引用本文： 李俊峰, 阮萬百, 尹艷梅, 彭磊, 朱克祥. STYK1在惡性腫瘤發生發展中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(10): 1258-1264. doi: 10.7507/1007-9424.202306028 復制
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受體蛋白酪氨酸激酶（receptor protein tyrosine kinase，RTK）是充當信號轉換器的跨膜細胞表面蛋白，可以調節基本的細胞過程，如細胞增殖、運動、分化和代謝[1]。 RTK信號傳導的失調會導致細胞不受控制地生長和增殖，從而引發各種疾病，尤其是惡性腫瘤[2-4]。 已知RTK可調控多種信號通路，包括絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶 （mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase，MAPK/ ERK）、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白 （phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin，PI3K/Akt/mTOR）和磷脂酰肌醇特異性磷酸酶 Cγ1/蛋白激酶 C（phospholipase C gamma 1/protein kinase C，PLCG1/PKC） [1, 4]，這些途徑在調節腫瘤干性、細胞周期、血管生成、轉移等方面起了關鍵作用。針對RTK設計并開發了多種分子靶向藥物，且已在多種腫瘤中取得了成功[5-6]。絲氨酸蘇氨酸酪氨酸激酶1（serine threonine tyrosine kinase 1，STYK1）又名蛋白酪氨酸激酶結構域新基因（novel oncogene with kinase-domain，NOK），是RTK家族的一員，因過表達STYK1的BaF3細胞在裸鼠中誘導了腫瘤的發生和轉移，而被認定為致癌基因[7]。現有研究表明，STYK1的過表達與多種腫瘤的形成及發展密切相關，包括非小細胞肺癌[8]、白血病[9-10]、神經膠質瘤[11]、膽囊癌[12]、肝內膽管癌[13]、胰腺癌[14]等。因此，STYK1可能是一個重要的腫瘤治療靶點和有效的生物學標志物。 筆者現就STYK1與腫瘤發生發展相關的生物學功能及其分子調控機制進行綜述。
1 STYK1概述
1.1 結構及定位
RTK家族包括58個成員，根據其激酶結構域序列分為20個亞家族。它們通常由細胞外配體結合結構域、單程α-螺旋跨膜結構域和由蛋白酪氨酸激酶結構域（tyrosine kinase domains，TKDs）組成，兩側是調節性近膜和C末端尾部區域。當配體與RTK單體的細胞外結構域結合會引起二聚化或構象變化，從而導致細胞內TKDs的激活，然后通過酪氨酸殘基的反式自磷酸化來募集或激活細胞內信號蛋白，繼而引發后續的級聯反應[4]。與其他RTK家族成員不同的是，STYK1具有跨膜結構域和保守的細胞內TKDs，但卻缺乏細胞外結構域的特定結構，表明它不能結合特定的配體，因此認為它在細胞內具有組成性活性[7, 15]。STYK1基因位于人染色體12p13上，由11個外顯子編碼422個氨基酸，分子量約 47.6×103[16]。有研究[17-18]證實，STYK1的N端部分（尤其是跨膜結構域）能夠介導STYK1在不依賴配體條件下形成同源多聚物（二聚或三聚體），并以點模式和聚集模式兩種方式分布于早期內體中。通常情況下，激酶在激酶結構域中具有3個重要的基序，即VAIK、HRD和DFG基序，STYK1具有很好的保守的VAIK和HRD基序，卻缺乏 DFG基序[19]。STYK1也因此被認為是一種缺乏活性的“假激酶” 。盡管存在這種缺陷，但功能研究[7, 20]表明，STYK1具有很強的致癌和促癌作用。Chung等[19]為探究其實際激酶活性，將VAIK基序中的K突變為R后，發現其失去了促進腫瘤細胞增殖的作用，預示著VAIK等關鍵結構域是其發揮生物學功能的來源。
1.2 氨基酸位點及功能
STYK1的第115～380位之間的267個氨基酸是它的TKDs，其中潛藏著多個磷酸化位點，這些位點在STYK1介導的信號轉導中發揮著重要作用。Chen等[15]的研究發現，STYK1酪氨酸327或356殘基的點突變顯著抑制了ERK、Akt和信號轉導和轉錄激活因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）5的磷酸化，同時阻斷了STYK1介導的腫瘤發生和轉移能力。 Li等[21]將STYK1酪氨酸417殘基進行點突變顯著增強了ERK、STAT1和STAT3的磷酸化，表明STYK1的酪氨酸殘基是調控其自身抑制和激活的重要區域。還有研究[22]發現，STYK1的S304與Y356位點磷酸化可以增強表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）-STYK1的相互作用，逆轉EGFR的自噬抑制作用。除此之外，胡丹等[23]的研究發現，STYK1的氨基酸組成中存在多個雙亮氨酸模體，這些位點突變能改變STYK1的聚集模式及細胞定位；L203P、L237P和L299P聚集分布模式明顯減少，點狀分布增加；L41P和L220P對兩種分布的比例影響不大，但L41P表現出更明顯的核膜定位特征，L220P表現出更明顯的質膜定位特征。目前為止，STYK1維持自身激酶活性的機制仍不明確，繼續尋找調節STYK1激酶活性的關鍵位點，將有助于進一步揭示其致癌機制，為臨床設計藥物靶標提供更多的依據。
