AKT／PKB在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程的作用及其機制＊

PI3K－AKT／PKB細胞信號傳導通路參與調(diào)節(jié)腫瘤細胞的增殖、存活、遷移、黏附、腫瘤血管生成等過程，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。AKT又稱蛋白激酶B（PKB），是一種絲氨酸／蘇氨酸激酶，是體內(nèi)重要的凋亡抑制蛋白，在生長因子刺激細胞生長過程中可見到AKT／PKB的活化和高表達。作為PI3KAKT／PKB信號通路下游的信息分子，AKT可以誘導各種編碼抗凋亡蛋白基因的表達，或通過信號偶聯(lián)而不依賴轉(zhuǎn)錄方式直接抑制凋亡發(fā)生［1］，同時它還參與了細胞的增殖、分化，在多種常見腫瘤如10%～20%的胰腺癌、40% 的肝癌和50%的結(jié)腸癌中有高表達［2］。本文就AKT／PKB在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程的作用及其機制綜述如下。

1 AKT的分類與結(jié)構(gòu) 到目前為止，在人類染色體中共發(fā)現(xiàn)了3種 AKT的主要形式：AKT1／PKBα、AKT2／PKBβ和AKT3／PKBγ，分別定位于人染色體14q32．32，19q13．1－19q13．2，1q44上，彼此之間的氨基酸一致性達到了80%以上［3］。AKT蛋白大小約為60kb，N端到C端依次為PH結(jié)構(gòu)域、激酶／催化結(jié)構(gòu)域和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域。PH結(jié)構(gòu)域可介導AKT與PIP3的結(jié)合，其完整性是AKT激活的必需條件；激酶／催化結(jié)構(gòu)域中的308位蘇氨酸的磷酸化為AKT／活化所必需，AKT該結(jié)構(gòu)域和蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）有約70%的同源性；調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域含有AKT活化所必需的第二個磷酸化位點（Ser473），該位點的磷酸化使AKT的活性達到最大。

2 AKT的磷酸化激活 AKT的激活主要依賴于PI3K。當生長因子或細胞因子與受體結(jié)合以后，受體自身的酪氨酸激酶被激活，并促使受體位于胞內(nèi)的酪氨酸殘基發(fā)生自身磷酸化從而使PI3K構(gòu)象發(fā)生變化，促使由P85／P110復合物所抑制的P110催化活性得以釋放。PI3K的催化亞基使PIP2磷酸化形成PIP3。PIP3可與AKT的PH區(qū)域結(jié)合從而使AKT的上游激酶如PDK－1磷酸化激活AKT；PIP3也可以直接活化AKT［4－5］。激活后的 AKT啟動“瀑布式”調(diào)控過程，通過多個通路對細胞的生長、增殖、分化及代謝進行調(diào)控。

