PUMA基因與消化道腫瘤的研究

陸祺中

【摘 要】p53正向細(xì)胞凋亡調(diào)控因子（PUMA）基因能誘導(dǎo)體外癌細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤細(xì)胞的生長和集落形成，與消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展有相關(guān)性，PUMA基因表達(dá)水平高低與消化系統(tǒng)腫瘤的預(yù)后密切相關(guān)。

【關(guān)鍵詞】 PUMA；消化；腫瘤；研究

【中圖分類號】R473.26 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1004-7484（2014）04-2122-01

1 PUMA基因

P53正向細(xì)胞凋亡調(diào)控因子（p53 up-regulated modulator of apotosis，PUMA）?；蚨ㄎ辉谌旧w19q13.3-q13.4，其cDNA全長1900bp，含有四個轉(zhuǎn)錄本（-α，-β，-γ，-δ），該基因具有4個外顯子（la或lb、2、3、4），編碼序列富含GC堿基，PUMA -β含量較高，PUMA 蛋白有1個由9個氨基酸組成的Bcl-2同源結(jié)構(gòu)域 3（ BH3） ，分子生物學(xué)研究BH3結(jié)構(gòu)域?qū)儆贐CL-2蛋白家族，BCL-2蛋白家族參與了腫瘤細(xì)胞的凋亡，BH3功能區(qū)可以形成一個雙性 α 螺旋結(jié)構(gòu)，BH3結(jié)構(gòu)域和線粒體C末端的定位序列共同決定著PUMA基因的促凋亡活性， C 端含有一個疏水功能區(qū)，該功能區(qū)可以指導(dǎo) PUMA 基因在線粒體的定位。puma-γ和puma-δ兩個剪接體缺少BH3結(jié)構(gòu)域，不具有誘導(dǎo)凋亡功能。

2 PUMA在消化系統(tǒng)腫瘤的表達(dá)

有研究報道1本研究發(fā)現(xiàn)PUMA四種剪接體在正常組織、胃癌癌旁組織中均有表達(dá)，在胃癌組織中PUMA-α， PUMA-β表達(dá)基本缺失， PUMA -γ， PUMA-δ有表達(dá)，但是PUMA -γ， PUMA-δ在癌旁組織的表達(dá)水平高于在胃癌組織，

有學(xué)者研究PUMA基因在結(jié)直腸癌中的表達(dá)2，研究發(fā)現(xiàn)PUMA基因結(jié)直腸癌腺瘤、正常粘膜均有表達(dá)，PUMA基因在結(jié)腸癌中的表達(dá)明顯低于腺瘤和正常組織。PUMA基因的表達(dá)隨著腫瘤體積的增大，表達(dá)降低，PUMA基因在腺瘤組織中表達(dá)明顯低于正常粘膜，PUMA基因在結(jié)腸癌組織中較低與在腺瘤組織中，初步表明PUMA基因表達(dá)水平下降參與了結(jié)直腸癌發(fā)生過程；PUMA基因的表達(dá)與腫瘤的大小相關(guān)，與結(jié)直腸癌其它臨床病理參數(shù)無明顯相關(guān)性。分子生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)PUMA基因在胰腺癌表達(dá)缺失，與胰腺癌的分期和分化程度無明顯相關(guān)。結(jié)合臨床研究發(fā)現(xiàn)肝外膽管癌組織 PUMA 蛋白的表達(dá)低于癌旁組織，腫瘤組織中存在的PUMA 基因突變3。PUMA 蛋白的表達(dá)與腫瘤大小、分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況相關(guān)，與患者性別、年齡及腫瘤發(fā)生部位無關(guān)。

