PI3K/AKT信號通路與卵巢癌

劉曉文＊，胡明英＊＊

（濰坊醫(yī)學附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，山東 濰坊 261031）

PI3K/AKT信號通路與卵巢癌

劉曉文＊，胡明英＊＊

（濰坊醫(yī)學附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，山東 濰坊 261031）

卵巢癌；惡性腫瘤信號傳導通路

*濰坊醫(yī)學院在讀研究生，本課題為山東省教育廳科技計劃項目，項目編號J08LH66

**通訊作者:胡明英 郵箱humying001@sina.com

卵巢癌是發(fā)生于卵巢組織的惡性腫瘤，在女性生殖道腫瘤占第三位，僅次于宮頸癌和宮體癌。由于卵巢腫瘤深藏于盆腔，患者初期很少有癥狀，以致確診時60%～70%的已屬晚期。對卵巢癌的治療，目前主要采用以手術(shù)為主，輔以放療和化療的綜合治療，但療效不佳，5年生存率仍較低，其死亡率居女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤的首位。卵巢癌的發(fā)生是一個多步驟、多因素的進行性發(fā)展過程，其中癌基因的激活、過度表達或擴增以及抑癌基因的缺失或突變失活，可能與卵巢癌的發(fā)病機制有關(guān)。因此，封閉或下調(diào)腫瘤細胞中癌基因的表達或引入抑癌基因及促凋亡基因，成為控制腫瘤發(fā)展，進行基因治療的基本思路。幾乎所有腫瘤的發(fā)病機制均涉及了原癌基因的過度表達和抑癌基因的突變等多環(huán)節(jié)、多通路的異常，因而，進一步在惡性腫瘤信號轉(zhuǎn)導通路水平上進行研究是卵巢癌的新的研究方向。目前有研究表明[1]，磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信號通路與人類多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，并且在卵巢癌的發(fā)病中起一定作用，這就為卵巢癌的基因治療提供了新的切入點，從而有望提高卵巢癌患者的生存率。

1 PI3K/AKT信號通路

PI3K/AKT信號通路調(diào)節(jié)腫瘤細胞的增殖、分化、存活和遷移，其與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)性，近年來備受關(guān)注，目前以該通路為靶點的腫瘤治療策略正在發(fā)展中。

PI3K是一類酶家族，是細胞膜上磷酸肌醇環(huán)的第三位的肌醇磷酸化形成的。根據(jù)其相應(yīng)的排序和底物的不同可將其分為三型：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。在PI3K/AKT通路中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)功能的是Ⅰ型PI3K，這族PI3K是由催化亞單位（p110）和調(diào)節(jié)亞單位（p85）組成二聚體蛋白。催化亞單位在哺乳動物細胞中包括p110α、p110β和p110δ三個亞型，由各自同名基因編碼，負責下游作用底物磷酸磷脂酰肌醇肌醇環(huán)上的羥基進行磷酸化，這是許多細胞外生長因子刺激的關(guān)鍵活化步驟；調(diào)節(jié)亞單位有七種亞型，由p85α、p85β和p85γ三種基因的蛋白產(chǎn)物經(jīng)不同剪接后產(chǎn)生；調(diào)節(jié)亞單位的SH2（Src homology）結(jié)構(gòu)域與受體酪氨酸激酶磷酸化酪氨酸殘基的結(jié)合是PI3K活化的始動步驟。

PI3K通過兩種方式激活：一種是與具有磷酸化酪氨酸殘基的生長因子受體或連接蛋白相互作用，引起二聚體構(gòu)象改變而被激活；另一種是通過RAS和p110直接結(jié)合導致PI3K的活化。PI3K激活的結(jié)果是在質(zhì)膜上產(chǎn)生第二信使PIP3，PIP3與信號蛋白AKT（AKITA）和PDK1結(jié)合，促使PDK1磷酸化AKT蛋白的ser308導致AKT的活化，活化的AKT通過磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad，NF-KB，GSK-3等進而調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、凋亡以及遷移等。

