淺談NLK在腫瘤中的研究進展

李芃龍?黃贊

摘 要 NLK是在進化上保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶。它可以通過調(diào)控多種信號通路參與調(diào)控腫瘤發(fā)生以及細胞增殖、遷移和凋亡等一系列生物學過程。NLK在不同的腫瘤組織中起著不同的調(diào)控作用，并且能作為預后因素以及影響化療藥物的敏感性。本文對NLK在各種癌癥中的調(diào)控作用進行綜述，并對其在臨床治療中的潛在應(yīng)用前景進行了討論。

關(guān)鍵詞 NLK;腫瘤;化療

前言

作為一種常見多發(fā)病，腫瘤死亡率在各種致死疾病中位居首位。目前，尚未有有效的方法治療腫瘤，腫瘤的治療以手術(shù)、放療和化療為主。其中，腫瘤的化療往往面臨著癌細胞會產(chǎn)生抗藥性的問題，因此，提升細胞對化療藥物的敏感性對于腫瘤的臨床治療具有重要的臨床價值。

1 NLK的發(fā)現(xiàn)

在1994年，Choi等科學家發(fā)現(xiàn)果蠅中的nemo基因突變后，果蠅眼睛最大只能轉(zhuǎn)動45度，而野生型果蠅能轉(zhuǎn)動90度，這表明nemo基因所編碼的蛋白參與了果蠅小眼轉(zhuǎn)動的發(fā)育過程[1]。他們發(fā)現(xiàn)nemo基因可以編碼和MAPK家族相似的兩種蛋白，分別為477和434個氨基酸，它們屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶[1]。在1998年，Brott等科學家發(fā)現(xiàn)了哺乳動物中的nemo同源基因，并命名為nemo樣激酶（nemo like kinase，NLK）[2]。

2 NLK家族及其結(jié)構(gòu)

NLK在進化上是高度保守的，一共有兩種類型的NLK，即NLK1和NLK2。在脊椎動物中，魚類和兩棲動物存在這兩種類型的NLK，而哺乳動物和禽類以及非脊椎動物只存在NLK2蛋白[3]。目前的研究表明，NLK1和NLK2具有不同的功能，這可能是由于它們的蛋白結(jié)構(gòu)不同所造成的。它們都有一個激酶活性結(jié)構(gòu)域，但NLK2在氮末端有一段富含脯氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺和組氨酸的結(jié)構(gòu)域，而且這段結(jié)構(gòu)域和很多轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)域相似;NLK2在碳末端有一段保守結(jié)構(gòu)域[4]。

3 NLK與腫瘤

在不同的腫瘤類型中，NLK的表達發(fā)生了不同的改變，并且NLK的表達變化與病人的預后有關(guān)。目前的研究表明，在不同的組織中，NLK既可以作為原癌基因促進細胞的增殖，也可以作為抑癌基因，抑制細胞的增殖。這可能和NLK對Wnt/β-catenin信號通路的雙重調(diào)控作用有關(guān)，目前的研究表明，在不同的細胞類型中，NLK對Wnt/β-catenin信號通路起著不同的調(diào)控作用[4]。

3.1 肝癌

在肝癌細胞中，NLK的表達增加，并且和調(diào)控細胞周期的核心組成部分cyclinD1以及增殖相關(guān)的標志物Ki67正相關(guān)[4]。由于肝癌細胞的發(fā)生發(fā)展和Wnt/β-catenin信號通路息息相關(guān)，并且NLK可以在neuro-2a細胞中通過Wnt/β-catenin信號通路促進cyclinD1的表達，因此NLK很有可能通過Wnt/β-catenin信號通路來調(diào)控肝癌細胞的增殖[4]。此外，研究表明，NLK的高表達和Edmondson–Steiner分級、腫瘤大小以及腫瘤結(jié)節(jié)的數(shù)量高度相關(guān)。在肝癌病人中，NLK表達高的病人的總生存率較差，因此NLK可能是肝癌的一個不良預后的標志物[5]。

