激酶锚定蛋白12在慢性肝病中的作用_董海舰.pdf

综述DOI:10 3969/j issn1001 5256 2023 03 037激酶锚定蛋白 12 在慢性肝病中的作用董海舰1，2，李晖1，陶雨静1，2，郭佳玲1，2，钟宇汝1，2，曾子键1，21 成都中医药大学附属医院中心实验室，成都 610072;2 成都中医药大学临床医学院，成都 610072通信作者:李晖，1400124746 qq com(OCID:0000 0002 5919 1396)摘要:激酶锚定蛋白(AKAP)12 是一种支架蛋白，通过将细胞内信号蛋白组装成特定的复合体来提高时空信号的特异性和效率。近年来，AKAP12 在慢性肝病中的作用越来越受到关注。本文介绍了 AKAP12 的生理功能，并对AKAP12 在慢性肝病中的作用进行了总结，以期为 AKAP12 小分子作为新的慢性肝病治疗靶点研究奠定基础。关键词:A 型激酶锚定蛋白质类;肝硬化;非酒精性脂肪性肝病;肝疾病，酒精性;癌，肝细胞基金项目:四川省科技厅项目(2020YFS0379)ole of A kinase anchor protein 12 in chronic liver diseasesDONG Haijian1，2，LI Hui1，TAO Yujing1，2，GUO Jialing1，2，ZHONG Yuru1，2，ZENG Zijian1，2(1 Central Laboratory，TheAffiliated Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 610072，China;2 School of Clinical Medi-cine，Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 610072，China)Corresponding author:LI Hui，1400124746 qq com(OCID:0000 0002 5919 1396)Abstract:A kinase anchor protein 12(AKAP12)is a scaffold protein that improves the specificity and efficiency of spatio temporal signals by assembling intracellular signal proteins into specific complexes In recent years，the role of AKAP12 inchronic liver diseases has attracted more and more attention This article introduces the physiological functions of AKAP12 andreviews the role of AKAP12 in chronic liver diseases，in order to lay a foundation for the use of AKAP12 small molecule as anew therapeutic target for chronic liver diseasesKey words:A Kinase Anchor Proteins;Liver Cirrhosis;Non alcoholic Fatty Liver Disease;Liver Diseases，Alcoholic;Car-cinoma，Hepatocellularesearch funding:Sichuan Science and Technology Program(2020YFS0379)激酶锚定蛋白(A kinase anchor proteins，AKAP)是一个支架蛋白家族，主要作用是将蛋白激酶、磷酸酶、信号终止分子与其相应的底物隔离，从而调节细胞内信号转导1。