抑癌基因同源磷酸酶-張力蛋白基因與慢性髓性白血病相關(guān)性研究進(jìn)展

萬(wàn)　倩　涂懷軍　李　劍

(南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江西　南昌　330006)

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抑癌基因同源磷酸酶-張力蛋白基因與慢性髓性白血病相關(guān)性研究進(jìn)展

萬(wàn)倩涂懷軍李劍

(南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江西南昌330006)

〔關(guān)鍵詞〕同源磷酸酶-張力蛋白基因;慢性髓性白血病;基因表達(dá)

目前，有關(guān)同源磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)基因的研究已經(jīng)涉及到了其治療研究。各種體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)PTEN對(duì)腫瘤有抑制作用。而且在白血病的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、耐藥中都有發(fā)揮影響作用，因而如何提高PTEN的表達(dá)和避免其缺失將是靶向治療的關(guān)注點(diǎn)。此外PTEN/PIP3/AKT/VEGF和PTEN/FAK/MMP通路介導(dǎo)著白血病的侵襲，并且這往往是白血病在臨床上難治和高病死率的關(guān)鍵，所以可以通過(guò)對(duì)通路的進(jìn)一步研究，將會(huì)給白血病的治療帶來(lái)希望。

1PTEN基因概述

1997年，哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Li等〔1〕采用代表性差別分析法，研究原發(fā)性乳腺癌細(xì)胞染色體10q23的同源性丟失區(qū)，分離得到一種新的基因,命名為PTEN，PTEN基因是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具有磷酸化酶功能的抑癌基因，作為磷酸肌醇-3激酶(PI3-K)/絲-蘇氨酸激酶(AKT)通路的負(fù)調(diào)控因子，PTEN-PI3K-AKT通路在細(xì)胞整合外界刺激的反應(yīng)中處于核心地位，PTEN基因功能的缺失與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。PTEN基因所編碼蛋白的主要功能是參與細(xì)胞增殖和凋亡中所發(fā)生的去磷酸化作用(磷酸酶作用)，這也是PTEN基因抑癌作用的基礎(chǔ)。PTEN基因正常表達(dá)可以抑制細(xì)胞的惡變，抑制腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移和生長(zhǎng)，該基因異常將導(dǎo)致蛋白表達(dá)下降從而失去抑癌作用。PTEN基因失活與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移、惡性轉(zhuǎn)化、生長(zhǎng)和臨床預(yù)后等有密切的關(guān)系。

2PTEN基因及其相關(guān)基因在慢性髓性白血病(CML)中的作用及意義

BCR-ABL融合蛋白是CML的特征，它可以激活數(shù)條信號(hào)通路，比如PI3K-AKT通路Ras-Raf-MEK-ERK通路和Jak-Stat 通絡(luò)。激活這些通路促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和抗凋亡〔2，3〕。

2.1PTEN基因、Survivin基因與CMLSurvivin是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的凋亡抑制因子，與腫瘤的早期發(fā)生、淋巴轉(zhuǎn)移及預(yù)后關(guān)系密切。PTEN與Survivin均參與細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞凋亡，但兩者產(chǎn)生的生物學(xué)影響相反，它們之間的相互作用機(jī)制及與CML的關(guān)系目前還存在較大的爭(zhēng)議。成志勇等〔4〕將攜帶有野生型PTEN和綠色熒光蛋白的腺病毒(Ad-PTEN-GFP)及對(duì)照載體腺病毒(Ad-GFP)轉(zhuǎn)染人慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞系K562，熒光定量PCR(FQ-PCR)檢測(cè)PTEN、Survivin變化，結(jié)果顯示Survivin在轉(zhuǎn)染野生型PTEN基因后呈現(xiàn)下調(diào)。PTEN可能通過(guò)負(fù)向調(diào)節(jié)PI3K/Akt通路，降低p-Akt水平，而抑制Survivin表達(dá)，從而導(dǎo)致白血病細(xì)胞的增殖抑制及細(xì)胞的凋亡〔5,6〕。CML中PTEN表達(dá)缺失與Survivin過(guò)表達(dá)之間可能存在協(xié)同作用，兩基因除各自直接作用外還可能通過(guò)負(fù)性調(diào)節(jié)對(duì)方基因而間接發(fā)揮功能，聯(lián)合檢測(cè)Survivin和PTEN有助于判斷CML預(yù)后，可能是臨床評(píng)價(jià)CML的重要指標(biāo)。在CML中，急變期和加速期患者相比慢性期Survivin基因高表達(dá)〔2，3〕。CML的BCR-ABL癌蛋白能誘導(dǎo)Survivin基因的RNA和蛋白質(zhì)水平上的表達(dá)，從而抑制CML細(xì)胞的凋亡機(jī)制和促進(jìn)白血病細(xì)胞的克隆〔7〕。Stella等〔7〕為研究Survivin基因的臨床應(yīng)用，設(shè)計(jì)和Survivin與Hsp90結(jié)合區(qū)相同序列的9肽(Shepherdin)作為拮抗物，競(jìng)爭(zhēng)干擾Survivin與Hsp90結(jié)合，促進(jìn)Survivin降解。然后將對(duì)IM耐藥的永生細(xì)胞株與Shepherdin孵化，發(fā)現(xiàn)羥基脲(HU)與阿霉素對(duì)孵化后的細(xì)胞的殺傷作用增強(qiáng)。類似的將第一代和第二代TKI與Shepherdin結(jié)合應(yīng)用降低了對(duì)IM耐藥患者的白血病克隆群形成能力。這些結(jié)果提示降低Survivin基因表達(dá)可能成為耐IM CML患者的治療選擇。Bernardo等〔8〕研究IM介導(dǎo)急變期的CML細(xì)胞凋亡是通過(guò)調(diào)節(jié)Survivin亞細(xì)胞定位。通過(guò)分析IM對(duì)K562(Pgp-negative)和Lucena(Pgp-positive)的影響，觀察到在K562細(xì)胞中，IM使其高凋亡和Survivin主要存在于細(xì)胞核中；在Lucena細(xì)胞中，IM對(duì)其凋亡作用很弱和Survivin主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。推測(cè)可能Pgp與Survivin受相同分子調(diào)控，這可能成為急變期CML的一個(gè)靶向治療。此外，Heidel等〔3〕研究證明抑制Survivin基因使CML細(xì)胞對(duì)甲磺酸伊馬替尼(IM，第一代TIK)更敏感。

