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從細(xì)胞表面到細(xì)胞核的信號(hào)轉(zhuǎn)途徑是人們十分關(guān)心并不斷探索的熱點(diǎn)。具有酪氨酸激酶活性的受體（receptortyrosinekinases,RTKs）是外界刺激信息傳遞至細(xì)胞核，轉(zhuǎn)化成細(xì)胞效應(yīng)的信號(hào)通路的關(guān)鍵組成，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、轉(zhuǎn)化及胚胎發(fā)育和腫瘤形成，具有重要的生理功能[1]。所有RTKs都是膜結(jié)合的Ⅰ型糖蛋白，其結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是整個(gè)分子可分成三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)，即胞外的配體結(jié)合區(qū)，細(xì)胞內(nèi)部具有酪氨酸激酶活性的功能區(qū)和連接這兩個(gè)區(qū)域的由疏水氨基酸組成的跨膜區(qū)，配體結(jié)合PTK胞外區(qū)域后使其構(gòu)象發(fā)生變化引起受體在包膜上遷移、聚集，并形成寡聚化的受體-配體復(fù)合物，激活胞漿的酪氨酸激酶而活化，導(dǎo)致自身磷酸化及下游胞內(nèi)底物蛋白質(zhì)分子的酪氨酸磷酸化，啟動(dòng)不同信號(hào)途徑將信號(hào)逐級(jí)傳遞[2]。
RTKs研究發(fā)展速度非常快，按其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，序列同源性及配體性質(zhì)分類，就目前的報(bào)告統(tǒng)計(jì)至少已發(fā)現(xiàn)有50多個(gè)RTK基因分屬于14個(gè)不同亞族，Eph是其中成員最多的家族，約有14個(gè)基因組成。
1、Eph亞族受體的的結(jié)構(gòu)與分類
Eph亞族明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[3]是它們的胞外配體結(jié)合區(qū)含一個(gè)免疫球蛋白樣重復(fù)序列，一個(gè)半胱氨酸富含區(qū)（有20個(gè)胱氨酸殘基），后面有兩個(gè)FNⅢ（纖粘蛋白Ⅲ型）重復(fù)區(qū)；在胞漿酷氨酶區(qū)無激酶插入（KI）的序列阻斷，由于核區(qū)氨基酸序列尤其在各受體亞族中高度保守，對(duì)這部分序列按氨基酸同源性分析的高低做為建立種系發(fā)生樹（phylogenetictree）的依據(jù)，從中可以得出各亞族成員關(guān)系（圖1）[4]。同源性基因間序列同一性大于88%的歸于一種，從而將已克隆的40多個(gè)基因歸于14種，盡管Eph亞族在結(jié)構(gòu)上高度保守，但各成員同源性，表達(dá)分布與結(jié)合配體各不相同，據(jù)此又可將其分成EphA和EphBsubgroup.這幾年來對(duì)Eph亞族的研究蓬勃發(fā)展，突出成就在于不斷發(fā)現(xiàn)和克隆新的成員及配體，證實(shí)Eph亞族的基因區(qū)域化表達(dá)與神經(jīng)軸突束的組織趨化性發(fā)育途徑有對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而與腦區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成密切相關(guān)。
Eph亞族的命名[6]源自該亞族最早的成員Eph（新命名EphA1），是Hirai用非嚴(yán)謹(jǐn)雜交技術(shù)以vfps的酪氨酸激區(qū)序列為探針從人桿細(xì)胞癌細(xì)胞株cDNA文庫中克隆[3]。Eph基因在進(jìn)化上高度保守，用人EphcDNA探針可從大鼠、雞、小腹果蠅中檢測(cè)到特異DNA帶，人Eph基因定位于7號(hào)染色體，編碼3.5kbMrna,RNA印跡分析表達(dá)在大鼠肝、肺、腎有Mrna水平高表達(dá)，在小腸表達(dá)較低，在幾種人腫瘤中（肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、肝癌、結(jié)腸癌），Eph表達(dá)高于相應(yīng)正常組織，但無基因擴(kuò)增，且高表達(dá)的Eph基因體外使NIH3T3誘發(fā)裸鼠致瘤及能在軟瓊脂上形成克隆[4]。提示Eph高表達(dá)也許與腫瘤發(fā)生有關(guān)。
1.2Elk(eph-like-kinase)
Elk（新命名EphB1）是該亞族第二個(gè)成員，是用抗磷酸酪氨酸抗體從大鼠的腦cDNA文庫中克隆[7]，它的表達(dá)與eph不同，僅大鼠腦中檢測(cè)到ElkmRNA，在小腸中表達(dá)較少，lwase[8]通過RNA印跡分析表明Elk在14至16d大鼠胚胎胃中表達(dá)高，至18d及新生鼠中表達(dá)非常低，在成年鼠胃中沒有檢測(cè)到Elk表達(dá)，在3例人胃癌組織中發(fā)現(xiàn)有2例Elk的mRNA表達(dá)水平幾倍高于正常胃組織，推測(cè)Elk也許在人胃癌中起一定作用。
