乳腺癌相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究進展

王春梅 王學(xué)菊 肖立嬌

(天津市北辰醫(yī)院檢驗科 天津 300400)

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤。生長因子、細胞因子以及激素等生物活性物質(zhì)參與了乳腺細胞癌變以及轉(zhuǎn)移的過程，這些活性物質(zhì)介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)生異常，可引起某些基因的過度擴增，導(dǎo)致正常細胞接受了異常的增殖、分化和生長信號，最終促使細胞發(fā)生癌變。因此，在細胞中存在多條與乳腺癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，有歸屬于MAPK介導(dǎo)的信號通路，Notch信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，ER信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等都與乳腺癌有密切關(guān)系。

1 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen－activated protein kina－ses，MAPKs)是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。它受到刺激后磷酸化而活化，MAPK位于胞漿，一旦活化即進入核內(nèi)，激活靶基因。它包括3個主要途徑，分別為 ERK1/2途徑、JNK/SAPK 途徑和 P38途徑[1]。

1.1 ERK信號通路與乳腺癌 ERK1/2在一系列反應(yīng)如生長因子和有絲分裂等刺激中被激活，同時其持續(xù)活化最終促進細胞增殖和惡性轉(zhuǎn)化。p－ERK1/2的下調(diào)則可促進細胞生長和生長刺激基因轉(zhuǎn)錄的抑制。近來發(fā)現(xiàn)，ERK1/2 MAPK在乳腺癌中被明顯激活[2]。李晶等采用噻唑藍MTT比色法檢測genistein對MDA－MB－231增殖的抑制作用;采用流式細胞儀檢測細胞凋亡情況;應(yīng)用western blot分別檢測ERK5總蛋白和凋亡相關(guān)蛋白Bax、Caspase3的表達。genistein可以影響ERK5MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，使凋亡相關(guān)蛋白表達增加，抑制MDA－MB231細胞增殖。萬芳等[3]Western檢測乳腺癌細胞系MCF－7和MDA－MB－435S中磷酸化ERK/MAPK(P－ERK)蛋白表達，以及表皮生長因(EGF)、胰島素樣生長因子(IGF－1)和ERK/MAPK通路抑制劑PD98059對兩種細胞ERK/MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路磷酸化的調(diào)節(jié)。ERK/MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異常激活與乳腺癌的浸潤性生長有關(guān)，而EGF可能是異常激活ERK/MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，是刺激ER(－)的乳腺癌細胞浸潤性生長的重要因素之一。

1.2 JNK/SAPK信號通路與乳腺癌 姚淑瓊等[4]DADS處理MCF－7細胞，不同濃度的DADS作用于MCF－7細胞24 h后，Western blot法檢測發(fā)現(xiàn)caspase－3出現(xiàn)斷裂片斷，并隨著濃度增加斷裂更明顯。DADS能誘導(dǎo)MCF－7細胞凋亡，JNK信號通路抑制可能是DADS誘導(dǎo)其調(diào)亡的分子機制之一。殷詠梅等[5]以20 ng/ml TNF－α處理MCF－7細胞，用Western blotting檢測MAPK信號通路中蛋白磷酸化水平的變化以及AP－1家族的蛋白表達及磷酸化水平的變化;以免疫共沉淀法檢測激活后的AP－1存在形式;以RT－PCR以及Western blotting檢測VEGF－mRNA和蛋白表達水平;以MAPK抑制劑預(yù)處理后，檢測VEGF蛋白表達水平;運用ChIP的方法驗證pIc－Jun結(jié)合在VEGF啟動子區(qū)。TNF－α通過激活JNK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路活化AP－1;p－c－jun通過與VEGF啟動子AP－1結(jié)合參與對VEGF轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。

