食管癌相关抑癌基因PTEN的研究进展

２．３
ＰＴＥＮ基冈是继ｐ５３基因后发现的又一重要抑癌基因．已成 为国内外学者关注的焦点。其基因突变在多种原发恶性肿瘤发
生中具重要作用，在ＥＣ组织中，胛ＥＮ基因突变发生频率比较
低，但ＰＴＥＮ蛋白表达下调却很普遍，ＰＴＥＮ蛋白表达下凋可能是 独立于基因突变或缺失之外的其他原因，如启动子甲基化、翻译 后修饰、氧化应激等阳’“ｊ，此外，ＰＴＥＮ还町以通过另一个抑癌基 因ｐ５３的稳定作用来自动调节其蛋白的表达｛９】，一定程度上解 释ｒ在恶性肿瘤中ＰＴＥＮ基因突变率低但其蛋白表达普遍下降 的情况，但并不排除还有其他的原因。进一步研究ＰＴＥＮ基因的 作用机制、及其与其它癌摹困和抑癌基冈的相互关系，将有助于 探讨食管癌变的分子机制，为开发新的抗食管癌药物、寻找新的 基闽治疗靶位提供理论依据，为临床治疗提供新思路。 参考文献
・１３２・
Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃｉｃｉｎｅ
Ｖ０１．８，Ｎｏ．４却ｒ．２００９
食管癌相关抑癌基因ＰＴＥＮ的研究进展
王萍１
黄月丽２谢秀杰３（漯河医学高等专科学校ｌ病理生理教研室；
漯河４６２００２）
２生物教研室；３召陵区人民医院河南
【摘要】
目的ＰＴＥＮ是近年发现的一种与细胞信号传导途径有关的新型抑癌基因，了解抑癌基因ＰＴＥＮ在食管
Ｈｏｒｍ
ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ ＰＴＥＮ—－ｅｎ・－
ｈａｎｅｅｄ ａｐｏｐｔｏｓｉｓ［Ｊ］．Ｇｒｏｗｔｈ ［５］
Ｙａｍａｄａ
ＫＭ，Ａｒａｋｉ
ＩＧＦ
Ｒｅｓ，２００４。１４（１）：５２—５８．
ｃｅｌｌ
ｓｉｇ－
Ｍ．Ｔｕｍｏｒ ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ ＰＴＥＮ：ＭｔＭｕｌａｔｏｒ ｏｆ
ｎａｌｉｎｇ，ｇｒｏｗｔｈ，ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ２３７５—２３８２．
ＰＴＥＮ的结构及其抑癌机制 ＰＴＥＮ的结构ＰＴＥＮ是迄今为止发现的第一个具有双特
异性磷酸酶活性的抑癌基因，位于第１０号染色体ｑ２３．３区，有９ 个外显子和８个内含子，全长２１０ ｋｂ，含１ ２０９个核苷酸，主要包 括氨基端磷酸酶区域，Ｃ２区域和羧基端区域。其中ｃ２结构域与 膜定位有关，具有抑制瘤细胞生长的能力。羧基端区域含有串联 的两个ＰＥＳＴ（脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸）序列和一个ＰＤＺ 同源区域结合序列以及多个磷酸化位点，对调节蛋白质的稳定性 和自身酶活性有重要作用。
性胶质瘤、子宫内膜癌、前列腺癌等多种人类恶性肿瘤。而至今 在ＥＣ研究表明，ＰＴＥＮ基因突变在ＥＣ组织中的发生频率较低， 而仅表现为蛋白表达普遍下降。目前，在肺癌、肝癌、胃癌等 ＰＴＥＮ基因的研究表明其失活可以发生在ＤＮＡ、ｍＲＮＡ和蛋白 三个水平，ＤＮＡ水平失活的主要机制是基因突变和基因所在 １０ｑ２３染色体的杂合性缺失（ＬＯＨ），Ｙａｎｇ等¨１首先运用ＰＣＲ— ＳＳＣＰ和ＤＮＡ直接测序方法，对３３例原发性食管鳞癌标本和２０ 例癌旁正常组织中ＰＴＥＮ基因突变情况进行研究，发现３３例鳞 癌中仅有１例出现异常的ＳＳＣＰ条带，测序分析表明在第７内含
ａｐｏｐｔｏｓｉｓ［Ｊ］．Ｃｅｌｌ Ｓｅｉ，２００１，１１４（１３）：