2 STYK1相關生物學功能及調控機制
STYK1作為一種缺乏完整細胞外結構域和DFG基序的“假激酶” ，其激酶活性一度遭到質疑。大量的研究表明，STYK1在多種惡性腫瘤中表現出明顯的致癌和促癌特性。通過募集下游信號蛋白，激活多條信號通路，參與調控腫瘤細胞有絲分裂、凋亡、轉移、耐藥、有氧糖酵解等生物學功能（圖1）。
圖1
已知STYK1參與的腫瘤生物學過程及相關信號通路
2.1 調控細胞增殖和細胞凋亡
STYK1可影響多種腫瘤細胞的增殖和凋亡過程。許多蛋白分子被證明參與調節細胞凋亡，如cleaved-caspase-3、Bax、Bcl-2和Bcl-xL。正常生理狀態下它們維持著一定比例，在腫瘤細胞中Bcl-2等抗凋亡蛋白顯著增加，抑制細胞凋亡，促進腫瘤進程[24]。在膽囊癌和肺癌的研究[12, 25]中，敲低STYK1可增加凋亡相關蛋白cleaved-caspase-3和Bax的表達，降低抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表達，從而促進細胞凋亡；進一步研究其機制，發現沉默STYK1可顯著抑制膽囊癌細胞中Akt的磷酸化水平，運用Akt抑制劑MK2206可消除STYK1對Bcl-2和Bax表達的影響。在神經膠質瘤的研究[11]中，敲低STYK1同樣抑制了PI3K和Akt的磷酸化水平，并抑制裸鼠移植瘤的生長。由此可見，PI3K/Akt是STYK1調控細胞增殖和凋亡的主要通路之一。肝細胞生長因子激活因子抑制劑2（hepatocyte growth factor activator inhibitor 2，HAI-2）是一種細胞周蛋白酶和人類癌癥進展的負調節因子，能夠抑制癌細胞的增殖、轉移和侵襲[26]。在Ma等[27]的研究中，過表達STYK1通過抑制非小細胞肺癌中HAI-2的表達來促進腫瘤的生長。在Wang等[28]的研究中，STYK1與 c-Src蛋白結合，促進c-Src與STAT3的相互作用，從而加快裸鼠的細胞增殖和腫瘤生長。
2.2 調控細胞周期
STYK1被認定為是一種細胞周期調節蛋白，并在細胞周期調控中發揮不同作用。正常細胞進行細胞周期時循環嚴格受到檢查點的調控。細胞周期素（cyclins）與cyclin依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）形成的cyclins-CDKs復合物是推動細胞周期進行的重要物質。劉斌等[29]發現，STYK1可以激活Akt信號通路提高CDK2和CDK4的磷酸化水平，推動細胞cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2復合物的形成。 Cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2是構成細胞G1/S期檢測點的重要部分，能促進細胞由G1期進入S期，從而縮短細胞周期，促進細胞增殖。Cyclin B1-CDK1復合物是細胞周期由 G2 向 M 期轉變所必需的，細胞分裂周期因子25A（cell division cycle 25A，CDC25A）可激活 cyclin-CDK 復合物，從而促進 G1/S期和G2/M期的轉化[30]。在膽管癌的研究[13]中，敲除STYK1可以使膽管癌細胞中cyclin B1-CDK1復合物和CDC25A表達下調，導致S期細胞群明顯增加，G2/M期細胞群減少。Zeng等[31]的研究進一步闡釋了STYK1對細胞周期的調控作用，該研究發現，STYK1的蛋白質水平在細胞周期中波動，在有絲分裂時達到峰值，在有絲分裂退出時迅速降低，其結果表明，STYK1可以通過激酶結構域與鈣依賴黏附蛋白1 基因（calcium-dependent adhesion protein 1，CDH1）相互作用，共同作用于有絲分裂晚期，導致有絲分裂停滯和細胞分裂缺陷。CDH1在有絲分裂后期被激活，并與細胞周期后期促進復合物/細胞周期體（anaphasepromoting complex or cyclosome，APC/C）締合，共同降解多種底物，從而確保姐妹染色單體的適當分離，維持基因組的完整性和穩定性[32-33]。這些研究為STYK1的致癌機制提供了一種解釋，即STYK1可以促進cyclins-CDKs復合物合成，使細胞快速通過細胞間期（G1期、S 期、G2期）到達分裂期（M期），在有絲分裂晚期引起胞質分裂缺陷，損害有絲分裂保真度的維持，促進腫瘤的轉化和形成。因此，確定STYK1在不同腫瘤中調控細胞周期的機制及其發揮激酶活性的特定基序將有助于開發針對STYK1靶向治療的新方法。
