惡性腫瘤中Pim—3、Cdk—2表達(dá)的研究進(jìn)展

Pim家族是一組編碼絲/蘇氨酸蛋白激酶的原癌基因，由Pim-1、Pim-2、Pim-3組成[1]，對人正常生長發(fā)育、分化成熟起重要作用。Pim-3是Pim激酶家族的新成員，它能磷酸化眾多特異性底物，可能在細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡進(jìn)程中起重要調(diào)控作用。

1 Pim-3激酶的結(jié)構(gòu)

Pim-3基因在人類定位于染色體22q13，全長35.6kb，逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物（cDNA）由2392bp組成，編碼了包含326個(gè)氨基酸序列的開放讀碼框，在蛋白質(zhì)水平上與大鼠或小鼠的序列相似性高達(dá)95%，在激酶結(jié)構(gòu)上與鼠和兔的序列相似性亦達(dá)95%[2]。研究發(fā)現(xiàn)Pim-1激酶結(jié)構(gòu)包含了兩葉深的干預(yù)裂激酶，N末端主要由β折疊組成，而C末端主要由α螺旋組成.這兩個(gè)主要部位通過鉸鏈區(qū)連接在一起，幾個(gè)殘留的裂隙已被證實(shí)是ATP的結(jié)合位點(diǎn)，而且在Pim-1中ATP結(jié)合位點(diǎn)不論ATP存在與否，均是開放的，證明Pim-1激酶的活性中心由其基本結(jié)構(gòu)決定，Pim-2激酶與此一樣。

2 Pim-3激酶在腫瘤發(fā)生中的作用機(jī)理

惡性腫瘤細(xì)胞侵襲性生長及轉(zhuǎn)移的最基本特征是細(xì)胞的失控性增殖，細(xì)胞失控性增殖的根本原因就是細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的破壞。學(xué)者目前的研究發(fā)現(xiàn)Pim-1和Pim-2通常是通過抑制原癌基因c-Myc誘導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡而影響細(xì)胞生存，且Pim-1和Pim-2磷酸化c-Myc蛋白一般在絲/蘇氨酸殘基上[3]，這將導(dǎo)致c-Myc蛋白的轉(zhuǎn)錄活性持續(xù)而穩(wěn)定地增強(qiáng)。而Pim-3能通過激活PGC-1α而加強(qiáng)c-MycmRNA的表達(dá)，因此Pim-3激酶能通過調(diào)節(jié)c-Myc的活性來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長。

3 Pim-3激酶與惡性腫瘤

3.1肝癌 研究人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)制作的小鼠感染HBV后肝腫瘤形成的模型中，發(fā)現(xiàn)Pim-3 mRNA只會(huì)選擇性地表達(dá)于人體肝腫瘤細(xì)胞中，不會(huì)出現(xiàn)在正常的肝組織中。通過RNA干擾技術(shù)使Pim-3基因喪失后，在肝細(xì)胞腫瘤中細(xì)胞增殖明顯下降，細(xì)胞凋亡明顯活躍。在正常成年人內(nèi)胚層衍生細(xì)胞中很少發(fā)現(xiàn)Pim-3蛋白的存在，如肝、胰腺、胃、結(jié)腸等，但它在這些器官的癌前病變和惡性病變組織中表達(dá)增強(qiáng)。

3.2胰腺癌 國外研究人員應(yīng)用組織芯片和免疫組化的方法，檢測人胰腺導(dǎo)管腺癌組織和非癌組織中Pim-3蛋白的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)分化不同的癌細(xì)胞排列呈大小不規(guī)則的腺管樣結(jié)構(gòu)，Pim-3蛋白在胰腺導(dǎo)管的腺管樣上皮細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)呈陽性表達(dá)，其陽性率明顯高于癌旁組織及非癌胰腺組織。在部分癌旁組織中，雖然導(dǎo)管上皮尚未出現(xiàn)惡性表現(xiàn)，但Pim-3呈弱陽性表達(dá)，這提示Pim-3的異常表達(dá)可能是胰腺癌的早期標(biāo)志物[4]。

3.3結(jié)腸癌 國外研究人員通過免疫組化Pim-3在高度分化（43/68）和中度分化（23/41）的結(jié)腸腺癌中可檢測到，但不能在低分化的結(jié)腸腺癌（0/5）中檢測到。他們還應(yīng)用shRNA（small hap rin RNA，shRNA）轉(zhuǎn)染的方法發(fā)現(xiàn)Pim-3能直接磷酸化Bad上的Serll2，滅活Bad，抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。

3.4胃癌 研究發(fā)現(xiàn)，胃腺癌Pim-3基因mRNA的表達(dá)明顯高于在正常胃黏膜中的表達(dá)，Pim-3基因mRNA在正常胃黏膜中基本不表達(dá)。另外Pim-3的表達(dá)與淋巴轉(zhuǎn)移、靜脈轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此Pim-3可被認(rèn)為是一種反映胃癌早期階段的生物標(biāo)志物。