１ １．１
ｋｉｎａｓｅ，ＭＡＰＫ）磷酸化水平明
显下降，从而通过抑制ＭＡＰＫ中细胞外信号调节激酶（ＥＲＫ）、 ＥＲＫ激活酶（ＭＥＫ）、小Ｇ蛋白（Ｒａｓ）等的活化而抑制ＭＡＰＫ途 径，也就抑制了ｃ２ｒａｓ和ｖ２ｍｏｓ依赖的细胞生长和转化归１。
２ ２．１
ＰＴＥＮ在食管癌中的研究 食管癌组织的ＰＴＥＮ基因改变ＰＴＥＮ基因突变常见于恶
ＰＴＥＮ（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ ａｎｄ Ｔｅｎｓｉｏｎ ｈｏｍｄｏｇ ｄｅｌｅｔｅｄ
ＯＮ
ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
②其次，ＰＴＥＮ具有的特异性蛋白磷酸酶功能则通过抑制整合素 下游分子黏着斑激酶（ｆｏｃａｌ
ａｄｈｅｓｉｏｎ
Ｔｅｎ）／ＭＭＡＣｌ（Ｍｕｔａｔｅｄ （ＴＧＦＢ
ｉｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
Ａｄｖａｎｃｅｄ
Ｃａｎｃｅｒ
ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ
简称为ＰＴＥＮ，是“等…１９９７年从原发性乳腺癌、前列腺癌以及 胶质母细胞瘤细胞株克隆得到的位于染色１０ｑ２３．３的一种具有 双特异性磷酸酶活性的新型抑癌因。该基因是迄今第一个具有 磷酸酶活性的抑癌基因，也是继ｐ５３基因后发现的人类肿瘤中最 常发生突变的抑癌基因。近年来国内外学者研究发现，ＰＴＥＮ基 因及其蛋白表达与一些恶性肿瘤发生发展、生物学行为和预后有 密切关系。 食管癌是我国高发的恶性肿瘤，恶性度高，５年生存率仅 ２０％上下，但其病因和发病机制尚不明确。可能与原癌基因激活、 抑癌基因失活以及细胞凋亡相关基因和肿瘤转移抑制基因异常 等有关瞄Ｊ。因此，加强对食管癌特异的分子病理学变化的研究， 不仅有助于阐明其发生、发展的机制，而且更利于指导临床治疗。 食管癌（ＥＣ）中ＰＴＥＮ基因研究起步较晚，但也取得了一定进展， 本文就相关研究进展加以综述。
癌（ＥＣ）中的最新研究进展在指导食管癌的治疗上可能具重要意义。方法检索并分析近１０年国内外有关ＰＴＥＮ与 ＥＣ研究的文献。结果在ＥＣ组织中，ＰＴＥＮ基因突变发生频率比较低，但ＰＴＥＮ蛋白表达下调却很普遍。结论抑癌 基因ＰＴＥＮ低表达可能参与了Ｅｃ的发生发展及肿瘤性血管的形成。
【关键词】ＰＴＥＮ食管癌抑癌基因
ａｐｏｐｔｏｓｉｓ：ｓｉｚｅ
ｍａｔｔｅｒｓ［Ｊ］．Ｑｎｅｏｇｅｎｅ，２００３，２２（５６）：８９８３—８９８８．
Ｗｕ
Ｙ，Ｋａｒａｓ ｉｎ ｔｈｅ
Ｍ，Ｉ）ｕｐｏｎｔ Ｊ，ｅｔ
ａ１．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｒｅｃｅｐｔｏｒ
ｐａｔｈｗａｙｓ
ｔｉｒｅ
ｉｎ—
ｖｏｌｖｅｄ
ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＧＦ—・１
ＰＴＥＮ的抑癌机制ＰＴＥＮ的抑癌机制与其结构密切相关，
目前普遍认为是由以下３条途径共同完成的。①首先，占整个蛋 白的一半的氨基端磷酸酶区域是其发挥抑癌作用的主要区域。 此区域具有的特异性磷酸酶活性可通过去磷酸化作用调节磷脂 酰３，４。５一三磷酸肌醇（ｐｈｏｓｏｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ一３，４，５