2.2PTEN基因、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)與CMLVEGF是一種促血管生成因子，促進(jìn)腫瘤組織內(nèi)新生血管的形成與侵襲轉(zhuǎn)移。PTEN基因可以抑制腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移。PTEN基因與VEGF之間的聯(lián)系成為近期研究者的熱點(diǎn)。白血病細(xì)胞在骨髓內(nèi)雖然處于一個(gè)血供非常豐富的環(huán)境內(nèi)，但也需要特定滋養(yǎng)血供的支持，才能進(jìn)一步分化，達(dá)到優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。李鋒等〔9〕用RT-PCR法檢測(cè)CML患者中VEGF基因表達(dá)，結(jié)果顯示CML患者有VEGF基因高表達(dá)。PTEN表達(dá)缺失或突變可以導(dǎo)致多種促血管新生因子的表達(dá)增加，促進(jìn)腫瘤血管的新生，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。成志勇等〔10〕應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)20例慢性粒細(xì)胞白血病中PTEN、VEGF mRNA表達(dá)，結(jié)果顯示CML急變期患者PTEN mRNA表達(dá)水平低于CML慢性期患者，VEGF表達(dá)急變期高于慢性期。提示髓系白血病患者中低表達(dá)PTEN基因，高表達(dá)VEGFR，并與白血病預(yù)后不良及髓外浸潤(rùn)密切相關(guān)。在CML中，VEGF與白血病細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活有關(guān)。Legros等〔11〕在一個(gè)大樣本研究中，用SPIRIT隨機(jī)將403個(gè)CML患者分別接受400 mg IM、400 mg IM+阿糖孢苷(Ara-C)、400 mg IM+干擾素(IFN)、600 mg IM，觀察到VEGF可以作為預(yù)示CML發(fā)展的指標(biāo)和提出IFN具有抗血管生成的假說(shuō)。BCR-ABL癌蛋白可以誘導(dǎo)VEGF的表達(dá)，Luo等〔12〕將K562和CML原代細(xì)胞轉(zhuǎn)染VEGF反義序列，使VEGF不表達(dá)。三氧化二砷(ATO)具有抑制BCR-ABL癌蛋白的作用，該研究觀察到VEGF的缺失加強(qiáng)ATO的抗白血病作用，提示臨床可以聯(lián)合調(diào)節(jié)VEGF使ATO的抗白血病作用得到充分發(fā)揮，但還需要進(jìn)行大量的研究。

