垂體瘤轉(zhuǎn)化基因PTTG與腫瘤血管生成相關(guān)研究進(jìn)展

馬艷會(huì)(綜述)，吳 靜(校審)

(1．蘭州大學(xué)第一醫(yī)院消化科，蘭州730000;2．首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院消化科，北京100038)

血管生成是指原始血管網(wǎng)生長(zhǎng)、重組形成成熟血管網(wǎng)的過(guò)程，包括形成血管、擴(kuò)增及分支。腫瘤血管生成是指腫瘤細(xì)胞誘發(fā)的毛細(xì)血管新生以及腫瘤中毛細(xì)血管網(wǎng)的形成，是惡性腫瘤侵襲性生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移的重要環(huán)節(jié)，主要包括內(nèi)皮細(xì)胞增殖、內(nèi)皮細(xì)胞遷移、基質(zhì)降解及血管重構(gòu)等幾個(gè)步驟，其中最重要的是內(nèi)皮細(xì)胞增殖。而內(nèi)皮細(xì)胞是否增殖以及血管是否生成取決于促血管生成因子與抑制血管生成因子平衡，當(dāng)刺激因子的作用大于抑制因子，內(nèi)皮細(xì)胞處于增殖狀態(tài)，新血管生成，反之處于靜止?fàn)顟B(tài)，無(wú)新生血管生成。原癌基因可以促進(jìn)失衡的發(fā)生。

1 PTTG的結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控與生物學(xué)特性

垂體瘤轉(zhuǎn)化基因(pituitary tumor-transforming gene，PTTG)是 1997 年 Pie等［1］首次從大鼠垂體瘤組織中分離鑒定并克隆出的新癌基因。1999年 Zhang等［2］從人體胎兒肝細(xì)胞組織cDNA文庫(kù)中分離出人PTTG(hPTTG)，并證實(shí)其至少有三個(gè)家族成員:PTTG1、PTTG2、PTTG3。hPTTG1 基因定位于5號(hào)染色體長(zhǎng)臂5q33，含有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，hPTTG2、hPTTG3分別定位于染色體的4q12、染色體8q13，且均不含內(nèi)含子。目前研究最多的是hPTTG1，其cDNA序列由787 bp組成，其轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)是腺苷殘基，位于起始密碼子ATG上游37 bp處，在5'端還存在一系列調(diào)控序列。－706～－407 bp的核苷酸序列中含有增強(qiáng)子元件，－509～624 bp的核苷酸序列被認(rèn)為是PTTG轉(zhuǎn)錄調(diào)控的核心區(qū)域，－126～+34 bp的核苷酸序列具有PTTG啟動(dòng)子活性［3］。hPTTG蛋白質(zhì)被分為一個(gè)NH2-末端的堿性區(qū)和一個(gè)C-末端的酸性區(qū)，且酸性區(qū)含有兩個(gè)能與SH3相互作用的脯氨酸區(qū)域(PXXP區(qū)域)［4］。PTTG在多種生理性增生活躍組織及腫瘤中高表達(dá)，而在大多數(shù)正常成人組織只有低水平表達(dá)或不表達(dá)?，F(xiàn)已證實(shí)其參與細(xì)胞周期的調(diào)控，能夠縮短G1期，延長(zhǎng)G2/M期，并能夠抑制姐妹染色單體的分離導(dǎo)致細(xì)胞非整倍體化，參與依賴/非依賴p53基因的細(xì)胞凋亡，參與細(xì)胞增殖，參與惡性腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移，在骨髓干細(xì)胞中發(fā)揮著重要的作用［5-9］。同時(shí)PTTG參與腫瘤的血管生成。眾所周知，腫瘤的生長(zhǎng)擴(kuò)散都依賴于血管生成［10］。血管生成促進(jìn)因子和抑制因子維持血管生成動(dòng)態(tài)平衡，“血管生成開(kāi)關(guān)”的開(kāi)啟在腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后非常重要。研究發(fā)現(xiàn)垂體瘤轉(zhuǎn)化基因PTTG可通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成促進(jìn)因子/抑制因子的表達(dá)破壞腫瘤組織及其間質(zhì)內(nèi)血管生成平衡，啟動(dòng)“血管生成開(kāi)關(guān)”促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和侵襲。

2 PTTG與腫瘤血管生成

2．1 堿性成纖維生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)bFGF是重要的血管生成因子，能夠強(qiáng)烈促進(jìn)有絲分裂，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞從基膜中分離出來(lái)，以刺激內(nèi)皮細(xì)胞向腫瘤組織趨化運(yùn)動(dòng)并形成管狀結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)毛細(xì)血管的形成。