１）／ＴＥＰｌ
ｋｉｎａｓｅ，ＦＡＫ）及ＦＡＫ下游分
ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｅｐｉｔｈｅｌｉａｌ ｃｅｌｌ
ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ １）基因现
子Ｐ１３０Ｃａｓ的酪氨酸磷酸化，从而抑制ＦＡＫ介导的细胞浸润转 移及其生长，并且含有肌动蛋白的细胞骨架的组装也受到抑制， ＰＴＥＮ蛋白Ｎ端与张力蛋白同源，而张力蛋白与肌动蛋白纤维结 合参与聚集黏附。因此认为，ＦＡＫ和Ｐ１３０Ｃａｓ磷酸化水平增高促 进细胞转移＂Ｊ。ＦｒＥＮ则通过以上机制抑制癌细胞迁移、扩散和 黏附。③再次，ＦｒＥＮ过表达使细胞因子诱导的细胞分裂素活化 蛋白激酶（ｎｉｔｒｏｇｅｎ
［Ｉ］“Ｊ，Ｙｅｎ Ｃ，Ｌｉａｗ
ｐｈａｔａｓｅ ｇｅｎｅ Ｄ，ｅｔ ｉｎ
ａ１．ＰＴＥＮ，ａ
ｐｕｔａｔｉｖｅ
ｐｒｏｔｅｉｎ
ｔｙｒｏｓｉｎｅ
ｐｈｏｓ—
ｍｕｔａｔｅｄ
ｈｕｍａｎ ｂｒａｉｎ，ｂｒｅａｓｔ，ａｎｄ
ｐｒａｓｔａｔｅ
ｃａｎｃｅｒ［Ｊ］．
Ｓｃｉｅｎｃｅ．１９９７，２７５（５３０８）：１９４３—１９４７． ［２］Ｌａ ＳＨ．Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓ
ｉｄｅｒｍａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｇｒｏｗｔｈ
ｆａｃｔｏｒ，ＥＧＦ）、胰岛素样生长因子（ｉｎｓｕｌｉｎ２１ｉｋｅ
ｇｒｏｗｔｈ
ｆａｃｔｏｒ，ＩＧＦ）、血小板衍生生长因子（ｐｌａｔｅｌｅｔ—ｄｅｒｉｖｅｄ
ｆａｃｔｏｒ，ＰＤＧＦ）等的表达保持动态平衡，ＰＴＥＮ的失活、突变、丢失 使细胞内ＰＩＰ３积聚，ＰＫＢ持续活化，打破了细胞增殖与凋亡的平 衡，从而丧失了对细胞增殖与凋亡的调控，引发组织的癌变Ｈ】。
ｔｒｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ，
ＰｌＰ３）水平而影响Ｐ ＩＰ３２ＡＫＴ／ＰＫＢ凋亡信号途径，降低了ＰＩＰ３ 对磷酸激酶Ｂ（ｐｈｏｓｐｈｏｋｉｎａｓｅ Ｂ，ＰＫＢ。又称ＡＫＴ）的活化，从而使 细胞阻滞于细胞周期Ｇｌ期并使其对凋亡敏感【３］，另外，ＰＴＥＮ通 过调节ＰＩＰ３的水平使得一些细胞生长因子如上皮生长因子（ｅｐ－
ｇｅａｌ
ｃａｎｃｅｒ
ｏｆ ｏｎｔｏｇｅｎｅｓｉｓ
ａｎｄ ｔｕｍｏｒ
ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ ｇｅｎｅｓ ｉｎ
ｅｓｏｐｈａ—
ｉｎ
ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｍｕｔａ Ｒｅｓ。２０００，４６２（３）：３４３—３４５．
Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｐ１３Ｋ／Ａｋｔ
［３］ ［４］
Ｆｒａｎｋｅ
７ｒＦ，Ｈｏｒｎｉｋ ＣＰ，Ｓｅｑｅｖ
ａｎｄ
１．２
子８０２—８２９位点发生了～ｃ置换，在所有标本的第５内含子
