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1、NShc蛋白功能的研究进展 NShc蛋白；细胞凋亡；神经营养因子NShc是原癌基因Shc家族中的一员，一般认为它只在成熟的中枢神经系统中表达，在神经细胞的存活中发挥重要作用。NShc在外周神经比如小肠神经系统、以及一些肿瘤细胞中也有表达；它可以通过参与PI3KAkt信号通路的传导抑制细胞凋亡。同时，NShc在肿瘤的发生与发展、在海马突触的可塑性以及在神经退行性疾病的形成等过程中的作用也在不断地被认识。这为神经退行性疾病和肿瘤的防治提供了新的思路。NShc是 Shc家族的新成员，是一种衔接蛋白分子，一般认为它主要传导神经营养因子信号，维持神经细胞的存活，在神经细胞的发展过程中通过抑制细胞凋亡保护
2、神经细胞。最近还发现NShc 对许多肿瘤的发生发展起重要作用，尤其是成神经细胞瘤和甲状腺癌1，2。本文就NShc蛋白的功能研究进行综述。1Shc家族结构特点Shc家族包括ShcA、ShcB（又称为Sck/Sli）和ShcC(又称为NShc或Rai)三个基因成员，它们编码6种Shc衔接蛋白分子3。ShcA 编码3 个分子：p52ShcA、p46ShcA 和p66ShcA；ShcB只编码一个分子p68ShcB；ShcC编码两种蛋白，分别为p64 NShc和p52 NShc46。Shc家族蛋白在结构上都具有特有结构域PTBCH1SH2，PTB 和SH2是两个磷酸酪氨酸结合区域，而CH1含有酪氨酸磷酸
3、化位点是Shc蛋白信号输出的区域，而p66ShcA和p64 ShcC在氨基末端含有一个CH2区域3。最近又发现了Shc家族的两个新成员ShcD和 RaLP2，6。2NShc蛋白的一般分布特点及其神经保护作用一般认为NShc特异性地表达于神经细胞。在早期的神经组织（主要包含神经干细胞和神经祖细胞）中检测不到NShc，此时的神经细胞大量表达ShcA。随着神经系统的发育，神经干细胞/神经祖细胞逐渐分化为成熟的神经细胞，NShc也逐渐取代ShcA在神经细胞中大量表达8。虽然NShc的表达仅局限于未成年和成年动物的中枢神经系统，但NShc在神经系统内的表达水平也不均一，在丘脑内的含量最高，在大鼠海马内也
4、有较高的表达。这种分布特点和NShc的功能相对应，NShc主要起神经保护作用，维持神经元的存活，这在许多基因敲除和基因突变的试验中已被证实；此外，NShc在神经细胞发育过程中促使神经干细胞和神经祖细胞的分化和增殖。2007年Villanacci的研究小组在人类的消化系统和小肠神经系统（enteric nervous system，ENS)检测到了NShc蛋白。他们发现NShc在肠道神经胶质细胞中强阳性表达。这说明NShc并非特异性地表达于中枢神经系统，它在小肠神经系统的发育中也扮演着重要的角色9。3与NShc蛋白相关的信号传导机制3.1NShc与神经营养因子神经营养因子及其受体在胚胎期神经细胞
5、的分化和成熟神经细胞的存活中扮演着核心的角色，主要的神经营养因子包括脑源性神经营养因子(brainderived neurotrophic factor， BDNF)，神经胶质细胞性营养因子(glial cell linederived neurotrophic factor，GDNF)，神经生长因子(nerve growth factor，NGF)等，其中BDNF和GDNF是最为重要的神经营养因子3，10。NTs效应主要通过受体酪氨酸激酶Trks调节，Trks的亚体TrkA、TrkB 和Ret分别是NGF、BDNF 和GDNF的高亲和力受体10。在中枢神经系统中NShc可以传导BDNFTrk
