LCK 原癌基因，SRC 家族酪氨酸激酶

LCK 基因编码 p56（LCK），这是一种 SRC（ 190090 ）癌基因家族的非受体蛋白酪氨酸激酶，参与 T 细胞受体（TCR；参见186880 ）介导的激活的转导。p56（LCK）蛋白锚定在质膜上，并与 CD4（ 186940 ）/CD8（参见186910 ）辅助受体的细胞内结构域相互作用。它由 4 个 SRC 同源性（SH）结构域组成，这些结构域在 SRC 家族成员中是可变保守的（ Germani et al., 2003 ）。

▼ 克隆与表达

Rouer 等人使用 RT-PCR（1999）在各种 T 细胞系和来自健康供体的外周血淋巴细胞（PBL ）中鉴定了全长 LCK 转录物和缺乏外显子 7 的剪接变体。

通过对糖尿病患者和健康对照者的 PBL 进行 RT-PCR，Nervi 等人（2005）获得了对应于全长 LCK、缺少外显子 7（LCK δ-7）的 LCK 和缺少外显子 7 但在外显子 2 和 3 之间含有额外的 174 bp 对应内含子 B 的新 LCK 变体（LCKB+7- ）。LCKB+7- 编码一个 516 个氨基酸的蛋白质，与全长 509 个氨基酸的蛋白质相比，它在 SH3 结构域的上游有一个富含脯氨酸的 58 个氨基酸插入，并且像 LCK δ-7 一样，有一个缺失催化结构域上游的 ATP 结合位点。Far Western印迹分析表明58个氨基酸的插入降低了SH3的结合能力。RT-PCR 分析表明 LCKB+7- 存在于所有个体中但被隔离在细胞核中。内尔维等人（2005）得出结论，LCKB+7- 是一种罕见的转录本，可能存在于 T 细胞功能障碍的情况下。

▼ 基因功能

高盛等人（1998）指出 T 细胞抗原受体在胸腺细胞分化和 T 细胞活化中起关键作用。在抗原与 TCR 结合后，并与其他辅助受体及其相关配体（例如 CD4 和主要组织相容性复合体（MHC） II 类、CD28（ 186760 ）、B7（ 112203 ）、CD8 和 MHC I）结合，信号转导级联被激活。最早可测量的生化事件是蛋白酪氨酸激酶的激活，导致多种细胞底物的磷酸化。已知至少 3 种蛋白酪氨酸激酶在受体水平参与 TCR 信号传导，包括 p59（fyn）（FYN; 137025 ）、p56（lck）和 ZAP70（ 176947）。在同源重组导致 p56（lck）或 p59（fyn）缺陷的小鼠中观察到了 SCID 样表型。缺乏 p56（lck）的小鼠以及表达 p56（lck）显性负突变的转基因小鼠表现出严重的 T 细胞发育缺陷（Molina 等人，1992；Levin 等人，1993）。

韦尔特等人（1999）分析了 STAT（信号转导和转录激活因子）蛋白在 TCR 信号传导中的作用。STAT5（ 601511）响应 TCR 刺激，在 tyrosine-694 上立即和瞬时磷酸化。蛋白酪氨酸激酶 LCK（TCR 复合物中的一种关键信号蛋白）的表达激活了转染的 STAT5A 和 STAT5B 与特定 STAT 诱导元件的 DNA 结合。LCK 在 STAT5 激活中的作用在 LCK 缺陷型 T 细胞系中得到证实，其中 TCR 刺激对 STAT5 的激活被消除。通过表达显性失活突变体 STAT5 来抑制 STAT5 功能可减少抗原刺激的 T 细胞增殖。因此，TCR 刺激似乎直接激活 STAT5，它可能参与免疫反应期间基因转录和 T 细胞增殖的调节。