3 AKT在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程的主要作用機制

3．1 參與抑制細胞凋亡 主要通過上調(diào)抗凋亡蛋白或抑制分叉頭型轉(zhuǎn)錄因子（AFX、FKHR、FKHR1）、caspase－9、Bad等幾種底物而發(fā)揮作用。①AKT可直接或間接上調(diào)抗凋亡蛋白 Bcl－2、Bcl－13、Bcl－16、Bcl－XL等表達，從而抑制 Bax起到抗凋亡作用［6］。②分叉頭型轉(zhuǎn)錄因子家族成員AFX、FKHR、FKHR1，均含有AKT磷酸化序列，能被AKT直接磷酸化。研究證實，不同的生長因子刺激后，AKT可以磷酸化AFX、FKHR、FKHR1，使其被14－3－3蛋白隔離在胞質(zhì)區(qū)，從而阻止其結(jié)合到特異順式作用元件進而阻止FasL、LIGFBP1和Bim等凋亡相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄［7］。③caspase是細胞凋亡的啟動者和效應器，AKT通過使caspase－9的Ser136位點磷酸化使其失去蛋白水解酶的活性，進而抑制凋亡。④AKT可通過磷酸化凋亡調(diào)節(jié)通路中的重要調(diào)節(jié)因子來調(diào)節(jié)凋亡，常見有Bcl家族蛋白中Bad。AKT可使Bad的Ser136位點磷酸化，磷酸化的Bad與14－3－3蛋白結(jié)合進而使線粒體膜上的 Bad－Bcl－2／Bcl－XL 復合物釋放，恢復Bcl－2和Bcl－XL的抗凋亡活性。⑤NF－κB（核轉(zhuǎn)錄因子κB）協(xié)同一系列生長因子和細胞因子調(diào)節(jié)細胞增生、凋亡和生存，在腫瘤發(fā)生過程中，主要發(fā)揮抗凋亡作用。NF－κB抑制劑IKβ與NF－κB形成復合物使其定位于胞質(zhì)中從而阻止其發(fā)揮作用。AKT磷酸化IKK后進一步磷酸化IKβ，使NF－κB從復合物脫離，移位到核內(nèi)，促進靶基因的轉(zhuǎn)錄［8］。⑥AKT通過磷酸化Mdm2的Ser166和Ser186位點，促進它從胞質(zhì)向核內(nèi)移位，使p53降解，從而阻斷p53介導的DNA損傷引起的細胞凋亡［9］。⑦AKT上調(diào)生存素的基因轉(zhuǎn)錄和抑制P38MAPK（P38細胞分裂素活化蛋白激酶）活性，進而抑制caspase－3、caspase－7 的 活 性，阻 斷 細 胞 的 凋 亡 過 程［10－11］。 ⑧AKT通過磷酸化JNK／p38通路上游的3個激酶，抑制JNK／p38通路促進凋亡的作用［10］。

3．2 促進細胞存活和分化增殖 ①AKT可磷酸化GSK3β（磷酸化糖原合成酶激酶3β）使其失活，進而減低細胞周期素D1的水解，增強其介導的細胞周期循環(huán)。②抑制p21Cip1（細胞周期抑制蛋白），促進增殖細胞核抗原的釋放。正常情況下，p21Cip1在細胞核內(nèi)抑制周期素依賴性蛋白，當p21Cip1被AKT磷酸化后可移位到胞質(zhì)，喪失抑制作用，從而促進細胞周期進展。③抑制AFX、FKHR、FKHRL，促進p27Kip1的降解。④調(diào)控mTOR（雷帕霉素靶蛋白）磷酸化，一方面通過激活p70S6K進而提高5’多聚嘧啶mRNA的翻譯并抑制翻譯抑制物mRNA的翻譯，另一方面促使eIf－4E（轉(zhuǎn)錄起始因子4E）與結(jié)合蛋白4E－BPI分離，從而增強mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白合成［11］。⑤通過ERK通路間接調(diào)控p70S6k激酶的細胞增殖作用。

3．3 促進血管形成 ①AKT通過調(diào)控mTOR，刺激VEGF（血管內(nèi)皮生長因子）和 MMP－1（基質(zhì)金屬蛋白酶－1）的表達，誘導血管生成［11］。②HIF－1（缺氧誘導因子）由α和β亞單位構(gòu)成，AKT信號途徑能調(diào)節(jié)HIF－1α亞單位的水平，啟動控制細胞存活和新血管形成的基因表達，并促進VEGF的表達，進而誘導血管生成［12］。③AKT可激活eNOS（內(nèi)皮型一氧化氮合酶），使NO合成增加，NO通過抑制Fas的表達和caspase－3的活性促進內(nèi)皮細胞存活；eNOS還可促進VEGF誘導的內(nèi)皮細胞遷移［13］。

3．4 參與腫瘤遷移 ①AKT增加 NF－κB轉(zhuǎn)錄，使MMP－9（基質(zhì)金屬蛋白酶－9）增加，可增加腫瘤的運動能力。②PI3K／AKT途徑還可上調(diào) MMP－2（基質(zhì)金屬蛋白酶－2）的 mRNA和蛋白質(zhì)表達，后者降解細胞外基質(zhì)，促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移［14］。③激活 AKT能夠促進上皮細胞－間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)換，使上皮細胞獲得纖維母細胞樣能力，降低細胞間粘附力，增加細胞活動性，進而增加腫瘤細胞遷移能力［15］。

4 結(jié) 語 綜上所述，大量研究證明了PI3K－AKT／PKB細胞信號傳導通路在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用，但AKT在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移過程中的分子機制尚不明確，因此尚需進一步深入研究。

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