2.3 調控細胞遷移、侵襲和轉移
腫瘤轉移是腫瘤細胞通過血管或淋巴管等途徑由原發部位擴散到遠端器官的過程，是目前癌癥致死的主要原因，腫瘤細胞的遷移和侵襲是導致腫瘤轉移的重要環節。腫瘤轉移不是一個單一的過程，是多種生物過程相互疊加導致的結果。目前STYK1被證明可通過促進上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和血管、淋巴管生成影響腫瘤細胞的轉移。
EMT是上皮細胞獲得間質特性并獲得遷移、侵襲能力的重要過程。STYK1被認為可以通過激活多個信號通路，調節EMT過程。在胰腺癌的研究[14]中，STYK1通過p38 MAPK通路抑制上皮標志蛋白E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達。E-cadherin是CDH1編碼的一種鈣黏蛋白，能夠維持上皮細胞結構和功能。STYK1抑制E-cadherin的表達，導致上皮細胞間的鈣黏性和穩定性降低，細胞的解離和遷移增強。 在肝癌的研究[34]中，STYK1通過激活絲裂原活化的細胞外信號調節激酶（mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase，MEK）/ERK、PI3K/Akt信號通路上調EMT相關間充質標志蛋白波形蛋白（Vimentin）和纖連蛋白（fibronectin， FN）、Twist和Snail的表達，促進EMT過程。除此之外，STYK1還可以通過調節糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）的失活和Akt的激活促進EMT。GSK3β是一種可以抑制Snail等轉錄因子的活性的絲氨酸/蘇氨酸激酶，維持E-cadherin的表達。 STYK1通過激活Akt信號通路，抑制GSK3β的活性，誘導N-鈣黏蛋白（N-cadherin）和Snail表達上調，E-cadherin表達下調，促進EMT過程[35-36]。Lai 等[37]還發現STYK1可以通過促進叉頭框蛋白O1（forkhead box O1，FoxO1）磷酸化使其失活，從而促進非小細胞肺癌的轉移及EMT。由此可見，STYK1可以通過多種途徑抑制上皮標志蛋白表達和促進間充質標志蛋白的表達，增強腫瘤細胞遷移和侵襲能力。
血管和淋巴管是腫瘤細胞完成遠處轉移的途徑。Liu等[38]發現，STYK1可以促進血管和淋巴管的發生和重塑，過表達STYK1的小鼠瘤體內總血管數增加，尤其是環形血管高度富集，淋巴管也發生了相似的改變，瘤周或瘤內區域中的環形淋巴管明顯增加。通過與血管標志蛋白CD31和淋巴管內皮細胞標志物 LYVE-1共定位分析發現，STYK1在淋巴管內皮細胞和血管內皮細胞中均高表達。說明STYK1能夠通過影響血管和淋巴管的發生和重塑，促進腫瘤細胞的遠處轉移。
2.4 調控細胞自噬與腫瘤耐藥
已有多項研究論證了STYK1與腫瘤的化學藥物治療（簡稱“化療”）藥物敏感性之間的關系。STYK1在胃癌細胞耐藥株中高表達，根據STYK1的表達量或可預測胃癌患者對氟尿嘧啶的敏感性[39]。在白血病的研究[10]中，化療耐藥的白血病患者外周血和骨髓血樣本中STYK1也呈高表達，上調STYK1表達可促進白血病細胞株對阿霉素和依托泊苷產生耐藥性，過表達STYK1一方面降低了阿霉素和依托泊苷藥物誘導的caspase-3/7活性，減少了白血病細胞凋亡，另一方面可以調控多種與細胞增殖或死亡相關的蛋白激酶基因的表達，如MAPK4、腫瘤壞死因子受體超家族成員11A（tumor necrosis factor receptor superfamily member 11A，TNF-RSF11A）和腎母細胞瘤過度表達蛋白(nephro-blastoma overexpressed protein，NOV)，這些激酶可協同引發細胞存活信號以刺激腫瘤細胞耐藥性的產生。在卵巢癌的研究[40]中，上調STYK1表達，提高了卵巢癌細胞系A2780和ovcar-3對紫杉醇的耐受性，同時發現STYK1介導的降敏作用受到TGF-β1/Smad3通路的調控。也有研究[41]提出STYK1可通過EGFR-STYK1-成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF）1軸維持EGFR突變非小細胞肺癌對EGFR酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）的耐受性。FGF受體（FGF receptor， FGFR）信號傳導已被報道與藥物耐受細胞的存活有關，聯合使用EGFR和FGFR抑制劑可長期抑制EGFR突變耐藥細胞的存活和擴張[42]。在非小細胞肺癌細胞中，抑制STYK1可提高對EGFR TKI如阿法替尼和奧希替尼的敏感性，防止藥物耐受細胞出現，同時抵消阿法替尼誘導的FGF1急性上調[41]。