6、B信号。有人认为NShc通过PI3KAkt通路调节下游信号，当视网膜神经节细胞遭受NMDA 刺激损伤时，NShc 通过PI3K Akt通路增强了BDNF 介导的神经保护功能6。也有人认为NShc通过Grb2或Crk传导下游信号，但NShc和Grb2亲和力不高，另一个位点结合Crk，具体的分子机制还有待于进一步研究。GDNF主要通过酪氨酸激酶Ret的激活维持神经系统的发育和存活。当神经细胞被低浓度的GDNF刺激时，NShc的神经保护存活效应依赖NShc的磷酸化和Ret的活化。发育中的神经细胞的活化依赖GDNF，GDNF与其相应的受体Trk和Ret结合，活化的受体通过 PI3KAkt和RasMAP
7、K传导通路刺激神经细胞的存活11。3.2NShc与PI3KAkt信号通路 NShc的神经保护功能主要依靠Ret和TrkB介导的PI3KAkt信号通路。NShc是Ret的生理底物，在培养的神经细胞和突变试验中得到证实5，PI3KAkt通路对中枢和外周神经的存活都发挥着重要的调节作用，比如实验中发现NGF诱导的颈上神经节的交感神经元的存活主要依赖PI3KAkt通路。依赖Ret 的神经细胞的存活也依赖 PI3KAkt 通路。NShc的过多表达能够促进PI3KAkt 的激活和延长神经细胞的寿命，如果用PI3K抑制物处理神经细胞，NShc的神经保护效应也相应被阻断。以上都说明了NShc通过PI3KAkt
8、传导神经营养因子的神经元存活信号。NShc通过PTB区域和活化的Ret的Tyr1062位点结合，结合后的NShc被磷酸化使得其更容易招募p85，增加了NShc/ p85的稳固性，p85和NShc的SH2区域结合，Ret/NShc/p85复合物招募PI3KAkt从细胞质转到细胞膜上并激活PI3KAkt，也有报道NShc可以不依赖Ret直接招募p85和PI3KAkt5。PI3KAkt信号是NShc主要的功能信号通路，通过分析分化过程中的神经干细胞/祖细胞发现，NShc通过PI3KAktBad 信号通路并且活化MAPK信号正向影响这些细胞的分化和成熟12。当然，NShc作为信号衔接蛋白除了传导Ret
9、介导的信号还传导其他受体信号，比如TrkB介导的脑源性神经营养因子BDNF信号，其他未知信号有待于进一步研究。3.3NShc与Grb2/SOS Ras信号通路在胚胎期的神经细胞中，募集到受体上的p52/46ShcA被受体酪氨酸激酶激活并招募Grb2/SOS复合物最终导致RasMAPK通路的激活，促使有丝分裂的进行。当神经细胞向成熟细胞转变时，NShc通过招募PI3KAktBad信号蛋白抑制RasMAPK通路信号及有丝分裂反应12。因为在神经发育过程中，早期以ShcA为主调节神经干细胞/祖细胞的增殖，成熟后的神经细胞以NShc为主维持神经元的存活，所以NShc不传导Grb2/SOS RasMAP
10、K信号或者抑制其传导应该是合理的，磷酸肽基因定位实验发现NShc仅在Y304有一个Grb2结合位点，而ShcA 有两个位点即239/240、317和Grb2结合，这一发现也支持上述推测12。4NShc蛋白的异位表达与肿瘤的发展NShc主要在成熟的神经组织中表达，随着研究领域的扩展，发现NShc在一些肿瘤细胞中大量表达并在肿瘤的发展过程中发挥重要的作用。2002年Izumi 研究小组发现大多数的成神经细胞瘤细胞中存在高水平的磷酸化NShc，也有人发现成神经瘤细胞中NShc的水平与其恶性程度成正比1，13。2005年Valentina研究小组发现甲状腺癌细胞中存在高水平的NShc，并且在起源于甲状
