基本内容

1 RKIP蛋白基因表达与其功能

人RKIP基因定位于染色体12q24.23，其mRNA长1507bp，由4个外显子转录产生。免疫组织化学分析显示，在许多组织中RKIP主要定位于细胞质及质膜上[[3]]。人的RKIP在多种组织和不同类型细胞都有表达，如脑胶质细胞，浦肯野细胞以及脑皮层和脑海马层；生殖系统的精子细胞、睾丸上皮细胞、附睾上皮细胞、前列腺、输卵管、卵巢、子宫，胰岛B细胞和胰岛多肽分泌细胞等[[4]]。磷酸化的RKIP结合中期染色体的中心体以及着丝点区域，从而可能参与调节染色体的分割和有丝分裂的进行。RKIP的丢失破坏了细胞稳态，导致肿瘤等疾病的发生[[5]]。Fu等人研究表明RKIP可以作为前列腺癌转移的标志物，这体现了RKIP在实际临床中的作用[[6]]。天津医科大学的Li HZ等人研究表明RKIP是人上皮细胞卵巢癌的转移抑制基因[[7]]。RKIP的功能下降可能影响肿瘤转移、血管发生、抗凋亡能力以及染色体的完整性。RKIP的衰退可能同样影响心脏、神经系统的功能，影响精子发生、生殖行为等。

2 RKIP与传导通路

2.1 RKIP与Raf-1/MEK/ERK信号转导通路

在Raf-1/MEK/ERK信号传导通路中，有丝分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase ,MAPK)和细胞外信号调节激酶（extracellular-signal regulated kinase ,ERK）最初是同一激酶，后来随着这类激酶数量猛增，MAPK通指所有这类激酶，ERK特制p44和p22这一亚家族。激活MAPK的激酶是MEK，MAPK被激活后能刺激AP1等转录因子产生生物学作用。这条通路对细胞增殖、分化、凋亡、和迁移都有重要作用[[8]]，它的调节失常可能与人类包括癌症在内的很多疾病的发生发展都有关系[[9]]。在寻找Raf-1的调控蛋白过程中，Yeung等[[10]]报道，RKIP能结合Raf-1，并且干扰下游的MAPK通路。他进一步研究证明过表达RKIP可以竞争性抑制Raf-1的下游靶点MEK。学术界的争论不可避免，Trakul等人发现RKIP可以抑制Raf-1的活性，但是RKIP基因敲除后，Raf-1信号途径并没有明显的激活作用[[11]]。他指出内源RKIP是通过选择性调控Raf-1的激活，而不是破坏MEK和Raf-1的相互作用来抑制MAPK通路。当Raf-1富集到质膜后，RKIP与其结合，阻止Raf-l与PAK(p21-activated kinase)结合，从而阻断PAK和丝氨酸蛋白酶对Raf-l的磷酸化。Houben进一步的研究表明RKIP在麦克尔细胞癌对MAPK激酶传导途径中不能起到关键作用，而且RKIP的缺失也不能挽救ERK信号传导的缺失，他认为RKIP在MAPK的传导通路上起到调节器而不是抑制器的作用[[12]]。RKIP被PKC介导磷酸化后同Raf-1的结合明显下降，但是用其它氨基酸（Glu）替代磷酸位点(Ser-153)并不能使RKIP和Raf-1的结合下降，这说明是磷酸基的立体结构阻碍了它们的结合，不是负离子发挥的作用[[13]]。此外，PKC可以直接调节Raf，其机制是和RKIP途径不同的。以上发现说明了RKIP调节Raf的机制要比预计的复杂的多，有待科学家更加深入的研究。

2.2 RKIP与G蛋白偶联受体信号转导通路

G蛋白偶联受体(G protein coupled receptors，GPCR)有800多个成员，组成了细胞膜最大的受体家族，这些受体控制了很多基本的生理过程，比如神经传递，激素、酶的释放，炎症和血压调节等等[[14]]。GRK-2(G protein-coupled receptor kinase-2)是G蛋白偶联受体的负反馈抑制因子[[15]]。GRK-2磷酸化GPCR后，使之与活性的G蛋白脱离并开始内化，从而使G蛋白信号失活。Lorenz等[[16]]证实RKIP是GRK-2的生理性抑制因子，它能够与GRK-2的氨基末端结合，从而抑制后者对GPCR的磷酸化。PKC对RKIP(Ser-153)的磷酸化使RKIP与Raf-1脱离，并转而与GRK-2结合，抑制GRK-2的活性最终增强了G蛋白偶联受体信号，因此RKIP对G蛋白偶联受体信号转导通路具有正向调节作用。在RKIP基因敲除的心肌细胞中，b肾上腺素受体刺激的cAMP水平和收缩能力都降低，使RKIP的这种调节信号传导的途径得到了生理实验的证明。

2.3 RKIP与NF-kB信号

除对Raf-1/MEK/ERK和G蛋白偶联受体信号通路的调控外，RKIP还参与了对NF-kB信号通路的调控[[17]]，并且这种调节作用不依赖于MAPK信号传导级联系统。转录因子NF-kB家族可以通过协调众多基因的表达，控制免疫、应激等反应。抑制RKIP能增强NF-kB的转录，而过表达RKIP能减少NF-kB基底水平的转录[[18]]。RKIP可以抵抗NF-kB对TNF-α和IL-1β刺激的反应，RKIP还影响到了NF-kB的上游，抑制诸如NIK,TAK1，IKKα/β等多种激酶。这种实验结果是在体外通过超量表达RKIP水平得到的结论，只有在基因敲除实验和体内实验的结果出来后才能让我们更加确切的了解RKIP在NF-kB信号传导中的作用。

