肝再生磷酸酶-3與惡性腫瘤關(guān)系的研究進展

程 然，王震俠

肝再生磷酸酶-3與惡性腫瘤關(guān)系的研究進展

程 然，王震俠*

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院普通外科肝膽病區(qū)，呼和浩特 010050）

肝再生磷酸酶-3（PRL-3）屬于蛋白酪氨酸磷酸酶家族，它發(fā)揮作用的方式是通過調(diào)節(jié)酪氨酸殘基的磷酸化狀態(tài)實現(xiàn)對蛋白質(zhì)活性的調(diào)控。已有的研究表明，PRL-3與人多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)，可能參與調(diào)節(jié)腫瘤細胞的骨架重建、細胞黏附性和上皮間充質(zhì)化的過程，這可能成為治療多種類型腫瘤的藥物靶點。本文對PRL-3與腫瘤關(guān)系的研究現(xiàn)狀和進展做一綜述。

肝再生磷酸酶-3；腫瘤；轉(zhuǎn)移；預(yù)后

蛋白酪氨酸殘基的磷酸化與去磷酸化過程是細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)的一個重要方式，這一過程由蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK）和蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP）家族共同完成，一起參與并調(diào)節(jié)機體各種蛋白的生理功能，在信號傳遞過程中有正負調(diào)控作用。其中PTK可使蛋白磷酸化，PTP可使蛋白去磷酸化。在細胞內(nèi)任何異常的蛋白酪氨酸殘基的磷酸化和去磷酸化都可能擾亂正常的細胞信號傳遞，這與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。肝再生磷酸酶（phosphatases of regenerating liver-3，PRL-3）是近年來發(fā)現(xiàn)的細胞內(nèi)PTP，其家族包括PRL-1，PRL-2和PRL-3 3個成員。這些PRL成員有著高度一致的氨基酸序列，分別位于同源染色體6q12，lp35和8q24[1]，都有一個CX5R活化區(qū)以實現(xiàn)蛋白去磷酸化的生理功能。PRL-3分子是由173個氨基酸組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，包括一條5肽鏈的β片層和6個α螺旋。PRL-3在人體多種惡性腫瘤中可見其高表達，且與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移、預(yù)后有關(guān)。

1 PRL-3與腫瘤發(fā)生發(fā)展的機制

1.1 PRL-3與細胞骨架重建

細胞骨架蛋白的磷酸化和去磷酸化水平參與了細胞形態(tài)調(diào)節(jié)，其主要成分為肌動蛋白。小G蛋白的Rho家族是肌動蛋白細胞骨架重裝的主要調(diào)節(jié)因子，它在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中起到信號轉(zhuǎn)換器的作用，可調(diào)節(jié)張力絲和黏著斑的形成，還可促進胞膜前緣偽足形成及后緣胞體收縮，影響細胞移動，從而在細胞遷移中起重要作用。Fiordalisi等[2]研究發(fā)現(xiàn)PRL-3能上調(diào)RhoA和RhoC的表達，使肌動蛋白骨架構(gòu)型發(fā)生改變而促進腫瘤轉(zhuǎn)移。PRL-3介導(dǎo)的細胞遷徙還能使ROCK抑制劑受阻斷，由此推斷PRL-3可以通過Rho/ROCK信號通路影響細胞骨架系統(tǒng)，參與細胞遷徙過程。此外，Semba等[3]發(fā)現(xiàn)PRL-3能降低角蛋白8（keratin8，KRT8）的磷酸化水平，尤其在結(jié)腸癌組織浸潤邊緣和肝轉(zhuǎn)移灶中，可見PRL-3還可通過調(diào)節(jié)KRT8來影響細胞遷移，PRL-3介導(dǎo)的KRT8去磷酸化可能參與了腫瘤的轉(zhuǎn)移。最新研究顯示一種原癌基因驛蛋白（stathmin，即癌蛋白18）可調(diào)節(jié)微管動力系統(tǒng)，使細胞骨架重塑。結(jié)腸癌細胞中PRL-3與驛蛋白相關(guān)作用可使微管失去穩(wěn)定性，這可能與腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移有關(guān)[4]。