11、腺上皮细胞的乳头状甲状腺癌中也能检测到高水平的NShc2。4.1NShc与成神经细胞瘤自从Izumi等13人发现NShc在成神经细胞瘤中高水平表达后，Shc家族和成神经细胞瘤的关系成为研究的热点。Terui等14人发现成神经细胞瘤还表达一定水平的ShcA和低水平的ShcB，在Shc家族三个成员中，只有NShc的表达与成神经细胞瘤的进展密切相关；在早期的成神经细胞瘤细胞中检测不到NShc，只有在晚期肿瘤中才能检测到高水平的NShc。所以NShc可以作为成神经细胞瘤评价预后的独立指标。但是为什么NShc的表达与成神经细胞瘤的恶性特征相联系还不是太清楚。在成神经细胞瘤中NShc和ALK 共表达，并且
12、MYCN 基因大量扩增，而MYCN被认为是成神经细胞瘤预后不良的指标，ALK 的C端含有两个潜在的PTB 结合位点(NPNY，aa10931096 和 NPTY，aa15041507)。基于以上发现Izumi认为13由于MYCN 和ALK基因大量扩增激活了ALK，激活的ALK活化NShc使其高度磷酸化。由此构成ALKNShc信号传导通路，Terui等人的研究14也证实这一观点，但是还需要更多的临床证据完善这一观点。NShc在成神经细胞瘤的恶性进展中发挥着重要作用，在成神经细胞瘤细胞的增殖、存活、迁移、转化和耐药性中起着重要作用。Terui发现含有缺乏Grb2结合位点的NShc 的NB39nu
13、细胞（一种成神经细胞瘤细胞）的存活、分化和运动活力遭到严重破坏，并发生凋亡，ERK 和Akt信号通路在这一过程中发挥着重要作用14。也有人发现NShc可以不通过NShc/ Grb2通路独立发挥作用，具体机制仍不清楚。Izumi还发现过多表达的NShc通过放大BDNFTrkB信号增强成神经细胞瘤细胞的耐药能力13。4.2NShc与甲状腺癌Valentina首次在恶性甲状腺肿瘤中发现了NShc的表达，NShc主要在髓样甲状腺癌和乳头状甲状腺癌中表达，在体外培养细胞和临床肿瘤样本中都得到证实10。他们还发现NShc在甲状腺恶性肿瘤中与Ret的两个致癌亚体Ret/PTC1或Ret/MEN2A共表达，并
14、且结合成复合物。NShc选择性表达在恶性癌细胞中可能与癌细胞的存活有关，这在成神经细胞瘤中已得到证实。NShc是Ret受体的生理底物，NShc依赖Ret激活发生磷酸化从而激活PI3K信号通路5。在恶性甲状腺肿瘤中NShc和GAB1组成性表达，但二者的结合机制还不清楚，有人认为NShc通过改变GAB1的构象与其结合。NShc/GAB1的相互作用通过二者的酪氨酸磷酸化而巩固，并且试验中发现GAB1磷酸化增加了Akt的活化，潜在地增强了细胞的存活2。如果敲除NShc，NShc/GAB1信号的下游PI3K/Akt分子事件和生物活性都相应降低，癌细胞的自发凋亡率明显增加。可见NShc在甲状腺恶性肿瘤的发
15、生和发展中扮演重要的角色，NShc被Ret的致癌亚体Ret/PTC1或Ret/MEN2A激活通过NShc/GAB1PI3KAkt信号通路发挥作用。5NShc蛋白与海马突触可塑性2005年Miyamoto等6人发现了NShc的一个新功能，它通过调节大脑海马的NMDA受体的磷酸化水平调节海马突触的可塑性。他们发现NShc基因缺陷的小鼠的空间和非空间学习和记忆的能力明显比对照组要强；与此对应电生理学分析发现NShc基因缺陷小鼠海马的长时程增强（longterm potentiation，LTP）明显增强，抗NMDA受体抗体对NMDA受体抵抗的功能也明显被削弱；还发现NMDA受体亚基NR2A和NR2B的酪氨酸磷酸化水平也明显升高。因为NShc特异性地和NMDA受体的NR2B亚基结合并与NMDA受体以及Src 或Fyn等酪氨酸激酶相互作用，NR2B亚基的酪氨酸位点均可以被Src和 Fyn酪氨酸激酶活化15。上述研究表明NShc和LTP以及动物的学习记忆能力呈负相关，其中的作用机制Miyamoto认为，在Src/FynNMDANShc复合体中Src/Fyn作为
