码的产物EGFR由1210个氨基酸组成,蛋白分子量约为170kDa,其中,712-979位属于酪氨酸激酶区。EGFR的专一配体有EGF、TGF、amphiregulin,与其他EGFR家庭成员 共有的配体有(cellulin(BTC)、heparin-binding EGF(HB-EGF)、Epiregulin(EPR) )等。
EGFR在许多上皮业源的肿瘤细胞中表达,如非小细胞性肺癌,乳腺癌、头颈癌,
膀胱癌,
胃癌,
前列腺癌,
卵巢癌、胶质细胞瘤等。另外,在一些肿瘤如恶性胶质瘤、非小细胞性肺癌、乳腺癌、儿童胶质瘤、成神经管细胞瘤及卵巢癌等中还可检测到EGFR缺失。最为常见的EGFR缺失突变型是EGFRⅧ,EGFRⅧ失去了配体结合区,但是可自身活化酪氨酸激酶,刺激下游信号通路的激活,而不依赖于与其配全结合。
EGFR在许多肿瘤中的过表达和/或突变,借助信号转导至细胞生长失控和恶性化。另外,EGFR的异常表达还与新生血管生成,肿瘤的侵袭和转移,肿瘤的化疗抗性及预后密切相关。EGFR高表达的肿瘤患者,肿瘤恶性程度高,易发生转移,复发间期短,复发率高,患者的存活期短。
ErbB2,又名HER-2/neu,是EGFR家族的第二号成员,ErbB2通过与EGFR家族中其它三位成员构成异源二聚体,而发挥生物学作用,尚未发现能与其直接结合的配体。编码ErbB2的基因neu最早从大鼠神经母细胞瘤中分离得到,人类体细胞内neu基因的同源基因,又称为HER-2或erbB2,位于人第17号染色体的长臂(17q21.1),它编码的产物ErbB2由1255个氨基酸组成,蛋白分子量约为185Kda,其中,720-987位属于酪氨酸激酶区。
ErbB2通常只在胎儿时期表达,成年以后只在极少数组织内低水平表达。然而在多种人类肿瘤中却过度表达,如乳腺癌(25-30%)、卵巢癌(25-32%、肺静癌(30-35%)、原发性肾细胞癌(30-40%)等。过度表达的原因主要是ErbB2基因扩增(95%)或转录增多(5%)。
1987年,Slamon等人首行先报道了ErbB2扩增和乳腺癌临床预后不良之间的显著关系,其显著性高于雌激素、孕激素等指标,并在以后的研究中得到大量证实。随后,ErbB2表达水平和乳腺癌治疗效果间的关系得到广泛研究,人们发现ErbB2高表达乳腺癌患者对他莫昔芬(tamoxifen)治疗、单独的激素疗法、以及环磷酰胺、甲氨喋呤、5-氟脲嘧啶联合化疗产生耐受。研究还表明,ErbB2在细胞的恶性转化中发挥重要作用,并能促进恶性肿瘤转移。ErbB2受体过度表达往往提示乳腺癌恶性程度高,转移潜力强,进展迅速,化疗缓解期短,易产生化疗和激素治疗抗性,生存率和生存期短,复发率高。
和ErbB4对肿瘤的作用目前尚不清楚,但在肿瘤形成模型的临床前研究发现,ErbB3、Erb3与EGFR、ErbB2共表达后会使肿瘤恶性程度明显增加。
二、 血管内皮细胞生长因子受体(Vascular endothelial growth factor receptor, VEGFR)家族 VEGFR家族的成员包括:VEGFR1(Flt-1)、VEGFR2(KDR/Flk-1)、VEGFR3(Flt-4),这一家族的受体在细胞外存在着7个
免疫球蛋白样的结构域,在胞内酪氨酸激酶区则含有一段亲水手插入序列。
VEGFR1位于人第13号染色体的长臂(13q12),由1338个氨基酸组成,827-1158位属于酪氨酸激酶区。VEGFR2位于第13号染色体的长臂(4q12),由1356个氨基酸组成,845-1173位属于酪氨酸激酶区。VEGFR3位于第5号染色体的长臂(5q35.5),由1298个氨基酸组成,845-1173位属于酪氨酸激酶区。