有研究[43]表明，自噬是腫瘤細胞EGFR TKI耐藥性產生的潛在機制。 Zhou等[44]首次發現，STYK1是一種自噬調節因子，通過促進自噬特異性Ⅲ類磷脂酰肌醇3-激酶復合物Ⅰ（phosphatidylinositol 3-kinase complex Ⅰ，PtdIns3K-C1）的組裝，參與自噬起始階段的調控。他們近年的研究[22]成果表明，STYK1抑制了EGFR與自噬相關蛋白Beclin1之間的相互作用，增強非小細胞肺癌細胞在EGFR TKI處理后的自噬活化，從而促進EGFR TKIs耐藥性的產生。由此可見，STYK1可成為預測EGFR TKI長期療效的生物學標志物以及減少抗腫瘤藥物耐藥的潛在分子靶點。
2.5 調控有氧糖酵解
有氧糖酵解也被稱為Warburg效應，為癌細胞提供生物能量、生物合成和氧化還原平衡優勢[45]。Shi等[46]發現，STYK1顯著抑制了電子傳輸和有氧磷酸化過程，并通過上調與有氧糖酵解有關的3種限速酶己糖激酶（hexokinase，HK）、磷酸果糖激酶（phosphofructokinase，PFK）、丙酮酸激酶（pyruvatekinase，PK）以及乳酸脫氫酶 （lactate dehydrogenase，LDH）的表達來促進有氧糖酵解。此外，STYK1促進了丙酮酸脫氫酶復合物（pyruvate dehydrogenase complex，PDC）的線粒體-核易位，并增強核PDC相關的組蛋白丙酮酸脫氫酶E1α1亞基（pyruvate dehydrogenase E1 subunit alpha 1，PDHA1）乙酰化。PDC的核易位可能是STYK1介導的核乙酰輔酶a產生的主要驅動力。 核乙酰輔酶a是介導組蛋白修飾和隨后的細胞轉化的重要代謝產物[47]。他們在后續的研究[48]進一步發現葡萄糖轉運蛋白3（ glucose transporter 3，GLUT3）可作為上游調控因子調控STYK1驅動的有氧糖酵解和細胞增殖特性。除此之外，在鼻咽癌的研究[49]中，STYK1的過表達顯著增加了鼻咽癌細胞的LDH活性、葡萄糖利用率和乳酸生成，降低了細胞內ATP水平，用Akt抑制劑MK2206可以抵消這些影響，表明PI3K/Akt通路是STYK1調控有氧糖酵解的重要途徑。
2.6 在腫瘤中的異常表達及預后
STYK1作為癌基因發揮著致癌和促癌作用，在多種類型的腫瘤組織中呈高表達并與預后相關。早在2006年，STYK1就被發現可作為乳腺癌的診斷標志物，其在67.3%的乳腺癌細胞表達呈陽性，并且在乳腺癌早期就能檢測出STYK1 mRNA[50]。在后續的研究[51-52]中，STYK1高表達與結直腸癌分化不良、淋巴結轉移、腫瘤體積、TNM分期和死亡風險顯著相關，表明STYK1參與結直腸癌的進展。同樣，在鼻咽癌[49]中，STYK1表達量與淋巴結轉移、遠處轉移和臨床分期相關，并可作為總生存期的獨立預測因子。另有研究[53]發現，在97.6%的肺癌組織中檢測到STYK1 mRNA，與非癌性組織相比，有92.3%的癌組織中STYK1表達升高。 STYK1在其他諸多類型的腫瘤組織中同樣高表達并與預后相關（表1），提示STYK1可作為一種分析靶標，用于腫瘤的診斷和預后評估。
表1
STYK1在不同類型腫瘤組織中的預后、功能及相關通路和靶點
2.7 其他
有研究發現，STYK1在其他一些重要的生物學功能中也有影響，如鐵死亡[8]，STYK1的表達上調增加了谷胱甘肽過氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）的表達水平，導致肺癌SW900細胞對鐵死亡敏感性下降，但是STYK1介導GPX4表達上調的具體機制還不清楚。 STYK1在腫瘤免疫微環境中的作用還比較模糊。Fauteux-Daniel 等[56]和Wilharm等[57]發現，STYK1在小鼠的多種NK1.1陽性淋巴細胞（包括NK、γδT、iNKT、ILC1和gdT細胞）特異性表達，但是沉默STYK1并未影響NK和γδNKT細胞的發育、激活和抗病毒功能。需要進一步的研究來了解STYK1在NK1.1陽性淋巴細胞及其他免疫細胞中的功能。
3 總結與展望
靶向治療相對于傳統的放化療具有更高的特異性和選擇性，現已成為腫瘤治療的重要手段之一。但如何解決腫瘤異質性、藥物副作用以及耐藥性的產生仍是一個難題，迫切需要尋找新的治療靶點，開發更優的靶向藥物。STYK1作為一種癌基因，參與多種腫瘤的發生、發展過程。研究證實[12, 14, 37]，阻斷STYK1可以降低腫瘤細胞增殖、遷移和轉移能力，還可以增強腫瘤細胞對化療藥物及一些靶向藥物的敏感性，表明STYK1有望成為腫瘤治療的新靶點。 STYK1的致癌機制尚未完全闡明，盡管它可通過MEK/ ERK、PI3K/AKT和JAK/STAT途徑發出信號，但尚無對STYK1直接底物的描述。而且，目前已知的參與STYK1表達調控的分子非常少，僅發現SMAD3[40]和RNA結合基序蛋白15[58]以STYK1為靶標，促進其轉錄。未來仍需進一步深入研究STYK1與腫瘤發生發展相關的分子調控機制，以期為研究和開發靶向STYK1的藥物提高更多的理論依據。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：李俊峰負責文獻檢索與整理、文章撰寫；阮萬百、尹艷梅和彭磊負責修訂論文格式和寫作框架寫作指導；朱克祥指導選題并對最終文稿進行審閱。