3 PUMA在腫瘤中的研究機(jī)制

腫瘤的發(fā)生發(fā)展涉及到多種類型基因、多階段的異常改變，消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)病機(jī)理非常復(fù)雜，涉及促癌基因和抑癌基因表達(dá)失衡。有學(xué)者研究認(rèn)為PUMA基因是p53下游的靶基因， 在p53基因誘導(dǎo)凋亡途徑起到關(guān)鍵作用.發(fā)生機(jī)制可能是 PUMA上游啟動子序列中含有p53結(jié)合位點(diǎn)， 一旦接受凋亡信號刺激， p53可以直接與靶位點(diǎn)結(jié)合， 促進(jìn)PUMA基因的表達(dá).PUMA以P53依賴性和非P53依賴性兩條通路誘導(dǎo)凋亡。PUMA基因還可能通過BH3結(jié)構(gòu)域與Bcl-2、Bcl-xL蛋白結(jié)合，在催化劑蛋白協(xié)同作用下可有效的增強(qiáng)線粒體外膜通透性。也有研究認(rèn)為與線粒體膜上的Bcl-2/Bcl-x結(jié)合解除其對Bax/Bak的抑制作用，改變膜通道蛋白，使構(gòu)象結(jié)構(gòu)改變，轉(zhuǎn)位發(fā)生變化，促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。

PUMA 是腫瘤壞死因子 α（ tumor necrosis factor-alpha，TNF-α） 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的重要介質(zhì)4，研究發(fā)現(xiàn) TNF-α 通過 NF-κB 的 p65 成分調(diào)節(jié) PUMA 啟動子的 κB 位點(diǎn)，使 PUMA 在 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平增高，機(jī)制可能通過PUMA 基因競爭性結(jié)合 BCL-XL， 置換BAX并激活，使 BAX 從胞漿轉(zhuǎn)移到線粒體，結(jié)合線粒體膜。導(dǎo)致線粒體膜通透性增強(qiáng)，誘導(dǎo)下游 Caspase 級聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

4 PUMA與腫瘤治療的研究展望

近年來由于分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)腫瘤等多種疾病與基因變異或表達(dá)異常密切相關(guān)。因此理想的治療手段是在基因水平進(jìn)行治療。基因治療是以基因轉(zhuǎn)移為基礎(chǔ)，將某種遺傳物質(zhì)導(dǎo)入患者細(xì)胞類，使其在體內(nèi)表達(dá)并發(fā)揮作用，基因治療導(dǎo)入的遺傳物質(zhì)可以是與缺陷基因相對的、在體內(nèi)表達(dá)具有特異功能蛋白的同源基因達(dá)到治療的目的。

張宇雯等5采用脂質(zhì)體介導(dǎo)外源性PUMA基因轉(zhuǎn)染胃癌SGC-7901細(xì)胞，通過分析細(xì)胞周期發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期，外源性PUMA表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞系的增殖，促進(jìn)其凋亡6。有研究發(fā)現(xiàn)奧沙利鉑在誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)過程中， PUMA 蛋白表達(dá)依賴，轉(zhuǎn)染反義 PUMA 基因質(zhì)粒抑制 PUMA 表達(dá)，奧沙利鉑誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡的能力減弱。充分說明PUMA 可以增強(qiáng)奧沙利鉑對結(jié)腸癌細(xì)胞的敏感性，有利于提高化療的療效。

5結(jié)語

綜上所述，通過對PUMA基因的研究發(fā)現(xiàn)PUMA基因在消化道腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)失衡，PUMA參與了細(xì)胞凋亡過程，但是在PUMA的調(diào)控機(jī)制、作用機(jī)理及等方面還需要進(jìn)一步深入研究。大量不同樣本的選擇，不同腫瘤細(xì)胞的研究，動物模型的進(jìn)一步建立等仍需要大量工作，在腫瘤治療中的應(yīng)用方面，研究表明PUMA表達(dá)增加可提高腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性，PUMA 表達(dá)減少或缺失可提高細(xì)胞抵抗輻射的能力，有關(guān)作用機(jī)理還需深入研究。隨著分子生物學(xué)水平，基因水平的多方面深入研究，PUMA基因治療會有新進(jìn)展，為臨床治療消化道腫瘤開辟新的思路。

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