Flt-1的配体有VEGFR121,VEGFR165,VEGF-B,PIGF;KDR/Flk-1的配体有VEGFR121,VEGFR145,VEGFR165,VEGF-C,VEGF-D;Flk-4的配体有VEGF-C,VEGF-D。这些配体都属于血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Grovth Factr, VEGF) 超家族,其中VEGFR121,VEGFR145,VEGFR165是VEGF-A(即通常所指的VEGF)经不同剪切形成的不同的多肽形式,VEGFR165又是主要作用形式,与VEGF的生物学活性密切相关。
在实体瘤的恶性生长和转移中,肿瘤的新生血管生成起着非常重要的作用,它为肿瘤的生长提供了所必需的营养和氧气。VEGF作为已知最强的血管渗透剂和内皮细胞特异的有丝分裂源,在内皮细胞的增殖、迁移和血管构建中起着重要的作用。它的表达水平和肿瘤组织的血管化程度及恶性程度呈现明显的正相关。VEGF主要是通过作用于血管内皮细胞上高亲和力的受体Flk-1和KDR/Flk-1而发挥其生物学作用的,两者具有不同信号转导途径。其中KDR/Flk-1在介导VEGF的生物效应中最为重要,与细胞趋化性、细胞的分裂、肌动蛋白重组密切相关。Flk-1虽然与VEGF结合的亲和力更强,而且磷酸化作用也相似,但对细胞的促分裂作用却小得多。基因剔除小鼠的研究发现,在KDR/Flk-1缺失的小鼠中,内皮细胞无法生成,从而使血管岛,血管的开成无法进行;而在Flk-1缺失的小鼠中,内皮细胞可以生成,但是内皮细胞排列形成血管管腔的过程受到了抑制。
Flk-4高度表达于胚胎血管发生时的血管母细胞、静脉和淋巴管,但是在发育到胎儿以后,Flk-4仅在淋巴内皮细胞表达。在多种肿瘤的病程中,Flk-4介导了VEGF-C,VEGF-D的生物学效应,诱导肿瘤淋巴管形成,促进肿瘤淋巴侵入和淋巴结转移。此外,Flk-4缺失的小鼠中,务砭和新生血管可以生成,但是由于血管管腔的缺乏,使得一些较大的血管无法规则地排列,这一结果提示,Flk-4在新生血管生成中发挥了重要的作用。
三、 血小板衍生生长因子受体(Platelet-derived growth factor receptor, PDGFR)家族
PDGFR家族的成员除了PDGFRα和PDGFRβ这外,还包括集落刺激因子1受体(Colony
stimulating factor-1receptor, CSF-1R)、干细胞生长因子受体(Stem cell factor receptor, SCFR/KIT)、FLK2/FLT3。这一家族的受体在细胞外存在着5个免疫球蛋白样的结构域,在胞内酪氨酸激酶区则含有一段亲水插入序列。
PDGFRα位于人第4号染色体的长臂(4q12),由1089个氨基酸组成,593-954位属于
酪氨酸激酶区。PDGFRβ位于人第5号染色体的长臂(5q3-q32),由1106个氨基酸组成,600-962位属于酪氨酸激酶区。
PDGFRα、PDGFRβ的配体为血小板衍生生长因子PDGF,功能性的PDGF是由A链和B链通过二硫键连接成的二聚体,包括:PDGF-AA、PDGF-BB和PDGF-AB。PDGFRAA只能与受体二聚体PDGFRαα结合;PDGF-AB可以与PDGFRαα和PDGFRαβ结合;而PDGFR-BB与PDGFRαα、PDGFRαβ、PDGFRββ三种PDGFRα二聚体类型都能结合。
PDGFR主要存在于成纤维细胞、平滑肌细胞中,但也同时在肾、睾丸、脑中表达。PDGFR与肿瘤发生有密切的关系,在大多数胶质母细胞瘤中,存在着PDGF及其受体形成的自分泌环路,这一环路与肿瘤的发生,发展有着极其密切的关系。另外,相似的环路也在
黑色素瘤、脑膜瘤、神经内分泌肿瘤、卵巢癌、前列腺癌、肺癌和