受體蛋白酪氨酸激酶（receptor protein tyrosine kinase，RTK）是充當信號轉換器的跨膜細胞表面蛋白，可以調節基本的細胞過程，如細胞增殖、運動、分化和代謝[1]。 RTK信號傳導的失調會導致細胞不受控制地生長和增殖，從而引發各種疾病，尤其是惡性腫瘤[2-4]。 已知RTK可調控多種信號通路，包括絲裂原活化蛋白激酶/細胞外信號調節激酶 （mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase，MAPK/ ERK）、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白 （phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin，PI3K/Akt/mTOR）和磷脂酰肌醇特異性磷酸酶 Cγ1/蛋白激酶 C（phospholipase C gamma 1/protein kinase C，PLCG1/PKC） [1, 4]，這些途徑在調節腫瘤干性、細胞周期、血管生成、轉移等方面起了關鍵作用。針對RTK設計并開發了多種分子靶向藥物，且已在多種腫瘤中取得了成功[5-6]。絲氨酸蘇氨酸酪氨酸激酶1（serine threonine tyrosine kinase 1，STYK1）又名蛋白酪氨酸激酶結構域新基因（novel oncogene with kinase-domain，NOK），是RTK家族的一員，因過表達STYK1的BaF3細胞在裸鼠中誘導了腫瘤的發生和轉移，而被認定為致癌基因[7]。現有研究表明，STYK1的過表達與多種腫瘤的形成及發展密切相關，包括非小細胞肺癌[8]、白血病[9-10]、神經膠質瘤[11]、膽囊癌[12]、肝內膽管癌[13]、胰腺癌[14]等。因此，STYK1可能是一個重要的腫瘤治療靶點和有效的生物學標志物。 筆者現就STYK1與腫瘤發生發展相關的生物學功能及其分子調控機制進行綜述。
1 STYK1概述
1.1 結構及定位
RTK家族包括58個成員，根據其激酶結構域序列分為20個亞家族。它們通常由細胞外配體結合結構域、單程α-螺旋跨膜結構域和由蛋白酪氨酸激酶結構域（tyrosine kinase domains，TKDs）組成，兩側是調節性近膜和C末端尾部區域。當配體與RTK單體的細胞外結構域結合會引起二聚化或構象變化，從而導致細胞內TKDs的激活，然后通過酪氨酸殘基的反式自磷酸化來募集或激活細胞內信號蛋白，繼而引發后續的級聯反應[4]。與其他RTK家族成員不同的是，STYK1具有跨膜結構域和保守的細胞內TKDs，但卻缺乏細胞外結構域的特定結構，表明它不能結合特定的配體，因此認為它在細胞內具有組成性活性[7, 15]。STYK1基因位于人染色體12p13上，由11個外顯子編碼422個氨基酸，分子量約 47.6×103[16]。有研究[17-18]證實，STYK1的N端部分（尤其是跨膜結構域）能夠介導STYK1在不依賴配體條件下形成同源多聚物（二聚或三聚體），并以點模式和聚集模式兩種方式分布于早期內體中。通常情況下，激酶在激酶結構域中具有3個重要的基序，即VAIK、HRD和DFG基序，STYK1具有很好的保守的VAIK和HRD基序，卻缺乏 DFG基序[19]。STYK1也因此被認為是一種缺乏活性的“假激酶” 。盡管存在這種缺陷，但功能研究[7, 20]表明，STYK1具有很強的致癌和促癌作用。Chung等[19]為探究其實際激酶活性，將VAIK基序中的K突變為R后，發現其失去了促進腫瘤細胞增殖的作用，預示著VAIK等關鍵結構域是其發揮生物學功能的來源。
1.2 氨基酸位點及功能
STYK1的第115～380位之間的267個氨基酸是它的TKDs，其中潛藏著多個磷酸化位點，這些位點在STYK1介導的信號轉導中發揮著重要作用。Chen等[15]的研究發現，STYK1酪氨酸327或356殘基的點突變顯著抑制了ERK、Akt和信號轉導和轉錄激活因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）5的磷酸化，同時阻斷了STYK1介導的腫瘤發生和轉移能力。 Li等[21]將STYK1酪氨酸417殘基進行點突變顯著增強了ERK、STAT1和STAT3的磷酸化，表明STYK1的酪氨酸殘基是調控其自身抑制和激活的重要區域。還有研究[22]發現，STYK1的S304與Y356位點磷酸化可以增強表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）-STYK1的相互作用，逆轉EGFR的自噬抑制作用。除此之外，胡丹等[23]的研究發現，STYK1的氨基酸組成中存在多個雙亮氨酸模體，這些位點突變能改變STYK1的聚集模式及細胞定位；L203P、L237P和L299P聚集分布模式明顯減少，點狀分布增加；L41P和L220P對兩種分布的比例影響不大，但L41P表現出更明顯的核膜定位特征，L220P表現出更明顯的質膜定位特征。目前為止，STYK1維持自身激酶活性的機制仍不明確，繼續尋找調節STYK1激酶活性的關鍵位點，將有助于進一步揭示其致癌機制，為臨床設計藥物靶標提供更多的依據。
