Pim-1在乳腺癌中的研究現(xiàn)狀

陳曉文，陳建麗，李淑慧，詹德超

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤中心，廣東 湛江 524001；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院腫瘤內(nèi)科，河南 新鄉(xiāng) 453003)

乳腺癌是女性常見的生殖系統(tǒng)惡性腫瘤之一。2012年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，目前全世界乳腺癌發(fā)病人數(shù)約為170萬，在全球女性所有腫瘤發(fā)病人數(shù)中占25%，而且乳腺癌死亡人數(shù)約52萬，在女性所有腫瘤死亡人數(shù)中約占15%[1]。隨著人口老齡化以及飲食結(jié)構(gòu)的改變，我國乳腺癌的發(fā)病率逐年上升，并呈年輕化趨勢，據(jù)《2013年中國腫瘤登記年報》的最新統(tǒng)計顯示，中國乳腺癌每年新發(fā)病例約21萬，居女性惡性腫瘤第1位[2]。隨著我國乳腺癌綜合治療力度以及早期篩查的加強(qiáng)，乳腺癌的無病生存期及總生存期已得到顯著改善，但鑒于檢查手段的局限性，仍存在一定程度的假陰性率，導(dǎo)致這些患者錯過最佳治療時機(jī)。一些新的生物標(biāo)志物由于具有更高的敏感度和可靠性，而有望被廣泛采納并應(yīng)用于臨床診斷和治療，Pim-1就是近年新發(fā)現(xiàn)的標(biāo)志物之一。Pim-1在乳腺癌形成、發(fā)展過程中起著重要作用，提示Pim-1是治療乳腺癌的一個關(guān)鍵的作用靶點，而小分子Pim-1抑制劑有可能成為一種新型的治療乳腺癌藥物。

1 Pim-1的結(jié)構(gòu)和功能

Pim-1為Pim家族成員之一，該家族成員的氨基酸序列同源性很高且蛋白功能相近，包括Pim-1、Pim-2、Pim-3 3個成員。Pim家族編碼的產(chǎn)物Pim蛋白激酶具有絲/蘇氨酸蛋白激酶活性，是絲/蘇氨酸激酶家族的重要組成部分。其定位在第6號染色體長臂(6p21.1～p21.31)，相對分子質(zhì)量為34×103。目前該家族的3個成員中以Pim-1的功能研究最多，Pim-1首次發(fā)現(xiàn)是在1989年，被發(fā)現(xiàn)時是作為莫洛尼小鼠白血病病毒的前病毒插入點[3]。Pim-1基因發(fā)揮多方面的生物學(xué)功能，包括腫瘤的發(fā)生發(fā)展、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞代謝、細(xì)胞自噬、胚胎干細(xì)胞干性維持等多個方面[4-9]。

2 Pim-1與腫瘤

Pim-1在胰腺癌[4]、前列腺癌[5]、淋巴組織腫瘤[6]、肝癌[7]、食管鱗狀細(xì)胞癌[8]及胃癌[9]等多種惡性腫瘤中高表達(dá)，且其表達(dá)水平與上述多種腫瘤的形成、進(jìn)展以及預(yù)后等密切相關(guān)，參與調(diào)控上述多種腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、癌變等，促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲和遷移，并可能引起對抗癌藥物治療的耐藥性。提示Pim-1在上述腫瘤中起著癌基因的作用。但也有文獻(xiàn)報道在非小細(xì)胞肺癌中Pim-1 mRNA表達(dá)水平下調(diào)[10]。這說明Pim-1在不同腫瘤中所起的作用并不是一成不變的，其作用可能受到多種因素影響而不同。

3 Pim-1與乳腺癌

3.1Pim-1蛋白高表達(dá)促進(jìn)乳腺癌發(fā)生及進(jìn)展Pim-1蛋白高表達(dá)促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡、癌變。陸平等[11]用免疫組織化學(xué)、Western blot等方法檢測發(fā)現(xiàn)，乳腺癌組織中Pim-1蛋白表達(dá)陽性率明顯高于非典型增生的乳腺組織和正常乳腺組織，Pim-1表達(dá)增強(qiáng)與乳腺癌的浸潤性發(fā)展密切相關(guān)。ROH等[12]在人乳腺和前列腺上皮細(xì)胞中使用免疫熒光法檢測Pim-1蛋白表達(dá)，以及使用軟瓊脂培養(yǎng)法、流式細(xì)胞分析、移植瘤組織重組試驗等進(jìn)一步證實，Pim-1蛋白表達(dá)上調(diào)可增加人乳腺和前列腺上皮細(xì)胞的致瘤性。Pim-1基因在乳腺癌中扮演著促癌的關(guān)鍵角色。