胰腺癌中存在。此外,PDGFR的酪氨酸激酶区和Tel基因发生T(5:12)染色体易位,形成融合蛋白Tel-PDGFR,在慢性粒单核细胞白血病患者的细胞中大量表达。
KIT/SCFR位于人第4号染色体的长臂(4q12),由976个氨基酸组成,589-937位属于蛋白激酶区。干细胞生长因子(Stem cell factor, SCF)是KIT/SCFR的配体。KIT/SCFR与机体的造血功能,肥大细胞的发育,黑素生成,配子形成以及Cajal间质细胞的发育密切相关。
研究发现,KIT/SCFR存在着30多种功能获得性(gain-of-function, GOF)突变形式,它们是许多肿瘤发生、发展的直接诱因。在大多数胃肠道基质瘤(gastrointestinal stronal tumor, GIST)患者中,c-kit基因在近膜区(外显子11)发生了GOF点突变,使得KIT/SCFR结构性地激活;促进了肿瘤的生长;c-kit基因在激酶区(外显17)的GOF 点突变与肥大细胞白血病,无性细胞瘤的发生密切相关;c-kit基因的GOF点突变及及部分基因缺失还与急性髓样白血病(acute myeloid leukemia)的发生发展密切相关。此外,在70%的小细胞肺癌患者中存在着SCF及KIT/SCFR自分泌环路,这一环路的存在有利于肿瘤不依赖于生长因子的生长。
FLK2/FLT3位于人第13号染色体的长臂(13q12),由993个氨基酸组成,610-943位属于蛋白激酶区。FL是FLK2/FLT3的配体。FLK2/FLT3主要表达于未成熟的造血细胞、胎盘及脑中,与其他造血生长因子协同作用,共同维持干细胞、祖细胞以及抗原递呈细胞DC、自然杀伤细胞的生长。研究发现,约1/3的急性粒细胞白血病(acute myeloblastic leukaemias)患者联重复序列发生突变,使近膜区的长度出现多态性,引起FLK2/FLT3酪氨酸激酶不依赖配体持续活化,它可能性与其它染色体易位协同作用。共同促进白血病的发生。
四、 成纤维细胞生长因子受(Fibroblast growth factor receptor, FGFR)
FGFR家族成员包括FGFR1(flg)、FGFR2(bek)、FGF3R、FGFR4。这一家族的受体
在细胞外存在着3个免疫球蛋白样的结构域和一段酸性残基序列,在胞内酷氨酸激酶区则含有一段亲水插入序列。
FGFR的配体为成纤维细胞生长因子。FGF只有在辅助分子肝素硫酸糖蛋白(heparin sulfate proteoglycan, HSPG)的协同作用下,才能与FGFR作用。FGF与FGFR以2:2:2的比例形成二聚体,每个FGF与其中一个受全的D2、D3区相互作用的同时,还与另一受体的D2区结合,以促进配受体复合物的稳定。
FGFs主要由中胚层来源的细胞产生,有强烈促增殖和分化作用,对内皮细胞、血管平滑肌细胞、成纤维细胞等均有很强的促有丝分裂作用。体内外实验均表明它具有促血管生成的作用。FGF在血管生成的作用包括:(1)促过血管内皮细胞的增殖和迁移;(2)加速具有降解基底膜作用的蛋白激酶释放;(3)促进内皮细胞形成管状结构。另外,FGF还与肿瘤细胞的迁移有关。FGFRs在内皮细胞和多种肿瘤细胞中均有表达,近来的显性失活突变体实验表明FGFR-1在小鼠胚胎发育过程中,对于维管结无能的形成和维持具有极其重要的作用。
五、 胰岛素受体(Insulin receptor, InsR)家族 InsR受体家族的成员包括胰岛素受体的相关性受体Insulin receptor-related receptor,
IRR)三个成员。这亚家族的受体由2个(半分子通过二硫键形成三个异源二聚体),亚基包含1个半胱氨酸丰富区,且提供了生长因子结合产位,而亚基则提供了跨膜区和胞内的酪氨酸激酶区。
