1粘附斑激酶信号转导与串话研究进展【关键词】 粘附斑激酶［关键词］ 粘附斑激酶; 信号转导; 串话Progress in research on focal adhesion kinase signal transduction and crosstalk粘附斑激酶（focal adhesion kinase, FAK）是细胞质中的非受体酪氨酸蛋白激酶，分子量 125 kD，缺乏跨膜区［1］ ，但包含 SH2 和 SH3 结合序列它包含 6 个可以被磷酸化的酪氨酸，即Tyr397、Tyr407、Tyr576、Tyr577、Tyr861、Tyr925氨基端Tyr397 是主要的自主磷酸化部位，可与 Src 家族（Src 、Yes、Fyn等）的 SH2 结构域结合；在激酶区的活化环内 Tyr576 和 Tyr577是 Src 家族激酶磷酸化的主要部位［2］ ，其次是羧基端的 Tyr861和 Tyr925， Tyr861 磷酸化可参与纤维原细胞中 Ras 信号通路［3 ］ ，Tyr925 磷酸化可参与磷酸二酯酶 alpha/ATX 调控髓鞘形成过程［4］ 整合素、生长因子、机械刺激（牵拉） 、高渗压等因素可激活FAK［5，6］ ，诱导 Tyr397 和 Tyr577 快速磷酸化。
当整合素与细2胞外基质成分结合时，其 β亚基胞内结构域与 FAK 氨基端结合，羧基端 FAK 与粘附斑趋近，激酶结构域处于活化状态，短暂的 FAK分子二聚作用导致 Tyr397 分子间磷酸化［7］ ，并且，Tyr861 高度磷酸化，可能促进 Tyr397 磷酸化［8］ ，Tyr397 自主磷酸化而产生Src 家族激酶结合的高亲和力位点，形成 FAKSrc 信号转导复合物Src 羧基端的调节性酪氨酸被 FAK 的 Tyr397 取代，而被激活；活化的 Src 催化 FAK 其他酪氨酸尤其是 Tyr576 和 Tyr577 磷酸化位点，使 FAK 完全活化［2 ］ FAK 可以促进细胞迁移、生长、存活，在保护细胞防止高渗压中发挥重要作用；它可以抑制由 H2O2、 etposide、辐射等引起的细胞凋亡，减缓细胞退变与死亡的过程，其抗凋亡通路可能与其下游 Cas、磷脂酰肌醇 3 激酶（phosphatidyl inositol3 kinase, PI3K） 、细胞外信号调节激酶（ extracellular signalregulated kinase, ERK）/ 丝裂原激活的蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase, MAPK）磷酸化有关［9 ］ 。
但在组织入侵、转移过程中，FAK 过度表达又与肿瘤发展直接相关［10］ 因此，研究FAK 的信号转导，有目的地调控其功能有着重要的临床应用价值目前研究较多的下游信号转导通路有 3 条1 FAKMAPK 通路3Ras 是由一条多肽链组成的胞浆蛋白，由原癌基因 ras 编码而得名，具有鸟苷酸结合活性，介导生长因子依赖的细胞存活的信号转导通路MAPK 属于丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr ）蛋白激酶，在细胞周期调控中发挥重要作用，目前p38MAPK、p42MAPK、p44MAPK、p54MAPK 被纯化FAKMAPK 通路包括两方面：一是通过 Crk 激活 RasMAPK途径［2］ FAKSrc 复合后，磷酸化的 Cas 与吻蛋白（paxillin）结合，产生其他含 SH2 结构域蛋白如接头蛋白 Crk（CT10regulated kinase）的结合部位，Crk 的 SH3 区再与 C3G 结合C3G 是公认的 Ras 的鸟苷酸交换因子，即促进 GDP 由 Ras 脱落，使 Ras 转变成 GTP 结合状态而活化，最终通过 Rho 家族 GTP 酶调节细胞运动二是通过 Grb2 激活 RasMAPK 途径。
FAKSrc 复合导致 FAK 的Tyr925 磷酸化，为另一种接头蛋白 Grb2 提供结合位点Grb2 的SH3 可与另外一种 Ras 的鸟苷酸交换因子 SOS（son of senvenless）结合活化的 Ras 可进一步活化 Raf 蛋白，后者可激活 MAPK 系统FAKRasERK 通路在胶原依赖性造骨细胞分化中被激活［ 11］ 机械压力激活 p38MAPK，通过心肌细胞中整合素 FAKSrcRas 途径诱导心肌肥大［12］ 42 FAKPI3K 通路PI3K 是由含有 2 个 SH2 区的 p85 调节亚单位和 p110 催化亚单位组成的异源二聚体，目前发现 5 种其调节亚单位异构体，即p85α、p85β 、p55α、p55γ 和 p50α，它们的序列具有高度同源性［13］ FAK 与 PI3K 结合是通过 FAK 的 Tyr397 直接与 PI3K 的p85 亚基的 SH2 结构域连接而实现的［2 ］ 在 Ras 的参与下，PI3K 被激活，使特定磷脂酰肌醇肌醇环第 3 位磷酸化，调节磷脂酰肌醇的产生，后者激活下游信号蛋白，进而通过蛋白激酶B（protein kinase B, PKB）成员 AKT 磷酸化一系列下游分子，发挥生物学效应。
