Mitogen-Activated protein Kinases (MAPKs)與轉移的相關 性

活化絲裂原活化蛋白激酶家族 (MAPKs)，是一種serine/threonine kinases的激酶家族，廣泛存在於各種細胞中的傳導途徑，主要參與細 胞 外 各 種刺 激物的 訊 息 傳遞 反應與 細 胞 凋亡 的信號 轉 導 過程 。 MAPKs 級聯反應包括3 個順序的活化過程：MAPK kinase kinase (MAPKKK)、 MAPK kinase (MAPKK)及MAP kinase。每一種激酶又 由不同成分組成，MAPKKK 由C—RAF，B—RAF，MEKK等組成，

MAPKK 由MEK，SEK，MKK3，MKK6等組成，MAPK包括ERK 1/2 (extracellar signal-regluatedkinase) ， JNK/SAPK (c-Jun NH2-terminal kinase)以及p38。MAPK家族有多個成員及多條反應途徑，利用一連 串的蛋白質磷酸化反應來進行訊息的傳導。依照細胞種類、cellular

stmuli、細胞的環境等因素之不同會使各種MAPK在細胞的生理功能 上 產 生 不 同 影 響 ， 包 括 發 炎 反 應 (inflammination) 、 細 胞 凋 亡 (apoptosis)、致癌基因轉形、腫瘤細胞轉移 (Chakraborti et al., 2003)。

過去在不同細胞研究顯示經由ERK1/2、P38與JNK路徑會調控MMPs 與uPA的表現 (Chen et al; 2005; Westermarck et al; 1999)，因此抑制 MAPKs路徑可能與抑制血管新生、細胞增生與癌細胞轉移有關，以 下將介紹ERK1/2、P38與JNK路徑:

(1)Extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2)

最早被發現的分子成員為 MAP-2 kinase (microtubule-associated proteins)，在受到胰島素的刺激便會大量活化的蛋白質激酶，進而造 成細胞骨架蛋白質的磷酸化 (Sturgill et al., 1986)。而在之後的研究也 發現 MAP-2kinase 之異構酶 ERK1 (Boulton et al., 1991)。許多物質，

包含生長因子、細胞激素，甚至是致癌物質皆可以活化 ERK1/2 之途 徑。當 ERK1/2 的途徑被啟動時，能促進細胞的增殖，抑制細胞的凋 亡 (Johnson et al., 2002)。然而，在轉移機制方面，有文獻指出抑制 了 p-ERK1/2 可以減少 MMP-2 及 uPA 表現，且抑制腫瘤細胞移行 (Westermarck et al; 1999; Lev et al., 2004)，Protein kinase C (PKC)已被 證實可以活化 ERK1/2 的途徑，而近年來發現當 PKCδ、PKCε、PKCδ 過度表現與活化 MMP-1 的 promoter 有關(Rutter et al., 1995)。

MDA-MB-231 乳癌細胞可以經由 TNF-α 誘導 MMP-9 與 AP-1 的表 現，AP-1 能被 ERK1/2 與 P38 調控，當加入 ERK 抑制劑 U0126 與 P38 抑制劑 SB203580 後，能降低 TNF-α 所誘導的 MMP-9 活性表現 (Kim et al., 2008)。

(2) p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAP kinase)

目前發現 p38 家族至少存在有四種異構酶: p38α (MAPK14、

SAPK2a)、p38β (MAPK11、SAPK2b)、p38γ (MAPK12、SAPK3) 及 p38δ (MAPK13、SAPK3)(Kyriakis et al., 2001)。p38 也被證實在細胞 凋亡與存活上扮演雙重角色。在乳癌細胞受 v-Src 所活化的 p38 會藉 由調控 cyclin D 的作用而增加細胞增生 (Zarubin et al., 2005)；數種 cellular stress 如 anticancer agent、UV raddiation、oxidative stresses、

growth factor 和 ceramides 等皆透過 p38 而抑制細胞週期的進行或啟 動細胞凋亡 (Olson et al., 2004)。p38 調控轉移機制方面，BT549 人類 乳癌細胞中 p38α 與 p38β 異構物做比較，p38α 為主要調控 uPA 的表 現 (Huang et al., 2000)。另外，phorbol myristate acetate (PMA)為一種 化學致癌劑，能使神經瘤細胞 TIMP-2 表現降低，若抑制了 p38 的磷 酸化，則能增加 TIMP-2 的表現量，降低癌細胞的轉移能力 (Park et al.,2002)。

(3) c-Jun N-terminal kinase/stress activated protein kinase (JNK/SAPK)

當細胞受到外界的壓力或是一些cytokine的刺激時，便會活化 JNK。JNK主要有3種isoform：JNK1、JNK2及JNK3，前兩者表現在 大部分的組織，而JNK3主要表現在腻部及睪丸 (Barr et al., 2001)。活 化之JNKs可將tumor suppressor gene p53磷酸化，因此抑制p53與 Mdm2的結合而延緩p53之代謝並延長p53啟動細胞凋亡或細胞週期 停滯之活性 (Liu et al., 2005; Cheng et al., 2003)。在JNK影響轉移部 分，抗氧化物質α-Mangostin可以經由抑制前列腺癌細胞 (PC-3)中 JNK磷酸化與降低轉錄因子 NF-kB與AP-1的表現而抑制MMP-2、

MMP-9與uPA的酵素活性 (Hung et al., 2009)。乳癌細胞中含有大量的

leptin，會增加癌細胞的轉移能力，研究顯示leptin刺激乳癌細胞 (MCF-7)的移行能力，並且增加MMP-2的表現，以及活化JNK，而當 抑制JNK磷酸化後，則能降低leptin所誘導的MMP-2表現 (McMurtry et al., 2009)，因此在MAPK路徑中，JNK在抑制癌細胞轉移上也占非 常重要的角色。