IGF1R位于人第15号染色体的长臂(15q25-q26),包括一个130kDa的α亚基和一个95kDa的β亚基。由1367个氨基酸组成,979-1254位属于蛋白激酶区。IGF1R能与IGF-I(Insulin-like growth factor-I)和IGF-Ⅱ(Insulin-like growth factor-Ⅱ)以提高的亲和力(Kd分别为1nM和3nM)结合,IGF1R也可以和胰岛素结合,不过亲和力低了100倍。
IGF-I、IGF-Ⅱ对乳腺癌、颈癌、
结肠癌和肺癌等多种肿瘤有促增殖和抑制凋亡的作用。IGF1R在乳腺癌颈 癌中过表达,且对乳腺癌的病理过程有很大的影响。另外,IGF1R与眼色素底的黑色素瘤的转移密切相关,是这类肿瘤转移的预示因子。
六、 肝细胞生长因子受体(Hepatocyte growth factor receptor, HGFR)家族
HGFR家族的受体包括Met/ HGFR和RON/MSPR。这一家族的受体以一种异二聚体的
形式存在,包括α、β二个亚基,二亚基以二硫键相连,α亚基位于胞外,β亚基伸入膜内,且含有一个酪氨酸激酶区。
Met位于人第7号染色体的长臂(7q31),包括一个50kDa的α亚基和一个145kDa的β
亚基。由1408个氨基酸组成,1096*1355位属于酪氨酸激酶区。肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor , HGF),又名分散因子(Scatter factor , SF)是Met的配体。
Met与HGF/SF在乳腺癌、结肠癌、胃癌、前列腺癌等多种肿瘤中共表达,Met的过表达、HGF/SF的上调与这些肿瘤的转移和复发密切相关,已有的研究表明,Met极有可能成为诊断肿瘤转移和评价预后反应的重要指标。进一步分子机理研究表明,HGF/SF能够诱导β-连环蛋白(β-catenin)的酪氨酸磷酸化,破化肿瘤细胞间的粘附,从而促进细胞运动。HGF/SF还可以诱导尿激酶及其受体的表达,从而激活蛋白磷信号途径,引起胞外基质的降解。蛋白酶降解胞外基质,破坏细胞粘附,提高细胞运动性是肿瘤细胞侵袭的关键。
另外,Met的GOF点突变与
肾癌的发生发展密切相关。
七、 Tie家族 Tie家族包括两个成员:Tie1和Tie2(Tek)。Tie家族成员都有2个胞外的Ig-like结构
域和一个胞内的酪氨酸酶活性区域。Tie2位于人第9叼染色体的短臂(9p21),由1124个氨基酸组成,814-1096位属于蛋白激酶区;Tie1位于人第1号染体的短臂(1p34-- p 33),由1138个氨基酸组成,839-1118位属于蛋白激酶区。
Tie2受体的专一配体主要为Angiopietin (Ang)家族成员,包括Ang1、Ang 2、Ang3、
Ang4。 Ang1和 Ang2都可以与Tie2结合,但只有Ang1可以磷酸化激活Tie2,Ang 2则是Tie2受体的拮抗剂,有关Ang3、Ang4的研究刚刚开始,Ang4的作用可能与Ang1相似。Tie1的配体目前尚不清楚。
Tie家族主要在内皮细胞中表达,胎儿时期所有的内皮细胞中均可能检测到Tie1和Tie2
的表达,而在成人组织的内皮细胞中,主要只检测到Tie2的表达,而Tie1仅发现在部分血管内皮细胞中有表达,另外,在毛细血管母细胞瘤,血管内皮细胞瘤,胃腺癌细胞中发现Tie过表达。
与VEGFR家族成员类似,Tie家族成员 对肿瘤新血管生血管生成有重要促进作用。基因剔除小鼠的研究发现,在Tie2缺失的小鼠中,内皮细胞数量正常,集成管腔,但由于缺乏外周内皮细胞,血管幼稚,呈散在排列,无法形成网络样分支。同时内皮细胞呈圆形,与周围基质连接疏松,说明Tie-2参与构建血管非内皮细胞的部分,使得血管结构得以定整;而Tie1缺失的小鼠,可延至出生后死亡,镜下发现血管出血、水肿,提示Tie-1参与调控微血管液体交换及血流动力学过程。
