TKS4和TKS5在腫瘤中的研究進展

李青峰，奎翔，易曉佳，王小芳，王燕

昆明醫科大學第二附屬醫院 病理科，云南 昆明 650100

酪氨酸激酶底物（tyrosine kinase substrate，TKS）適配蛋白由N端PHOX同源（PX）結構域及多個酪氨酸激酶Src同源3（SH3）結構域組成，富含脯氨酸區域（PRR）和Src磷酸化位點。SH3結構域、Src磷酸化位點和PRR基序有助于與其他蛋白結合；PX結構域屬于磷脂酰肌醇結合模塊超家族成員，參與TKS蛋白與磷脂的結合[1]，使得它們相互作用并協調信號轉導事件的發生。侵襲性偽足和足小體是其重要的表現形式。侵襲性偽足通常用于描述癌細胞中的結構，而足小體是指與非癌細胞中的基質重塑有關的類似結構，包括樹突狀細胞、巨噬細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞和破骨細胞[2]。對侵襲性偽足的研究較廣泛，主要關注細胞侵襲、轉移等方面。侵襲性偽足表現為腹側質膜的肌動蛋白突起，并含有能夠降解細胞外基質（extracellular matrix，ECM）的蛋白酶，與人體癌細胞形成及其體內、外侵襲力有關[3-5]。Cejudo-Martin等[6]研究表明，足小體的基本成分的缺失是導致多種人類綜合征的主要原因，其中一些癥狀的特點是顱面部、骨骼和心臟發育嚴重缺陷，且預后很差。同樣，TKS蛋白中的活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）在 Src轉化細胞中對癌細胞的侵襲性偽足和足小體的形成和功能均有調節作用[7]，最主要體現在TKS4和TKS5蛋白。目前有關TKS蛋白亞型TKS4和TKS5的研究甚多，主要涉及侵襲性偽足和足小體在腫瘤中的意義，但分子機制和信號通路研究較少。

1 TKS4和TKS5

TKS4（TKS with four SH3 domains）和 TKS5（TKS with five SH3 domains）的結構整體相似，在功能上有一定的重疊，都有N端PX結構域，前者帶有4個SH3域，后者帶有5個SH3域，在人體中二者的整體結構相似性為36%。TKS4和TKS5分布廣泛，存在于從魚到人的各種脊椎動物中。

TKS4編碼基因位于人5號常染色體上，帶有4個SH3域，是一種新型支架蛋白，在細胞粘連形成中發揮重要作用[8-9]。在對Src轉化成纖維細胞的研究中，發現TKS4是形成足小體的關鍵因子，是一種動態的富含肌動蛋白的質膜突起，參與了細胞黏附、遷移和基質降解。同時，TKS4調節膜Ⅰ型基質金屬蛋白酶（membrane type 1 matrix metalloproteinases，MT1-MMP）的定位、分泌和穩定，促進了ECM蛋白水解并介導腫瘤侵襲能力的增加[10-11]。TKS4蛋白是一個可調控蛋白，在足小體形成、細胞遷移、間充質干細胞分化和骨小梁形成中發揮重要作用，同時TKS4也是促進腫瘤侵襲力的關鍵因子之一[12]，對于其機制和功能的研究很有必要。

TKS5編碼基因位于10號染色體，帶有5個SH3域，是形成侵襲性偽足的關鍵支架蛋白，Src介導的TKS5酪氨酸557/619位點磷酸化，進行侵襲性偽足相關蛋白招募，最終形成侵襲性偽足，促進癌細胞遷移。TKS5在侵襲性癌細胞中表達，在非侵襲性細胞中不表達，這表明TKS5可能在侵襲性偽足形成啟動過程中起核心作用，同時也是人類癌細胞基質侵襲所必需的因子之一[13-14]。

2 TKS4與腫瘤

在腫瘤的研究中，TKS4呈現出負調控機制。研究表明[15]TKS4支架蛋白與癌癥進展有一定的關聯，目前TKS4在幾種癌癥類型中的作用已被提及，包括乳腺癌[16]、黑色素瘤、急性髓細胞白血病和前列腺癌[17]。TKS4作為一種關鍵的內毒素標記蛋白，是用來監測結腸癌和乳腺癌細胞在體內、外侵襲能力的標志物之一[18]。