PTTG與bFGF之間的關(guān)系研究的相對(duì)成熟。McCabe等［11］發(fā)現(xiàn)PTTG可以通過(guò)bFGF促進(jìn)血管生成。Heaney等［12］揭示了PTTG可通過(guò)正反饋機(jī)制促進(jìn)bFGF的表達(dá)，參與腫瘤血管的生成。此外，Zhang等［2］也研究發(fā)現(xiàn)，表達(dá) PTTG的3T3細(xì)胞能促進(jìn)bFGF轉(zhuǎn)錄和分泌。唐強(qiáng)等［13］用免疫組化SP法檢測(cè)人腦星形細(xì)胞腫瘤中PTTG、bFGF的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)兩者表達(dá)強(qiáng)度隨腫瘤惡性程度增強(qiáng)有增高趨勢(shì)，呈正相關(guān)關(guān)系。亦有文獻(xiàn)報(bào)道垂體瘤患者在成功手術(shù)后，血清中bFGF水平明顯下降。

2．2 基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2) 腫瘤細(xì)胞必須降解細(xì)胞外基質(zhì)才能進(jìn)行浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移。MMPs主要作用是降解基質(zhì)中的蛋白，為腫瘤的生長(zhǎng)、局部侵襲、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移創(chuàng)造有利條件，并且誘導(dǎo)血管生成，而MMP-2在MMPs中與腫瘤的侵襲、浸潤(rùn)和血管生成關(guān)系最為密切。有研究證實(shí)，MMP-2外源性抑制物或反義核苷酸均能導(dǎo)致腫瘤蛋白水解能力及新生血管能力的喪失，抑制MMP-2活性則可使腫瘤體積縮小70%。

Malik等［14］發(fā)現(xiàn)PTTG能夠使MMP-2的表達(dá)上調(diào)，但若在試管中加入MMP-2的抗體后PTTG致小鼠甲狀腺腫瘤細(xì)胞的侵襲能力則下降，同樣阻斷PTTG的表達(dá)后MMP-2的侵襲和血管生成的作用也降低。表明了PTTG在腫瘤中侵襲、轉(zhuǎn)移及血管生成中的作用可能是通過(guò)MMP-2發(fā)揮作用，同時(shí)也說(shuō)明PTTG是MMP-2的重要調(diào)節(jié)因子。閆麗萍等［15］通過(guò)對(duì)子宮腺肌病的研究表明PTTG與MMP-2之間呈正相關(guān)。李愛(ài)軍等［16］比較 PTTG、MMP-2在侵襲性垂體腺瘤和非侵襲性垂體腺瘤中的表達(dá)，結(jié)果顯示侵襲性垂體腺瘤中兩者的表達(dá)均高于非侵襲性垂體腺瘤中的表達(dá)水平。

2．3 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)VEGF又稱血管通透因子或血管調(diào)理素，其能促進(jìn)有絲分裂、誘導(dǎo)毛細(xì)血管芽新生、增加微血管通透性、促進(jìn)細(xì)胞移行和抑制凋亡等多種功能，是目前血管生成的最重要調(diào)節(jié)因子之一，同時(shí)也是抑制腫瘤血管生成的重要靶點(diǎn)。

PTTG可以上調(diào)VEGF的表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤血管的生成［17］。Kim 等［18］發(fā)現(xiàn)在 FTC1333 細(xì)胞中PTTG可以上調(diào)VEGF和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(kinase insert domain-containing receptor，KDR)的表達(dá)，并能加強(qiáng)甲狀腺癌依賴KDR途徑的自分泌途徑;PTTG可以通過(guò)KDR增強(qiáng)絲裂原蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase，MAPK)信號(hào)途徑，這種效應(yīng)可以被KDR的阻滯劑完全阻滯。因此提出PTTG/VEGF/KDR自分泌信號(hào)途徑。陳鸰等［19］研究發(fā)現(xiàn)，PTTG和VEGF在膽管癌中高表達(dá)，兩者表達(dá)呈正相關(guān)。目前學(xué)術(shù)界對(duì)于PTTG和VEGF之間是否存在肯定的正相關(guān)聯(lián)仍不確定。Huntur等［20］認(rèn)為盡管PTTG確實(shí)存在誘導(dǎo)血管生成的作用，但未必是通過(guò)VEGF通路的上調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，兩種基因表達(dá)不存在關(guān)聯(lián)性。因此對(duì)于兩者之間的關(guān)系需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