1.3 p38MAPK通路與乳腺癌 p38MAPK信號通路可能是乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移的重要途徑，與乳腺癌臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，且是凋亡誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)細胞凋亡的通路之一，與乳腺癌細胞耐藥密切相關(guān)。韓艷春等[6]應(yīng)用(SP)法檢測 p － p38、p － Akt、P.Eric和uPA在60例乳腺癌組織中的表達。Western blot檢測人乳腺癌細胞MDA－MB－231及MCF－7中P－p38及uPA蛋白表達，及用p38MAPK特異性抑制劑SB203580阻斷p38MAPK信號通路后uPA蛋白表達水平的變化。p38MAPK信號通路可能通過上調(diào)uPA的表達促進乳腺癌的惡性進展，p38MAPK信號通路可能是乳腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移的重要途徑，p－p38和uPA的表達可輔助用于乳腺癌的預(yù)后評估。李鳳等[7]研究也證實，p38、pp38表達與乳腺癌臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，p38MAPK信號傳導(dǎo)途徑可能在乳腺癌的侵襲與轉(zhuǎn)移中起重要作用。陶祥等[8]用MTT法檢測manumycin對sK－BR－3細胞的抑癌作用。免疫印跡法檢測p38MAPK蛋白表達。用caspase－3試劑盒檢測細胞凋亡的水平，評估p38MAPK抑制劑SB203580對凋亡的影響。manumycin可誘導(dǎo)sK－BR－3細胞凋亡而產(chǎn)生抑癌作用，p38MAPK是manumycin誘導(dǎo)細胞凋亡的通路之一。曾少波等[9]以p38MAPK特異性抑制劑SB203580處理乳腺癌耐藥細胞MCF－7/ADM，采用流式細胞技術(shù)分析對細胞凋亡的影響;MTT檢測MCF－7/ADM細胞對阿霉素的半數(shù)藥物抑制濃度(IC50。);Western blot檢測 SB203580處理 MCF－7/ADM 和MCF－7兩株細胞后p38MAPK蛋白表達水平;RT－PCR檢測細胞內(nèi)MDR－1 mRNA水平。p38MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與乳腺癌耐藥密切相關(guān)，其可能機制為p38MAPK保護人乳腺癌耐藥細胞(MCF－7/ADM)逃避凋亡，阻斷該通路可增強乳腺癌耐藥細胞發(fā)生凋亡。

2 Notch信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

Notch信號通路由受體、配體、CSL－DNA結(jié)合蛋白3個部分構(gòu)成。哺乳動物共有4個Notch受體，信號通路在調(diào)控正常乳腺生長、發(fā)育過程中起到重要作用，異常表達的Notch基因可以阻止乳腺干細胞的分化，突變的Notch基因可以使乳腺上皮細胞處于分裂增殖狀態(tài)，從而引起腫瘤的發(fā)生。Dong等研究表明，Notch1和JAG1在人乳腺癌中過度表達，提示Notch通路的異常激活導(dǎo)致乳腺腫瘤的形成。LI等[10]應(yīng)用RT－PCR檢測60例乳腺癌組織和25例癌旁組織中Notch1和JAG1的表達，發(fā)現(xiàn)人類乳腺癌中Notch1和JAG1的異常高表達，提示Notch1的異常表達與活化可能與人類乳腺癌的形成有關(guān)，在人類乳腺癌不同發(fā)展階段的作用可能不同，這與國外的研究結(jié)果基本一致。Parr等[11]研究表明，在乳腺癌組織中存在異常的 Notch1和Notch2的表達，高水平的Notch1表達可能與不良的預(yù)后相關(guān)，而Notch2的高表達預(yù)示有更高的生存機會。Notch1在分化較好的腫瘤中低表達，在分化較差的腫瘤中表達增高，而Notch2在分化較好的腫瘤中高表達，在分化較差的乳腺腫瘤中表達降低。推測，Notch1可能具有腫瘤促進作用，而Notch2在人類乳腺癌中可能起腫瘤抑制作用。Yamaguchi等[12]通過RNAi技術(shù)下調(diào)Notch1和Notch3基因在ErbB2表達陰性或陽性的乳腺癌細胞系中的表達時發(fā)現(xiàn)，Notch1對ErbB2表達陰性或陽性的乳腺癌細胞的增殖無抑制作用，而Notch3對ErbB2表達陰性的乳腺癌細胞起到抑制增殖并促進凋亡，因此Notch3通路可以作為ErbB2陰性乳腺癌的治療靶點。