AKT又稱PKB是絲/蘇氨酸激酶，在細胞存活和凋亡中起重要作用，胰島素等生長因子和存活因子都可以激活A(yù)KT信號途徑。最近發(fā)現(xiàn)AKT能被一種C末端調(diào)節(jié)蛋白（CTMP）所失活，CTMP能結(jié)合AKT并通過抑制AKT的磷酸化而阻斷下游信號的傳遞，CTMP的過度表達能夠逆轉(zhuǎn)V-AKT轉(zhuǎn)化細胞的表型，熱休克蛋白90（HSP90）亦能結(jié)合AKT，阻止AKT被PPIA磷酸酶去磷酸化而失活，因此抑制熱休克蛋白90（HSP90）將導致AKT活性的降低[2]，HSP90的抑制劑17-AGG在抑制AKT活性和AKT在腫瘤的表達中有積極的作用。

2 PI3K/AKT信號通路與腫瘤

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT信號通路與人類腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，該通路調(diào)節(jié)腫瘤細胞的增殖和存活，其組成性活化與腫瘤發(fā)生及腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的相關(guān)性，提示有效抑制該通路的高活性，將有可能提高惡性腫瘤臨床治療的效果。在正常的組織中PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導途徑處于活化狀態(tài)，但是該通路如果被過度激活，則可通過下調(diào)腫瘤抑制蛋白P53，刺激蛋白質(zhì)合成，抑制細胞凋亡等導致腫瘤的無限增殖，成為腫瘤預(yù)后不良的標志[3]。

PI3K在腫瘤發(fā)生中的作用表現(xiàn)在細胞周期過程，細胞間的粘附，遷移，細胞增殖，血管生成等方面。在人類腫瘤中，已發(fā)現(xiàn)PI3K級聯(lián)信號途徑的各成員具有基因結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)表達和激酶活性等的異常改變。在各種生長因子和激素的作用下，其兩個活性亞單位p110和p85可以與相應(yīng)的結(jié)合蛋白偶聯(lián)，使PI3K活化，轉(zhuǎn)導細胞增殖、分化、轉(zhuǎn)化和抗凋亡等與腫瘤密切相關(guān)的信號。有研究發(fā)現(xiàn)，p110催化亞基是PI3K的重要組成，p85調(diào)節(jié)亞基可以抑制p110的活性，從而在一定程度上有效地抑制PI3K的活性，剪切p85的571殘基（p85的基因突變）可以增加PI3K的活性[4]，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。有人用靶細胞標記的小鼠做實驗來研究對p110的選擇性抑制作用，實驗結(jié)果證明[5]，SH2結(jié)構(gòu)域介導的由p85/p110組成的酪氨酸磷酸化的膜的近端蛋白有兩重功效：它將p110定位在它的近端底物上，并且能夠減輕p85介導的p110的抑制作用，從而增加p110的酶活性，這也是腫瘤侵襲發(fā)展的重要過程。

AKT作為PI3K信號轉(zhuǎn)導通路下游的信息分子，AKT參與調(diào)控如抑制細胞凋亡，促進細胞周期進程和細胞增殖等，AKT有促進癌細胞侵襲，轉(zhuǎn)移的作用。AKT作用的分子機制并揭示其與腫瘤的關(guān)系將為抗腫瘤藥物的開發(fā)研究提供新靶點。研究顯示，AKT表達陽性與乳腺癌腫瘤大小和組織學分級密切相關(guān)[6]，AKT陽性的前列腺癌患者預(yù)后較差，PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導通路的激活促進了前列腺癌細胞的侵襲擴散[7]，且AKT陽性與消化道惡性腫瘤的化療耐藥密切相關(guān)。

3 PI3K/AKT信號通路與卵巢癌

已知PI3K/AKT信號通路與結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌等的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，與卵巢癌的發(fā)生發(fā)展也有一定的聯(lián)系。有研究報道[8]，在卵巢癌編碼PI3K催化亞基的基因pIK3CA常被激活，PIK3CA編碼的PI3K的催化亞單位p110α定位于染色體3q26上，PIK3CA的激活可以提高P110α亞單位的蛋白表達功能和PI3K的活性。在約80%的早期卵巢癌細胞和一些上皮性卵巢癌中表達增高。近年國內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn)[9]，在正常和卵巢癌組織PI3Kp 85α及AKT2中的表達有統(tǒng)計學差異，且隨癌癥的進展其陽性表達率和表達強度逐步增高，提示IA型PI3K/Akt信號途徑級聯(lián)反應(yīng)的放大與卵巢癌的發(fā)生密切相關(guān)。

