p90核糖體S6激酶在耐藥中的研究進(jìn)展

朱玲鈺 綜述，楊華偉 審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科，南寧 530021)

目前，學(xué)界已明確p90核糖體S6激酶(RSK)的表達(dá)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。另外，RSK在化療耐藥方面的作用也逐漸清晰，其很可能成為逆轉(zhuǎn)化療耐藥的一個(gè)新靶點(diǎn)。本文將從RSK家族結(jié)構(gòu)與功能，RSK所在的絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)酶(MAPK/ ERK)信號(hào)通路及RSK在不同癌癥耐藥中的作用3個(gè)方面總結(jié)與歸納RSK與耐藥的相關(guān)性及其所涉及的耐藥機(jī)制，并探索RSK抑制劑用于逆轉(zhuǎn)化療耐藥的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 RSK家族

RSK是一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，其內(nèi)部是由一段保守區(qū)域?qū)端激酶結(jié)構(gòu)域(NTKD)和C端激酶結(jié)構(gòu)域(CTKD)連接起來(lái)，CTKD接受來(lái)自上游ERK的信號(hào)傳導(dǎo)自磷酸化從而誘導(dǎo)NTKD磷酸化底物介導(dǎo)細(xì)胞增殖、侵襲、遷移等一系列生物學(xué)活動(dòng)[1]?，F(xiàn)已在乳腺癌、結(jié)直腸癌等多種癌癥中報(bào)道顯示RSK可通過(guò)調(diào)控細(xì)胞黏附相關(guān)分子的表達(dá)，改變運(yùn)動(dòng)相關(guān)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)及參與上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)過(guò)程等多個(gè)方面影響腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力[2]。其中RSK亞型RSK1和RSK2已被證實(shí)具有促癌性，在惡性腫瘤中明顯過(guò)表達(dá)，并在細(xì)胞周期調(diào)控、免疫反應(yīng)介導(dǎo)、耐藥抗性中起重要作用，由此可見(jiàn)其表達(dá)上調(diào)也是誘導(dǎo)腫瘤轉(zhuǎn)移的原因之一[3-4]。而RSK3與RSK4被視為抑癌基因，過(guò)表達(dá)RSK3可使細(xì)胞G1期停滯從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡。家族中較為獨(dú)特的基因RSK4在癌癥中的作用已逐漸明朗，其可通過(guò)使細(xì)胞阻滯于G0/G1期從而抑制細(xì)胞增殖，通過(guò)改變細(xì)胞黏附力進(jìn)而抑制轉(zhuǎn)移。除此之外，RSK4可負(fù)性作用于受體酪氨酸激酶(RTK)信號(hào)通路，并參與抑制p53依賴的細(xì)胞生長(zhǎng)[5]。日前，RSK3和RSK4在耐藥中的研究也有所突破[6-7]。由此可見(jiàn)，RSK的耐藥研究可能是未來(lái)的一個(gè)新方向。

2 MAPK/ERK信號(hào)通路

MAPK/ERK信號(hào)通路激活是由細(xì)胞外信號(hào)分子通過(guò)“配體-受體”方式與RTK相結(jié)合，從而使信號(hào)傳入胞內(nèi)激活RAS-RAF-MEK-ERK-RSK級(jí)聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而參與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、遷移和存活[8]。MAPK/ERK信號(hào)通路不僅參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，還作為多種化療藥物如維羅非尼等B型絲/蘇氨酸蛋白激酶(BRAF)抑制劑及曲美替尼等絲裂原活化蛋白激酶(MEK)抑制劑耐藥機(jī)制之一?，F(xiàn)已知MAPK/ERK通路抑制劑已聯(lián)合應(yīng)用于治療黑色素瘤、非小細(xì)胞肺癌等惡性腫瘤中[9]。可知，MAPK/ERK通路抑制劑不僅可通過(guò)抑制細(xì)胞有氧糖酵解促進(jìn)癌細(xì)胞死亡，還能增加針對(duì)線粒體抗癌藥物靶向作用毒性[10]。而且MAPK/ERK信號(hào)傳導(dǎo)還可抑制促凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)死亡啟動(dòng)子(Bad)、Bcl-2相互作用細(xì)胞死亡介導(dǎo)因子(BIM)，同時(shí)活化抗凋亡蛋白Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bax)，由此抑制細(xì)胞凋亡，而其通路抑制劑可促凋亡、逆轉(zhuǎn)耐藥[11-12]。另外，MAPK/ERK通路還涉及耐藥相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控。已知由多藥耐藥基因1(MDR1)編碼的P-糖蛋白(P-gp)與癌細(xì)胞多藥耐藥抗性相關(guān)，并且對(duì)抗癌藥物(如阿霉素，表柔比星，紫杉醇)來(lái)說(shuō)是一種能量依賴性ATP外排泵。相關(guān)研究表明，不僅P-gp本身的合成和降解與MAPK/ERK通路相關(guān)，而且其誘導(dǎo)基因上調(diào)程序性細(xì)胞死亡配體1(PD-L1)的表達(dá)也受MAPK/ERK通路的正向調(diào)控。并且可知MEK-ERK-RSK通路抑制劑可明顯下調(diào)MDR1/P-gp的表達(dá)，同時(shí)明顯提高細(xì)胞化療敏感性[13]。另一個(gè)與多藥耐藥相關(guān)蛋白ATP-結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G2(ABCG2)的表達(dá)也依賴于MAPK/ERK途徑[14]。除此之外，MAPK途徑還介導(dǎo)與HER2和EGFR相關(guān)的內(nèi)分泌抵抗[15]。由此可見(jiàn)，對(duì)MAPK/ERK信號(hào)通路及其下游效應(yīng)物的探索是化療耐藥研究的一個(gè)突破口。