3.2Pim-1高表達(dá)降低乳腺癌藥物治療敏感性NATARAJAN等[13]發(fā)現(xiàn)，Pim-1抑制劑SGI-1776可通過降低乳腺癌細(xì)胞表面的ABCB1與ABCG2表達(dá)而影響臨床抗癌藥物的運輸，提示Pim-1可使乳腺癌細(xì)胞對臨床治療藥物的敏感性降低，故Pim-1可能是導(dǎo)致乳腺癌產(chǎn)生藥物抗性的重要機(jī)制之一。MOODY等[14]發(fā)現(xiàn)，人類表皮生長因子受體-2靶向治療常出現(xiàn)耐藥，而Pim-1可以使乳腺癌細(xì)胞中的抗凋亡信號恢復(fù)，從而影響乳腺癌對拉帕替尼或曲妥珠單抗的藥物抗性。Pim-1/Pim-2激酶高表達(dá)引起組織變化和特定的炎癥反應(yīng)，可進(jìn)一步導(dǎo)致癌癥干細(xì)胞的比例增加，這一機(jī)制解釋了為何在腫瘤組織中往往能發(fā)現(xiàn)過度表達(dá)的Pim激酶。有研究還發(fā)現(xiàn)，耐藥患者腫瘤組織中Pim過度表達(dá)更明顯[15]。Pim-1蛋白可調(diào)節(jié)三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer，TNBC)的細(xì)胞凋亡和對化學(xué)治療藥物反應(yīng)[16]。ZHAO等[17]認(rèn)為，Pim-1對TNBC患者的化學(xué)治療抵抗作用與MYC基因有關(guān)，該研究發(fā)現(xiàn)，MYC基因在TNBC中明顯高于其他亞型，尤其是在化學(xué)治療抵抗的患者中更加明顯。MYC通過與Pim-1的協(xié)同作用參與調(diào)控TNBC細(xì)胞的增殖、遷移和細(xì)胞凋亡，當(dāng)抑制Pim-1基因時可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡，從而提高對化學(xué)治療藥物的敏感性。隨著研究的不斷深入，越來越多的證據(jù)支持Pim-1可能是解決乳腺癌化學(xué)治療耐藥的突破口之一。

3.3Pim-1在乳腺癌中對細(xì)胞因子及信號通路的調(diào)控作用Pim-1基因在乳腺癌中所起的作用機(jī)制復(fù)雜，涉及多種細(xì)胞因子及多條信號通路的多重調(diào)控。ZHANG等[18]采用實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及Western blot法檢測Pim-1的表達(dá)，通過細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡分析法對比不同Pim-1表達(dá)水平的乳腺癌細(xì)胞的增殖能力，結(jié)果證實miR-486-5p可通過抑制Pim-1 mRNA和蛋白的表達(dá)來降低乳腺癌細(xì)胞的增殖能力。MALINEN等[19]通過構(gòu)建不同質(zhì)粒后使用細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法處理乳腺癌MCF-7細(xì)胞后證實，Pim-1是乳腺癌細(xì)胞中雌激素受體α直接調(diào)控的靶基因，且Pim-1蛋白表達(dá)水平的升高與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)。BELLON等[20]和BLANCO-APARICIO[21]等提出，在包括乳腺癌在內(nèi)的多種腫瘤細(xì)胞中，Pim-1表達(dá)受蛋白質(zhì)酪氨酸激酶/轉(zhuǎn)錄活化因子3信號通路調(diào)控。SANTIO等[22]研究表明，Pim-1可通過磷酸化作用增加乳腺癌細(xì)胞中Notch1胞內(nèi)域的轉(zhuǎn)錄活性，表明Pim-1與Notch1信號通路激活密切相關(guān)。

3.4Pim-1基因與乳腺癌靶向治療Pim-1基因是乳腺癌的潛在治療靶點之一。HORIUCHI等[23]在MYC高表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠移植瘤模型中證實，小分子Pim-1激酶抑制劑可通過抑制乳腺致癌基因MYC的轉(zhuǎn)錄、恢復(fù)內(nèi)源性細(xì)胞周期抑制劑p27的功能等方式，進(jìn)一步抑制腫瘤的生長。目前，多種以Pim-1為治療靶點的小分子Pim-1抑制劑正在研究中，其中包括咪唑并[1，2-b]噠嗪類、三唑并[4，3-b]噠嗪類、苯并[c][2，6]萘啶類、苯亞甲基聯(lián)噻唑烷類、苯并[4，5]噻吩并[3，2-d]嘧啶酮類、酰腙類、苯并呋喃-2羧酸類、吡咯并咔唑類、吲哚酮類等[24]。目前，Pim-1抑制劑治療乳腺癌的療效還有待大型的臨床試驗進(jìn)一步證實。

4 結(jié)語

Pim-1在包含乳腺癌的多種惡性實體瘤當(dāng)中存在著異常表達(dá)，可能是腫瘤形成和發(fā)展過程中的一個關(guān)鍵分子，并可能作為一個新的抗癌治療的靶點。本文回顧近年來Pim-1與乳腺癌相關(guān)性研究，揭示其與腫瘤形成及發(fā)展的關(guān)系，為早期診斷及進(jìn)一步治療乳腺癌提供理論依據(jù)。

[1] TORRE L A，BRAY F，SIEGEL R L，etal.Global cancer statistics，2012[J].CACancerJClin，2015，65(2)：87-108.

[2] 唐志柳，白潔，顧麗娜，等.2000～2010年我國前列腺癌和乳腺癌流行狀況的系統(tǒng)性綜述[J].中國腫瘤，2013，22 (4)：260-265.

