唐震航，林炜南，吴淇冰，莫定强

(汕头大学医学院，广东 汕头)

1 CHK2 的结构

人类的CHK2 是具有543 个残基的单个65 kDa 多肽，具有三个不同的功能域。在N 端有一个富含丝氨酸-谷氨酰胺和苏氨酸-谷氨酰胺对的区域，称为SQ/TQ 簇域(SCD)；在残基112 和175 之间，叉头相关(FHA)结构域负责与磷酸化蛋白质的相互作用，包括另一个CHK2 分子的磷酸化SCD；在CHK2 的C 端一半，有一个典型的激酶结构域(KD)跨越220-486 位残基[1]。作为DNA 损伤修复通路重要信号转导蛋白，CHK2 在没有发生DNA 损伤的时候是以无活性单体状态均匀分布于细胞核内，一旦机体发生DNA 损伤，CHK2 会激活下游的信号分子，停滞细胞周期并启动DNA 的损伤修复系统，从而稳定染色体的结构，因此CHK2 对于各类肿瘤的发生都有一定的抵御作用[2]。同时，在出现DNA 严重损伤、无法修复的情况下，CHK2 会诱导细胞的程序性死亡，防止DNA的错误复制[3]。

2 CHK2 与疾病的关系

CHK2 作为信号分配器，将检测点信号分散到p53、Cdc25A、Cdc25C、BRCA1、E2F1 等下游靶细胞，通过下游分子调节细胞周期的进程[4]，使受损的 DNA 得以修复，这将注定其与疾病的发生发展有着重要的联系，当CHK2 基因发生突变，其编码的激酶将丧失活性，无法参与DNA 的损伤修复，致使损伤的DNA 大量复制，出现很多异常细胞，最终导致癌症等严重疾病的发生。与之对应的是，在很多恶性肿瘤中都有发现CHK2 有不同程度的表达缺失和突变，这使DNA 的损伤修复能力下降，肿瘤的易感性上升，与肿瘤的发生有密切的关联[5]。有研究表明Chk2 在小鼠卵母细胞成熟和早期胚胎发育过程中调节细胞周期进程和纺锤体组装，在这个时期CHK2 的表达呈动态的定位模式，如果CHK2 的活性受到干扰，细胞周期进展将发生缺陷，从而导致小鼠的流产甚至不孕，因此CHK2 可能与不育不孕有关[6]。CHE2 的编码基因(CHEK2)变异可能与胰腺β 细胞凋亡和2 型糖尿病的发展有因果关系， North 等人在研究中发现CHEK2 变体rs4035540 与2 型糖尿病的风险增加有关，并证明了在CHEK2 之间存在关联变异和2 型糖尿病易感性[7]。此外，有研究表明CHEK2 变异体rs5762764 可能在有高血压的情况下影响肾脏的功能[8]。显然CHK2 和多种疾病都有着重要的关系，但是癌症和CHK2 的关系更为密切。

3 CHK2 与乳腺癌、卵巢癌和宫颈癌等妇科系统恶性肿瘤的关系

CHK2 是一个经过充分研究的中度外显性基因，与高风险易感性基因相关，具有增加乳腺癌的风险，Nutan V. Badgujar等人在研究人类CHK2 基因负责的遗传性乳腺癌的高风险SNPs 的计算分析中发现，第415 位的丝氨酸突变为苯丙氨酸是天然CHK2 蛋白的主要突变，可能导致其功能异常，最终导致疾病，说明CHK2 与遗传学乳腺癌和卵巢癌的发生发展有着密切的联系[9]。CHK2 的亚细胞定位受其磷酸化蛋白的调控，与乳腺癌和卵巢癌的病理分级和转移有关[10]。不过也有人认为CHK2 失活并不是肿瘤生长的主要原因，在乳腺癌中，TP53 和CHK2 基因的突变可能只能部分解释在乳腺肿瘤中检测到的遗传不稳定性[11]。

Ying Gao 团队研究发现茶多酚(TF3)可以通过上调Chk2的磷酸化水平来调节促/抗凋亡家族蛋白Bcl-2 的比例，以p53 独立的方式启动固有凋亡，增加死亡受体的表达，从而激活人卵巢癌OVCAR-3 细胞的外在凋亡，这表明，CHK2 和p27 是茶多酚(TF3)的重要抗癌靶点，为TF3 作为卵巢癌的辅助治疗提供了有力的证据[12]。