AKAP12 属于 AKAPs 家族，最初是从一名重症肌无力患者中分离出来，曾命名为 Gravin，而在啮齿动物中则被称为 Src 抑制的 C 激酶底物2;通过 C 端两亲性螺旋结合 cAMP 依赖的蛋白激酶的调节亚单位、蛋白激酶 C(protein kinase C，PKC)、蛋白磷酸酶2B、钙调蛋白来调控细胞周期和细胞骨架的结构。此外，AKAP12 通过将细胞内信号蛋白组装成特定的复合体来提高时空信号的特异性和效率。1AKAP12 的生理功能AKAP12 是一种有丝分裂负性调节因子，定位于整个细胞质，主要在足小体和细胞边缘富集，在细胞骨架结构调控中起重要作用;经过佛波酯短期处理，AKAP12 可从质膜转移到细胞核外围，与此同时，肌动蛋白应力纤维丢失;AKAP12 主要引起肌动蛋白的817临床肝胆病杂志第39 卷第3 期2023 年3 月J Clin Hepatol，Vol39 No3，Mar2023初始溶解，随后应力纤维可重新出现，因此并不抑制肌动蛋白结构的形成。此外，AKAP12 与有丝分裂激酶 Aurora A 和 Polo 样激酶 1 形成复合体，在细胞分裂时调节有丝分裂纺锤体的定向，使分裂保持对称性3。PKC 通过调节 AKAP12 的丝氨酸磷酸化，改变它与细胞骨架的相互作用以及控制有丝分裂的能力;AKAP12 过度表达可诱导细胞扁平化，导致未转化细胞在 G1 早期发生生长停滞，AKAP12 重建肌动蛋白细胞骨架，为后续的细胞分裂做好准备 4 5(图1)。在血管发育过程中，AKAP12 通过调节肌动蛋白细胞骨架调节因子和连接细胞间黏附分子以及肌动蛋白骨架的连接物的表达，在维持血管内皮细胞完整性中发挥重要作用。缺乏 AKAP12 的斑马鱼胚胎将出现严重出血，部分原因可能是内皮细胞 细胞间粘连紊乱6。此外，AKAP12 是调节神经胶质细胞功能的关键因子。在小鼠中，AKAP12 在胼胝体中的表达水平高于皮质，并随着年龄的增长而逐渐降低。值得注意的是，AKAP12 主要由出生后的星形胶质细胞表达，而不是由胼胝体发育过程中的另一种主要胶质细胞 少突胶质前体细胞表达;与野生型小鼠相比，AKAP12基因敲除小鼠的星形胶质细胞和少突胶质前体细胞数量均减少，出生后胼胝体发育也随之变得缓慢7。AKAP12 可通过影响血管生成和紧密连接来调节血 脑屏障的形成，通过减少激活蛋白 1，增加星形胶质细胞中抗渗透因子血管生成素 1 的表达来降低血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表达8;AKAP12 还通过增加星形胶质细胞中的血管生成素1 含量，降低 VEGF 水平，促进血 视网膜屏障的形成9。2AKAP12 在慢性肝病中的作用2 1AKAP12 与肝纤维化肝纤维化可由多种病因引起，如肝炎病毒感染、酗酒、自身免疫性或代谢性疾病，其特征是胶原和其他细胞外基质过度沉积、瘢痕形成，导致肝脏结构和功能改变10;近年来，AKAP12 在肝纤维化进展过程中的作用越来越受到关注，部分文献报道 AKAP12 具有抗肝纤维化作用，但也有文献报道，AKAP12 发挥促肝纤维化的作用。2 1 1AKAP12 抑制肝纤维化进展的相关研究经硫代乙酰胺处理 8 周后，毛细血管化肝窦内皮细胞(liver sinusoidal endothelial cell，LSEC)中 AKAP12 的表达却呈现下降趋势。AKAP12 可减少型胶原 1、弹性蛋白和编码上皮细胞黏附分子的表达，但对细胞外基质的积聚并没有明显影响。随着肝纤维化的进展，AKAP12 在门静脉成纤维细胞和 LSEC 中的表达逐渐减少。在 3，5 二乙氧羰基 1，4 二氢吡啶(DDC)诱导的胆管纤维化模型中，AKAP12 可降低内皮素 1 的表达，抑制细胞外基质积聚、血管生成和重塑，阻止门静脉成纤维细胞的激活，促进纤维化消退，并使肌成纤维细胞和肝窦逐渐恢复正常11。也有研究12 表明，AKAP12 可以通过抑制 PI3K/AKT/PCSK6通路来实现对肝纤维化的抑制作用。此外，AKAP12 也可以通过维护血管内皮屏障功能，保持血管完整性，发挥抗肝纤维化作用。