1.2 PRL-3與細胞黏附分子

Peng等[5]報道了PRL-3和整合素α1結(jié)合，下調(diào)整合素β1的磷酸化水平，提高了ERK1/2的磷酸化水平，這就與MAPK信號通路聯(lián)系起來，破壞了細胞的黏附性并導(dǎo)致了腫瘤的惡性進程和轉(zhuǎn)移過程。另外，細胞外基質(zhì)蛋白的溶解在腫瘤細胞的侵襲中具有重要意義，基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）是一組重要的蛋白水解酶，PRL-3能促進MMP-2的表達和抑制組織型MMP抑制劑-2的表達，從而促進腫瘤細胞的侵襲。

1.3 PRL-3與腫瘤細胞上皮間充質(zhì)化

上皮間充質(zhì)化（epithelial mesenchymal transition，EMT）是上皮細胞發(fā)生了特定的病理、生理改變后向間充質(zhì)細胞分化的一種過程，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，在許多腫瘤細胞中都有EMT現(xiàn)象。Wang等[6]發(fā)現(xiàn)HeLa細胞和CHO細胞經(jīng)過體外轉(zhuǎn)染PRL-3可上調(diào)間充質(zhì)細胞相關(guān)因子，如snail和纖連蛋白（fibronectin），同時又可下調(diào)E-鈣黏素（cadherin）、γ-連環(huán)素蛋白（catenin）、β3整合素（integrin）等與上皮細胞相關(guān)的因子。Liu等[7]發(fā)現(xiàn)PRL-3-糖原合酶激酶3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β）-snail途徑可能參與了EMT，上游分子GSK-3β的失活能引起snail的活化，PRL-3可引起GSK-3β失活從而使snail達到活化。類似的結(jié)論又隨著PRL-3與鈣黏素的聯(lián)系產(chǎn)生，PRL-3可抑制E-鈣黏素和CDH22的表達。

1.4 PRL-3蛋白參與了細胞循環(huán)過程并可能與p53有關(guān)

p53可能影響了PRL-3基因轉(zhuǎn)錄的過程，一些研究指出[8,9]，PRL-3可能通過與PIRH2和MDM2的相互作用，負向調(diào)節(jié)p53在癌細胞中的表達。也有研究稱PRL-3在細胞循環(huán)調(diào)節(jié)中可能既有正向調(diào)控也有負向調(diào)控，但這一機制還有待進一步證實。

1.5 核仁蛋白與PRL-3的相互作用

核仁蛋白（nucleolin）主要存在于核仁中，它的主要功能是參與核糖體的生物合成和組成核染色質(zhì)。PRL-3可能通過允許核仁蛋白分布于細胞核中參與了其去磷酸化過程，這種定位與腫瘤的發(fā)生有關(guān)[3]?？梢奝RL-3蛋白在腫瘤播散中起重要作用。

2 PRL-3與腫瘤的關(guān)系

2.1 結(jié)直腸癌

Buffart等[1]比較了原發(fā)結(jié)腸腫瘤在發(fā)生肝轉(zhuǎn)移及未發(fā)生肝轉(zhuǎn)移兩種情況PRL-3的表達，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶中PRL-3表達可能與原發(fā)灶中其過表達相關(guān)，因此癌轉(zhuǎn)移灶中某種基因的表達可能與其在原發(fā)灶中的基因表型相關(guān)，由此推斷PRL-3的表達可能有組織來源特異性。Kato等[10]用原位雜交法研究發(fā)現(xiàn)在原發(fā)腫瘤灶中PRL-3有46.6%表達，在腫瘤區(qū)域淋巴結(jié)中有47.5%表達，而在遠端轉(zhuǎn)移的肝中表達率高達91.3%，肺中甚至達到100%。Xing[11]等也得到過類似結(jié)論，盡管數(shù)據(jù)有所不同，但都支持PRL-3在轉(zhuǎn)移灶中的表達高于原發(fā)灶腫瘤。PRL-3在腫瘤細胞中主要表達于細胞質(zhì)及細胞質(zhì)膜，但也有個別研究發(fā)現(xiàn)在細胞核中也能找到PRL-3。統(tǒng)計資料顯示[12]，PRL-3的表達與腫瘤的大小、惡性程度、組織學(xué)類型、TNM分期，Duke分期，血管浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠端轉(zhuǎn)移、癌胚抗原和糖抗原199水平可能呈正相關(guān)。也有研究顯示PRL-3過表達的患者5年生存率更低。根據(jù)以上結(jié)論推斷，PRL-3的高表達可以視為在結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展，尤其在轉(zhuǎn)移過程中起重要作用的分子標志物，這在臨床診斷和判斷預(yù)后中有重要意義，甚至在治療中可作為抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的潛在靶點。