3.2 神經(jīng)膠質(zhì)瘤

有研究發(fā)現(xiàn)，靶向于NLK的微小RNA（micro RNA）miR-92b表達在神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織和細胞中均上升，并且降低miR-92b的水平會導致細胞生長的抑制，包括促進細胞凋亡和抑制瘤細胞的侵襲能力，而升高NLK的表達會導致相反的結(jié)果[6]?？茖W家進一步研究發(fā)現(xiàn)NLK在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中能夠通過抑制轉(zhuǎn)錄因子β-catenin/TCF4的轉(zhuǎn)錄活性來抑制Wnt/β-catenin信號通路，從而負調(diào)控神經(jīng)周膠質(zhì)瘤和間充質(zhì)膠質(zhì)瘤的活性[6-8]。這就表明NLK在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中可以作為抑癌基因，抑制細胞增殖。

3.3 肺癌

在肺癌中，NLK的表達有顯著的升高，NLK過表達能夠激活Wnt/β-catenin信號通路，導致上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)變，從而促進肺癌細胞的增殖和遷移[9]。因此，NLK表達高的肺癌病人預后較差。此外，在小細胞肺癌細胞系NCI-H446細胞中降低NLK的表達可以明顯降低它的存活率和增殖及遷移能力[10]。

然而，也有研究表明，在非小細胞肺癌細胞系A(chǔ)549細胞以及非小細胞肺癌組織中，NLK的表達降低，并且和非小細胞肺癌的組織學分化、臨床分期、淋巴結(jié)狀態(tài)及Ki-67高度相關(guān)[11]。此外，在體外下調(diào)NLK的表達之后，轉(zhuǎn)錄因子β-catenin/TCF4的轉(zhuǎn)錄活性明顯上升，即Wnt/β-catenin信號通路被激活，因此促進了細胞的增殖[11， 12]。

3.4 結(jié)腸直腸癌

Zhang等發(fā)現(xiàn)，NLK在正常黏膜、腺瘤、結(jié)直腸癌各分期組織中的表達逐漸升高，并且與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移、組織學分化、血管浸潤、晚期腫瘤分期等相關(guān)。多變量分析表明，NLK的表達量可以作為一個獨立的預后因素來預測結(jié)腸直腸癌患者的總存活率和無病生存率。在結(jié)腸直腸癌細胞系中降低NLK的表達會導致細胞活力的降低以及集落形成和遷移的減少，并且在細胞周期的G0/G1期阻滯了腫瘤細胞的分裂[13， 14]。

然而，Han等研究者報道稱NLK在結(jié)腸直腸癌的組織中表達顯著下降，并且NLK的低表達和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、靜脈侵襲以及肝轉(zhuǎn)移等過程相關(guān)，NLK低表達的結(jié)腸直腸癌患者的總存活率也更低。他們還發(fā)現(xiàn)，在體外，NLK抑制了結(jié)腸直腸癌細胞的生物學行為，包括細胞增殖、侵襲和遷移等[15]。

這些相互矛盾的結(jié)果說明NLK在結(jié)腸直腸癌中的功能尚未被完全認識，因此，需要進一步的實驗研究來揭示NLK在結(jié)腸直腸癌發(fā)生發(fā)展的過程中的變化以及功能。此外，為了闡明NLK對結(jié)腸直腸癌患者的預后作用，還需要進行更大規(guī)模的臨床研究。

3.5 其他類型的腫瘤

與癌旁組織相比，喉癌、腎癌以及膽囊癌組織中NLK的表達水平都升高。降低喉癌細胞系Hep-2細胞中的NLK水平后，Hep-2細胞的增殖和侵襲能力被抑制，并且Caspase-3的活性增加，表明NLK對于喉癌細胞存活以及腫瘤發(fā)生是必要的[16]。在腎癌組織中，靶向于NLK的微小RNA miR-362-3p水平下降，提高腎癌細胞中miR-362-3p的水平可以抑制細胞增殖、侵襲和遷移的能力，并且能誘導細胞發(fā)生凋亡以及停留在G1期[17]。在膽囊癌中，NLK的高表達和組織學分級、腫瘤結(jié)節(jié)轉(zhuǎn)移分期及神經(jīng)浸潤等高度相關(guān)，并且在膽囊癌病人中，NLK表達高的病人往往預后較差。多因素回歸分析表明NLK可以作為膽囊癌患者的一個獨立的預后因素[18]。