AKAP12可以改善脂多糖诱导的血管内皮细胞功能障碍，降低活性氧和促炎因子的水平，增加内皮型一氧化氮合酶，通过抑制 PKC 促进细胞外信号调节激酶 5 的转录活性13;AKAP12 促进内皮损伤修复的机制可能是将图 1AKAP12 调控有丝分裂的过程Figure 1The process of AKAP12 regulating mitosis917董海舰，等 激酶锚定蛋白 12 在慢性肝病中的作用PKA 和 PKC 靶向于特定的膜相关部位;以往的研究14 15 结果表明，PKC 有促肝纤维化的作用，PKC 抑制剂可减轻肝纤维化，而 PKC 激活剂 氧化二酰甘油则明显加重 CCl4诱导的小鼠肝纤维化;AKAP12 在VEGF 刺激下，迁移活跃的内皮细胞中表达水平较高，在静止的内皮细胞中表达水平则较低16。组织缺氧是导致肝纤维化进展的另一个重要因素，可诱导 AKAP12 的表达;AKAP12 中有两个低氧诱导因子(hypoxia inducible factor，HIF)的结合位点，其中最远端的 HIF 结合位点是缺氧诱导 AKAP12 的关键。AKAP12 以 HIF 1 依赖的方式抑制血管生成，增强内皮细胞连接的通透性，可作为血管生成的“刹车”系统。此外，AKAP12 还调控 PKA 激动剂诱导的内皮屏障功能应答17。2 1 2AKAP12 促进肝纤维化进展的相关研究AKAP12 有助于激活肝星状细胞(HSC)，HSC 是各种肝损伤发生后肝纤维化形成的中心环节。无论是CCl4诱导的急性肝衰竭的肝组织，还是激活的 HSC中，AKAP12 表达均明显升高，主要影响 HSC 肌动蛋白骨架的重塑过程18。血小板衍生生长因子是一种促进 HSC 增殖的生长因子，在肝纤维化的进展中起重要作用19 20，它能够诱导大鼠 HSC 中的 AKAP12 酪氨酸磷酸化和细胞骨架网络的快速重排，这是由 PKC通过 ho 蛋白介导的21。同样，在脂多糖诱导的肝损伤中，LSEC 中 AKAP12 的表达显著增加22。上述矛盾的研究结果反映了 AKAP12 在肝纤维化发展过程中调控的复杂性。2 2AKAP12 与非酒精性脂肪性肝病AKAP12 在非酒精性脂肪性肝病中的作用也是矛盾的。研究23 表明，AKAP12 在非酒精性脂肪性肝炎(NASH)大鼠模型中表达水平降低，与炎症程度呈负相关，有可能成为其潜在的调控靶点。但据最近的研究24 报道，在高脂饲料诱导的动脉粥样硬化小鼠模型中，AKAP12 介导的信号复合体通过抑制固醇调节元件结合蛋白 2 和肝脏 3 羟基 3 甲基 戊二酰辅酶 A 还原酶的表达，增加主动脉斑块的形成，加重高脂饲料喂养小鼠肝脏中的脂肪堆积和损伤，促进了高脂血症和动脉粥样硬化。上述研究结果也得出了相反的结论，再次证实了AKAP12 调控作用的复杂性，值得进一步研究证实。2 3AKAP12 与酒精性肝病AKAP12 的磷酸化水平在酒精性肝病/酒精性肝炎患者中普遍升高，通过减少热休克蛋白 47(heat shock protein 47，HSP47)与胶原之间的相互作用，AKAP12 发挥抑制肝纤维化的作用;乙醇可增加 AKAP12 的磷酸化水平，降低 HSC中 AKAP12 对 PKC/Cyclin D1 的支架活性，诱导HSP47 与胶原的相互作用，从而促进 HSC 活化25。2 4AKAP12 与肝细胞癌(HCC)AKAP12 是一种肿瘤抑制因子，通过抑制 PKC 的激活，阻断细胞周期，抑制肿瘤细胞的血管生成、增殖、趋化和侵袭26，AKAP12 在 多 种 肿 瘤 中 的 表 达 下 降，这 可 能 是AKAP12 通过其支架功能抑制 PKC 的激活导致的27，启动子超甲基化是多种癌症中 AKAP12 表达缺失的基础，也是癌症进展和转移的潜在生物标志物。近年来，AKAP12 与 HCC 的关系日益受到关注。AKAP12可能是 HCC 的候选抑癌基因，在 HCC 组织中通过启动子高甲基化而下调表达，85%的 HCC 组织中观察到AKAP12 基因启动子的高甲基化，AKAP12 DNA 甲基化与 HCC 患者的低复发风险和长期无进展生存密切相关28，AKAP12 在细胞中的过度表达或缺乏会改变对恶性肿瘤进展或转移的易感性，AKAP12 缺陷小鼠的肿瘤发病率更高。