PI3Kp 85α是一種獨立的信號分子，在細胞胞質(zhì)分裂中發(fā)揮重要作用，同時PI3Kp 85α蛋白作為激活該通路的必要環(huán)節(jié)，提供了治療卵巢癌的新思路。今后的研究可以PI3Kp 85α為靶點，運用有轉(zhuǎn)錄后抑制作用的siRNA抑制PI3Kp 85α蛋白的表達，即通過抑制PI3K/Akt通路的信號傳導來觀察治療卵巢癌的效果。由于IA型PI3K/Akt信號通路受多種因素的影響，到目前為止，PI3K/AKT信號通路對卵巢癌的作用機制尚不十分清楚，有關(guān)此方面的報道也相對較少，這就要求更多的研究者對其進行研究，為卵巢癌的基因治療提供更為科學的依據(jù)。

4 卵巢癌的基因治療前景

卵巢癌的發(fā)生是與細胞增殖分化相關(guān)的癌基因、抑癌基因多階段相互作用的結(jié)果，如：erbB，c-myc，K-ras等癌基因的突變與擴增和（或）抑癌基因RB，p53，p16等的功能喪失均可導致腫瘤的發(fā)生。通過基因治療即把正?；蚧蛑亟M治療基因經(jīng)分子生物學技術(shù)手段轉(zhuǎn)入異常的DNA系統(tǒng)中，以抑制致病基因表達或修復缺陷基因表達，起到治療作用。近年的研究發(fā)現(xiàn)[10]，一些小的雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）可以高效、特異地促使體內(nèi)特定基因mRNA降解，誘使細胞出現(xiàn)特定基因缺失的表型，這種技術(shù)即RNA干擾（RNA interference，RNAi）。RNAi在哺乳動物中是利用同源雙鏈小干擾RNA誘導特異性基因表達抑制，其主要發(fā)生于轉(zhuǎn)錄后基因水平，所以又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默（post transcription gene silencing PTGS）。雙鏈RNA首先被切割為siRNA，siRNA與一些蛋白形成RNA引導的沉默復合物，介導基因表達沉默。由于RNAi的特異性，高效性、方便性，已成為研究基因功能和腫瘤基因治療的新方法。有人利用RNAi技術(shù)抑制肝細胞刺激因子-1在卵巢癌透明細胞瘤中的表達，使其mRNA水平分別降低45%，并誘導其細胞凋亡增加。有實驗將脂肪酸合酶（fattyacid synthase，F(xiàn)AS）的siRNA轉(zhuǎn)染到培養(yǎng)的卵巢癌SKOV3細胞中，導致FAS基因的表達沉默，與對照組相比，HER2的表達下降60%并誘導細胞凋亡。以上研究結(jié)果表明，利用RNAi技術(shù)對于治療和預(yù)防卵巢癌具有一定的作用并顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

RNAi用于腫瘤基因治療還處于摸索和積累階段，利用RNAi技術(shù)阻斷PI3K/AKT信號通路，并在細胞水平對信號通路的諸成員的表達進行敲低，從而抑制PI3K/AKT信號通路的活性，使細胞的增殖與凋亡處于平衡狀態(tài)。選擇2～3個重要基因?qū)β殉舶┻M行聯(lián)合治療，這將是RNAi技術(shù)治療卵巢癌的新方向。

基因治療為卵巢癌的治療展現(xiàn)了一個極有希望的前景，無論是在動物試驗或前臨床試驗中，卵巢癌基因治療的方法、思路正在不斷創(chuàng)新與完善。利用RNAi技術(shù)阻斷PI3K/AKT信號通路也將是卵巢癌治療的一個新的思路；但基因治療本身還存在著許多問題，如：載體轉(zhuǎn)導的效率低、穩(wěn)定性不佳及不能有效定位于靶組織或靶器官等。另外，多數(shù)腫瘤的形成都不是單一的基因突變，那么以單一突變基因為靶向的治療很難控制整個腫瘤，所以需要加強多基因為靶向的實驗研究。載體的改良、目的基因的靶向性研究還有待改進，相信隨著分子生物學理論和技術(shù)的發(fā)展，PI3K/AKT信號通路在卵巢癌中的發(fā)病機制將被揭開，人類將開辟卵巢癌基因治療的新紀元，卵巢癌的基因治療以及RNAi技術(shù)用于腫瘤基因治療必將能夠成為一種常規(guī)的、有效的治療手段。

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R730.231;R737.30

A

1008-4118（2011）03-0084-03

10.3969/j.issn.1008-4118.2011.03.47