2.1 TKS4與黑色素瘤

黑色素瘤是一種高度惡性腫瘤，一旦腫瘤發生，轉移率極高，對患者的生命造成巨大的威脅。研究顯示[11,19]TKS4是黑色素瘤生長的重要調節因子，在人類黑色素瘤中高表達，在侵襲性癌細胞中明顯過度表達，在腫瘤侵襲和轉移過程中起關鍵作用，更多可能與侵襲性高低程度有關，影響患者的預后。

2.2 TKS4與急性髓細胞白血病

白血病是一類造血干細胞惡性克隆性疾病?？寺⌒缘陌籽〖毎驗樵鲋呈Э?、分化障礙、凋亡受阻等機制在骨髓和其他造血組織中大量增殖累積，并浸潤其他非造血組織和器官，同時抑制正常造血功能。Li等[28]利用生物信息學分析得出，急性髓細胞白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）相關基因的缺失和異常甲基化與TKS4有關系，表明AML表觀遺傳學發病機制對AML的精準治療有重大意義。同樣，TKS4被證明在各種體外模型中促進腫瘤細胞的遷移，并且在調節內皮細胞功能方面及在腫瘤誘導血管生成中可能起重要作用[20]，對腫瘤的生長起助推器的效果，加重患者病情。

2.3 TKS4與遺傳性疾病

TKS4基因純合突變會導致名為弗蘭克-泰爾哈爾綜合征（Frank-ter Haar syndrome，FTHS）的遺傳性疾病，患者表現出幾種與組織發育異常相關的嚴重癥狀，如伴有或不伴有青光眼的大角膜、短頭畸形、較大的前顴骨、端頭過長、鼻孔前傾、胸腰椎后凸和手短及心臟異常。TKS4的缺失也會干擾骨骼形成，最終會導致骨質疏松癥[21]，表明功能失調的TKS4很可能與FTHS表型的發展有關。同時TKS4突變導致Borrone皮膚骨骼-心臟骨骼綜合征（Borrone dermato-cardio-skeletal syndrome，BDCSS），其特征是心臟二尖瓣發育缺陷，由于細胞骨架結構的缺陷導致組織內細胞運動能力受損，可見TKS4對于機體正常功能調控的重要性[22]。TKS4的過表達促進了腫瘤侵襲、血管生成及疾病發展，TKS4的缺失造成了機體功能發育不全。

TKS4在生理和病理情況下發揮著相反的作用機制，在生理情況下是調控機體生長發育的重要因子之一，在病理情況下則促進了腫瘤的發生、發展，體現出促癌基因的作用。在未來腫瘤疾病研究中，該因子可能成為潛在的應用靶標，對臨床個性化治療提供幫助。

2.4 TKS4相關機制研究

在生理情況下TKS4表現為良性調控蛋白，在機體功能和發育中起正調控作用。研究表明[13]，TKS4在足小體形成、細胞產生ROS以及白色脂肪組織的分化中發揮重要正向作用。例如，在骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BM-MSCs）中，TKS4是成脂分化和成骨分化的潛在調節因子，同時也參與正常胚胎細胞的發育，發揮十分重要的正向調控機制[12,14,23]。Mehes等[20]認為TKS4是足小體和片狀脂質體中細胞骨架結構的關鍵組織者之一，對于調節細胞的遷移和侵襲力是必不可少的因子。Vas等[24]通過近交小鼠圖譜分析，得出TKS4是顱面骨形態正常發育的必需因子。Szeder等[25]認為TKS4是一種新上皮間質轉化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）的調控因子，它通過改變EMT來調控TKS4的表達水平而發揮作用。