1.3Eck(epithelial-cell-kinase)
Eck（新命名EphA2）是該亞族第三個(gè)發(fā)現(xiàn)并克隆全長(zhǎng)cDNA的成員，來源于人角化細(xì)胞cDNA文庫，并由此得名，它廣泛表達(dá)與上皮來源細(xì)胞中[9]，其4.7kbmRNA在大鼠肺、皮膚、小腸和卵巢及上皮性細(xì)胞系高表達(dá)，在腎、腦，脾等有低水平表達(dá)，eck是該亞族成員被發(fā)現(xiàn)有酪氨酸激酶活性的第一個(gè)基因，用免疫沉淀方法以抗Trpe融合蛋白（含EckC端101氨基酸），并將免疫復(fù)合物進(jìn)行體外激酶實(shí)驗(yàn)，對(duì)磷酸化蛋白進(jìn)行磷酸氨基酸分析，確證了其磷酸化主要是在酪氨酸上。
1.4Heks(humaneph-like-kinases)
Heks(Hek4,5,7,8,11)[10]。是從人胚腦cDNA文庫中用PCR和5’RACE方法克隆出來的一組基因，采用的是根據(jù)該亞族高度保守的胞內(nèi)催化功能域WTAPEAI和VCKVSDFG基序而設(shè)計(jì)合成，氨基酸同源性分析表明hek4（新命名EphA3）與cek4(99%)和mek4(98%)同源性最高，即它們的同源基因，編碼983個(gè)氨基酸，有典型的ATP結(jié)合位點(diǎn)（GXGXXG），其779位Tyr為自身磷酸位點(diǎn)，主要在人胎盤、心、腦、肺、肝組織中表達(dá)，還在兩株T白血病細(xì)胞株（JM，HSB-21）和一株前B細(xì)胞株中表達(dá)，另外在1/28慢性淋巴細(xì)胞白血病及2/39急性髓細(xì)胞白血病表達(dá)，表明它在正常淋巴系統(tǒng)的功能和分化中及一些人惡淋巴腫瘤中有一定作用。
Hek5（新命名EphB2）即以前命名的Erk(Elk-relatedkinase)基因[11]，與ERK蛋白（extracellularsignal-regulatedkinases）是不同的，后者在MAPK級(jí)聯(lián)中可被MEK磷酸化，Iwase胞內(nèi)激酶區(qū)的片段，通過RNA印跡分析表明Erk在鼠中表達(dá)降低，而成年鼠的胃的中已檢測(cè)不到該基因表達(dá)，而且首次在人胃癌組織中檢測(cè)到Erk表達(dá)顯著高于相應(yīng)正常組織，故而認(rèn)為Erk了也許在胃的胚胎及腫瘤發(fā)生中起一定作用。隨后Kiyodawa等[12]的研究更證實(shí)了這點(diǎn)，他們用此cDN段做探針克隆出全長(zhǎng)Hek5序列，與其他Eph亞族基因氨基酸序列比較，在氨基端有一個(gè)不完全信號(hào)肽區(qū)，與Cek5（92.5%）,Nuk(91.1%)同源性最高。Hek5主要在上皮來源的組織（甲狀腺，結(jié)腸等）及腫瘤細(xì)胞系（胃癌、食道癌、結(jié)腸癌等）表達(dá)，另外在非上皮來源的骨肉瘤細(xì)胞系Huo-3NI有表達(dá)，在各種腫瘤組織中的表達(dá)均幾倍高于相應(yīng)正常組織，其中胃癌顯著75%高表達(dá)，未發(fā)現(xiàn)擴(kuò)增及重排。
Hek5的雞同源物cek5(chickenembryokinase)是從10天齡雞胚cDNA表達(dá)文庫中用抗磷酸酪氨酸抗篩選出來，蛋白質(zhì)印跡表明Cek5在雞胚腦中高表達(dá)，在腎、肺、腸等低表達(dá)，另外，同時(shí)還得到了一個(gè)Cke5異型體（Variant）Cek5+的部分序列，發(fā)現(xiàn)它在膜并列區(qū)域多了16個(gè)氨基酸的插段，也許是選擇剪切（alternativesplicing）不同的結(jié)果，并且這是神經(jīng)系統(tǒng)特有的，與此類似，Cek10(新命名EphB3)也有異型體Cek10+,在膜并列區(qū)域有15個(gè)氨基酸的插段[13]，目前對(duì)這種現(xiàn)象還所知甚少。
1.5其他新基因
Tck,(tailandcementglandkinase),XElk,P17a[14]是從非洲蟾蜍克隆出來，分別與Hek2（79%）、Elk(91%)、Myk-1(80%)同源性最高，XElk是Elk的蟾蜍屬同源物，TckxElk均在卵母細(xì)胞成熟過程中有不同程度表達(dá)，故推測(cè)在特定組織胚胎發(fā)育的信號(hào)傳導(dǎo)中起一定作用。
2、Eph亞族受體的配體研究
