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性研究進展

萬　倩　涂懷軍　李　劍

(南昌大學醫學院，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性研究進展

萬倩涂懷軍李劍

(南昌大學醫學院，江西南昌330006)

〔關鍵詞〕同源磷酸酶-張力蛋白基因;慢性髓性白血病;基因表達

目前，有關同源磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)基因的研究已經涉及到了其治療研究。各種體內外實驗證實PTEN對腫瘤有抑制作用。而且在白血病的發生、發展、侵襲、耐藥中都有發揮影響作用，因而如何提高PTEN的表達和避免其缺失將是靶向治療的關注點。此外PTEN/PIP3/AKT/VEGF和PTEN/FAK/MMP通路介導著白血病的侵襲，并且這往往是白血病在臨床上難治和高病死率的關鍵，所以可以通過對通路的進一步研究，將會給白血病的治療帶來希望。

1PTEN基因概述

1997年，哥倫比亞大學醫學院的Li等〔1〕采用代表性差別分析法，研究原發性乳腺癌細胞染色體10q23的同源性丟失區，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現的第一個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)通路的負調控因子，PTEN-PI3K-AKT通路在細胞整合外界刺激的反應中處于核心地位，PTEN基因功能的缺失與腫瘤的發生密切相關。PTEN基因所編碼蛋白的主要功能是參與細胞增殖和凋亡中所發生的去磷酸化作用(磷酸酶作用)，這也是PTEN基因抑癌作用的基礎。PTEN基因正常表達可以抑制細胞的惡變，抑制腫瘤細胞侵襲、轉移和生長，該基因異常將導致蛋白表達下降從而失去抑癌作用。PTEN基因失活與細胞信號轉導，腫瘤發生、轉移、惡性轉化、生長和臨床預后等有密切的關系。

2PTEN基因及其相關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，它可以激活數條信號通路，比如PI3K-AKT通路Ras-Raf-MEK-ERK通路和Jak-Stat 通絡。激活這些通路促進細胞生長和抗凋亡〔2，3〕。

2.1PTEN基因、Survivin基因與CMLSurvivin是迄今發現的最強的凋亡抑制因子，與腫瘤的早期發生、淋巴轉移及預后關系密切。PTEN與Survivin均參與細胞周期調控和細胞凋亡，但兩者產生的生物學影響相反，它們之間的相互作用機制及與CML的關系目前還存在較大的爭議。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)及對照載體腺病毒(Ad-GFP)轉染人慢性粒細胞白血病細胞系K562，熒光定量PCR(FQ-PCR)檢測PTEN、Survivin變化，結果顯示Survivin在轉染野生型PTEN基因后呈現下調。PTEN可能通過負向調節PI3K/Akt通路，降低p-Akt水平，而抑制Survivin表達，從而導致白血病細胞的增殖抑制及細胞的凋亡〔5,6〕。CML中PTEN表達缺失與Survivin過表達之間可能存在協同作用，兩基因除各自直接作用外還可能通過負性調節對方基因而間接發揮功能，聯合檢測Survivin和PTEN有助于判斷CML預后，可能是臨床評價CML的重要指標。在CML中，急變期和加速期患者相比慢性期Survivin基因高表達〔2，3〕。CML的BCR-ABL癌蛋白能誘導Survivin基因的RNA和蛋白質水平上的表達，從而抑制CML細胞的凋亡機制和促進白血病細胞的克隆〔7〕。Stella等〔7〕為研究Survivin基因的臨床應用，設計和Survivin與Hsp90結合區相同序列的9肽(Shepherdin)作為拮抗物，競爭干擾Survivin與Hsp90結合，促進Survivin降解。然后將對IM耐藥的永生細胞株與Shepherdin孵化，發現羥基脲(HU)與阿霉素對孵化后的細胞的殺傷作用增強。類似的將第一代和第二代TKI與Shepherdin結合應用降低了對IM耐藥患者的白血病克隆群形成能力。這些結果提示降低Survivin基因表達可能成為耐IM CML患者的治療選擇。Bernardo等〔8〕研究IM介導急變期的CML細胞凋亡是通過調節Survivin亞細胞定位。通過分析IM對K562(Pgp-negative)和Lucena(Pgp-positive)的影響，觀察到在K562細胞中，IM使其高凋亡和Survivin主要存在于細胞核中；在Lucena細胞中，IM對其凋亡作用很弱和Survivin主要存在于細胞質中。推測可能Pgp與Survivin受相同分子調控，這可能成為急變期CML的一個靶向治療。此外，Heidel等〔3〕研究證明抑制Survivin基因使CML細胞對甲磺酸伊馬替尼(IM，第一代TIK)更敏感。