缺乏前 TCR-α 的动物几乎没有 α-β 谱系细胞，但 γ-δ T 细胞数量增加。这些 γ-δ T 细胞表现出比来自野生型小鼠的 γ-δ T 细胞更广泛的 TCR-β 重排。这些观察结果与从 γ-δ-TCR 和 pre-TCR 发出的不同信号指示谱系承诺的想法是一致的。Saint-Ruf 等人使用共聚焦显微镜和生物化学分析信号的起始（2000）表明 pre-TCR，但不是 γ-δ TCR，与 p56（lck） Src 激酶共定位到富含糖脂的膜结构域（筏）中，显然不需要任何连接。这导致 CD3-ε（ 186830 ）和 ZAP70 信号转导分子的磷酸化。圣鲁夫等人（2000）表示，他们的结果表明 pre-TCR 和 γ-δ-TCR 信号之间存在明显差异。

1 型糖尿病（IDDM1; 222100 ）患者在 T 细胞激活后反应减弱。通过免疫印迹分析，Nervi 等人（2000）发现IDDM1 患者在 T 细胞刺激后磷酸化 CD3Z（ 186780 ）水平降低。免疫印迹、免疫沉淀和光密度分析显示，与对照组相比，IDDM1 患者未受刺激的外周血细胞中 LCK 表达显着降低。降低的 LCK 表达与较低的增殖反应相关。非常低的 LCK 表达也可能与 HLA-DQB1*0201/0302 相关（参见604305）基因型。共聚焦显微镜显示 LCK 在患者和对照中的质膜表达正常。这些患者的下游信号转导分子不受影响。

金等人（2003）指出，T 细胞辅助受体 CD4 和 CD8 各自通过其细胞质尾部与 LCK 的 N 末端以锌依赖性方式结合。这些相互作用是 T 细胞发育和激活所必需的。通过结构分析，Kim 等人（2003）表明，在没有锌的情况下，共受体尾部和 LCK N 末端缺乏结构，但它们在锌的存在下组装形成紧密折叠的异二聚体结构域。

Germani 等人使用流式细胞仪（2003）推断 LCK δ-7 蛋白占 Jurkat T 细胞系中总 LCK 蛋白的 15%。外显子 7 编码 LCK 催化结构域的前 51 个氨基酸，该区域的缺失降低了重组蛋白的激酶活性。然而，剩余的活动可以通过添加 Mn（2+）来增强。在转染的 Jurkat 细胞中强制产生 LCK δ-7 会导致比用全长 LCK 转染更慢的细胞增殖。日耳曼尼等人（2003）提出 LCK δ-7 是一种细胞信号调节剂。他们指出，已报告了一例严重联合免疫缺陷（SCID）病例，其中全长 LCK 水平低，LCK δ-7 出现作为主要 LCK 转录物（见Goldman 等人，1998 年）。

Park 等人使用蛋白质下拉分析（2002）表明疱疹病毒 Tip 蛋白的 N 端富含 ser 的部分与溶酶体蛋白 WDR48（ 612167 ）的 N 端相互作用。Tip 与 WDR48 的相互作用诱导了溶酶体囊泡的形成，并通过 Tip 的 C 末端区域将 LCK 募集到这些溶酶体囊泡中进行降解。尖端与 WDR48 和 LCK 的相互作用分别导致 TCR 和 CD4 表面表达的下调，从而导致 T 淋巴细胞信号转导的抑制。

扎德曼等人（2011）发现 DHHC2（ZDHHC2; 618621 ）在 Jurkat T 细胞中的敲低部分使 LCK 从质膜离域到细胞质并降低其 S- 酰化。相反，DHHC2的过表达增加了Lck的S-酰化。

▼ 基因结构

内尔维等人（2005）指出 LCK 基因包含 12 个外显子，跨度为 14 kb。LCK 的表达由相隔 35 kb 的 2 个不同的启动子控制。启动子的交替使用产生了 2 个主要类别的 mRNA，它们仅在其非编码 5 素末端有所不同。可变剪接和替代转录起始位点的使用在每个 mRNA 类别中产生了几个变体。

