Pim-1基因表達與腫瘤相關性的研究進展

丁昭珩(綜述)，丁 罡(審校)

(上海交通大學醫學院附屬新華醫院崇明分院腫瘤科，上海202150)

絲氨酸/蘇氨酸激酶Pim家族已發現3個成員: Pim-1、Pim-2和Pim-3，它們都包含一個被稱為ATP錨的活化位點，屬于鈣/鈣調蛋白調節激酶，在多細胞組織的進化過程中高度保守［1］。Pim-1基因最早是作為莫洛尼小鼠白血病病毒的前病毒插入點而被發現的。原癌基因Pim-1定位在第6號染色體長臂上(6p21.1～p21.31)，相對分子質量為34×103。其產物Pim-1蛋白激酶具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性［2］。Pim-1可抑制細胞凋亡，被認為與腫瘤的發生密切相關。Pim-1作為一種原癌基因，在白血病、淋巴瘤以及前列腺癌的形成過程中均發現Pim-1過度表達。

1 Pim-1基因與腫瘤的相關性

1.1 Pim-1基因與前列腺癌近年來，有研究者應用基因芯片檢測前列腺癌組織和正常組織差異表達基因時發現Pim-1在前列腺癌中存在顯著高表達。張彤等［3］采用免疫組織化學方法進行檢測，結果顯示Pim-1在前列腺癌中存在著明顯的高表達，且其表達水平與前列腺癌的惡性程度和分級呈正相關，提示Pim-1可作為一種新的診斷前列腺癌的腫瘤標志物。采用RT-PCR分析Pim-1 mRNA表達，免疫組化檢測組織標本中Pim-1蛋白的表達，結果發現其表達與前列腺癌的分期、分級和預后相關，提示Pim-1在前列腺癌發生、發展中發揮重要作用，可能成為前列腺癌診斷和預后判斷的標志物［4］。He等［5］研究指出QRT-PCR檢測Pim-1 mRNA的表達為前列腺癌的診斷提供了一個可靠的標準。翁邁等［2］研究亦證實前列腺癌組Pim-1的表達顯著高于良性前列腺增生組及正常前列腺組，表明原癌基因Pim-1及其產物Pim-1蛋白激酶有可能在前列腺癌的發生、發展中發揮重要作用。Pim-1在前列腺癌中過度表達，并且Pim-1的過度表達與前列腺癌的等級和致瘤性轉化密切相關［6］。Shah等［7］通過體外試驗研究顯示Pim-1激酶在細胞生存、增殖和分化中有著不同的生物學作用。在人體內，Pim-1常在正常細胞及變異細胞中同時表達。Pim-1激酶是在造血惡性腫瘤、前列腺癌腫瘤中的早期轉化和腫瘤進展中表達的致癌基因，與淋巴瘤侵襲性亞族有關，是前列腺腫瘤預后不良的一個指標［8］。

1.2 Pim-1基因與肺癌 近年來Pim-1基因和肺癌間的關系亦有報道。Kim等［9］曾用基因型和單倍體分析對Pim-1基因多態性及肺癌發生風險間的相關性進行研究，發現 Pim-1基因的 T-C-T-C單倍體(1196 T＞C，IVS4+55 T＞C，IVS4+1416 T＞A和+3684 C＞A)可影響韓國人口中發生吸煙相關性肺癌的風險。有研究者選擇312例韓國肺癌患者和257健康對照的基因組DNA對Pim-1基因的4個單核苷酸多態性位點(－1969 G/A，－766 T/C，2760 T/A、4115 C/A)進行分析，證實了Pim-1多態性和肺癌患者亞組顯著增加風險之間的關系，提示Pim-1基因的T-C-T-C單倍體可影響韓國人口中發生吸煙相關性肺癌的風險［9］。Nasser等［10］指出Pim-1是在多數人類腫瘤中過表達的絲氨酸/蘇氨酸激酶，在淋巴瘤和白血病發病中發揮作用;在人類主要的肺癌細胞系中也呈上調狀態。Pim-1通過促進細胞周期進展及抑制凋亡而引發腫瘤。分析顯示，與配對的正常組織相比，Pim-1 mRNA水平在肺癌組織中顯著上調，Pim-1在大多數肺癌細胞系中也表達增強。Zhang等［11］研究指出剔除Pim-1表達可大大降低肺腺癌H1299細胞的增殖率及其在軟瓊脂中的生長能力，數據顯示Pim-1過度表達能通過影響細胞定位和p21基因的穩定性及促進細胞增殖而引發腫瘤。Warnecke-Eberz等［12］研究結果并非如此，在非小細胞肺癌中Pim-1 mRNA表達顯著下調，其機制仍需進一步證實。Pim-1下調也發生在早期肺癌階段，并與淋巴結轉移相關。因此，Pim-1下調可能發生在淋巴侵襲的過程中，也可能僅是非小細胞肺癌淋巴進展的一個標志。