3 Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異常激活，可引起生長發(fā)育缺陷，并參與腫瘤的發(fā)生，導(dǎo)致通路異常激活的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是β－連環(huán)蛋白和APC－軸蛋白－GSK－313多蛋白復(fù)合體。經(jīng)典Wnt信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活，將使靶基因過度表達，從而影響細胞的增殖、分化，促進腫瘤的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)抑制乳腺腺泡祖細胞β－catenin的表達可阻斷乳腺增殖，提示β－catenin是乳腺的一個干細胞存活因子。在乳腺干細胞中轉(zhuǎn)入Wnt－1基因后，小鼠乳腺“邊緣群”(side population，SP)細胞(SP細胞富含干細胞抗原1，是有干細胞特性的一群細胞)的比例上升9倍，體外加入Wnt－3a后培養(yǎng)體系中SP細胞甚至升至70%[13]。在Wnt轉(zhuǎn)基因乳腺癌小鼠的乳腺癌組織中，可見乳腺干細胞或祖細胞表面標志的表達增加，這說明Wnt通路過表達可使干細胞自我更新能力異常。Woodward等[14]也發(fā)現(xiàn)人乳腺癌MCF－7細胞經(jīng)照射后，存活細胞β－catenin表達上調(diào)，SP細胞比例增多，而存活細胞的克隆形成能力不受影響。Chen等[15]在小鼠乳腺癌細胞系中的研究表明，在2 Gy射線照射后，Sca1(+)細胞中β－catenin的表達增高;阻斷β－catenin的表達，Sca1(+)細胞的自我更新能力降低。正常乳腺組織中β－catenin均為強陽性表達于細胞膜，在細胞漿和細胞核中幾乎不著色，而在乳腺癌組織中主要呈異常表達(70%)，多數(shù)表現(xiàn)為在胞漿或胞核內(nèi)聚集表達。這提示乳腺癌組織中存在著異常Wnt通路，胞漿內(nèi)聚積的游離βcatenin可能通過激活基因cyclinD1的過度表達，引起細胞增殖和分化失控，從而促使乳腺組織的癌變。Teulière等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在基底乳腺上皮細胞中，β－catenin信號的激活影響乳腺發(fā)育的全過程并誘導(dǎo)基底型細胞的擴增?；仔图毎粦岩墒侨橄僮婕毎囊粋€亞群，而乳腺祖細胞則會提高腫瘤發(fā)生的危險。同時，β－catenin在乳腺腔分泌細胞的持續(xù)激活會導(dǎo)致乳腺癌的發(fā)生。Ford等[17]研究者通過對具有ERα和Wnt－5a表達陰性的乳腺癌細胞系和兩者均陽性表達的乳腺癌細胞系模型進行基因重組和基因調(diào)控，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Wnt－5a衍生物在ERα表達陰性的模型中可增加ERα基因的表達，并首次證實Wnt－5a信號可激活ERα表達陰性的乳腺癌患者ERα的表達，這表明將Wnt－5a衍生物與他莫昔芬聯(lián)合治療ERα表達陰性的乳腺癌患者成為可能。

4 ER信號通路

在乳腺癌發(fā)展過程中，雌激素發(fā)揮著中心作用，在臨床樣本中關(guān)鍵是要闡明雌激素受體信號途徑，可能有助于乳腺癌的治療[18]。隨著近年對 ER 的深入研究，Hayashi等[19]研究發(fā)現(xiàn) ER不但能夠通過其介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑調(diào)節(jié)某些基因的表達，還與其他眾多的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(如生長因子和細胞因子介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑)有廣泛聯(lián)系，形成一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。有學(xué)者提出了ER信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式:ER在細胞核中與受體蛋白結(jié)合，受體被激活，激活的ER－α和ER－β形成同源或異源二聚體，一些共同調(diào)節(jié)因子與二聚體形成復(fù)合物，復(fù)合物與ER反應(yīng)元件結(jié)合啟動轉(zhuǎn)錄，以此來調(diào)節(jié)靶基因的功能，導(dǎo)致細胞增殖、分化的異常，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌癌前病灶中ER－α突變率增加，突變體影響到鋅指區(qū)與配體結(jié)合域的交接，導(dǎo)致對雌激素高度敏感，且在低水平激素的作用下即與TNF－2輔活化物高度結(jié)合，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在人乳腺癌細胞中，雌激素可通過刺激乳腺癌細胞中IGF－IR，進而活化P13/Akt通路，導(dǎo)致乳腺癌細胞有絲分裂增強;雌激素依賴的ERK的活化是通過ER－α與Shc和Scr與Ras作用，導(dǎo)致細胞增殖;G蛋白偶聯(lián)受體30結(jié)合雌激素而激發(fā)雌激素的快速應(yīng)答，導(dǎo)致細胞內(nèi)鈣離子通道開放的P13K通路的活化，這一作用依賴于表皮生長因子受體的參與[20]。

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