Dapk3,即死亡相关蛋白激酶3,是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,参与调节多种细胞过程,包括细胞增殖、细胞凋亡和自噬。Dapk3被认为是一种潜在的肿瘤抑制因子,其功能涉及多种信号通路,对组织稳态和哺乳动物生物学具有重要意义。Dapk3在多种癌症中表达下调,与肿瘤侵袭、转移和不良预后相关。此外,Dapk3在早期发育过程中也发挥重要作用。
研究表明,Dapk3在肿瘤抑制中发挥重要作用。例如,Dapk3通过激活ULK1依赖的自噬抑制胃癌进展[2]。ULK1是一种关键的丝氨酸/苏氨酸激酶,参与调节自噬过程。Dapk3通过直接磷酸化ULK1的Ser556位点,增加ULK1的活性,促进自噬诱导。此外,Dapk3还通过STING-IFN-β信号通路驱动抗肿瘤免疫,增强肿瘤免疫监视[1]。STING是一种细胞质DNA感受器,参与免疫反应。Dapk3通过协调STING的翻译后修饰,激活STING,进而诱导IFN-β的产生,增强抗肿瘤免疫。
Dapk3在早期发育过程中也发挥重要作用。研究表明,Dapk3抑制乳腺小叶形态发生,对小鼠早期发育至关重要[3]。在体外三维肿瘤发生模型中,Dapk3的缺失导致乳腺小叶体积增大,细胞增殖和凋亡加速,而保持乳腺小叶极性。此外,Dapk3的缺失增强生长因子依赖性mTOR激活,对低剂量雷帕霉素敏感。
Dapk3还与自噬和葡萄糖代谢相关。研究表明,Dapk3在GDM患者的胎盘和滋养层细胞中上调。沉默Dapk3导致STX17-SNAP29-VAMP8复合物的组装减少,阻断自噬体-溶酶体融合,通过介导SNAP29发挥作用[4]。此外,胰岛素和葡萄糖暴露急性改变骨骼肌的DNA甲基化谱,胰岛素增加DAPK3基因体的DNA甲基化,而碳水化合物摄入减少DAPK3的DNA甲基化[5]。
Dapk3还与衰老相关。研究表明,Dapk3在HBMVEC中表达增加,与衰老相关。抑制DAPK3活性减少细胞衰老表型,如管状形成、衰老相关β-半乳糖苷酶活性和细胞增殖。DAPK3通过调节PGC1α的磷酸化和失活,抑制线粒体代谢相关基因的表达,如ATP5G1、BDNF和COX5A,从而促进细胞衰老[6]。
Dapk3在多种癌症中发挥重要作用,包括非小细胞肺癌和肾细胞癌。研究表明,DAPK3在A549细胞中控制肿瘤进展,通过激活ERK/c-Myc信号通路抑制细胞增殖、迁移、侵袭和肿瘤生长[7]。此外,RBPJ/DAPK3/UBE3A信号轴通过诱导PBRM1降解,调节肾细胞癌对CDK4/6抑制剂的敏感性[8]。
综上所述,Dapk3是一种重要的丝氨酸/苏氨酸激酶,参与调节细胞增殖、细胞凋亡、自噬和衰老等多种细胞过程。Dapk3在肿瘤抑制和早期发育中发挥重要作用。此外,Dapk3还与自噬、葡萄糖代谢和衰老相关。Dapk3的研究有助于深入理解其在细胞生物学和疾病发生中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Takahashi, Mariko, Lio, Chan-Wang J, Campeau, Anaamika, Jain, Mohit, Sharma, Sonia. 2021. The tumor suppressor kinase DAPK3 drives tumor-intrinsic immunity through the STING-IFN-β pathway. In Nature immunology, 22, 485-496. doi:10.1038/s41590-021-00896-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33767426/
2. Li, Guan-Man, Li, Lei, Li, Meng-Qing, Guan, Xin-Yuan, Bi, Jiong. 2020. DAPK3 inhibits gastric cancer progression via activation of ULK1-dependent autophagy. In Cell death and differentiation, 28, 952-967. doi:10.1038/s41418-020-00627-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33037394/
3. Kocher, Brandon A, White, Lynn S, Piwnica-Worms, David. 2014. DAPK3 suppresses acini morphogenesis and is required for mouse development. In Molecular cancer research : MCR, 13, 358-67. doi:10.1158/1541-7786.MCR-14-0333. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25304685/
4. Wang, Yanling, Ji, Lulu, Peng, Zhihong, Hu, Hanyang, Wang, Lin. 2019. Silencing DAPK3 blocks the autophagosome-lysosome fusion by mediating SNAP29 in trophoblast cells under high glucose treatment. In Molecular and cellular endocrinology, 502, 110674. doi:10.1016/j.mce.2019.110674. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31811899/
5. Mudry, Jonathan M, Lassiter, David G, Nylén, Carolina, Krook, Anna, Zierath, Juleen R. 2016. Insulin and Glucose Alter Death-Associated Protein Kinase 3 (DAPK3) DNA Methylation in Human Skeletal Muscle. In Diabetes, 66, 651-662. doi:10.2337/db16-0882. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28011458/
6. Park, Ji-Eun, Park, Jeong Woo, Sim, Myong-Kyu, Kim, So Ra, Kim, Kwang Seok. . Inhibition of DAPK3 Suppresses Radiation-Induced Cellular Senescence by Activation of a PGC1α-Dependent Metabolism Pathway in Brain Endothelial Cells. In The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, 79, . doi:10.1093/gerona/glae088. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38563090/
7. Kake, Satoru, Usui, Tatsuya, Ohama, Takashi, Yamawaki, Hideyuki, Sato, Koichi. 2017. Death-associated protein kinase 3 controls the tumor progression of A549 cells through ERK MAPK/c-Myc signaling. In Oncology reports, 37, 1100-1106. doi:10.3892/or.2017.5359. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28075459/
8. Liu, Wentao, Zhang, Bin, Zhang, Dan, Zhu, Liang, Jin, Xin. 2022. The RBPJ/DAPK3/UBE3A signaling axis induces PBRM1 degradation to modulate the sensitivity of renal cell carcinoma to CDK4/6 inhibitors. In Cell death & disease, 13, 295. doi:10.1038/s41419-022-04760-6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35368029/