2．4 胰島素樣生長(zhǎng)因子1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)IGF-1能夠刺激物質(zhì)代謝、促進(jìn)DNA合成、細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)原癌基因的表達(dá)及促進(jìn)腫瘤血管生成，其中酪氨酸激酶及其下游的MAPK-Ras-Raf級(jí)聯(lián)反應(yīng)通路和磷脂酰肌醇3激酶-Akt通路起著極其重要的介導(dǎo)作用。

Clem等［21］克隆出的PTTG cDNA有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子，其轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)位于翻譯起點(diǎn)(ATG)上游第37 bp的腺嘌吟殘基，5端序列有3個(gè)轉(zhuǎn)錄因子特化蛋白1(SP-l)/GC盒、3個(gè)轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白(AP-l)和2個(gè)轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白2(AP-2)結(jié)合序列、1個(gè)環(huán)磷酸腺苷和1個(gè)胰島素反應(yīng)元件序列，提示PTTG可能受 IGF-1的調(diào)節(jié)。Chamaon等［22］研究發(fā)現(xiàn)，人惡性星形細(xì)胞瘤經(jīng)胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子處理后PTTG mRNA及其蛋白質(zhì)水平均增高，同時(shí)發(fā)現(xiàn)絲裂原蛋白激酶和磷脂酰肌醇3激酶信號(hào)通路涉及正常組織、腫瘤組織中 PTTG的調(diào)節(jié)。研究者［23］用人乳腺癌MCF-7細(xì)胞為材料，發(fā)現(xiàn)胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子可使PTTG mRNA轉(zhuǎn)錄水平明顯提高并且闡明用磷脂酰肌醇3激酶的阻滯劑LY294002可使這種作用完全消失，應(yīng)用MAPK的阻滯劑PD98059可部分阻斷這種作用。孫杰源等［24］也得出相同的結(jié)論。Chamaon等［22］推測(cè)，不僅IGF-1可以誘導(dǎo)PTTG的表達(dá)，而且PTTG可以反饋促進(jìn)IGF-1的表達(dá)，兩者之間存在正反饋，PTTG可以通過(guò)調(diào)節(jié)IGF-1的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)腫瘤血管生成。目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)IGF-1與PTTG關(guān)于血管生成方面的研究報(bào)道，但這一觀點(diǎn)的提出豐富了PTTG血管生成的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，為以PTTG為靶點(diǎn)的生物治療提供了更多的理論依據(jù)。

2．5 凝血酶敏感素(thrombospondin-1，TSP-1) 新生血管在實(shí)體腫瘤的產(chǎn)生、發(fā)展、治療及預(yù)后中起重要作用。而新生血管的形成依賴于所在微環(huán)境中血管生成促進(jìn)因子與血管生成抑制因子共同作用的結(jié)果。TSP-1是一種多功能細(xì)胞外基質(zhì)糖蛋白，具有強(qiáng)大的抑制腫瘤轉(zhuǎn)移作用，是某些癌癥患者發(fā)生“腫瘤休眠”的分子基礎(chǔ)?，F(xiàn)已證實(shí)TSP-1是p53下游基因，野生型p53(wt-p53)能促進(jìn)抑制因子TSP-mRNA的表達(dá)，而突變型p53(mt-p53)能下調(diào)TSP-mRNA的表達(dá)。

研究發(fā)現(xiàn)，PTTG可以在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平調(diào)控p53基因的表達(dá)。Bernal等［25］發(fā)現(xiàn)PTTG能編碼一種蛋白，其可以阻止p53與DNA特異結(jié)合、抑制其轉(zhuǎn)錄活性及抑制p53誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡能力，抑制p53的功能。Kim等［18］報(bào)道 PTTG可以使 TSP-1下調(diào)，利用RNA干擾PTTG后TSP-1的表達(dá)可上調(diào)2倍。雖然目前尚無(wú)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)，但結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道，有理由相信PTTG抑制TSP-1的表達(dá)可能通過(guò)p53發(fā)揮作用，從而促進(jìn)腫瘤血管生成。本課題組正致力于此方面的研究。

總之，PTTG是一種強(qiáng)有力的腫瘤轉(zhuǎn)化基因，可以通過(guò)多條途徑誘導(dǎo)腫瘤血管生成。國(guó)內(nèi)外學(xué)者正致力于PTTG在人類腫瘤血管生成中的分子機(jī)制研究，并且隨著生化技術(shù)的發(fā)展，PTTG有可能成為抗癌藥物研究中又一新的基因，從而達(dá)到遏止其生長(zhǎng)和復(fù)發(fā)的目的。

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