闡明Eph亞族各成員的生理功能及研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的第一步依賴于配體的分離，目前已分離出8種不同的配體分為ephrin-A和ephrin-Bsubclass(Ephfamilyreceptorinteractingproteins).ephrin-A(A1～A5)類配體靠糖基磷脂酰肌醇鏈（GP1-linkage）錨定在細(xì)胞膜上，PI-PLC能水解GPI，使其從細(xì)胞表面釋放下來具備可溶性；ephrin-B(B1～B3)類配體是跨膜蛋白，結(jié)合研究表明該亞族已發(fā)現(xiàn)的配體可與多個(gè)受體以不同的親和力交叉結(jié)合且發(fā)揮不同的作用[15]。配體在組織中的表達(dá)廣泛，其結(jié)構(gòu)可分為四個(gè)區(qū)即信號(hào)區(qū)、結(jié)合區(qū)、spacer區(qū)、疏水區(qū)、胞外區(qū)有四個(gè)保守的半胱氨酸殘基和一個(gè)推測(cè)為糖基化的位點(diǎn)，及受體的結(jié)合位點(diǎn)，結(jié)合區(qū)有9個(gè)β-extended構(gòu)象，也許存在類似Ig折疊的β-sheets構(gòu)成的二級(jí)結(jié)構(gòu)，疏水區(qū)有信號(hào)通過GPI連接或跨膜形式將蛋白錨定于膜上，Spacer區(qū)使受體結(jié)合區(qū)從質(zhì)膜伸展開。二級(jí)結(jié)構(gòu)分析表明這些配體不屬于已知的結(jié)構(gòu)基序，與其結(jié)構(gòu)相似最高的大多為T細(xì)胞受體或Ig序列[16]。配體與受體的結(jié)合能導(dǎo)致受體自身磷酸化和與細(xì)胞中信號(hào)蛋白分子的作用。
B61（新命名ephrin-A1）是該亞族第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的配體，早先是從IL-1或TNF誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中克隆的立早反應(yīng)基因，存在可溶和以GPI錨固定于膜上二種形式，研究發(fā)現(xiàn)后者是Eck配體可結(jié)合并激活Eck，原位雜交分析表達(dá)B61和Eck均在肺和內(nèi)臟高表達(dá)，B61基因位于小鼠3號(hào)染色體[17]。隨后又證實(shí)它與另一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的配體LERK2（新命名ephrin-B1）一起能與Elk和hek結(jié)合[18]。對(duì)配體的研究發(fā)展也非常迅速，越來越多的配體被發(fā)現(xiàn)，park用非嚴(yán)謹(jǐn)PCR克隆技術(shù)來克隆B61的同源基因，結(jié)果從鼠腦中分離出3個(gè)不同的配體Elf-1/cek7-L(新命名ephrin-A2),Ehk1-L/Ef1-2/Lerk3（新命名ephrin-A3）和AL-1/RAGS（新命名ephrin-A5）可激活Eek[15]。
隨著越來越多配體的發(fā)現(xiàn)對(duì)功能的研究得以深入開展，Ciossek發(fā)現(xiàn)Elf-1和B61兩種配體與MDK1結(jié)合能導(dǎo)致其自身磷酸化和Rat1細(xì)胞中一個(gè)未知的內(nèi)源62ku蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸化，這也許表明MDK1及其配體在鼠早期發(fā)育中起作用[19]。應(yīng)用雙雜交系統(tǒng)證明在P19胚癌細(xì)胞株中，EphB1(ELK)被其配體ephrin-B1/Fc活化后可與胞內(nèi)接頭蛋白Nck的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，進(jìn)一步激活c-Jun激酶（JNK/SAPK），而瞬時(shí)高表達(dá)突變的EphB1受體（Y594F）則阻斷了EphB1到JNK的信號(hào)傳遞，從而證明了Nck是介導(dǎo)EphB1到JNK信號(hào)通路的重要連接分子[20]。鑒定所有配體及闡明它們的功能是今后面臨的挑戰(zhàn)性任務(wù)。
Eph是一大類新發(fā)現(xiàn)的RTK，現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展使Eph亞族迅速壯大成為RTK最大的家族，昨天其廣泛的種屬和組織分布，結(jié)構(gòu)上的高度保守，提示它們?cè)诩?xì)胞內(nèi)具有重要的生理功能，盡管有研究表明，Eph亞族參與神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞間相互作用及軸突發(fā)育路徑，Eph、Hek、Erk、Elk等與人腫瘤有關(guān)，但Eph亞族的研究尚處于資料和認(rèn)識(shí)的積累階段，即仍需大量研究加以證實(shí)。克隆Eph亞族新基因及繼續(xù)尋找胞內(nèi)各成員的天然配體及特異底物范圍及生理功能，為最終闡明它的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制及生長(zhǎng)調(diào)控、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、腫瘤發(fā)生的關(guān)系提供滿意答案。