1.3 Pim-1基因與其他腫瘤 Pim-1是在各種人類腫瘤中過度表達的絲氨酸/蘇氨酸激酶，與淋巴瘤及白血病的發生密切相關。研究顯示在大多數人類腫瘤與腫瘤細胞系中Pim-1是上調的［13-14］。Guo等［15］認為Pim可能在膀胱癌的發生與進展中發揮作用，它與膀胱癌細胞的生存和耐藥性有關，Pim-1可能成為針對膀胱癌治療的靶點。Beier等［16］研究指出，頭頸鱗癌的不同等級及分期中Pim-1表達高頻率與頭頸部鱗癌上皮非新生物的缺失突出了Pim-1在頭頸鱗癌分子過程中的作用。Hsi等［17］認為高Ki67(＞35%)在利妥昔單抗時代是侵襲性套細胞淋巴瘤的一種重要獨立預后標志。Pim-1的表達提示預后差，其作為治療靶點仍需要進一步研究。Warnecke-Eberz等［18］研究發現，Pim-1腫瘤基因的上調可能是胃癌的一種腫瘤標志物。Liu等［19］通過RT-PCR、免疫組織化學和原位雜交的方法對Pim-1的表達進行研究，結果表明食管癌組織中出現Pim-1 mRNA和蛋白表達水平較強，而正常食管組織中Pim-1 mRNA和蛋白水平為陰性或僅有弱表達。Pim-1的表達與組織學分級、臨床分期和淋巴結轉移相關，與年齡和性別無關。此外，采用Kaplan-Meier生存曲線分析的結果顯示，高Pim-1 mRNA和蛋白表達的患者較低Pim-1表達者預后更差。研究結果表明，Pim-1可能作為分子標記用于預測患者的預后。田榮華等［20］采用免疫組織化學方法評估了53例初治原發性彌漫大B細胞淋巴瘤患者的Pim-1表達，分析Pim-1的表達與化療反應性和總生存率的關系。結果顯示，Pim-1蛋白高表達與彌漫大B細胞淋巴瘤的負性預后相關，且其表達與非生發中心的表型相關。Pim-1蛋白高表達患者的3年總生存率和化療完全緩解率均較低表達者低，差異有統計學意義。Pim-1和國際預后指數的多因素分析表明，Pim-1是總生存獨立的預后因素。單因素Logistic回歸分析表明，Pim-1的表達與化療的完全緩解率呈負相關，表明在彌漫大B細胞淋巴瘤患者中Pim-1的高表達可以作為臨床預后不良的標志。

2 Pim-1基因與腫瘤的治療

肺癌發生與多種信號旁路相關，酪氨酸激酶抑制劑和阻斷絲氨酸/蘇氨酸信號轉導旁路的絲氨酸/蘇氨酸抑制劑已作為抗肺癌的抗腫瘤藥物投入使用。Hu等［21］報道 Pim-1特異性抗體可通過降低Pim-1水平，減少蛋白激酶B磷酸化并激活凋亡而抑制人類和鼠的腫瘤生長。在腫瘤模型中，Pim-1特異性抗體可極大地抑制聯合免疫缺陷鼠體內人類前列腺癌細胞系DU145及C57BL/6的鼠體內鼠前列腺癌細胞TRAMP-C1的生長。Zhang等［22］研究指出，Pim-1的siRNA可極大地抑制Pim-1的表達。在體外，Pim-1基因的沉默導致不規則細胞形態，細胞增殖減弱以及細胞周期進展的抑制和凋亡的誘導。Pim-1在前列腺癌的發展中可能發揮重要作用，并可能成為前列腺癌治療中的一個靶點。Li等［23］研究指出，針對Pim-1的siRNA介導的細胞凋亡與蛋白激酶B磷酸化的減少及裂解環caspase-3/caspase-9活動的增加密切相關。因此，對Pim-1的操縱是針對食管癌患者臨床治療分子治療的一個潛在目標。Mumenthaler等［24］使用針對Pim家族成員的藥物抑制劑(SGI-1776)來研究Pim激酶活性的調整是否會改變前列腺癌細胞的生存率及調整化療耐藥性。研究結果支持抑制Pim激酶以及化療藥物聯合，通過針對化療耐藥性臨床問題的靶點在前列腺癌治療中發揮重要作用。Pim-1在白血病細胞系中表達，并與藥物耐藥性有關。Li等［25］探索針對Pim-1的單克隆抗體來治療白血病可能為攻克藥物耐藥性提供一個新奇的對策。Chen等［26］研究證實主要的陰性Pim-1可降低胰腺癌細胞和HeLa異種移植物鼠模型中的致瘤性。研究表明Pim-1在體內的實體瘤形成中發揮特殊的作用，提示Pim-1可能成為癌癥治療的一個新目標。

3 結語

Pim-1為一個原癌基因，所編碼的產物具有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性。Pim-1基因高表達可抑制腫瘤細胞凋亡、促進腫瘤細胞增殖并阻滯細胞分化成熟，在腫瘤的發生、發展過程中起重要作用。在一些惡性腫瘤(如前列腺癌)中存在Pim-1高表達，在T、B細胞淋巴瘤和多種白血病中Pim-1也有顯著高表達。Pim-1在細胞增殖、分化、凋亡、腫瘤發生以及生長因子信號轉導通路等許多生理病理過程中發揮重要作用。探討Pim-1基因與腫瘤的相關性可以為臨床上一些疾病的診斷、治療以及預后指明方向。

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