2.2 胃癌

Miskad等[13]用免疫組化法研究發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中有68%表達PRL-3，其中有轉(zhuǎn)移和未轉(zhuǎn)移的胃癌組織PRL-3的表達分別為81.5%和50%，在轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)中表達陽性率為92.6%。有腹膜轉(zhuǎn)移的在原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶陽性率分別為68.7%和92.1%。統(tǒng)計學(xué)分析顯示，PRL-3的表達與腫瘤是否有淋巴管浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及腫瘤分期有關(guān)，而與組織學(xué)類型、腫瘤大小、浸潤程度無關(guān)。Dai等[14]在293例胃癌組織中應(yīng)用單克隆抗體，發(fā)現(xiàn)PRL-3表達陽性率為43.3%。Ooki等[15]報道了PRL-3在胃癌原發(fā)灶中表達陽性率為45%，在轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中為92.5%。以上研究說明胃癌中PRL-3呈現(xiàn)高表達，在有轉(zhuǎn)移的胃癌中呈現(xiàn)更高表達，在轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)、腹膜和遠端轉(zhuǎn)移灶中表達最高。這說明PRL-3在胃癌的進展和轉(zhuǎn)移中有重要意義。

2.3 乳腺癌

隨著單/多克隆抗體在免疫組化法檢測PRL-3的表達中得到廣泛應(yīng)用，Wang等[16]應(yīng)用單克隆抗體3B6標記檢測乳腺癌中PRL-3陽性表達率為34.8%。Radke等[17]應(yīng)用RT-PCR法檢測8個乳腺癌細胞系及部分乳腺癌良、惡性組織，發(fā)現(xiàn)PRL-3在乳腺癌組織中表達明顯高于正常組織。用免疫組化法檢測乳腺癌淋巴轉(zhuǎn)移灶中PRL-3表達明顯高于原發(fā)灶，還發(fā)現(xiàn)PRL-3表達陰性的患者生存時間明顯高于陽性者，并指出PRL-3的表達與血管內(nèi)皮生長因子和Etar相關(guān)。Hao等[18]也得出類似結(jié)論，在乳腺癌組織中PRL-3表達陽性率為70%，在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶中為95.2%。PRL-3與乳腺癌的進展、轉(zhuǎn)移和預(yù)后有關(guān)，特別對無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者的預(yù)后評價更有意義。除此之外，PRL-3也可能參加了乳腺癌的血管發(fā)生。

2.4 肝細胞癌

Zhao等[19]研究發(fā)現(xiàn)PRL-3 mRNA在肝細胞癌（肝癌）中呈現(xiàn)高表達且明顯高于正常肝組織，免疫組化法檢測PRL-3在肝癌組織中表達陽性率為57%，正常組織中為29%，且主要位于腫瘤細胞的細胞質(zhì)和微血管內(nèi)皮細胞。統(tǒng)計學(xué)結(jié)果顯示，PRL-3 mRNA的表達與患者血清甲胎蛋白水平、血管浸潤呈正相關(guān)。同樣能上調(diào)其mRNA表達的還有MMP-2和MMP-9。鈣黏著糖蛋白可下調(diào)其表達。而且，PRL-3 mRNA還與組織微血管密度有關(guān)，它能使細胞黏附力下降并損傷了間充質(zhì)的MMPs，更重要的是證明了PRL-3與肝癌組織的血管生成有關(guān)。

