死亡相關蛋白激酶1（death associated protein kinase，DAPK1）是一種鈣離子鈣調蛋白調節的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是凋亡的正性調節因子之一，廣泛參與INF-γ、TNF-α、Fas和TGF-β等多種途徑誘導的細胞凋亡 ^［1-3］。DAPK1被證明可促進腫瘤細胞凋亡并抑制腫瘤轉移 ^［4，5］。DAPK1還介導自噬小泡形成和膜出泡引起細胞自噬 ^［6］。除了介導細胞凋亡和自噬作用之外，近年來不斷有研究發現DAPK在固有免疫以及炎癥信號通路中有重要作用，該綜述目的是闡述DAPK1的基本分子結構，參與的免疫炎癥信號通路以及相關機制。

DAPK是一類鈣離子/鈣調素調節的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，包括DAPK1，DAPk2（DAPk-1 related protein 1，DRP-1）、DAPk3（Zipper interacting protein kinase，ZIPk）、DRAk-1（DAPk-1 related protein 1）和DRAk-2（DAPk-1 related protein 2）五位成員。由于DAPk2、DAPk3的催化區域和DAPK1的催化區域分別有83%、80%氨基酸同源序列，通常將DAPk1，DAPk2和DAPk3劃為一個超家族 ^［7］。然而，在催化區域外，這些激酶在分子大小和結構上有很大差異，這就決定了它們之間的不同功能。

DAPK1分子量為160kD，由多個功能區域組成的蛋白質。它包含1個催化區域，1個鈣調蛋白調節區域，8個錨蛋白重復序列區，2個P環結構、1個細胞骨架結合區域以及一個死亡區域（death domain，DD） ^［4］。如圖22-1。

DAPK1的N端催化區域由11個亞區域組成，催化區域的底物結合位點有兩個氨基酸酸性基團，能夠和底物中心磷酸化位點周圍的堿性殘基團相互作用，在底物識別中起重要作用 ^［7］。許多DAPK1的底物都有2至3個堿性殘基團，促進N端的絲氨酸或者蘇氨酸磷酸化，如果堿性殘基團變異將會使磷酸化效率降低 ^［8］。

鈣調蛋白通過與催化區縫隙結合抑制其催化活性，該區域在絲氨酸308位點自磷酸化可減少與鈣調蛋白的親和性，進一步促進底物結合位點的穩定性。DAPK1是通過“雙鎖機制”調節鈣離子鈣調蛋白依賴型激酶，激活DAPK1需要兩步，首先，結合鈣離子激活鈣調蛋白使鈣調蛋白結合片段從催化裂隙中分離，其次，絲氨酸308位點去磷酸化增加鈣調蛋白親和性，即使處于低鈣調蛋白水平也能提高催化活性。有研究顯示去除DAPK1的鈣調蛋白結合區域或者用丙氨酸代替絲氨酸308位點，會持續激活激酶，顯示出更高的催化活性和更強的致死性 ^［3］。

錨蛋白重復序列參與蛋白-蛋白之間的相互反應以及通過泛素-蛋白酶體途徑促進DAPK1降解 ^［8］。錨蛋白重復序列對于激酶正確定位與肌動蛋白應力纖維形成非常必要，如果錨蛋白重復序列缺失，DAPK1會從黏附點分開，不能誘導細胞死亡形態改變 ^［9］。兩個P環高度有序，富含堿性殘基，分別位于DAPK1序列639～646和695～702氨基酸殘基位點 ^［10］，第二個P環與細胞骨架結合區域重疊，P環的功能還不清楚，可能與DAPK1作用于肌動蛋白有關 ^［11］。