3 在不同癌癥耐藥中的作用

3.1RSK與黑色素瘤耐藥 已知MAPK途徑是介導(dǎo)BRAF突變型黑色素瘤化療耐藥的重要機(jī)制之一。研究發(fā)現(xiàn)在黑色素瘤細(xì)胞中，MAPK途徑下游重要效應(yīng)子RSK明顯過(guò)表達(dá)，并且對(duì)BRAFV600E/K抑制劑維羅非尼和MEK抑制劑曲美替尼聯(lián)合耐藥[16]。由相關(guān)研究可知，活化的RSK不僅可通過(guò)使黑素瘤細(xì)胞S112位點(diǎn)磷酸化失活激活抗凋亡蛋白Bcl-xL和Bcl-2從而增加MAPK抑制劑抗性細(xì)胞存活率[17]，同時(shí)可以通過(guò)直接靶向Cdc25激活 Cdk1或者通過(guò)抑制Chk1磷酸化沉默G2DNA損傷檢查點(diǎn)，進(jìn)而促進(jìn)體細(xì)胞中G2/M轉(zhuǎn)換，提高細(xì)胞增殖率[18-19]。另外，已知Y盒結(jié)合蛋白1(YB-1)是一種與耐藥相關(guān)基因，其可被上游RSK磷酸化激活，進(jìn)而參與基因轉(zhuǎn)錄和翻譯。RSK亞型中RSK1、RSK2正是通過(guò)絲氨酸102殘基磷酸化激活YB-1，促進(jìn)黑色素瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)化療藥物抗性[20]；而RSK4曾報(bào)道參與黑色素瘤對(duì)舒尼替尼的耐藥[7]，但RSK3和RSK4在黑色素瘤耐藥中的作用及機(jī)制有待進(jìn)一步研究。已有研究發(fā)現(xiàn)RSK抑制劑可以阻止多重耐藥黑色素瘤細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而抑制耐藥細(xì)胞增殖[21]?？梢?jiàn)，RSK抑制劑有望成為治療耐藥型黑色素瘤的聯(lián)合方案之一。