TKS4的功能研究表明其在正常機體發育中是不可或缺的重要調節因子，為相關功能性疾病缺陷研究提供了重要的理論支持，也為藥物研發和靶向治療提供了依據和參考。

3 TKS5與腫瘤

目前對TKS5在好發腫瘤中的研究較廣泛，已知在膠質性腦腫瘤、肺癌、前列腺癌和乳腺癌等中均高表達，具有一定的臨床意義。

3.1 TKS5與乳腺癌

乳腺癌是發生于乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤，其病因尚未完全清楚。研究發現乳腺癌的發病存在一定的規律性，具有乳腺癌高危因素的女性容易患乳腺癌。研究表明，通過對Src-3T3纖維肉瘤細胞和MDA-MB-231乳腺癌細胞在TKS5基因敲除前后的生長分析顯示，該腫瘤的血管生成減少，凋亡率增加，腫瘤生長速度變緩慢，說明該基因在乳腺癌發生、發展中發揮了促癌基因的作用[27]。Blouw等[32]通過免疫組織化學和RNA測序的方法，分析TKS5在乳腺癌進展中的作用，得出TKS5在約50%的原發性浸潤性乳腺癌患者中高表達，此外，TKS5高表達與不良預后相關，特別是在Ⅰ/Ⅱ期疾病晚期復發患者中，為TKS5在乳腺癌中的作用機制及后續研究提供了理論支撐。

3.2 TKS5與前列腺癌

前列腺癌是指發生在前列腺的上皮性惡性腫瘤，通常與家族遺傳關系密切。Caires-Dos-Santos等[17]分析，層粘連蛋白C16刺激Src和支架蛋白TKS4和TKS5的表達，促進了前列腺癌的侵襲力。Burger等[26]用免疫組化方法檢測92例前列腺組織和正常前列腺組織中的TKS5，同時對野生型和突變型Src和TKS5在LNCAP和PC-3前列腺癌細胞系中的表達和活性進行調控，確定Src-TKS5信號在內胚層發育、基質重塑活動、轉移和侵襲中的作用，得出在高GLEASON評分的前列腺腫瘤標本和侵襲性前列腺癌細胞系中，Src被激活，TKS5被上調，提示了Src-TKS5信號在前列腺腫瘤進展中的一般作用及TKS5可能作為該疾病分期的標記因子之一。

3.3 TKS5與肺癌

肺癌是發病率和死亡率增長最快，對人群健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一。研究發現TKS5有 3種亞型，即 TKS5α（TKS5long）、TKS5β和TKS5short[27]。Li等[28]分析了 TKS5long和 TKS5short與肺腺癌的相關型，發現TKS5long高表達和TKS5short低表達與肺腺癌患者的轉移進展相關，并可以作為預測早期疾病患者的生存不良指標之一，提示TKS5long到TKS5short表達可以作為評估原發腫瘤轉移潛能和識別早期患者的預后指標，通過抑制TKS5long功能或增強TKS5Short活性的分子治療策略，未來可能有助于抑制腫瘤轉移進展。

腫瘤中TKS5的高表達與患者預后的關系極為緊密，可以進一步為臨床研究提供理論和用藥上的支撐。同時，對好發腫瘤的研究表明TKS5可能是潛在的分子指標，在未來腫瘤的靶向治療中意義極大。

3.4 TKS5的靶向研究

靶向治療，是在細胞分子水平上針對已經明確的致癌位點的治療方式。研究表明[19,29]TKS5β和TKS5Short在胚胎成纖維細胞中高表達，Tks5α則在癌細中廣泛表達，對于TKS5及亞型在癌細胞中的研究可提供理論參考。在腹膜間皮細胞（peritoneal mesothelial cells，PMCs）中，TKS5的表達可導致胃癌細胞的侵襲，同時還可以促進癌細胞黏附于腹膜表面促進癌細胞在腹壁生長，表明TKS5可能是預防腹膜癌的潛在靶點[30]，為開發抑制腹膜癌播散的藥物提供了理論支持。TKS5的表達還可誘導腫瘤血管生成[32]，在侵襲性癌細胞中，TKS5過度表達與侵襲程度有關，同時TKS5過度表達的腫瘤的轉移率也較高[3,11]。Stanley等[31]通過對免疫組織化學實驗和ONCOMIN數據庫信息的挖掘發現，與卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌的原發腫瘤相比，轉移性腫瘤中TKS5 mRNA表達增強的程度更高，且在一些腫瘤的轉移事件增加和預后較差的癌癥中的過度表達之間存在很強的相關性，TKS5可作為相關預后標志物在癌癥中的潛在因子，對未來的靶向治療具有重要的理論參考價值。Iizuka等[19]用組織芯片技術發現TKS在黑色素瘤中高表達，在轉移性黑色素瘤中的表達高于原發黑色素瘤，且TKS5水平隨疾病進展而增加，可作為黑色素瘤靶向治療和預后的指標提供參考。

