VRK2,也称为Vaccinia-related kinase 2,是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,最初在高度增殖的细胞中如胸腺细胞和胎肝细胞中被发现,参与细胞增殖和生存。VRK2也在大脑中表达,但其在中枢神经系统中的分子功能尚不完全清楚。许多全基因组关联研究(GWAS)表明VRK2是神经精神疾病如精神分裂症的潜在候选分子。然而,VRK2与神经精神疾病之间的病理生理关系尚未完全阐明。
最近的研究表明,VRK2可能在精神疾病和神经系统疾病中发挥作用。例如,遗传变异rs1518395在VRK2基因中与精神分裂症(SCZ)和重度抑郁症(MDD)相关[1]。VRK2基因的变异也与多种其他先天性缺陷相关,这些缺陷与神经发育的异常有关[1]。VRK2基因的表达水平在精神分裂症、双相情感障碍和未分类的精神病中均有所降低[3],这与GWAS的结果一致。VRK2的降低表达可能与精神分裂症谱系障碍的发病机制有关[3]。
在癌症研究中,VRK2也被发现具有重要作用。例如,在VRK2缺失的胶质母细胞瘤(GBM)中,靶向VRK1可以抑制肿瘤生长[2]。VRK1和VRK2之间存在合成致死相互作用,即当两个基因缺陷同时存在时会导致细胞死亡,而单独一个基因缺陷则不会[2]。这种相互作用在VRK2启动子甲基化的GBM中尤为重要[2]。此外,VRK2在神经系统癌症中的表达与VRK1的表达呈负相关,VRK2的表达缺失使癌细胞对VRK1的缺失敏感[7]。
除了在疾病中的作用外,VRK2在神经发育和神经系统功能中也具有重要作用。例如,VRK2的缺失在小鼠中表现出抑郁样行为,这与人类抑郁症的表型相似[4]。VRK2的缺失还与神经元突触的异常有关,这可能是导致抑郁样行为的原因之一[4]。此外,VRK2的缺失还与雌性斑马鱼中的攻击行为和社交互动异常有关[6]。这些结果表明,VRK2在神经发育和神经系统功能中发挥着重要作用。
VRK2还参与了先天免疫反应。例如,VRK2的缺失抑制了抗病毒基因的诱导,并导致小鼠在病毒感染后死亡增加[5]。VRK2通过促进线粒体DNA(mtDNA)的释放,激活了cGAS介导的先天免疫反应[5]。VRK2的缺失还导致线粒体DNA的释放减少,进而抑制了cGAS介导的先天免疫反应[5]。
综上所述,VRK2是一种重要的丝氨酸/苏氨酸激酶,参与细胞增殖、神经发育和免疫系统功能。VRK2的变异与精神分裂症、重度抑郁症和其他神经系统疾病相关。VRK2在癌症中也具有重要作用,可以作为治疗某些神经系统癌症的潜在靶点。深入研究VRK2的功能和机制,有助于理解神经精神疾病和癌症的发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Li, Ming, Yue, Weihua. 2018. VRK2, a Candidate Gene for Psychiatric and Neurological Disorders. In Molecular neuropsychiatry, 4, 119-133. doi:10.1159/000493941. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30643786/
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3. Tesli, Martin, Wirgenes, Katrine Verena, Hughes, Timothy, Djurovic, Srdjan, Andreassen, Ole A. 2016. VRK2 gene expression in schizophrenia, bipolar disorder and healthy controls. In The British journal of psychiatry : the journal of mental science, 209, 114-20. doi:10.1192/bjp.bp.115.161950. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26941264/
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5. He, Wen-Rui, Cao, Li-Bo, Yang, Yu-Lin, Hu, Ming-Ming, Shu, Hong-Bing. 2021. VRK2 is involved in the innate antiviral response by promoting mitostress-induced mtDNA release. In Cellular & molecular immunology, 18, 1186-1196. doi:10.1038/s41423-021-00673-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33785841/
6. Umeda, Ryohei, Teranishi, Hitoshi, Hada, Kazumasa, Hanada, Toshikatsu, Hanada, Reiko. 2022. Vrk2 deficiency elicits aggressive behavior in female zebrafish. In Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms, 27, 254-265. doi:10.1111/gtc.12924. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35094457/
7. So, Jonathan, Mabe, Nathaniel W, Englinger, Bernhard, Filbin, Mariella G, Hahn, William C. 2022. VRK1 as a synthetic lethal target in VRK2 promoter-methylated cancers of the nervous system. In JCI insight, 7, . doi:10.1172/jci.insight.158755. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36040810/