非受体型酪氨酸激酶与肿瘤
非受体酪氨酸激酶家族主要有十大家族:SRC、ABL、JAK、CSK、FAK、FES、FRK、TEC、SYK/(图3)。它们在信号转导通咱起着重要作用,近来发现32个胞浆内的蛋白酪氨酸激酶近一半与人类癌症密切相关,以下介绍几类恶性肿瘤的发生发展密切相关的非受体型酪氨酸激酶。
一、 SRC家族 SRC家族已经鉴定的成员 有Fgr、Fyn、Sre、Yes、BIK、Hck、Lck、Lyn。家族中的
许多成员有组织分布特异性,并在特定的造血细胞中表达,只有Fyn、Sre、Yes普遍表达。SRC家族蛋白的过表达与相当多肿瘤疾病有关,认为其与生长因子有协同作用,具有癌基因活性。Sre家族激酶的结构在很大程度上具有相似性,有相同的结构域和调节机制。他们含有一个或者多个氨基端的酰基化位点(膜定位所需的),一个独特的结构域(鉴定保个成员)、SH3结构域、SH2结构域、催化结构域和羧基未端Tyr529(抑制位)。
SRC家族在生长因子诱导的胞内反应中起着重要作用,包括增殖、存活、粘连和迁移。许多直接的证据证明c-Src与人类癌症密切相关,如乳腺癌、
肝癌和结肠癌等。在恶性肿瘤细胞中c-Src大量聚集在核周,而在正常的细胞内c-Src相对均匀的散布于细胞质内。已发现c-Src在结肠癌中活性极高,尤其是在肿瘤转移到肝脏中后。与正常乳腺组织相比,c-Src在人乳腺癌中的活性提高了4-30倍,同时c-Src蛋白表达量也相应增加。
二、 ABL家族
ABL家族包括两个成员:Abl和Arg。Abl基因位于9号染色体长臂(9q34.1),编码145-KD
的Abl蛋白。c-Abl蛋白是有酪氨酸激酶活性的复合物,含有SH3、SH2、PTK、DNA结合域、肌动蛋白结合结构域等,有抑制细胞生长的作用。已知有两类c-Abl,由两个不同的启动子P1和P2分别是控制,对外元进行不同的剪接,形成两个不同的Abl蛋白,分别为c-Ab I a和1b。c-Ab1主要位于细胞核,靠其C端的核定位信号(NLS)定位,当蛋白过表达时也可以在细胞质中发现。细胞分裂时,cdkl或蛋白激酶C(PKC)磷酸化其C端的DNA结合区域,阻止其与DNA的结合。c-Ab1随着细胞周期进行磷酸化和去磷酸化,但其特异性磷酸化的靶蛋白现在还没有得到。除了单倍体生殖细胞外,c-Ab1在造血组织和其他组织中有广泛表达。过表达c-Ab1会诱导p21的表达,下调cdk2,引志细胞周期停滞。细胞生长的抑制需要酪氨酸激酶活性区域、核定位域和完整的SH2结构域的协同作用。
费城染色体(Philadelphia chromosome,PH)是迄今发现的首例染色体异常与特殊类型的白血病紧密相关。Ber-Abl融合蛋白在慢性髓样白血病(CML)患者体内普遍表达,该融合蛋白是由于CML患者体内存在费城染色体,其9号染色体和22号染色体发生易位,9号染色体长臂未端(9q34)的c-Abl原癌基因断裂,并与22号染色体长臂未端(22q11)的c-Bcr基因的3端发生融合形成。CML患者的Bcr-Abl融合蛋白的分子量大约为210kDa[43]。P210Bcr-Abl融合蛋白对CML的恶性转化具有关键作用。与Abl蛋白酪氨酸激酶相比,P210Bcr-Abl的激酶活性大大增强,主要是自磷酸化水平显著提高。P210Bcr-Abl自磷酸化后,为Grb-2、SHC、CRKL等一系列衔接蛋白分子提供结合位点,从而起始激活RAS/MAPK信号途径或Jak/Stat信号途径,[44],上调核内基因c-myc、bcl-2、c-fos等的表达。而且,在P210Bcr-Abl中,Abl蛋白的actin结合功能也有提高。这些信号途径的异常使骨髓前体细胞发生癌变,增殖异常,分化和凋亡受到抑制,并且降低了这些细胞与骨髓基质的粘附作用,使其被释放到血液循环而进入CML的慢性潜伏阶段。