上述研究表明TKS5是一個促癌因子，其高表達與腫瘤發生、發展關系密切，可能參與相關的信號通路，作為預后指標的潛能極大，對于日后相關機制研究和靶向藥物治療提供了參考。

3.5 TKS5的相關機制研究

研究表明，TKS5缺失阻礙了斑馬魚體內神經嵴細胞從背側到腹側的遷移和足體突起的形成，最終導致斑馬魚發育缺陷，表明TKS5是胚胎發育過程中神經嵴細胞遷移的必需分子之一[14,33]。在小鼠實驗中，以TKS5基因為靶點的基因陷阱導致TKS5α丟失，新生小鼠死亡，并伴有明顯的腭部形成缺陷，進一步支持了TKS5在神經嵴衍生細胞類型中的作用，表明了TKS5亞型對于哺乳動物機體發育的重要性[27]。

綜上所述，TKS5可能是一個潛在的癌癥預后指標，同時也是相關的分子靶點，在未來抗癌藥物研發中，有望對攜帶TKS5過表達腫瘤的患者進行個性化治療提供幫助。

4 TKS4、TKS5與EGF信號通路

TKS4和TKS5屬于Src家族，同時也被認為是表皮因子生長受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）和其他受體下游分子傳遞信號的成員，對正常細胞和腫瘤細胞足小體、侵襲性偽足的形成發揮重要作用[8]。Vas等[12]分析得出TKS4在表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）信號轉導過程中為信號轉導建立了平臺，使得TKS4及其下游信號是脂肪細胞功能和過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferators-activated receptorr-gamma，PPARγ）介導的白色脂肪向米色脂肪組織轉化新的調控因子。同時TKS4可能通過延遲信號轉導或改變其動力學，在EGF通路中發揮潛在的負調控作用。B?gel等[35]證明TKS4通過與EGFR形成復合物而參與EGF信號通路，并在EGF刺激下使酪氨酸磷酸化，促進細胞遷移。Fekete等[13]認為TKS5是EGF信號通路的新成分，EGF介導細胞導致TKS5磷酸化水平的持續升高并轉移到質膜上，并且調節肌動蛋白細胞骨架的重排，從而形成侵襲偽足造成細胞遷移。研究表明[26,36-37]Src在人Y558或Y620殘基上磷酸化的TKS5對于TKS5α介導侵襲性偽足形成和癌細胞侵襲力以及神經嵴細胞遷移和足小體形成至關重要。

TKS4和TKS5參與EGF信號通路的調控，是否調控了上下游相關蛋白，是否參與某種疾病的發生機制，尚有待探討。

5 結語

TKS4和TKS5作為TKS經典亞型蛋白，在腫瘤方面的研究有一定進展，但其分子機制尚不明確。對其結構和功能的研究表明，TKS4和TKS5對于侵襲性偽足的形成、癌細胞的體外侵襲和體內腫瘤生長都是必需的因子，同時在機體正常功能發育中也不可或缺，兩者的功能部分重疊。大量研究表明TKS4和TKS5是靶向治療及藥物開發研究中的關鍵因素，但兩者在腫瘤和臨床中的研究還不夠深入，癌細胞利用侵襲性偽足進行侵襲和轉移的生物學行為是否普遍，是否具有極高的臨床意義，有待進一步探討。