一种新的人类长链非编码 NA(LncNA)LNC HC，在 HCC 患者中的水平显著降低，LNC HC可作为竞争的内源性 NA，竞争性结合 hsa mi 183 5p，从而抑制肝癌细胞的增殖，而 AKAP12 是hsa mi 183 5p 的一种靶基因29。mi 103 通过抑制 AKAP12 的表达，增加 PKC 的活性，促进肝癌细胞增殖，抑制其凋亡;而 AKAP12 的过度表达和PKC 表达的下调都可以通过抑制端粒酶的活性来抑制肿瘤的生长和转移30。HCC 组织中 AKAP12 基因表达下 调，并 与 mi 1251 5p 水 平 呈 负 相 关，AKAP12 的过表达降低了肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，而抑制 AKAP12 则增强了 mi 1251 5p 基因敲除后减弱的肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，mi 1251 5p通过靶向 AKAP12 参与抗肿瘤作用28。此外，有研究31 表明，黄连素对人肝癌细胞有明显的细胞毒作用，黄连素在 HepG2 细胞中的抗增殖作用涉及到细胞凋亡和细胞周期停滞，黄连素调节 AKAP12 信号通路可能为HCC 的治疗提供一个有前景的策略。3小结AKAP12 在慢性肝病中的作用较为复杂，在硫代027临床肝胆病杂志第39 卷第3 期2023 年3 月J Clin Hepatol，Vol39 No3，Mar2023乙酰胺和 DDC 诱导的肝纤维化中，毛细血管 LSEC 中AKAP12 的表达减少;与上述结果矛盾的是，CCl4诱导活化的 HSC 和脂多糖诱导的 LSEC 中 AKAP12 的表达增加;因此，有必要进一步研究 AKAP12 在肝纤维化发生发展中的作用。AKAP12 也参与了 NASH 的发生和发展，可能是治疗 NASH 相关炎症的潜在靶点;乙醇通过增加 AKAP12 的磷酸化和上调 HSP47 与胶原之间的相互作用来促进酒精性肝病中 HSC 的激活。作为一种肿瘤抑制因子，AKAP12 在 HCC 中的表达降低，而启动子高甲基化是导致 AKAP12 表达降低的最重要原因。多种研究结果显示，AKAP12 在慢性肝病方面可能是一个潜在的治疗靶点，但尚需进一步研究证实。此外，AKAP12 在慢性乙型肝炎、自身免疫性肝病中的作用尚缺乏研究依据，作用还不明确，需要进一步探讨。利益冲突声明:所有作者均声明不存在利益冲突。作者贡献声明:董海舰负责撰写论文;陶雨静、郭佳玲、钟宇汝、曾子键参与收集文献，修改论文;李晖负责拟定写作思路，指导文章撰写并最后定稿。参考文献:1 QASIM H，MCCONNELL BK AKAP12 signaling complex:impacts of compartmentalizing cAMP dependent signa-ling pathways in the heart and various signaling systemsJ J Am Heart Assoc，2020，9(13):e016615 DOI:101161/JAHA120016615 2 NAUET JB，KLAUCK TM，LANGEBEG LK，et al Gravin，an autoantigen recognized by serum from myasthenia gravispatients，is a kinase scaffold protein J Curr Biol，1997，7(1):52 62 DOI:101016/s0960 9822(06)00027 3 3 MUKHEJEE M，ATNAYAKE I，JANGA M，et al Notchsignaling regulates Akap12 expression and primary cilialength during renal tubule 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