2 STYK1相關生物學功能及調控機制
STYK1作為一種缺乏完整細胞外結構域和DFG基序的“假激酶” ，其激酶活性一度遭到質疑。大量的研究表明，STYK1在多種惡性腫瘤中表現出明顯的致癌和促癌特性。通過募集下游信號蛋白，激活多條信號通路，參與調控腫瘤細胞有絲分裂、凋亡、轉移、耐藥、有氧糖酵解等生物學功能（圖1）。
圖1
已知STYK1參與的腫瘤生物學過程及相關信號通路
2.1 調控細胞增殖和細胞凋亡
STYK1可影響多種腫瘤細胞的增殖和凋亡過程。許多蛋白分子被證明參與調節細胞凋亡，如cleaved-caspase-3、Bax、Bcl-2和Bcl-xL。正常生理狀態下它們維持著一定比例，在腫瘤細胞中Bcl-2等抗凋亡蛋白顯著增加，抑制細胞凋亡，促進腫瘤進程[24]。在膽囊癌和肺癌的研究[12, 25]中，敲低STYK1可增加凋亡相關蛋白cleaved-caspase-3和Bax的表達，降低抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL的表達，從而促進細胞凋亡；進一步研究其機制，發現沉默STYK1可顯著抑制膽囊癌細胞中Akt的磷酸化水平，運用Akt抑制劑MK2206可消除STYK1對Bcl-2和Bax表達的影響。在神經膠質瘤的研究[11]中，敲低STYK1同樣抑制了PI3K和Akt的磷酸化水平，并抑制裸鼠移植瘤的生長。由此可見，PI3K/Akt是STYK1調控細胞增殖和凋亡的主要通路之一。肝細胞生長因子激活因子抑制劑2（hepatocyte growth factor activator inhibitor 2，HAI-2）是一種細胞周蛋白酶和人類癌癥進展的負調節因子，能夠抑制癌細胞的增殖、轉移和侵襲[26]。在Ma等[27]的研究中，過表達STYK1通過抑制非小細胞肺癌中HAI-2的表達來促進腫瘤的生長。在Wang等[28]的研究中，STYK1與 c-Src蛋白結合，促進c-Src與STAT3的相互作用，從而加快裸鼠的細胞增殖和腫瘤生長。
2.2 調控細胞周期
STYK1被認定為是一種細胞周期調節蛋白，并在細胞周期調控中發揮不同作用。正常細胞進行細胞周期時循環嚴格受到檢查點的調控。細胞周期素（cyclins）與cyclin依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）形成的cyclins-CDKs復合物是推動細胞周期進行的重要物質。劉斌等[29]發現，STYK1可以激活Akt信號通路提高CDK2和CDK4的磷酸化水平，推動細胞cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2復合物的形成。 Cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2是構成細胞G1/S期檢測點的重要部分，能促進細胞由G1期進入S期，從而縮短細胞周期，促進細胞增殖。Cyclin B1-CDK1復合物是細胞周期由 G2 向 M 期轉變所必需的，細胞分裂周期因子25A（cell division cycle 25A，CDC25A）可激活 cyclin-CDK 復合物，從而促進 G1/S期和G2/M期的轉化[30]。在膽管癌的研究[13]中，敲除STYK1可以使膽管癌細胞中cyclin B1-CDK1復合物和CDC25A表達下調，導致S期細胞群明顯增加，G2/M期細胞群減少。Zeng等[31]的研究進一步闡釋了STYK1對細胞周期的調控作用，該研究發現，STYK1的蛋白質水平在細胞周期中波動，在有絲分裂時達到峰值，在有絲分裂退出時迅速降低，其結果表明，STYK1可以通過激酶結構域與鈣依賴黏附蛋白1 基因（calcium-dependent adhesion protein 1，CDH1）相互作用，共同作用于有絲分裂晚期，導致有絲分裂停滯和細胞分裂缺陷。CDH1在有絲分裂后期被激活，并與細胞周期后期促進復合物/細胞周期體（anaphasepromoting complex or cyclosome，APC/C）締合，共同降解多種底物，從而確保姐妹染色單體的適當分離，維持基因組的完整性和穩定性[32-33]。這些研究為STYK1的致癌機制提供了一種解釋，即STYK1可以促進cyclins-CDKs復合物合成，使細胞快速通過細胞間期（G1期、S 期、G2期）到達分裂期（M期），在有絲分裂晚期引起胞質分裂缺陷，損害有絲分裂保真度的維持，促進腫瘤的轉化和形成。因此，確定STYK1在不同腫瘤中調控細胞周期的機制及其發揮激酶活性的特定基序將有助于開發針對STYK1靶向治療的新方法。
2.3 調控細胞遷移、侵襲和轉移