▼ 测绘

玛思等人（1986）将小鼠 Lck 基因定位到远端 4 号染色体。通过体细胞杂交和原位杂交的分子分析，他们将人类 LCK 基因定位到染色体 1p35-p32。他们注意到 LCK 与其他蛋白酪氨酸激酶癌基因非常相似，特别是 SRC、YES（ 164880 ）和 FGR（ 164940 ），并且发现病毒诱导的鼠淋巴瘤伴随着 Lck 基因的重排，这表明 LCK 的异常表达可能有助于淋巴样转化。在人类中，在神经母细胞瘤（ Gilbert et al., 1982 ）和非霍奇金淋巴瘤（ Levine et al., 1985 ）中的 1p34 中可见染色体异常、缺失或易位。

沃尔皮等人（1994）通过荧光原位杂交将 LCK 基因定位到 1p35-p34.3。通过与 LCK 探针和 D1S57 探针的双色原位杂交，Van Roy 等人将其定位到 1p34.3-p34.2（1993），他们发现 LCK 基因与匿名标记是端粒的。

▼ 分子遗传学

在以选择性 CD4 淋巴细胞减少为特征的免疫缺陷 22（IMD22; 615758 ）婴儿中，Goldman 等人（1998）发现 p56（lck）水平显着下降。这种减少与缺少外显子 7 激酶编码结构域的可变剪接 LCK 转录物的存在有关。未发现 LCK 基因的致病突变。这些数据表明，p56（lck）表达的缺陷会在人类中产生免疫缺陷表型。在一名日本男性中，其免疫异常与Goldman 等人描述的相似，但要温和得多（1998 年），Sawabe 等人（2001）发现了影响 LCK 基因外显子 7 的相同剪接异常。然而，在外显子 7 周围的 LCK 序列中未发现突变。蛋白质印迹分析表明，与对照组相比，患者的 LCK 水平降低了约 40%。

Hauck 等人在患有免疫缺陷 22 的女孩中（2012）在 LCK 基因（L341P; 153390.0001 ）中发现了一个纯合错义突变。患者细胞的蛋白质印迹分析显示突变 LCK 水平降低。突变蛋白没有激酶活性，并且未能在 LCK 缺陷细胞中重建 TCR 信号传导，这与功能丧失一致。患者在出生后的头 2 年出现反复感染和自身免疫表现，并在造血干细胞移植后死亡。免疫学检查显示 CD4+ T 细胞淋巴细胞减少和 T 细胞上 CD4 和 CD8 的低水平表达。残留的 T 细胞在 TCR 信号传导中显示出严重的缺陷。

▼ 细胞遗传学

在 T 淋巴细胞白血病（T-ALL）和易位 t（1;7）（p34;q34）作为唯一核型异常的患者中，Tycko 等人（1991）发现了 LCK 基因与编码 T 细胞抗原受体 β 亚基（TCRB; 见186930 ）的基因连接的证据。染色体断点位于 LCK 上游启动子和第一个非翻译外显子上游 2 kb。在第二次 t（1;7）易位中，在第二个外显子上游的 2 个替代 LCK 启动子之间发现了断点。相对于正常胸腺和活化的 T 细胞，LCK mRNA 水平在第一种情况下显着升高，在第二种情况下适度升高。伯内特等人（1991）还研究了 LCK 基因在 at（1;7）白血病易位中的作用。

伯内特等人（1994）对融合 LCK 和 TCRB 的 T 细胞急性淋巴细胞白血病中的 t（1;7）（p34;q34）进行了分子分析。

▼ 动物模型

在 T 细胞发育过程中，T 细胞受体 β 链完整基因的组装和表达阻断了 TCRB 基因座的进一步重排（称为等位基因排斥的过程）并驱动 CD4 阳性细胞的产生和扩增和 CD8。对转基因动物的研究表明，淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶 p56（lck）可能会影响 TCR-β 链用于传递此类信号的相同途径。这一假设预测，干扰 p56（lck）功能将减轻同时表达的 TCR-β 链的影响。安德森等人（1993）通过检查表达功能性 TCRB 转基因和催化失活形式的 p56（lck）的小鼠中的等位基因排斥证实了这一预测。因此，癌基因 LCK 是调节 T 细胞受体 β 基因座等位基因排斥的蛋白酪氨酸激酶。

