spleen tyrosine kinase脾酪氨酸激酶

概述

Syk基因由日本学者 Taniguchi等1991年从猪脾cDNA克隆出来,其编码蛋白是一种非受体型酪氨酸激酶,故被命名为脾酪氨酸激酶( spleen tyrosine kinase,Syk)。Syk在较长时间里被认为是造血细胞特有的信号分子,在淋巴细胞的成熟和免疫细胞的激活中起重要作用。近年来发现Syk在多种非造血细胞也有表达。最初观察到Syk在乳腺癌的演进中显著降低,后来发现Syk异常表达也见于其它许多肿瘤。

Syk基因的克隆表达、结构及分布

1991年, Taniguchi等首次从猪脾cDNA文库克隆出p72编码基因。该基因包含1884个碱基对的开放阅读框,编码蛋白含628个氨基酸,分子量为71618。p72的氨基酸序列不含配体结合部位和跨膜结构域,但却含有一个相当保守的蛋白酪氨酸激酶区和两个SH2( Srchomology2)结构域。p72与其它酩氨酸激酶具有30%~40%的同源性,但非同源部分则具有独特性。因此,他们认为p72是一个新发现的非受体型酪氨酸激酶,并把其编码基因定名为Syk。在此基础上,人的Syk基因随后也被成功克隆。人Syk基因定位于9号染色体q22区,与猪Syk基因具有最大的同源性,93%的氨基酸序列相同。Syk蛋白包含629个氨基酸,分子量为72ku。Syk蛋白中含有两个串联的SH2结构域—SH2(N)和SH2(C)以及一个体现酪氨酸激酶固有特性的激酶结构域。SH2结构域由约100个氨基酸组成,其三级结构已经确定,即SH2的中心为反平行β片层结构,是SH2与磷酸化酪氨酸残基作用的部位,两侧为α螺旋结构。SH2的主要功能是:胞质内多种信号蛋白的相互连接,形成蛋白异聚体复合物,从而调节信号转导途径中的信号传递。

Syk的细胞生物学功能

1.抑制细胞分裂和增殖

Coopman等将转染Syk基因的MDA-MB-435乳腺癌细胞株注入裸鼠,对所形成的肿瘤作免疫组化研究显示,Syk表达阳性和缺失的乳腺癌细胞在细胞凋亡方面无显著差异;但表达Syk的乳腺癌细胞常增大,含多叶状核或多个核;分裂中期的纺锤体异常,表现为多个纺锤体极,且不一致地附着于浓缩的染色体。荧光原位杂交(FISH）分析表明,增大的细胞是超二倍体,X染色体和17号着丝点的数量比正常多。此外,还检测到Syk阳性的癌细胞在异常有丝分裂后生长受阻,结果胞质分裂失败。出现异常有丝分裂的原因,与α微管蛋白被Syk磷酸化,进而导致微管/微管蛋白单体比例失衡有关。

2.对细胞迁移的影响

目前的研究结论尚不一致。 Mahabeleshwar等对Syk阳性表达的MCF-7和阴性表达的MDA-MB-231两种乳腺癌细胞株的迁移作对比硏究,发现过表达野生型Syk能抑制MDA-MB-231细胞迁移;而将Syk特异的反乂寡核苷酸转染入MCF-7细胞,则大大增加其细胞迁移速度。进一步分析表明,Syk对乳腺癌细胞的影响与磷脂酰肌醇激酶3(PI3K)、NF-κB和尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)等的共同作用有关。受Sk调节的PI3K和受NF-KB介导的uPA分泌之间存在功能性分子联系,共同调控着乳腺癌细胞的运动。

3.对某些细胞因子分泌的影响

Syk对可介导抗胂瘤侵袭活性的某些细胞因子的分泌也有一定影响。uPA是丝氨酸蛋白酶家族的一个重要成员,能将纤溶酶原转变为纤溶酶。纤溶酶通过降解基质蛋白促进肿瘤细胞侵袭,因而uPA在肿瘤生长和转移中具有重要作用。研究发现,uPA的分泌依赖于NF-κB激活。转染野生型Syk的MDA-MB-231乳腺癌细胞,可通过酪氨酸磷酸化来抑制NF-KB的活性,进而显著抑制uPA的分泌。GRO是一种与炎症和生长调节有关的细胞因子,包括GROa、GROβ和GROγ三个亚型。Li等运用蛋白芯片技术,发现人乳腺癌细胞也表达GRO,且GRO的分泌与Syk的表达呈负相关。

乳腺癌 MDA-MB-231胞过表达Syk,GRO的分泌水平显著下降;相反,乳腺癌MCF-7细胞中Syk表达下调,则导致GRO的分泌增多。进一步从mRNA水平上分析,发现MDA-MB-231细胞Syk过表达,可使GROα和GROβ下调,但对GROy的分泌无影响。

4.抑制肿瘤细胞的成瘤能力

实验表明,转染Syk不仅影响肿瘤细胞的侵袭和转移,也抑制肿瘤细胞的成瘤能力。让移植在裸鼠皮下的MDA-MB-435乳腺癌细胞恢复Syk表达,会使其生长受到抑制,也可使肿瘤细胞在肺的寄居生长能力减弱;在体外,Syk可降低肿瘤细胞向外侵袭性生长的速度。同样,将转染Syk的 Meljuso黑色素瘤细胞注入重度联合免疫缺陷病(SCID)的小鼠皮下,也显示 Mel-Juso细胞的成瘤作用延迟,所形成的肿瘤体积较小和形成的转移灶减少。另有报道称,表达Syk及表达SykB的肿瘤细胞成瘤能力存在差异。Wang等硏究了Syk和SykB在乳腺肿瘤组织中的亚细胞定位(胞核胞质)及其功能差异,发现在正常乳腺组织中仅可检测到Syk,而在原发性乳腺肿瘤中则常见SykB异常表达。提示Syk能抑制乳腺癌细胞的侵袭,而SykB则促进乳腺癌演进。