3.2RSK與乳腺癌耐藥 已知三陰性乳腺癌(TNBC)的雌激素受體(ER)，孕激素受體(PR)和人表皮生長(zhǎng)因子受體-2(HER2)表達(dá)均為陰性，并呈現(xiàn)預(yù)后差、易轉(zhuǎn)移、耐藥率高等特點(diǎn)。在化療后的乳腺組織中發(fā)現(xiàn)殘存有癌癥干細(xì)胞(CSC)，其極有可能是臨床上腫瘤復(fù)發(fā)的原因之一[22]。相關(guān)研究表明CSC的增殖與RSK/YB-1通路密切相關(guān)，并在人乳腺上皮細(xì)胞(HMEC)中檢測(cè)到Y(jié)B-1表達(dá)增加，其主要是通過(guò)在S102位點(diǎn)被RSK磷酸化后易位至細(xì)胞核起作用的。并且RSK抑制劑(LJI308，BI-D1870或木犀草素)的使用可以誘導(dǎo)CSC和非CSC群體凋亡[23]，還可以通過(guò)阻斷Notch4信號(hào)傳導(dǎo)抑制腫瘤起始細(xì)胞(TIC)進(jìn)而降低TNBC復(fù)發(fā)[24]。可見(jiàn)，RSK/YB-1通路不僅誘導(dǎo)乳腺癌發(fā)生，還參與其多藥耐藥。對(duì)于HER2陽(yáng)性乳腺癌患者，RSK/YB-1通路的激活同樣誘導(dǎo)曲妥珠單抗(赫賽汀)耐藥，YB-1及其下游靶點(diǎn)絲裂原活化蛋白激酶相互作用激酶(MNK)家族的MNK1均參與調(diào)控HER2陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗化療敏感性，且均可被RSK磷酸化激活，并且RSK抑制劑是其逆轉(zhuǎn)耐藥的重要藥物[25]。近年來(lái)，對(duì)乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，RSK3和RSK4參與PI3K抑制劑抗性的調(diào)控。當(dāng)PI3K抑制劑作用并抑制PI3K通路，過(guò)表達(dá)的RSK3和RSK4不僅可以抑制凋亡發(fā)生，還可通過(guò)磷酸化Ser235/236處核糖體蛋白S6及Ser422處eIF4B調(diào)節(jié)細(xì)胞翻譯進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞增殖[6,26]。

3.3RSK與前列腺癌耐藥 去勢(shì)抵抗是前列腺癌雄激素剝奪療法(ADT)治療過(guò)程中常出現(xiàn)的較為棘手的問(wèn)題，其可由雄激素受體(AR)擴(kuò)增、突變，AR激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及AR剪接變體等機(jī)制所誘導(dǎo)[27]。研究發(fā)現(xiàn)YB-1介導(dǎo)前列腺癌去勢(shì)抵抗，可通過(guò)與啟動(dòng)子和增強(qiáng)子區(qū)中的Y-盒序列相結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄發(fā)生，同時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)RNA剪接位點(diǎn)來(lái)誘導(dǎo)目的基因的翻譯與表達(dá)，可見(jiàn)YB-1通過(guò)增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄/翻譯途徑過(guò)表達(dá)AR以參與去勢(shì)抵抗。不僅如此，RSK/YB-1信號(hào)通路還與AR變體剪切、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)形成有關(guān)[28-29]。并且，在前列腺癌對(duì)恩雜魯胺的抗性研究中已發(fā)現(xiàn)有RSK1和RSK2的參與[30]。若在前列腺癌中抑制RSK表達(dá)可明顯阻斷AR的傳導(dǎo)。YB-1不僅參與去勢(shì)抵抗，還涉及前列腺癌紫杉烷抗性。已知YB-1可使凝聚素表達(dá)下調(diào)從而抑制紫杉烷耐藥細(xì)胞的凋亡程序，并且可與癌癥干細(xì)胞相關(guān)基因CD44和CD49f的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合促進(jìn)癌細(xì)胞增殖及過(guò)表達(dá)P-gp，以抵抗紫杉烷等化療藥物對(duì)癌細(xì)胞的作用[31-32]。除此之外，也可通過(guò)RSK抑制劑對(duì)YB-1的調(diào)節(jié)介導(dǎo)對(duì)紫杉醇的抗性[33]。

3.4RSK與非小細(xì)胞肺癌耐藥 已知KRAS突變型非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)可通過(guò)RAF/MEK/ERK/RSK和PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路產(chǎn)生聯(lián)合效應(yīng)，進(jìn)一步激活下游叉形頭轉(zhuǎn)錄因子O(FOXO)，Bcl-2相關(guān)死亡啟動(dòng)子(Bad)和糖原合成酶激酶3(GSK3)等多個(gè)效應(yīng)物以參與細(xì)胞的存活、增殖、轉(zhuǎn)移[34]。對(duì)于KRAS突變型腫瘤來(lái)說(shuō)，熱休克蛋白90 (Hsp90)是PI3K抑制劑良好的致敏劑。然而，近期研究發(fā)現(xiàn)，活化的RSK不僅具有PI3K抑制劑抗性，同時(shí)還誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞對(duì)Hsp90抑制劑ganetespib產(chǎn)生耐藥，并且敲除RSK可見(jiàn)抗性逆轉(zhuǎn)[35-36]。RSK作為多條信號(hào)通路的中間效應(yīng)物，其表達(dá)水平可影響NSCLC化療耐藥的改變。