通过用强力霉素诱导的 lck 转基因创建 lck 敲除小鼠，Seddon 等人（2000）评估了 LCK 在 T 细胞发育和外周 T 细胞库群中的作用。喂食强力霉素（dox）的敲除小鼠具有与野生型对照小鼠相似的功能性 T 细胞表型，而从饮食中去除 dox（Lck1 OFF）的敲除小鼠的表型类似于 Lck 阴性小鼠的表型。胸腺细胞结构分析显示，由于双阳性（CD4+/CD8+）细胞丢失，Lck1 OFF 小鼠迅速萎缩。虽然 lck 的表达对于幼稚 T 细胞的完全激活是必不可少的，但流式细胞术和免疫印迹分析表明 lck 的持续表达对于它们的延长存活来说并不是必需的。过继转移实验表明，幼稚 T 细胞的稳态增殖确实需要持续的 lck 表达。所以，

通过对在 T 细胞中表达可诱导 Lck 转基因的小鼠进行流式细胞术分析，Tewari 等人（2006）发现缺乏 Lck 的免疫幼稚小鼠无法激活或扩增病毒抗原特异性 Cd8 阳性 T 细胞。原发性 Cd8 阳性 T 细胞扩增的幅度取决于 Lck 依赖性信号传导的持续时间。然而，记忆 Cd8 阳性 T 细胞不需要 Lck 来实现功能亲和力、维持或重新激活。特瓦里等人（2006）得出结论，幼稚但不是记忆的 CD8 阳性 T 细胞需要 LCK 才能激活，这可能是记忆细胞对抗原的高反应性和继发感染期间加速免疫控制的原因。

Kemp 等人使用外周缺乏 Lck 而胸腺缺乏 Lck 的小鼠（2010）发现，在体外偏向 Th2 表型的 Lck 缺陷型 Cd4 阳性 T 细胞的Il4（ 147780 ）减少，但其他 Th2 细胞因子没有。在生产中，这些 Cd4 阳性 T 细胞表达 Th1 转录因子 Tbet（TBX21; 604895 ）并降低了 Th2 转录因子 Gata3（ 131320 ）的水平。尽管 Gata3 减少，Lck 缺陷型 Th2 细胞在 5 号染色体上的 Th2 细胞因子基因座处具有正常的 H3（参见602810）乙酰化模式。然而，与野生型 Th2 细胞不同，在 Ifng 启动子处的 H3 乙酰化也增加。坎普等人（2010）提出LCK可能通过抑制TBET表达来促进Th2分化。

▼ 等位基因变体（ 1 示例）：

.0001 免疫缺陷 22（1 名患者）
LCK、LEU341PRO
在一个患有免疫缺陷 22（IMD22; 615758 ）的女孩中，Hauck 等人（2012）鉴定了 LCK 基因外显子 9 中的纯合 c.1022T-C 转换，导致激酶结构域中高度保守残基处的 leu341 到 pro（L341P）取代。患者未受影响的母亲是杂合的突变，在 1000 Genomes Project 或 Exome Sequencing Project 数据库中没有发现。父亲未携带该突变，SNP分析表明该患者具有完整的母系1号染色体单亲同分体，导致该突变为纯合子。患者细胞的蛋白质印迹分析显示突变 LCK 水平降低。突变蛋白没有激酶活性，并且未能在 LCK 缺陷细胞中重建 TCR 信号传导，这与功能丧失一致。该患者有 CD4+ T 细胞淋巴细胞减少和 T 细胞上 CD4 和 CD8 低水平表达。