三、 JAK(Jamus Kinase)家族
JAK在细胞因子信号转导的初始步骤中起着至关紧要的作用。JAK家族包括四个成员:
TYK2、JAD1、JAK2、JAK3,它们分处于三个染色体簇中,分子量介于110-140kDa。编码JAK1的基因位于人1号染色体短臂(1p31.1)。JAK2在9号染色体(9p24),JAK3和TYK2位于19号染色体短臂(分别是19p13.1和19p13.2)。TYK2、JAK1T JAK2表达普遍,而JAK3的表达主要局限于造血细胞。
JAKs的氨基酸序列排列提示了它们拥有7个高度保守的结构域(JH1-JH7);它们各自
的催化域和共同的功能在很大的程度上还不很清楚。JAK家族成员有两个独特的性质:第一,羧基端有一前一后两个激酶和激酶 样的组件(JH1、JH2)。第二,JAK氨基端区域(JH7-JH3)与其他10个非受体酸呀氨酸、激酶家族成员之间没有显示同源性。
JAK与少数几种人类白血病密切相关,另外,在几种恶性肿瘤发现它的下游底物Stat3
和Stat5都处于磷酸化的活化状态。
四、 FAK家族
此家族成员,除了FAK外,还有Pyk2(CAKβ/RAFTK/cadTK/FAK2)。FAK基因位于8
号染色体的长臂(8q24-qter),PYK2位于8号染色体的短臂(8p22-p11.2).
粘着斑激酶(FAK)是一类特殊的胞质内蛋白酪氨酸激酶家族,它没有SH2和SH3结
构域,其粘着斑导向序列位于蛋白C端。FAK有六个酷氨酸化位点,通过它可以与Src激酶的SH2结构域反应。在崔化结构域中的两位酪氨酸576和577位是磷酸化作用的调节们位点,增强催化活性。位于FAK羧基端上925位酷氨酸化产生一Grb2的SH2结构域结合的位点,从而激活Ras/MAPK途径。FAK 羧基端脯氨酸富集序列含有SH3结构域的结歙闰点和介导着p130cas和GRAF的结合。FAK的粘着斑靶向(FAT)序列位于羧基端,介导FAK定位于粘着斑。这个区域还包含了两个粘着斑结合蛋白位点:paxilin和talin。
FAK参与粘附糖蛋白细胞反应,其信号通过整联蛋白受体传导;还参与促分裂神经肽
的细胞反应,其信号通过G蛋白偶联受体传导途径中关健的第一步。FAK被认为可以调节细胞的形态和迁移,帮助细胞生长贴壁,将基因转录改变的信号传入细胞核。
FAK在不同的组织中有表达,在恶性转移肿瘤中的表达特别高。FAK在不同肿瘤组织中的表达是不同的,在前列腺癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、
口腔癌和
甲状腺癌的发生过程中,FAK的表达均有提高。尤其是在乳腺癌和结肠癌组织中,FAK表达极高。铃蟾肽、肝细胞生长因子(HGF)、促乳素等可以刺激肿瘤细胞中FAK的表达。FAK不具有经典的癌蛋白功能,但它在整合素信号转导和整合素所参与肿瘤发展过程及转移进程中都起着重要作用,这意味着FAK可能成为针对恶性细胞多元发展过程中的一个靶点。
靶向蛋白酪氨酸激酶的抗肿瘤治疗
蛋白酪氨酸激酶抑制剂已成为世界抗肿瘤研究的热点领域,国际上各大研究机构,制药集团都非常重视以酪氨酸激酶为靶点的药物研发,包括发展小分子蛋白酪氨酸激酶抑制剂,蛋白酪氨酸激酶的特异性单克隆抗体以及反义寡核苷酸等。目前已有十多种蛋白酪氨酸激酶抑制剂和抗体进入I-Ⅲ期临床试验阶段,个别的已经上市。下面将针对HerceptinTM和GleevecTM研究中取得的经验和教训以及其他处于临应研究阶段的靶向于EGFR家族和VEGFR家族的小分子抑制剂及抗体研发的最新进展做了一简单介绍。