还有研究发现，ATM、γH2AX、CHK2 和P53 的活性随宫颈病变程度的加重而升高[13]。用人磷酸激酶阵列的磷酸激酶蛋白质组分析显示，伊替丁氯(NC)可以激活CHK2 的Th68位点，影响两种宫颈癌细胞的p53/Bim 信号传导同时诱导DNA 损伤修复，作为治疗宫颈癌的重要靶点[14]。

DNA 损伤反应(DDR)通路的激活被认为是影响治疗抵抗力的重要因素，当某些DDR 途径失活时，抑制其他DDR 途径可以诱导癌症特异性的合成致死率。而ATM-Chk2 途径是DNA 损伤反应的主要途径之一，Makoto Takeuchi 等人通过评估ATM 或ATR 抑制剂与常规DNA 损伤疗法(阿霉素(DXR)，顺铂(CDDP)和放射线)的联合作用，研究了这些途径的抑制剂在体外的抗肿瘤作用，研究发现ATM-CHK2 通路抑制剂调控DNA 损伤修复对子宫内膜癌细胞有抗肿瘤作用[15]。因此CHK2 与妇科系统恶性肿瘤也有着重要的关系。

4 CHK2 与胃癌，肝癌，胰腺癌和肠癌等消化系统恶性肿瘤的关系

在消化系统恶性肿瘤方面，Ahrum Min 等人发现CHK2信号通路减弱可以抑制胃癌细胞生长和增加细胞凋亡，有助于开发新的胃癌治疗策略[16]。而CHK2 过表达和有丝分裂结构内的错误定位增强了染色体的不稳定性和肝细胞癌的进展[17]。与此同时，姜黄素的抗癌活性与ATM/CHK2 途径的激活和核因子-κB 的抑制有关，CHK2 有望成为姜黄素治疗肿瘤肿瘤放化疗增敏的新靶点[18]。Mucin 2(MUC2)表达的下调与结肠癌的早期致癌事件有关，IL-6 的治疗促进了CHK2 的激活，减弱了cAMP 反应元件结合蛋白(CREB)的磷酸化，并抑制了MUC2 沉默的E-钙黏着蛋白的表达HT-29 癌细胞[19]。此外，丙戊酸钠也能诱导p53 阴性结肠癌HCT116 细胞p21蛋白水平和CHK2 活性的升高， Choo DW 等人的研究表明丙戊酸诱导的放射增敏作用在很大程度上依赖于CHK2 的活性[20]。这些结果表明CHK2 与结肠癌也有紧密的联系。

Ghosh 等人研究发现，用SiRNA 靶向CHK2 防止存活蛋白从线粒体释放并在IR 或阿霉素诱导DNA 损伤后增强细胞凋亡，可以抑制体内耐药肿瘤的生长[21]。活化的CHK2 可能通过促进肿瘤和细胞存活来绕过其自身的肿瘤抑制功能，与之对应的，CHK2 的显性阴性表达增强了阿霉素对HCT116结肠癌细胞的细胞毒性[4]。此外，在没有DNA 损伤的情况下，有研究通过T68 上的磷酸化检测Chk2 的诱导表达，发现磷酸化的Chk2 水平升高会导致细胞增殖、G2 阻滞和凋亡的减少，因此，通过抑制以T68 为靶点的磷酸酶PPM1D/WIP 来调控Chk2 的磷酸化阶段应该具有治疗作用[22]。

NSC109555 是一种有效的选择性CHK2 抑制剂，有研究发现NSC109555 与吉西他滨(GEM) 的共同治疗可增强对胰腺癌MIA PaCa-2 细胞的细胞毒性作用。在这项研究中，NSC109555 加GEM 的联合治疗在四种胰腺癌细胞(MIA PaCa-2，CFPAC-1，Panc-1 和BxPC-3)中显示出强大的协同抗肿瘤作用。此外，siRNA 基因敲低CHK2 增强了GEM 诱导的凋亡细胞死亡。这些发现表明，在临床治疗中抑制CHK2将是胰腺癌治疗的有益治疗方法[23]。