2.2PTEN基因、血管內皮生長因子(VEGF)與CMLVEGF是一種促血管生成因子，促進腫瘤組織內新生血管的形成與侵襲轉移。PTEN基因可以抑制腫瘤細胞侵襲、轉移。PTEN基因與VEGF之間的聯系成為近期研究者的熱點。白血病細胞在骨髓內雖然處于一個血供非常豐富的環境內，但也需要特定滋養血供的支持，才能進一步分化，達到優勢生長。李鋒等〔9〕用RT-PCR法檢測CML患者中VEGF基因表達，結果顯示CML患者有VEGF基因高表達。PTEN表達缺失或突變可以導致多種促血管新生因子的表達增加，促進腫瘤血管的新生，增強腫瘤細胞的侵襲和轉移。成志勇等〔10〕應用實時熒光定量PCR檢測20例慢性粒細胞白血病中PTEN、VEGF mRNA表達，結果顯示CML急變期患者PTEN mRNA表達水平低于CML慢性期患者，VEGF表達急變期高于慢性期。提示髓系白血病患者中低表達PTEN基因，高表達VEGFR，并與白血病預后不良及髓外浸潤密切相關。在CML中，VEGF與白血病細胞的生長、存活有關。Legros等〔11〕在一個大樣本研究中，用SPIRIT隨機將403個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可以作為預示CML發展的指標和提出IFN具有抗血管生成的假說。BCR-ABL癌蛋白可以誘導VEGF的表達，Luo等〔12〕將K562和CML原代細胞轉染VEGF反義序列，使VEGF不表達。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ATO的抗白血病作用，提示臨床可以聯合調節VEGF使ATO的抗白血病作用得到充分發揮，但還需要進行大量的研究。

3PTEN在CML中的表達及意義

原癌基因激活和抑癌基因失活，是腫瘤形成的重要機制，在前列腺癌、頭頸部鱗癌、舌癌、子宮內膜癌等多種惡性腫瘤中均發現不同程度的PTEN基因突變，Yoshimoto等〔13〕報道在68%的前列腺癌中發現有PTEN缺失。PTEN是子宮內膜癌中發現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，但存在不同程度的缺失和低表達。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CML的發生。他們還發現過表達PTEN引起骨髓中的白血病干細胞(LSCs)減少。CML急變細胞系K562，存在低水平的PTEN基因及蛋白表達。K562細胞轉染PTEN后，細胞增殖抑制率和凋亡率呈時間依賴性增加，并且K562細胞的遷移、侵襲性明顯減弱。沈權等〔15〕采用RT-PCR法檢測5個白血病細胞系患者的骨髓標本中PTEN mRNA的研究中，31例CML患者的PTEN mRNA與正常對照組相比，差別無統計學意義。李敏等〔16〕應用甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測白血病細胞系HL-60、Nalm-6、Raji、KG-1a、U937、NB4、K562中PTEN基因啟動子區域甲基化狀態，發現HL-60、Nalm-6、KG-1a、U937細胞PTEN基因呈超甲基化狀態，NB4、K562細胞呈低甲基化狀態。在CML中導致PTEN功能喪失的機制可能是PTEN轉錄后調控或翻譯后調控異常，與基因啟動子甲基化關聯性可能不大。

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，隨著近年來對TKI的廣泛應用，人們發現部分患者對其存在原發或繼發耐藥。沉默的CML干細胞和過表達的藥物轉運體被認為是CML藥物治療失效的主要原因。Nishioka等〔17〕研究對TKI耐藥的CML K562細胞內的DNA甲基轉移酶(DNMT)和microRNA miR-217的變化，發現耐藥的K562細胞中DNMT上調并誘導PTEN啟動子的甲基化，這可能與TKI失去對耐藥的K562細胞生長抑制作用有關。聯合使用TKI和DNMT抑制劑(5-AzadC)可能可以改善CML對TKI的耐藥。成志勇等〔18〕將攜帶野生型PTEN基因的Ad-PTEN-GFP感染對多柔比星(ADM)耐藥的K562/ADM細胞，在感染3 d內聯合應用不同濃度的ADM、Ara-C或ATO,觀察到Ad-PTEN-GFP 感染與化療藥物聯合作用組K562/ADM細胞增殖抑制率均高于空載體與化療藥物聯合作用組。野生型PTEN基因可能通過抑制Akt信號轉導通路進一步調控下游信號分子，通過下調核轉錄因子(NF)-κB、MDR1、Bcl-2及上調Bax等多種信號分子逆轉K562/ADM細胞的多藥耐藥。Huang 等〔19〕研究了耐TKI的CML中多藥耐藥蛋白ABCG2(一種腫瘤干細胞的特異表面標志物)與PTEN的關系，結果顯示PTEN通過PT3K/Akt信號通路與ABCG2介導的多藥耐藥相聯系，此外，在急性白血病(AL)中PTEN的失活導致ABCG2的表達上調。

NF-κB活化后能進一步促進凋亡抑制基因Bcl-2、Bcl-xL表達，抑制促凋亡基因Bax、caspase表達，在促進細胞增殖、抑制細胞凋亡、誘導腫瘤細胞MDR等方面發揮重要作用。而NF-κB為PI3K/Akt下游信號轉導分子。PTEN通過抑制PI3K/Akt信號通路從而抑制NF-κB的表達，這可能是PTEN逆轉腫瘤的MDR的作用機制。

5參考文獻

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〔2015-07-25修回〕

(編輯李相軍)

基金項目：國家自然科學基金資助項目(13006091)

通訊作者：李劍(1970-)，女，教授，主要從事干細胞基礎與臨床研究。

〔中圖分類號〕R733.7

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)09-2273-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.107

第一作者：萬倩(1991-)，女，碩士，主要從事干細胞基礎與臨床研究。