综上所述，RKIP在Raf-1/MEK/ERK、G蛋白偶联受体和NF-kB信号通路中发挥关键的调控作用，而这些信号通路在细胞生长、增殖、分化和肿瘤发生等多个过程中都发挥重要的调节作用。我们已经明确RKIP在许多不同细胞类型中都有表达，并且表达的量也有很大的不同，除Raf-1、GRK-2和NF-kB上游激酶(NIK、TAK1、IKKa和IKKb)已被证实为RKIP作用的靶标外，很有可能还存在其他的RKIP作用靶物对其他信号通路产生影响，这还有待于进一步探讨。（图1）

图1RKIP 调控的信号途径

3 RKIP与凋亡

3.1细胞凋亡简单介绍

凋亡又被称为细胞程序化死亡，包括肿瘤细胞在内的大多数细胞都存在受到一定的刺激而引起死亡的现象。凋亡激活失控可以导致一系列的疾病包括癌症以及自身免疫病等[[19]]。细胞凋亡涉及了细胞支架破坏，细胞固缩，细胞核和染色体DNA浓缩和断裂细胞膜起泡，核酸内切酶的激活，膜性凋亡体的形成等等。调节和执行凋亡细胞死亡是由一个半胱氨酸蛋白酶的家族完成的，它们有门冬氨酸的种属特异性，被称作caspases。已知道三个主要的细胞凋亡路径：一是死亡受体信号途径，涉及到了肿瘤坏死因子（TNF-a），TNF相关性凋亡介导配体（TRAIL）,Fas配体（FasL）[[20]]，当死亡的配体结合到它们同族受体上，从而引起的凋亡；另一种凋亡途径涉及到了线粒体内膜的损坏和caspses-9的激活；还有一种是通过内质网信号传导通路，包括非折叠蛋白反应和钙离子起始信号等机制, 内质网应激可特异性激活caspase级联最终导致细胞凋亡。事实上，大多数化疗药物都是通过诱导细胞凋亡清除肿瘤细胞的[[21]]，细胞凋亡路径的破坏导致了耐药的产生。

尽管先前的研究表明了RKIP调控ERK和NF-kB信号传导途径，但是RKIP究竟怎样调控抑制凋亡的刺激尚为明确。通过RKIP可以抑制性调控ERK和NF-kb的途径，很可能这些途径改变的基因产物控制着细胞的存活，保护细胞免遭凋亡。这两个途径和它们相关的转录因子（NF-kb和AP-1）调节了一些与凋亡有关的蛋白如Bcl-2，Mcl-1，TNK-a和IkBa[[22]]等，正因为有这些关联，我们可以推测改变凋亡相关基因产物的表达是增加RKIP提高凋亡敏感性的直接原因。Zuo H Y等人研究表明在电磁诱导海马神经元死亡和凋亡过程中，过度激活的RKIP调控的ERK通路起了重要作用[[23]]。在前列腺细胞和黑色素瘤细胞超量表达RKIP可以抑制NF-kb并上调TRAIL受体DR5（death recepter 5），使TNF关联的凋亡敏感，导致TRAIL介导的细胞凋亡。

图2RKIP促进药物介导细胞凋亡途径

3.2 RKIP抑制NF-kB调控凋亡

NF-kB是rel转录因子家族的成员，参与介导了许多生物学活动，比如炎症、免疫反应、细胞增殖以及细胞凋亡等等。NF-kB通常在细胞浆中和它的抑制因子IkB结合，IkB通过非共价键结合并掩盖了NF-kB的核定位信号区，达到阻止NF-kb核转录的作用。IkB被IKK复合体磷酸化、泛素化后，在蛋白酶体降解，随后NF-kb易位到细胞核。它参与了众多基因的转录子调节并且产生种种生物学活性[[24]]。这些基因被NF-kB和其他的炎性因子(IL-1, IL-6, IL-8, 和 TNF-a)，抗凋亡因子c-IAPs(c-IAP-1和-2)，Bcl-2家族成员(Bcl-2, Bcl-xL,和 Mcl-1以及负性调控NF-kB的物质调控。因此，NF-kB可以调控促凋亡和抗凋亡基因(如Bcl-xL和Bcl-2)的表达，依靠刺激和细胞类型的不同产生不同的生物学结果，Jazirehi等人发现在霍奇金细胞系中用利妥昔单抗上调RKIP的表达可以抑制NF-kB途径22（图2），降低抗凋亡基因的表达，改变了抗凋亡和促凋亡信号通路的平衡。因此，药物抵抗的淋巴瘤B细胞系变得对药物介导的凋亡敏感。令人意外的是在非肿瘤细胞观察不到RKIP调控NF-kB以及对死亡配体的敏感，但是PEBP另一个家族成员hPEBP4同样抑制Raf-1/MAPK途径却可以阻滞凋亡[[25]]。