3.5RSK與結(jié)直腸癌耐藥 據(jù)報(bào)道顯示，約10%的結(jié)直腸癌患者(CRC)伴有BRAF癌基因的纈氨酸600(V600)突變，并且臨床預(yù)后較差。對(duì)于BRAF V600E型結(jié)直腸癌，其可通過(guò)KRAS、BRAF擴(kuò)增，MEK1、PIK3CA突變，PTEN缺失及EGFR介導(dǎo)MAPK途徑激活等方式誘導(dǎo)選擇性BRAF抑制劑抗性[37-38]。已知在暴露于選擇性BRAF抑制劑的情況下，BRAFV600E CRC細(xì)胞主要通過(guò)自噬的方式來(lái)介導(dǎo)化療抗性，除了可通過(guò)阻滯MEK-ERK-RSK信號(hào)通路抑制LKB1磷酸化從而激活A(yù)MP依賴的蛋白激酶(AMPK)誘導(dǎo)自噬，還可通過(guò)刺激AMPK使自噬關(guān)鍵啟動(dòng)子ULK1激活或者通過(guò)mTORC1途徑誘導(dǎo)自噬[39]。但RSK與結(jié)直腸癌耐藥間的關(guān)系及機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

3.6RSK與卵巢癌耐藥 已知鉑類化療是卵巢癌常用化療方式。當(dāng)順鉑作用于卵巢癌細(xì)胞，可見(jiàn)細(xì)胞中RSK2表達(dá)明顯降低。若是抑制RSK2的表達(dá)，可明顯增加細(xì)胞敏感性并降低具鉑類化療藥物抗性卵巢癌細(xì)胞的存活率。這可能是通過(guò)RSK2誘導(dǎo)激活抗凋亡因子Bcl-2，同時(shí)抑制促凋亡因子Bad的表達(dá)來(lái)調(diào)控凋亡發(fā)生，或者是通過(guò)靶向作用于死亡相關(guān)蛋白激酶(DAPK)，轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白(C/EBPb)、YB-1、轉(zhuǎn)錄激活因子4(ATF4)等靶點(diǎn)介導(dǎo)順鉑耐藥性[4,40]。由此可見(jiàn)，RSK2對(duì)調(diào)控卵巢癌鉑類藥物敏感性起著重要作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

眾所周知，MAPK/ERK信號(hào)通路是大多數(shù)癌癥耐藥機(jī)制之一，其可從多個(gè)方面調(diào)控耐藥相關(guān)蛋白的表達(dá)，進(jìn)而參與耐藥的發(fā)生。作為MAPK/ERK信號(hào)通路下游重要的效應(yīng)分子，RSK近期已成為與耐藥相關(guān)的熱點(diǎn)基因。由以上總結(jié)與歸納可知，RSK與多種腫瘤耐藥性密切相關(guān)，其主要通過(guò)其靶標(biāo)YB-1起作用。對(duì)黑色素瘤而言，RSK主要參與對(duì)BRAF抑制劑和MEK抑制劑的抗性，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期及凋亡等途徑產(chǎn)生耐藥。無(wú)論是三陰性乳腺癌還是HER2陽(yáng)性乳腺癌，均可通過(guò)RSK磷酸化YB-1介導(dǎo)乳腺癌耐藥。而在前列腺癌中，RSK/YB-1途徑不僅參與調(diào)控雄激素受體進(jìn)而產(chǎn)生去勢(shì)抵抗，還與前列腺癌紫杉烷抗性相關(guān)。另外，針對(duì)KRAS突變型非小細(xì)胞肺癌，BRAFV600E型結(jié)直腸癌及鉑類耐藥型卵巢癌，RSK的過(guò)表達(dá)均是其產(chǎn)生耐藥的原因之一。并且可以發(fā)現(xiàn)RSK抑制劑LJI308，BI-D1870或木犀草素在改善藥物敏感性方面已顯現(xiàn)成效。若聯(lián)合使用MAPK/ERK信號(hào)通路抑制劑和RSK抑制劑效果會(huì)更加突出。

隨著RSK介導(dǎo)的耐藥機(jī)制逐漸明了，其在耐藥方面的潛在重要價(jià)值也隨之顯現(xiàn)，但更多的作用機(jī)制仍需要深入研究，未來(lái)有必要對(duì)RSK亞型與耐藥性的關(guān)系展開更進(jìn)一步地探索，為臨床應(yīng)用提供可靠依據(jù)。