3PTEN在CML中的表達(dá)及意義

原癌基因激活和抑癌基因失活，是腫瘤形成的重要機(jī)制，在前列腺癌、頭頸部鱗癌、舌癌、子宮內(nèi)膜癌等多種惡性腫瘤中均發(fā)現(xiàn)不同程度的PTEN基因突變，Yoshimoto等〔13〕報(bào)道在68%的前列腺癌中發(fā)現(xiàn)有PTEN缺失。PTEN是子宮內(nèi)膜癌中發(fā)現(xiàn)的突變率最高的基因，突變率約為23.5%～55.0%〔14〕。研究表明，PTEN基因在白血病中突變罕見(jiàn)，但存在不同程度的缺失和低表達(dá)。Peng等〔2〕在敲除PTEN基因的小鼠模型中證明PTEN基因的缺失促進(jìn)CML的發(fā)生。他們還發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)PTEN引起骨髓中的白血病干細(xì)胞(LSCs)減少。CML急變細(xì)胞系K562，存在低水平的PTEN基因及蛋白表達(dá)。K562細(xì)胞轉(zhuǎn)染PTEN后，細(xì)胞增殖抑制率和凋亡率呈時(shí)間依賴性增加，并且K562細(xì)胞的遷移、侵襲性明顯減弱。沈權(quán)等〔15〕采用RT-PCR法檢測(cè)5個(gè)白血病細(xì)胞系患者的骨髓標(biāo)本中PTEN mRNA的研究中，31例CML患者的PTEN mRNA與正常對(duì)照組相比，差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。李敏等〔16〕應(yīng)用甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)白血病細(xì)胞系HL-60、Nalm-6、Raji、KG-1a、U937、NB4、K562中PTEN基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)HL-60、Nalm-6、KG-1a、U937細(xì)胞PTEN基因呈超甲基化狀態(tài)，NB4、K562細(xì)胞呈低甲基化狀態(tài)。在CML中導(dǎo)致PTEN功能喪失的機(jī)制可能是PTEN轉(zhuǎn)錄后調(diào)控或翻譯后調(diào)控異常，與基因啟動(dòng)子甲基化關(guān)聯(lián)性可能不大。

4PTEN基因與CML耐藥及治療

盡管TKI在治療CML方面取得了顯著療效，是腫瘤靶向治療的典范。然而，隨著近年來(lái)對(duì)TKI的廣泛應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)部分患者對(duì)其存在原發(fā)或繼發(fā)耐藥。沉默的CML干細(xì)胞和過(guò)表達(dá)的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體被認(rèn)為是CML藥物治療失效的主要原因。Nishioka等〔17〕研究對(duì)TKI耐藥的CML K562細(xì)胞內(nèi)的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMT)和microRNA miR-217的變化，發(fā)現(xiàn)耐藥的K562細(xì)胞中DNMT上調(diào)并誘導(dǎo)PTEN啟動(dòng)子的甲基化，這可能與TKI失去對(duì)耐藥的K562細(xì)胞生長(zhǎng)抑制作用有關(guān)。聯(lián)合使用TKI和DNMT抑制劑(5-AzadC)可能可以改善CML對(duì)TKI的耐藥。成志勇等〔18〕將攜帶野生型PTEN基因的Ad-PTEN-GFP感染對(duì)多柔比星(ADM)耐藥的K562/ADM細(xì)胞，在感染3 d內(nèi)聯(lián)合應(yīng)用不同濃度的ADM、Ara-C或ATO,觀察到Ad-PTEN-GFP 感染與化療藥物聯(lián)合作用組K562/ADM細(xì)胞增殖抑制率均高于空載體與化療藥物聯(lián)合作用組。野生型PTEN基因可能通過(guò)抑制Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)一步調(diào)控下游信號(hào)分子，通過(guò)下調(diào)核轉(zhuǎn)錄因子(NF)-κB、MDR1、Bcl-2及上調(diào)Bax等多種信號(hào)分子逆轉(zhuǎn)K562/ADM細(xì)胞的多藥耐藥。Huang 等〔19〕研究了耐TKI的CML中多藥耐藥蛋白ABCG2(一種腫瘤干細(xì)胞的特異表面標(biāo)志物)與PTEN的關(guān)系，結(jié)果顯示PTEN通過(guò)PT3K/Akt信號(hào)通路與ABCG2介導(dǎo)的多藥耐藥相聯(lián)系，此外，在急性白血病(AL)中PTEN的失活導(dǎo)致ABCG2的表達(dá)上調(diào)。

NF-κB活化后能進(jìn)一步促進(jìn)凋亡抑制基因Bcl-2、Bcl-xL表達(dá)，抑制促凋亡基因Bax、caspase表達(dá)，在促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞MDR等方面發(fā)揮重要作用。而NF-κB為PI3K/Akt下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。PTEN通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路從而抑制NF-κB的表達(dá)，這可能是PTEN逆轉(zhuǎn)腫瘤的MDR的作用機(jī)制。

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〔2015-07-25修回〕

(編輯李相軍)

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(13006091)

通訊作者：李劍(1970-)，女，教授，主要從事干細(xì)胞基礎(chǔ)與臨床研究。

〔中圖分類號(hào)〕R733.7

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1005-9202(2016)09-2273-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.107

第一作者：萬(wàn)倩(1991-)，女，碩士，主要從事干細(xì)胞基礎(chǔ)與臨床研究。