４９２位点发现一个碱基Ｔ缺失，在ＰＩ’ＥＮ突变的“热点”第５外 显子没有发现突变。似乎ＰＴＥＮ突变在原发性食管鳞癌的发生 中不起重要作用。最新的一项关于中国人食管鳞癌１０ｑ２３微卫 星不稳定性（ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ＭＳＩ）和ＬＯＨ的研究表明， １２例食管鳞癌１０ｑ２３的ＬＯＨ发生率为２５％（３／１２），ＭＳＩ发生 率为１７％（２／１２），总的等位基因不平衡率为４２％（５／１２）。等 位基因不平衡与国人食管癌的ＴＮＭ分期、淋巴结转移无显著相 关性（Ｐ＞０．０５）。因此推测，抑癌基因ＰＴＥＮ在中国人食管癌 中杂合性缺失的可能性较小。近年来在一些消化道恶性肿瘤 如胃癌、结肠癌等的研究中发现ＦｒＥＮ基因突变比较常见¨’，但 这些肿瘤的组织学类型均为腺癌，而食管癌多为鳞癌，ＰＴＥＮ基 因突变在食管癌组织的低频率发生是否与此有关，目前在这方 面的研究尚少。 抑癌基因ｐ５３位于１７ｑ１３．１，其编码产物在维持细胞正常 生长、抑制恶性增殖中起重要作用。野生型ｐ５３基因编码的蛋 白能抑制细胞增殖，使细胞停在Ｇ期，有利于受损的ＤＮＡ进行
万方数据
临床和实验医学杂志２００９年４月
第８叁
第４期
・１３３・
修复．若修复失败．则ｐ５３蛋白诱发凋亡以阻断突变ＤＮＡ的遗．３总结 传。ＰＴＥＮ可与ｐ５３蛋向形成复合物，抵抗蛋白酶体的降解。 在细胞核内，ＤＮＡ的破坏可引起ｐ５３蛋白剧增，ｐ５３蛋白又结合 到ＰｒＥＮ启动子上增强ＰＴＥＮ转录，核内的ＰＴＥＮ与ｐ５３蛋白结 合延长后者的半衰期最终导致牛长抑制或细胞凋亡。ＰＴＥＮ、 ｐ５３、ＭＤＭ２及ＡＫＴ形成调控细胞生长的网络。可以通过诱导 ＭＤＭ２来阻止不正常的细胞凋亡．而当细胞损伤或存在突变 时，ｐ５３能诱导ＰＴＥＮ表达，ＰＴＥＮ又能增进ｐ５３蛋白稳定性，促 进细胞凋亡。现已有研究表明，ＰＴＥＮ可以通过ｐ５３的稳定作 用来自动凋节其蛋白的表达一１，在一定程度上解释了ＰＴＥＮ在 食管癌中的突变率低而蛋白表达普遍下降的原因，但不能排除 其他的原因，同时研究食管鳞癌组织中ＶＦＥＮ以及ｐ５３等相关 基因的变化情况有望对此作出合理解释。 ２．２食管癌及癌前病变中的ＰＴＥＮ的表达Ｔａｃｈｉｂａｎａ等¨叫应 用免疫组化的方法研究９７例食管癌标本，发现有４８例ＰＴＥＮ蛋 白定位于细胞核，其表达情况和其余表达在胞浆中的ＩｒＦＥＮ蛋白 一样，随着肿瘤的恶性程度的升高其表达有下调的趋势。国内也 有学者食管癌及癌旁食管黏膜进行检测，得到了相似的结果。为 了进一步研究ＰＴＥＮ的抑癌机制。Ｈａｍｅｅｄ等¨¨应用了Ｗｅｓｔｅｒｎ 印迹和免疫组化方法检测４２例食管癌及其癌旁组织中ＡＫＴ、 ＰＴＥＮ蛋白的表达情况。研究发现免疫组化染色ＡＫＴ在癌组织 中阳性表达率为８５．７％，正常组织为３３．３％；而ＰＴＥＮ在癌组织 中阳性表达率为４７．６％，正常组织为１００％。表明食管癌组织中 ＡＫＴ蛋白水平高于癌旁组织（Ｐ＜０．０１），ＰＴＥＮ蛋白水平低于癌 旁组织（Ｐ＜０．０１）。二者呈线性负相关（Ｐ＜０．０１）。ＡＫＴ蛋白 在晚期、低分化、有淋巴结转移的食管癌中的表达高于病变较早、 高分化、无淋巴结转移者，ＰＴＥＮ则完全相反。表明ＡＫＴ蛋白的 高表达在食管癌的发牛发展中起蘑要作用，而ＰＴＥＮ正是通过Ｐ ＩＰ３途径抑制了这一过程。Ｈａｍｅｅｄ等¨引的最新研究表明，ＰＴＥＮ 基因的表达通过使血管生成素１（Ａｎｇ一１）等血管因子表达水平 降低从而升高血管生成索２（Ａｎｇ一２）的表达水平，因此认为 ＰＴＥＮ对正常心血管形成和出生后血管形成包括肿瘤Ｊｌｌｌ管的形 成都起到了重要的作用。还有学者在研究中发现，使用相同的实 验方法．而ＰＴＥＮ蛋白的表达阳性率却不尽相同，得出的结论大 相径庭。因此，对于ＰＴＥＮ在食管癌及癌前病变中的表达尚有待 进一步的研究。