然而，在乳腺癌、前列腺癌以及卵巢癌中，NLK的表達水平明顯降低。在乳腺癌細胞系MCF-7細胞以及前列腺癌細胞中，NLK能抑制細胞增殖，并且促進細胞凋亡[19， 20]。在卵巢癌中，NLK的低表達和癌癥分期以及組織學分級有關(guān)，并且NLK表達低的卵巢癌病人預后較差[21]。

4 NLK在腫瘤治療中的作用

目前，有很多證據(jù)表明NLK在癌癥化療中起著非常重要的作用。在卵巢癌細胞系SKOV3中，過表達NLK可以促進順鉑引起的細胞凋亡，從而增加細胞對順鉑的敏感性;而當下調(diào)NLK表達時，順鉑引起的細胞凋亡和生長抑制減少了[22]。靶向于NLK的微小RNA miR-197在紫杉醇抵抗的卵巢癌細胞中表達上調(diào)，并且增強miR-197的表達時，會促進卵巢癌細胞的紫杉醇抵抗以及增殖和浸潤能力[23]。此外，在三陰乳腺癌細胞中，也有證據(jù)表明NLK通過抑制Wnt/β-catenin信號通路增加細胞的化療敏感性[24]。因此，上調(diào)NLK的表達可能是卵巢癌以及三陰乳腺癌化療的一個潛在靶點。

然而，在喉癌細胞系Hep-2細胞中，下調(diào)NLK可以增加細胞對紫杉醇的敏感性。當同時下調(diào)NLK表達和紫杉醇處理時，細胞數(shù)明顯少于單獨紫杉醇處理組。流式細胞術(shù)分析表明同時下調(diào)NLK表達和紫杉醇處理的細胞被阻滯在S期[25]。

5 結(jié)束語

在最近的研究中，大量的證據(jù)表明NLK的異常表達和各種癌癥的發(fā)生發(fā)展具有一定的相關(guān)性。NLK表達的改變引起了相關(guān)信號通路的激活或者抑制，從而導致細胞增殖、遷移、侵襲以及凋亡等生物學過程的調(diào)節(jié)，最終表現(xiàn)為促進或者抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。因此，NLK有望成為許多腫瘤的一個獨立的預后因素來分析病人的總存活率和無病生存率。此外，NLK可以增加卵巢癌細胞和三陰乳腺癌細胞對化療藥物的敏感性，而降低喉癌細胞對紫杉醇的敏感性。證實了NLK在不同的腫瘤中具有不同的調(diào)控作用，這可能和它功能的多樣性以及復雜性有關(guān)。因此，進一步研究NLK對腫瘤的調(diào)控作用是必不可少的，并且探索NLK在人類癌癥中的作用可能會進一步加深我們對癌癥發(fā)生的潛在機制的理解，并在未來為癌癥的診斷和有效治療提供潛在的治療靶點。

參考文獻

[1] Choi K W，Benzer S. Rotation of photoreceptor clusters in the developing Drosophila eye requires the nemo gene[J]. Cell，1994，78（1）：125-136.

[2] Brott B K，Pinsky B A，Erikson R L. Nlk is a murine protein kinase related to Erk/MAP kinases and localized in the nucleus[J]. Proc Natl Acad Sci U S A，1998，95（3）：963-968.

[3] Ota S，Ishitani S，Shimizu N，et al. NLK positively regulates Wnt/beta-catenin signalling by phosphorylating LEF1 in neural progenitor cells[J]. EMBO J，2012，31（8）：1904-1915.

[4] Ishitani T，Ishitani S. Nemo-like kinase，a multifaceted cell signaling regulator[J]. Cell Signal，2013，25（1）：190-197.

[5] Chen H W，Qiao H Y，Li H C，et al. Prognostic significance of Nemo-like kinase expression in patients with hepatocellular carcinoma[J]. Tumour Biol，2015，36（11）：8447-8453.

[6] Wang K，Wang X，Zou J，et al. miR-92b controls glioma proliferation and invasion through regulating Wnt/beta-catenin signaling via Nemo-like kinase[J]. Neuro Oncol，2013，15（5）：578-588.

[7] Huang T，Alvarez A A，Pangeni R P，et al. A regulatory circuit of miR-125b/miR-20b and Wnt signalling controls glioblastoma phenotypes through FZD6-modulated pathways[J]. Nat Commun，2016，（7）：12885.