DAPK1的C端包含一個死亡區域，其后緊跟有一個富含絲氨酸殘基的尾部結構，其他DAPK也有類似結構 ^［2］。死亡區域與尾部結構都是重要的調節元件，表達死亡區域能夠保護293細胞免于TNF-α和Fas引起的凋亡，Hep3B細胞轉染TGF-β引起的凋亡，去除尾部結構能夠顯示更強的殺傷力 ^［12］。表明死亡區域與尾部結構都能獨立負性調節DAPK1功能 ^［13］。DAPK1的死亡區域主要與蛋白-蛋白相互作用，與激酶活性及凋亡有關。有研究證實切除死亡區域能夠消除TNF-α和Fas介導的細胞死亡 ^［14］。而且通過活體內外實驗都證實了DAPK1的死亡區域是與抑癌基因TSC2（tumor suppressor protein tuberin）作用的主要位點。DAPK1正性調節生長因子以及mTORC1信號，進而影響細胞自噬存活或凋亡 ^［15］。死亡區域含有與固有免疫相關的蛋白，通過雙向接頭蛋白諸如髓樣分化因子MyD88與TLR （Toll like receptor）連接，進而參與免疫炎癥相關過程 ^［16］。

最近有相關研究發現DAPK1參與一系列炎癥的調節，而且有趣的是DAPK1可以正反調節炎癥過程。一方面，DAPK1在促炎癥因子如IL-1β產生中起重要作用 ^［17］；另一方面，DAPK1能夠抑制IFN-γ誘導單核細胞系產生炎癥因子 ^［18］，抑制DAPK1表達可以促進NF-κB的活性，促進激活TCR信號 ^［19］。由于NF-κB入核啟動基因表達多種促炎癥因子以及抗凋亡分子，因此DAPK1可能參與調節不同炎癥刺激信號過程。

促炎癥因子IL-1β在感染和炎癥中有重要作用 ^［20］，產生IL-1β分為2個步驟：第一步，炎癥刺激激活NF-κB促進IL-1β前體合成；第二步，IL-1β通過caspase-1作用后分裂產生成熟的p17 IL-1β蛋白。然而在巨噬細胞和單核細胞中激活caspase-1依賴于NLRP3（NOD-like receptor protein 3）炎性體的合成 ^［21］。DAPK1能與原位NLRP3反應，如果DAPK1缺失將抑制IL-1β合成和caspase-1活性，DAPK1基因缺失影響NLRP3炎性體的合成，NLRP3炎性體完全激活需要DAPK1的參與，NLRP3炎性體參與一系列炎癥疾病諸如痛風，2型糖尿病，動脈粥樣硬化等 ^［17］。DPAK1還能與組織蛋白酶B反應 ^［22］，而組織蛋白酶B能與NLRP3結合刺激NLRP3炎性體活化 ^［23］，提示組織蛋白酶B可能參與調節DAPK1相關的NLRP3炎性體的形成。

DAPK1通過磷酸化TSC2導致TSC1-TSC2復合物分離，從而調節EGF誘導的mTORC1（mechanistic target of rapamycin complex 1）激活 ^［15］，而mTORC1是炎癥信號通路中的重要角色，DAPK可能通過此途徑正性調節炎癥。另外炎癥刺激通常激活JNK信號轉導通路，氧化應激時DAPK1結合蛋白激酶D（PKD）并激活JNK ^［24］，然而DAPK1是否參與JNK途徑相關的炎癥反應還有待進一步證實。

有研究發現DAPK1在調節炎癥因子IL-17和IL-32中起中間信號作用。抑制DAPK1表達顯著減少巨噬細胞系THP-1中IL-17和IL-32誘導IL-8的分泌。THP-1中DAPK1表達缺失減少TNF-α和IL-1b誘導IL-8產生 ^［25］。IL-17和IL-32能夠促進DAPK308位點絲氨酸磷酸化，但DAPK1究竟如何調節IL-17和IL-32的信號轉導機制還不清楚。Barbara等 ^［26］研究發現DAPK2對中性粒細胞向趨化物的遷移有重要作用，DAPK2磷酸化MLC產生細胞極性，這是向趨化物遷移的必要條件，用小分子抑制劑阻斷DPAK2可以明顯抑制粒細胞的運動能力。在小鼠腹膜炎模型中，抑制DAPK2可以明顯減少中性粒細胞向炎癥部位遷移。