研究发现，在血小板衍生生长因子（plateletderived growth factor, PDGF）激活的信号通路中，PI3K 上游是 FAK Tyr397 磷酸化，而 ERK 上游是 FAK Ser910 磷酸化［14］ 有报道，整合素 β1 亚基可直接激活 PI3K，而不依赖FAK［15］ 3 FAKSTAT1 通路信号转导蛋白和转录激活剂（signal transducer and activator of transcription, STAT）的分子量约 84～113 kD，含一个 SH2 结构域和一个 SH3 结构域，并含有 DNA 结合域；多位于细胞质中，是多种蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase, PTK）5的共同底物，是细胞活化过程中潜在的转录因子信号转导通路中激活的激酶使得 STAT 蛋白分子中的酪氨酸磷酸化， STAT 蛋白上SH2 的功能域与磷酸化的酪氨酸相互作用，然后通过两个同源或者异源 STAT 分子中磷酸化酪氨酸与彼此间的 SH2 相互作用，形成同源或异源的 STAT 二聚体它进入细胞核并与基因调控元件结合而激活转录STAT1 可与 FAK 直接结合并发生酪氨酸磷酸化而被激活，这种结合具有 STAT1 特异性（STAT2 和 STAT3 不具有此特性） ，并且依赖于 FAK 的羧基端结构域［2 ］ 。
STAT1 激活后将导致细胞粘附下降和迁移增强4 FAK 信号通路的“串话”信号传递呈现网络化，因此会存在“串话(crosstalk)” 研究发现，整合素诱导产生氧化还原信号氧化小分子磷酸酶，从而防止酶脱磷酸，保持 FAK 活跃酪氨酸磷酸酶对氧很敏感，因此，蛋白酪氨酸酶氧化抑制剂能够通过细胞粘附促进 FAK 磷酸化反应和信号逆流反之，FAK 磷酸化、MAPK 磷酸化、Src 磷酸化、局部粘附形成等都可被氧化还原信号抑制剂明显削弱［16］ 可见，FAK 与氧化还原信号间存在“串话” 另外，FAK 与吻蛋白在细胞基质，细胞间粘附中存在“串话” ，某些条件下，它们抑制细胞迁移［17］ 5 FAK 抑制剂6目前国内外研究思路主要是截断 FAK，观察其对上游和下游通路及信号分子的影响，进一步了解其生物学效应粘附斑相关非激酶(FAK related nonkinase, FRNK)是 FAK 基因单独表达 C 端结构域产生的一个 p41/43 的 FAK 相关非激酶蛋白［1 ］ ，它可以选择性阻断 FAK 磷酸化，但对 FAK 表达不产生明显影响［18 ］ 这种抑制称显性负突变，或显性抑制（dominant negative） ，其机制可能是突变蛋白质与野生型蛋白质形成双体或多体，该双体结构因为缺少一半功能区而可能失去原有功能。
也有认为可能是竞争性结合同一蛋白［1］ 研究发现， FRNK 还具有下调整合素 β3表达的作用FRNK 在平滑肌细胞中短暂的过度表达削弱了 FAK 磷酸化，减少了FAK/Src 参与的 Cas、paxillin 磷酸化［19 ］ ，但不影响 PI3KAkt 通路［20］ 有报道，尿激酶受体［20］ 、herbimycin A［21］ 、Src家族激酶抑制剂 PP2 也常用于 FAK 的研究中6 问题与展望对于不同信号接受因子（effector）何时、如何与 FAK 结合，Parsons ［ 22］提出“开关”机制：在不同时间、细胞不同区域激活 FAK（如 Tyr397 磷酸化或在粘附复合物粘附斑或生长因子复合物其他区域） ，提供一个“开关”让 FAK 参与许多不同下游信号，且是依赖 FAK 激活时的结构上下的关系，这种选择性 FAK 激活引7起不同生理结果说明 FAK 是信号转导通路上一个重要“驿站” ，是构成信号网络的一个“节点” 那么，这些通路是否四通八达？上述信号通路是否可逆？这些都是需要进一步研究的目前有关中药对 FAK 表达影响的研究有：黄芪、当归注射液显著抑制碱性成纤维细胞生长因子诱导的血管平滑肌细胞凋亡［23］ ；丹参单体可抑制 H2O2 刺激的肝星状细胞的增殖及胶原合成［24］ ，下调 FAK 表达是其机制之一。
这些都是中药单体的研究，还没有方剂的研究，这是中医研究下一步可行的方向另外，诸如pH、渗透压如何影响 FAK 通路，时效性如何等问题，对中药尤其是方剂干预治疗是比较重要的考虑因素，可以在实验设计中体现出来［参考文献］1 查锡良. 细胞粘附介导的信号分子――粘着斑激酶研究进展［J］. 生物化学与生物物理学报, 1999, 31(1): 58.2 杨红军, 丁彦青. 整合素激活 FAK 介导的信号转导通路与大肠癌［J］. 国外医学 肿瘤学分册 , 2003, 30(3): 221225.3 Lim Y, Han I, Jeon J, et al. Phosphorylation of focal 8adhesion kinase at tyrosine 861 is crucial for Ras transformation of fibroblasts［J］. J Bio1 Chem, 2004, 279(28): 2906029065.4 Fox MA, Alexander JK, Afshari FS, et al. PhosphodiesteraseI alpha/autotaxin controls cytoskeletal organization and FAK phosphorylation during myelination［J］. Mol Cell Neurosci, 2004, 27(2): 140150.5 Orr AW, MurphyUllrich JE. Regulation of endothelial cell function by FAK and PYK2［J ］. Front Biosci, 2004, 1(9): 12541266.6 王连荣, 王菊光, 吴伟康. 黏着斑激酶酪氨酸磷酸化在牵拉依赖的细胞形态改变中的作用［J］. 中山医科大学学报, 2002, 23(4):241244, 247.7 Toutant M, Costa A, Studler JM, et al. Alternative splicing controls the mechanisms of FAK autophosphorylation［J ］. Mol Cell Biol, 2002,22(22): 77317743.98 Leu TH, Maa MC. Tyr863 phosphorylation enhances focal adh。