[8] Sa J K，Yoon Y，Kim M，et al. In vivo RNAi screen identifies NLK as a negative regulator of mesenchymal activity in glioblastoma[J]. Oncotarget，2015，6（24）：20145-20159.

[9] Lei L，Wang Y，Zheng Y W，et al. Overexpression of Nemo-like Kinase Promotes the Proliferation and Invasion of Lung Cancer Cells and Indicates Poor Prognosis[J]. Curr Cancer Drug Targets，2019，19（8）：674-680.

[10] Lv M，Li Y，Tian X，et al. Lentivirus-mediated knockdown of NLK inhibits small-cell lung cancer growth and metastasis[J]. Drug Des Devel Ther，2016，（10）：3737-3746.

[11] Lv L，Wan C，Chen B，et al. Nemo-like kinase （NLK） inhibits the progression of NSCLC via negatively modulating WNT signaling pathway[J]. J Cell Biochem，2014，115（1）：81-92.

[12] Shi C，Xu L，Tang Z，et al. Knockdown of Nemolike kinase promotes metastasis in nonsmallcell lung cancer[J]. Oncol Rep，2019，42（3）：1090-1100.

[13] Zhang W，He J，Du Y，et al. Upregulation of nemo-like kinase is an independent prognostic factor in colorectal cancer[J]. World J Gastroenterol，2015，21（29）：8836-8847.

[14] Chen J，Han Y，Zhao X，et al. Nemolike kinase expression predicts poor survival in colorectal cancer[J]. Mol Med Rep，2015，11（2）：1181-1187.

[15] Han Y，Kuang Y，Xue X，et al. NLK， a novel target of miR-199a-3p， functions as a tumor suppressor in colorectal cancer[J]. Biomed Pharmacother，2014，68（5）：497-505.

[16] Shen N，Duan X H，Wang X L，et al. Effect of NLK on the proliferation and invasion of laryngeal carcinoma cells by regulating CDCP1[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci，2019，23（14）：6226-6233.

[17] Zou X，Zhong J，Li J，et al. miR-362-3p targets nemo-like kinase and functions as a tumor suppressor in renal cancer cells[J]. Mol Med Rep，2016，13（1）：994-1002.

[18] Li M，Zhang S，Wang Z，et al. Prognostic significance of nemo-like kinase（NLK）expression in patients with gallbladder cancer[J]. Tumour Biol，2013，34（6）：3995-4000.

[19] Huang Y，Jiang Y，Lu W，et al. Nemo-like kinase associated with proliferation and apoptosis by c-Myb degradation in breast cancer[J]. PLoS One，2013，8（7）：148.

[20] Emami K H，Brown L G，Pitts T E，et al. Nemo-like kinase induces apoptosis and inhibits androgen receptor signaling in prostate cancer cells[J]. Prostate，2009，69（14）：1481-1492.

[21] Zhang Y，Peng C，Wu G，et al. Expression of NLK and its potential effect in ovarian cancer chemotherapy[J]. Int J Gynecol Cancer，2011，21（8）：1380-1387.

[22] Zhang Y，Peng C，Wu G，et al. Expression of NLK and its potential effect in ovarian cancer chemotherapy[J]. Int J Gynecol Cancer，2011，21（8）：1380-1387.

[23] Zou D，Wang D，Li R，et al. MiR-197 induces Taxol resistance in human ovarian cancer cells by regulating NLK[J]. Tumour Biol，2015，36（9）：6725-6732.

[24] Tang T，Cheng Y，She Q，et al. Long non-coding RNA TUG1 sponges miR-197 to enhance cisplatin sensitivity in triple negative breast cancer[J]. Biomed Pharmacother，2018，（107）：338-346.

[25] Dong J R，Guo N，Zhao J P，et al. Inhibition of nemo-like kinase increases taxol sensitivity in laryngeal cancer[J]. Asian Pac J Cancer Prev，2013，14（12）：7137-7141.

作者簡介

李芃龍（1995-），男，河南人;現(xiàn)就讀于武漢大學生命科學學院，學歷：碩士，研究方向：肝臟代謝的研究。

黃贊（1972-），男，浙江人;畢業(yè)院校：芝加哥洛約拉大學，學歷：博士，職稱：教授，現(xiàn)就職單位：武漢大學生命科學學院擔任，研究方向：造血、血液腫瘤以及肝臟代謝疾病發(fā)生的研究。