5 CHK2 与肺癌，胶质瘤，膀胱癌，等其他恶性肿瘤的关系

除此之外，CHK2 与其他恶性肿瘤的关系也很密切。Tanoue Y 等人的研究确定了Chk2 在介导基因组稳定性和抑制紫外线诱导的皮肤肿瘤发生中的重要作用，其中的一个主要发现是，Chk2 可以防止紫外线诱导的皮肤肿瘤的发生[24]。其他研究也有发现1100delT 和1157T 的突变增加了前列腺癌的发病风险[25]。另一方面，1157T 也被报道会增加患甲状腺、膀胱、肾脏、以及白血病的风险[26]。

Ching-Ming Chien 等人发现白骨壤植物化学成分萘并[1,2-b]呋喃-4,5-二酮(NFD)激活CHK2 来促进DNA 损伤修复，抑制多种肺癌进行性发展[27]。无独有偶，Hao Zhang等人也发现了Krüppel 样因子5(KLF5)也能够激活CHK2，以此抑制癌细胞的发展，成为非小细胞肺癌顺铂耐药患者的潜在治疗靶点[28].研究还发现，X 射线照射可使CHK2 和P53表达降低，通过CHK2-P53 途径调控DNA 损伤和修复，为胶质瘤等肿瘤的放射治疗和基因治疗提供了可靠的依据[29]。

Nimbolide 是印楝的活性化学成分，Shin SS 等人研究发现，通过Chk2 介导的G2/M 期细胞周期阻滞、信号通路改变和转录因子相关的MMP-9 表达，Nimbolide 可以抑制膀胱癌细胞的增殖、迁移和侵袭[30]。近期同样有研究发现通过ATM/CHK2/p53 途径诱导细胞周期阻滞，抑制膀胱癌细胞快速增殖，为膀胱癌治疗提供了一种新的分子基础策略[31]。与此同时，该通路还可以影响梅克尔细胞癌(MCC)的发生发展[32]。

高通量的RNAi 筛选可识别调节前列腺癌细胞生长的信号传导途径，Melissa 等人的研究发现，CHK2 敲低可显着提高前列腺癌的生长，并使超敏细胞达到低雄激素水平。另外，CHK2 缺失增加了雄激素受体(AR)对雄激素调节基因的转录活性，证实了CHK2 部分通过AR 影响前列腺癌增殖的发现。最后，他们的研究在对前列腺癌患者样品中CHK2 的IHC 分析表明，高级别肿瘤中CHK2 表达下降。在这些基础上，Melissa 等人提出CHK2 是雄激素敏感性和前列腺癌生长的负调节剂，并且CHK2 信号在前列腺癌进展为去势抵抗期间丢失。这些结果表明，干扰CHK2 信号可能为CRPC 对ADT和辐射的敏感性提供新的治疗方法[33]。

Siołek M 等人发现CHEK2 突变倾向于甲状腺癌、乳腺癌和甲状腺癌的家族聚集以及乳腺癌和甲状腺癌的双重原发癌[34]。另外有研究表明与癌旁组织相比，甲状腺乳头状癌(PTC)组织中CHK2 和活化CHK2(p-CHK2)水平均显著上调，这表明活化CHK2 在原发肿瘤组织中的过表达与肿瘤的侵袭性和转移潜能有关。研究结果表明，CHK2 上调了癌症干细胞(CSC)的水平，而对细胞的增殖、侵袭和迁移没有影响。这个研究还揭示了CHK2 在甲状腺乳头状癌中以前没有描述的促进阳极氧化的作用，具体来说，甲状腺乳头状癌细胞从细胞外基质(ECM)中分离会引发CHK2 降解。此外，CHK2 作为失巢凋亡的一种新型调控因子，可以通过调控PRAS40 激活，以p53 独立的方式诱导细胞死亡。这可能与循环肿瘤细胞的存活和转移行为有关[35]。

6 展望

通过近些年的研究，发现了CHK2 与疾病有着重要的联系，特别是和肿瘤的发生发展有着密切的联系。CHK2 作为一个细胞周期检验点，在细胞复制和DNA 损伤修复中，发挥了重要的作用。伴随着CHK2 的激活，细胞周期停滞，进而开始细胞修复，如若修复不当，将进一步诱导细胞发生凋亡，从而维护基因组稳态。CHK2 作为癌症治疗的新靶点具有巨大的潜力，为临床开展恶性肿瘤的治疗提供新的策略。