[3] BERNS A，BREUER M，VERBEEK S，etal.Transgenic mice as a means to study synergism between oncogenes[J].IntJCancerSuppl，1989，4：22-25.

[4] XU J，ZHANG T，WANG T，etal.PIM kinases：an overview in tumors and recent advances in pancreatic cancer[J].FutureOncol，2014，10(5)：865-876.

[5] NARLIK-GRASSOW M，BLANCO-APARICIO C，CECILIA Y，etal.Conditional transgenic expression of Pim-1 kinase in prostate induces inflammation-dependent neoplasia[J].PLoSOne，2013，8(4)：e60277.

[6] AGUIRRE E，RENNER O，NARLIK-GRASSOW M，etal.Genetic modeling of PIM proteins in cancer：proviral tagging and cooperation with oncogenes，tumor suppressor genes，and carcinogens[J].FrontOncol，2014，4：109.

[7] LEUNG C O，WONG C C，F(xiàn)AN D N，etal.PIM1 regulates glycolysis and promotes tumor progression in hepatocellular carcinoma[J].Oncotarget，2015，6(13)：10880-10892.

[8] LIU H T，WANG N，WANG X，etal.Overexpression of Pim-1 is associated with poor prognosis in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J].JSurgOncol，2010，102(6)：683-688.

[9] WARNECK-EBERZ U，BOLLSCHWEILER E，DREBBER U，etal.Prognostic impact of protein overexpression of the proto-oncogene PIM-1 in gastric cancer[J].AnticancerRes，2009，29(11)：4451-4455.

[10] WARNECKE-EBERZ U，BOLLSCHWEILER E，DREBBER U，etal.Frequent down-regulation of pim-1 mRNA expression in non-small cell lung cancer is associated with lymph node metastases[J].OncolRep，2008，20(3)：619-624.

[11] 陸平，李云鵬，張萬峰，等.PIM-1蛋白激酶在乳腺癌組織中的表達(dá)及意義[J].中國醫(yī)師雜志，2012，14(6)：727.

[12] ROH M，F(xiàn)RANCO O E，HAYWARD S W，etal.A role for polyploidy in the tumorigenicity of Pim-1-expressing human prostate and mammary epithelial cells[J].PLoSOne，2008，3(7)：e2572.

[13] NATARAJAN K，BHULLAR J，SHUKLA S，etal.The Pim kinase inhibitor SGI-1776 decreases cell surface expression of P-glycoprotein (ABCB1) and breast cancer resistance protein (ABCG2) and drug transport by Pim-1-dependent and-independent mechanisms[J].BiochemPharmacol，2013，85(4)：514-524.

[14] MOODY S E，SCHINZEL A C，SINGH S，etal.PRKACA mediates resistance to HER2-targeted therapy in breast cancer cells and restores anti-apoptotic signaling[J].Oncogene，2015，34(16)：2061-2071.

[15] JIMENEZ-GARCIA M P，LUCENA-CACACE A，ROBLES-FRIAS MJ，etal.Inflammation and stem markers association to PIM1/PIM2 kinase-induced tumors in breast and uterus[J].Oncotarget，2017，8(35)：58872-58886.

[16] HORIUCHI D，CAMARDA R，ZHOU A Y，etal.PIM1 kinase inhibition as a targeted therapy against triple-negative breast tumors with elevated MYC expression[J].NatMed，2016，22(11)：1321-1329.

[17] ZHAO W，QIU R，LI P，etal.PIM1：a promising target in patients with triple-negative breast cancer[J].MedOncol，2017，34(8)：142.

[18] ZHANG G，LIU Z，CUI G，etal.MicroRNA-486-5p targeting PIM-1 suppresses cell proliferation in breast cancer cells[J].TumourBiol，2014，35(11)：11137-11145.

[19] MALINEN M，JAASKELAINEN T，PELKONEN M，etal.Proto-oncogene PIM-1 is a novel estrogen receptor target associating with high grade breast tumors[J].MolCellEndocrinol，2013，365(2)：270-276.

[20] BELLON M，LU L，NICOT C，etal.Constitutive activation of Pim-1 kinase is a therapeutic target for adult T-cell leukemia[J].Blood，2016，127(20)：2439-2450.

[21] BLANCO-APARICIO C，CAMERO A.Pim kinases in cancer：diagnostic，prognostic and treatment opportunities[J].BiochemPharmacol，2013，85(5)：629-643.

[22] SANTIO N M，LANDOR S K，VAHTERA L，etal.Phosphorylation of Notch1 by Pim kinases promotes oncogenic signaling in breast and prostate cancer cells[J].Oncotarget，2016，7(28)：43220-43238.

[23] HORIUCHI D，CAMARDA R，ZHOU A Y，etal.PIM1 kinase inhibition as a targeted therapy against triple-negative breast tumors with elevated MYC expression[J].NatMed，2016，22(11)：1321-1329.

[24] 鄭小洲，金曉磊，趙臨襄.小分子PIM激酶抑制劑的研究進(jìn)展[J].中國藥物化學(xué)雜志，2013，23(6)：499-505.