腫瘤轉移是腫瘤細胞通過血管或淋巴管等途徑由原發部位擴散到遠端器官的過程，是目前癌癥致死的主要原因，腫瘤細胞的遷移和侵襲是導致腫瘤轉移的重要環節。腫瘤轉移不是一個單一的過程，是多種生物過程相互疊加導致的結果。目前STYK1被證明可通過促進上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和血管、淋巴管生成影響腫瘤細胞的轉移。
EMT是上皮細胞獲得間質特性并獲得遷移、侵襲能力的重要過程。STYK1被認為可以通過激活多個信號通路，調節EMT過程。在胰腺癌的研究[14]中，STYK1通過p38 MAPK通路抑制上皮標志蛋白E-鈣黏蛋白（E-cadherin）的表達。E-cadherin是CDH1編碼的一種鈣黏蛋白，能夠維持上皮細胞結構和功能。STYK1抑制E-cadherin的表達，導致上皮細胞間的鈣黏性和穩定性降低，細胞的解離和遷移增強。 在肝癌的研究[34]中，STYK1通過激活絲裂原活化的細胞外信號調節激酶（mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase，MEK）/ERK、PI3K/Akt信號通路上調EMT相關間充質標志蛋白波形蛋白（Vimentin）和纖連蛋白（fibronectin， FN）、Twist和Snail的表達，促進EMT過程。除此之外，STYK1還可以通過調節糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3β，GSK3β）的失活和Akt的激活促進EMT。GSK3β是一種可以抑制Snail等轉錄因子的活性的絲氨酸/蘇氨酸激酶，維持E-cadherin的表達。 STYK1通過激活Akt信號通路，抑制GSK3β的活性，誘導N-鈣黏蛋白（N-cadherin）和Snail表達上調，E-cadherin表達下調，促進EMT過程[35-36]。Lai 等[37]還發現STYK1可以通過促進叉頭框蛋白O1（forkhead box O1，FoxO1）磷酸化使其失活，從而促進非小細胞肺癌的轉移及EMT。由此可見，STYK1可以通過多種途徑抑制上皮標志蛋白表達和促進間充質標志蛋白的表達，增強腫瘤細胞遷移和侵襲能力。
血管和淋巴管是腫瘤細胞完成遠處轉移的途徑。Liu等[38]發現，STYK1可以促進血管和淋巴管的發生和重塑，過表達STYK1的小鼠瘤體內總血管數增加，尤其是環形血管高度富集，淋巴管也發生了相似的改變，瘤周或瘤內區域中的環形淋巴管明顯增加。通過與血管標志蛋白CD31和淋巴管內皮細胞標志物 LYVE-1共定位分析發現，STYK1在淋巴管內皮細胞和血管內皮細胞中均高表達。說明STYK1能夠通過影響血管和淋巴管的發生和重塑，促進腫瘤細胞的遠處轉移。
2.4 調控細胞自噬與腫瘤耐藥
已有多項研究論證了STYK1與腫瘤的化學藥物治療（簡稱“化療”）藥物敏感性之間的關系。STYK1在胃癌細胞耐藥株中高表達，根據STYK1的表達量或可預測胃癌患者對氟尿嘧啶的敏感性[39]。在白血病的研究[10]中，化療耐藥的白血病患者外周血和骨髓血樣本中STYK1也呈高表達，上調STYK1表達可促進白血病細胞株對阿霉素和依托泊苷產生耐藥性，過表達STYK1一方面降低了阿霉素和依托泊苷藥物誘導的caspase-3/7活性，減少了白血病細胞凋亡，另一方面可以調控多種與細胞增殖或死亡相關的蛋白激酶基因的表達，如MAPK4、腫瘤壞死因子受體超家族成員11A（tumor necrosis factor receptor superfamily member 11A，TNF-RSF11A）和腎母細胞瘤過度表達蛋白(nephro-blastoma overexpressed protein，NOV)，這些激酶可協同引發細胞存活信號以刺激腫瘤細胞耐藥性的產生。在卵巢癌的研究[40]中，上調STYK1表達，提高了卵巢癌細胞系A2780和ovcar-3對紫杉醇的耐受性，同時發現STYK1介導的降敏作用受到TGF-β1/Smad3通路的調控。也有研究[41]提出STYK1可通過EGFR-STYK1-成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF）1軸維持EGFR突變非小細胞肺癌對EGFR酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）的耐受性。FGF受體（FGF receptor， FGFR）信號傳導已被報道與藥物耐受細胞的存活有關，聯合使用EGFR和FGFR抑制劑可長期抑制EGFR突變耐藥細胞的存活和擴張[42]。在非小細胞肺癌細胞中，抑制STYK1可提高對EGFR TKI如阿法替尼和奧希替尼的敏感性，防止藥物耐受細胞出現，同時抵消阿法替尼誘導的FGF1急性上調[41]。