TNF-α是一個促炎癥因子，和很多炎癥及免疫疾病相關，TNF-α有兩條不同的信號通路，一是因子NF-κB介導的炎癥免疫反應信號通路；一是凋亡 ^［27］。TNF-α在調節其他炎癥因子如IL-1β、IL-6、IL-8和GM-CSF的產生中起重要作用 ^［28］，能誘導DAPK308位點絲氨酸迅速去磷酸化 ^［29］。TNF-α與TNF受體1（TNFR1）結合，促進TNF受體相關蛋白TRADD，受體反應蛋白1（receptor interacting protein-1，RIP1），泛素E3連接酶。RIP1上得K63相關多聚泛肽鏈作為模板與TAK1復合物和IκB激酶（IKK）結合，誘導IKK和NF-κB激活 ^{［30，31］}。在卵巢腫瘤OVCAR3細胞中，DAPK抑制IFN-γ和TNF-α誘導NF-κB激活，并抑制NF-κB激活，抑制IFN-γ誘導環氧合酶-2、ICAM-1和凋亡抑制蛋白XIAP的表達 ^［32］。Chakilam等 ^［34］用TNF-α處理腸上皮細胞，用siRNA抑制DAPK表達或者給予DAPK抑制劑能促進STAT3激活，增加IL-6的mRNA水平和分泌。表明DPAK能抑制（STAT3）激活，為潰瘍性結腸炎的治療提供了新的選擇思路。結直腸腫瘤細胞經TNF-α處理后，DAPK1能與磷酸化的P38MAPK相結合，DAPK在潰瘍性結腸炎及其相關腫瘤的慢性炎癥中起保護作用 ^［33］。TNF-α持續刺激能夠上調DAPK的表達 ^［34］，表明DAPK1是TNF-α信號通路的反饋調節點。然而DAPK干擾TNF-α誘導NF-κB激活過程的確切機制還不清楚，這些都需要進一步的研究來闡明。

T淋巴細胞活化后能誘導炎癥因子如TNF-α和IL-6的分泌，刺激T細胞受體（T cell receptor，TCR）能夠激活DAPK1，使DAPK308位點絲氨酸去磷酸化并促進DAPK1依賴的肌球蛋白輕鏈磷酸化 ^［35］。下調DAPK能促進T細胞的激活，上調DAPK1則顯著抑制T細胞增生和IL-2生成。DAPK不干擾TCR誘導的ERK磷酸化，與有研究稱DAPK抑制磷酸化的ERK核轉位并抑制ERK的核內功能相一致 ^［35］。

DAPK1參與干擾素γ激活/翻譯抑制（IFN-γ-activated inhibitor of translation，GAIT）復合物的形成 ^［36］，GAIT復合物與一系列轉錄子中未翻譯區元件3’端結合，包括VEGFA、CCL22、CCR3、CCR4和CCR6，并抑制編碼這些炎癥因子mRNA的翻譯，因此，DAPK1能夠參與抑制多種與GAIT復合物形成有關的炎癥因子。

其他還有多種炎癥因子信號受體如TLRs，有研究已經證實DAPK1能抑制TLR4炎癥反應，在氣管滴注LPS產生急性肺損傷模型中，與野生型小鼠相比，DAPK1基因敲除小鼠分泌較高濃度的IL-6和KC（keratinocyte chemoattractant） ^［37］。另一個研究中發現DAPK1在秀麗隱桿線蟲引起的表皮損傷后能夠抑制固有免疫，秀麗隱桿線蟲引起的表皮損傷過程是由Toll樣受體白介素1受體介導以及P38MAPK級聯反應過程 ^［38］。由上所述，DAPK1可能抑制由TNF-α、TLR4和IFN-γ引起的炎癥信號通路。到目前為止，DAPK1表達的轉錄調節遠未闡明，最近有項研究證實DAPK1 mRNA水平可通過非經典Flt3-ITD/NF-κB途徑負性調節 ^［39］。

綜上所述，DAPK1參與炎癥信號通路呈現出不同甚至相反的炎癥作用。一方面可能是DAPK1調節NF-κB活性與細胞種類有關；另一方面可能在同一種細胞中DAPK1調節NF-κB活性與不同刺激有關 ^［40］，如在T細胞中DAPK1抑制TCR誘導的NF-κB，而不抑制TNF-α誘導的NF-κB活性 ^［21］。因此，我們需要進一步研究闡明DAPK1調節炎癥作用的具體信號通路機制，設計相關藥物加以干預，為各種炎癥治療提供新的思路。