3.5食管鱗癌 國內(nèi)研究人員利用RNA干擾技術(shù)，下調(diào)食管鱗癌細(xì)胞株EC9706細(xì)胞中Pim-3的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)Pim-3 siRNA的轉(zhuǎn)入能明顯抑制Pim-3mRNA和蛋白的表達(dá)。其研究結(jié)果表明， Pim-3 siRNA能有效下調(diào)Pim-3基因的表達(dá)，Pim-3表達(dá)水平的下調(diào)能引起食管鱗癌的增殖抑制和細(xì)胞凋亡的發(fā)生，間接證實(shí)Pim-3蛋白的升高會(huì)導(dǎo)致食管癌腫瘤增殖加快和腫瘤細(xì)胞凋亡下降。

3.6卡波氏肉瘤 Pim-3能通過磷酸化卡波氏肉瘤潛在相關(guān)核抗原上的205及206位上絲氨酸殘基從而導(dǎo)致病毒復(fù)活，它抵消了卡波氏肉瘤相關(guān)皰疹病毒裂解基因介導(dǎo)的抑制病毒復(fù)發(fā)的作用。研究表明Pim家族蛋白也許可以作為一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)，對該疾病進(jìn)行干預(yù)。

4 Cdk-2的表達(dá)與惡性腫瘤的關(guān)系

Cdk-2主要在G1期和S期發(fā)揮作用，Cdk-2是Cdk家族中的重要成員。有研究發(fā)現(xiàn)[5]，共同轉(zhuǎn)染Cdk-1、Cdk-2 siRNA，同時(shí)抑制Cdk-1和Cdk-2的表達(dá)不僅引起腫瘤細(xì)胞周期阻滯，還誘導(dǎo)了腫瘤細(xì)胞的凋亡，當(dāng)Cdk-2蛋白表達(dá)下降時(shí)，沒有足夠的Cdk-2與cyclinE或cyclinA結(jié)合，導(dǎo)致S期不能啟動(dòng)以及S期的事件不能完成，同時(shí)進(jìn)入G2的細(xì)胞也受阻，表達(dá)抑制時(shí)不能結(jié)合cyclinB（cyclinB表達(dá)水平在轉(zhuǎn)染后沒有改變，資料未顯示），無法驅(qū)動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入M期，也不能完成細(xì)胞有絲分裂。

5 Pim-3和Cdk-2的關(guān)系

根據(jù)文獻(xiàn)推測Pim-3蛋白也能通過磷酸化Cdk-2蛋白的抑制因子P27蛋白（但具體是通過激活CDC25A，促進(jìn)細(xì)胞的G1期進(jìn)程，或抑制C-TAKl的活性，促進(jìn)G2/M轉(zhuǎn)換的機(jī)理不明了，有待進(jìn)一步研究），使P27蛋白對cyclin E/Cdk-2復(fù)合物的抑制作用喪失，P27蛋白作用的喪失導(dǎo)致了Cdk-2蛋白活性的增強(qiáng)，從而發(fā)揮其對細(xì)胞周期的正向調(diào)控作用（使細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期，進(jìn)而加快細(xì)胞增殖），這在腫瘤的發(fā)生及發(fā)展過程中起到促進(jìn)作用。

Pim-3和Cdk-2是細(xì)胞周期調(diào)控中不同階段的調(diào)節(jié)因子，P27結(jié)合Cdk-2形成的復(fù)合物控制了細(xì)胞由G1期進(jìn)入S期的進(jìn)程，P27抑制了細(xì)胞的增殖，而Pim-3蛋白能磷酸化P27蛋白導(dǎo)致P27的抑制作用減弱。

6展望

腫瘤發(fā)生的根本原因就是細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的破壞，而Cdk-2是細(xì)胞周期中的重要調(diào)控因子，對Cdk-2進(jìn)一步研究有益于深入探討它在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的作用。毫無疑問的是，隨著對Pim-3及Cdk-2研究的不斷深入，必定會(huì)為腫瘤的臨床以及遺傳學(xué)治療指引全新的方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]簡捷，胡志方，黃緣.直腸腺癌中原癌基因Pim-3及其蛋白表達(dá)的研究[J].中華消化雜志，2009，29（4）：279-281.

[2] Jager E，Jager D，Knuth A.Antigen specific immunotherapy and cancer vaccines[J].Int J Cancer，2003，106（6）：817-820.

[3] Yang GY， Matthews RH. Prophylactic Cranial Irradiation in Small-Cell Lung Cancer[J]. Oncologist，2000，5：293-298.

[4]鄭安錫，霍飼，黃曉明，等.細(xì)胞周期相關(guān)蛋白cyclinE，Cdk-2，P27kipl在垂體腺瘤中的表達(dá)[J].現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，2009，（3）13-17.

[5]郭紅衛(wèi).尖銳濕疣的免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制[J].國外醫(yī)學(xué)皮膚性病學(xué)分冊，2001，27（5）：296-298.

編輯/王海靜