有研究[43]表明，自噬是腫瘤細胞EGFR TKI耐藥性產生的潛在機制。 Zhou等[44]首次發現，STYK1是一種自噬調節因子，通過促進自噬特異性Ⅲ類磷脂酰肌醇3-激酶復合物Ⅰ（phosphatidylinositol 3-kinase complex Ⅰ，PtdIns3K-C1）的組裝，參與自噬起始階段的調控。他們近年的研究[22]成果表明，STYK1抑制了EGFR與自噬相關蛋白Beclin1之間的相互作用，增強非小細胞肺癌細胞在EGFR TKI處理后的自噬活化，從而促進EGFR TKIs耐藥性的產生。由此可見，STYK1可成為預測EGFR TKI長期療效的生物學標志物以及減少抗腫瘤藥物耐藥的潛在分子靶點。
2.5 調控有氧糖酵解
有氧糖酵解也被稱為Warburg效應，為癌細胞提供生物能量、生物合成和氧化還原平衡優勢[45]。Shi等[46]發現，STYK1顯著抑制了電子傳輸和有氧磷酸化過程，并通過上調與有氧糖酵解有關的3種限速酶己糖激酶（hexokinase，HK）、磷酸果糖激酶（phosphofructokinase，PFK）、丙酮酸激酶（pyruvatekinase，PK）以及乳酸脫氫酶 （lactate dehydrogenase，LDH）的表達來促進有氧糖酵解。此外，STYK1促進了丙酮酸脫氫酶復合物（pyruvate dehydrogenase complex，PDC）的線粒體-核易位，并增強核PDC相關的組蛋白丙酮酸脫氫酶E1α1亞基（pyruvate dehydrogenase E1 subunit alpha 1，PDHA1）乙酰化。PDC的核易位可能是STYK1介導的核乙酰輔酶a產生的主要驅動力。 核乙酰輔酶a是介導組蛋白修飾和隨后的細胞轉化的重要代謝產物[47]。他們在后續的研究[48]進一步發現葡萄糖轉運蛋白3（ glucose transporter 3，GLUT3）可作為上游調控因子調控STYK1驅動的有氧糖酵解和細胞增殖特性。除此之外，在鼻咽癌的研究[49]中，STYK1的過表達顯著增加了鼻咽癌細胞的LDH活性、葡萄糖利用率和乳酸生成，降低了細胞內ATP水平，用Akt抑制劑MK2206可以抵消這些影響，表明PI3K/Akt通路是STYK1調控有氧糖酵解的重要途徑。
2.6 在腫瘤中的異常表達及預后
STYK1作為癌基因發揮著致癌和促癌作用，在多種類型的腫瘤組織中呈高表達并與預后相關。早在2006年，STYK1就被發現可作為乳腺癌的診斷標志物，其在67.3%的乳腺癌細胞表達呈陽性，并且在乳腺癌早期就能檢測出STYK1 mRNA[50]。在后續的研究[51-52]中，STYK1高表達與結直腸癌分化不良、淋巴結轉移、腫瘤體積、TNM分期和死亡風險顯著相關，表明STYK1參與結直腸癌的進展。同樣，在鼻咽癌[49]中，STYK1表達量與淋巴結轉移、遠處轉移和臨床分期相關，并可作為總生存期的獨立預測因子。另有研究[53]發現，在97.6%的肺癌組織中檢測到STYK1 mRNA，與非癌性組織相比，有92.3%的癌組織中STYK1表達升高。 STYK1在其他諸多類型的腫瘤組織中同樣高表達并與預后相關（表1），提示STYK1可作為一種分析靶標，用于腫瘤的診斷和預后評估。
表1
STYK1在不同類型腫瘤組織中的預后、功能及相關通路和靶點
2.7 其他
有研究發現，STYK1在其他一些重要的生物學功能中也有影響，如鐵死亡[8]，STYK1的表達上調增加了谷胱甘肽過氧化物酶4（glutathione peroxidase 4，GPX4）的表達水平，導致肺癌SW900細胞對鐵死亡敏感性下降，但是STYK1介導GPX4表達上調的具體機制還不清楚。 STYK1在腫瘤免疫微環境中的作用還比較模糊。Fauteux-Daniel 等[56]和Wilharm等[57]發現，STYK1在小鼠的多種NK1.1陽性淋巴細胞（包括NK、γδT、iNKT、ILC1和gdT細胞）特異性表達，但是沉默STYK1并未影響NK和γδNKT細胞的發育、激活和抗病毒功能。需要進一步的研究來了解STYK1在NK1.1陽性淋巴細胞及其他免疫細胞中的功能。
3 總結與展望
靶向治療相對于傳統的放化療具有更高的特異性和選擇性，現已成為腫瘤治療的重要手段之一。但如何解決腫瘤異質性、藥物副作用以及耐藥性的產生仍是一個難題，迫切需要尋找新的治療靶點，開發更優的靶向藥物。STYK1作為一種癌基因，參與多種腫瘤的發生、發展過程。研究證實[12, 14, 37]，阻斷STYK1可以降低腫瘤細胞增殖、遷移和轉移能力，還可以增強腫瘤細胞對化療藥物及一些靶向藥物的敏感性，表明STYK1有望成為腫瘤治療的新靶點。 STYK1的致癌機制尚未完全闡明，盡管它可通過MEK/ ERK、PI3K/AKT和JAK/STAT途徑發出信號，但尚無對STYK1直接底物的描述。而且，目前已知的參與STYK1表達調控的分子非常少，僅發現SMAD3[40]和RNA結合基序蛋白15[58]以STYK1為靶標，促進其轉錄。未來仍需進一步深入研究STYK1與腫瘤發生發展相關的分子調控機制，以期為研究和開發靶向STYK1的藥物提高更多的理論依據。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：李俊峰負責文獻檢索與整理、文章撰寫；阮萬百、尹艷梅和彭磊負責修訂論文格式和寫作框架寫作指導；朱克祥指導選題并對最終文稿進行審閱。