2.5 PRL-3與其他腫瘤

Polato等[20]發(fā)現(xiàn)PRL-3在Ⅲ期卵巢癌中的表達明顯高于Ⅰ期，這與卵巢癌的進展有關(guān)，可以看作是一個獨立的判斷預(yù)后的標志。此外在肝內(nèi)膽管細胞癌[21]、食管癌[22]、宮頸癌[23]、鼻咽癌[24]、非小細胞肺癌[25]、神經(jīng)膠質(zhì)瘤[26]等組織中也發(fā)現(xiàn)PRL-3表達升高，且所有報道都顯示PRL-3在癌組織中表達高于正常組織，轉(zhuǎn)移灶中高于原發(fā)灶，有轉(zhuǎn)移的原發(fā)灶高于無轉(zhuǎn)移的原發(fā)灶，PRL-3表達陽性的患者預(yù)后較表達陰性的差。PRL-3可作為判斷惡性腫瘤預(yù)后，尤其在預(yù)測轉(zhuǎn)移方面可作為一個獨立有效的分子標志物，且抑制其表達可能成為治療的靶點。

3 PRL-3靶基因治療展望

上述研究表明，PRL-3的高表達可以促進腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，并且能判斷患者的預(yù)后，而抑制細胞中PRL-3的表達水平可以達到抑制腫瘤的目的。近些年已有實驗通過應(yīng)用小干擾RNA（siRNA）下調(diào)PRL-3的表達來研究其作用機制，但仍處于研究階段[27]。

在體外抑制實驗中發(fā)現(xiàn)敲除了PRL-3的胃癌細胞系SH101-P4，其細胞增殖能力和生長速度明顯下降，并能誘導(dǎo)細胞凋亡。在體內(nèi)實驗中將下調(diào)的PRL-3的SH101-P4克隆細胞注入小鼠胰腺，被敲除了PRL-3的克隆細胞原發(fā)灶腫瘤較對照組明顯縮小，且發(fā)生肝轉(zhuǎn)移的概率也減少[28]。

Daouti等[29]發(fā)現(xiàn)噻吩并吡啶酮（thienopyridone）能選擇性地抑制PRL-1，PRL-2，PRL-3的活性并減弱細胞的侵襲能力。像1-4-溴2-苯亞甲基（1-4-bromo-2-benzylidene）等PRL-3抑制劑和羅丹寧（rhodanine）等PRL-3特異性單克隆抗體都能有效地抑制PRL-3介導(dǎo)的細胞遷移和相關(guān)腫瘤轉(zhuǎn)移。另外，由于PRL-3的異戊二基化對其細胞的定位及功能有重要作用，因此抑制異戊?；D(zhuǎn)移酶，催化PRL-3分子二硫鍵形成來抑制其活性，也可作為抗PRL-3的研究方向。

通過抑制PRL-3的表達可以減少多種惡性腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的潛能，但是最新的關(guān)于PRL-3腫瘤生物學(xué)的研究仍停留在臨床前實驗階段，相信依據(jù)已有發(fā)現(xiàn)以及更多研究的開展，PRL-3很可能會成為一個治療多種類型腫瘤的藥物靶點。

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（編輯: 周宇紅）

Relatioship between phosphatase of regenerating liver-3 and malignant tumors: research progress

CHENG Ran, WANG Zhen-Xia*

(Ward of Hepatobiliary Diseases, Department of General Surgery, Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010050, China)

Phosphatase of regenerating liver-3 (PRL-3) belongs to a protein tyrosine phosphatase family, and regulates the protein activity by modifying the phosphorylation of tyrosine residues. Previous studies reported that PRL-3 was closely involved in the occurrence, development, metastasis and prognosis of many kinds of malignant tumors. It probably participats in the reconstruction of the cytoskeleton, the regulation of cell adhesion, and the process of epithelial-mesenchymal transition. PRL-3 might be a promising target for developing drugs in cancer treatment. In this paper, we reviewed the research progress in the relationship between PRL-3 and cancer.

phosphatase of regenerating liver-3; tumor; metastasis; prognosis

R730

A

10.3724/SP.J.1264.2013.00242

2013?08?28;

2013?11?06

王震俠, E-mail: wzhenxia@163.com