Pim-3與惡性腫瘤研究進展

張坤 綜述，楊敏審校

（遵義醫學院附屬醫院血液內科，貴州遵義563000）

Pim-3與惡性腫瘤研究進展

張坤 綜述，楊敏△審校

（遵義醫學院附屬醫院血液內科，貴州遵義563000）

蛋白激酶類；腫瘤；蛋白質絲氨酸蘇氨酸激酶；細胞增殖；細胞凋亡；綜述

莫羅尼小鼠白血病病毒前病毒整合位點（provirus integration site for moloney murine leukemia virus，Pim）蛋白家族是一組與鈣/鈣調蛋白調節激酶有關聯的蛋白激酶，主要由Pim基因表達，在脊椎動物組織中散在分布，其分布、結構等均具有保守的特點。Pim蛋白激酶經過磷酸化方式對特異性底物進行磷酸化，在細胞增殖、生長、凋亡過程發揮關鍵作用，且Pim蛋白高表達會導致某些腫瘤的發生［1］。對Pim-1、Pim-2蛋白激酶的研究已取得很多成果，但對Pim-3的探索較少，因此，本文主要針對Pim-3與惡性腫瘤關系的研究進展綜述如下。

1　Pim-3結構與生物學特性

Pim-3基因最早由Feldman等發現，是位于人類22q13染色體上、全長35.6 kb、表達相對分子質量為34×103的蛋白質激酶［2］。在研究過程中發現，在人體各器官中僅發現一種Pim-3 mRNA轉錄體［3］，這種轉錄體由2 392 bp單位構成，其編碼的蛋白質在序列上與大、小鼠具有很高類似性，最高為95.0%，且其催化區域范圍能從第40位氨基酸區域覆蓋至第293位氨基酸區域。在人類器官中，Pim-3與Pim-1序列相似性為57.1%，Pim-3與Pim-2序列相似性為44.0%［4］；Pim-3也與Pim-1、Pim-2在功能上具有相類似特點。

2　Pim-3與癌前病變及腫瘤組織

以往研究證實，Pim-3在肉瘤［5］、胃腺癌［6］陽性率均較高，并參與遠端胃腺癌的發生。另外相關研究表明，Pim-3在肝臟、胰腺、前列腺等癌前病變和癌組織中均有表達增加的情況［7-9］。表明Pim-3的異常表達與腫瘤的發生關聯密切。相關研究表明，Pim-3特性的發揮可能機制：（1）通過磷酸化滅活凋亡蛋白Bad；（2）調節細胞周期進程；（3）調節蛋白質合成；（4）調節myc基因的轉錄活動。

2.1Pim-3與惡性血液病Pim-3 mRNA在急性髓細胞白血病與非惡性血液病存在不同表達量，在急性髓細胞白血病化療前后Pim-3 mRNA表達也存在明顯差異，表明Pim-3在急性髓細胞白血病發生中發揮了重要作用。在彌漫大B細胞淋巴瘤中Pim-1與c-myc癌基因協同發揮作用，參與凋亡發生過程。Pim-3可能由調節轉錄活化因子蛋白3（signal transducers and avtivators of transcription，STAT3）調控，而STAT3可使凋亡減少、增殖增加。在淋巴瘤中STAT3通過上調Pim-3及激活c-myc而發揮作用。Pim激酶家族與Myc基因有關，Pim激酶是一種弱致癌基因，當與強致癌基因，如c-myc共同表達時Pim激酶的致癌作用被增強，從而導致腫瘤的發生，其機制可能是c-myc通過與Pim-3基因中一個保守E-盒序列結合，調控編碼Pim-3的基因。在myc轉基因小鼠及Burkitt淋巴瘤中Pim-3表達陽性率高。在某些高表達myc腫瘤中Pim-3同樣呈高表達。Pim-3抑制劑——Pimi可降低Pim-3激酶活性，加快凋亡發生進程，阻止腫瘤形成。因此，Pim激酶抑制劑在Pim-3激酶高表達的淋巴瘤治療中會成為一種切實可行的方法。

2.2Pim-3與消化道腫瘤

2.2.1Pim-3與胃癌劉彩霞等［10］發現，與胃癌旁組織比較，在胃癌中Pim-3蛋白表達陽性率相對較高。胃腺癌中有較高Pim-3 mRNA表達，在正常胃黏膜中幾乎無表達，可能與Pim-3 mRNA穩定性有關，當Pim-3 mRNA穩定性提高，能作用于Bad相應位點，促進Bad發生磷酸化，使其促凋亡作用失活，導致腫瘤形成。在胃癌發生、發展，淋巴結轉移過程中均伴Pim-3蛋白高表達，此外在胃癌患者中Pim-3蛋白表達陽性率高者生存時間相應縮短。桂俊康［11］發現，與健康對照組比較，在敲除Pim-3胃癌細胞株中處于G0/G1期細胞增多，S期和G2/M期細胞減少，細胞增殖明顯降低。將干擾Pim-3表達的胃癌細胞株接種于裸鼠皮下，裸鼠成瘤率降低，腫瘤體積縮小。敲除Pim-3后能降低參與調控細胞周期p21磷酸化程度和細胞周期蛋白B1及細胞分裂周期蛋白25同源蛋白C的表達，能下調磷酸化Bad和抗凋亡基因B細胞淋巴瘤-xl基因（B-cell lymphoma-xL，Bcl-xL）水平。總之，在胃癌患者中Pim-3基因不僅能上調磷酸化p21、細胞周期蛋白B1和細胞分裂周期蛋白25同源蛋白C的表達，加快細胞周期，促進腫瘤細胞增殖；且上調磷酸化Bad水平及Bcl-xL蛋白等表達，減少細胞凋亡，導致細胞失控生長。因此，Pim-3將會成為胃癌治療方法的新方向。

2.2.2Pim-3與食管癌近年來，有研究表明，Pim-3表達陽性率與食管癌惡性度呈正相關，Pim-3 mRNA、蛋白表達與淋巴結轉移及TNM分期均密切相關。Pim-3蛋白表達對患者預后具有關鍵作用，Pim-3高表達癌組織預后不佳。轉染Pim-3小干擾RNA（small interferingRNA，siRNA）前后食管鱗癌中Pim-3 mRNA、蛋白表達及與增殖有關的p21，參與凋亡的Bcl-2和Bax mRNA、蛋白表達均有明顯差異。Pim-3基因表達下調能調控p21、Bax基因表達增加，調控Bcl-2表達降低，從而導致細胞增殖減少和凋亡增多。Pim-3蛋白激酶在食管癌中的作用機制：（1）在磷酸化基礎上調控與細胞周期有關的基因，即對p21CIP1/WAF1進行滅活、調控，從而加快細胞周期；（2）調控前凋亡基因Bad，阻止Bad/Bcl-xl互相結合，從而減少凋亡的發生。因此，采用干擾Pim-3 mRNA表達對腫瘤進行治療的方法很可能是未來治療食管鱗癌的新方向。

2.2.3Pim-3與胰腺癌Liu等［12］發現，在胰腺癌中Pim-3能增加磷酸化Bad，使Bad失活（其磷酸化位點在Bad第112位絲氨酸），使胰腺腫瘤細胞凋亡減少。相反沉默Pim-3 mRNA，降低Pim-3蛋白表達，減少Bad磷酸化，而凋亡增加，腫瘤細胞減少。皮下注射Pim-3的裸小鼠皮下腫瘤形成率達100.0%，增殖細胞核抗原增殖指數升高，且能促進瘤內新生血管生成。相反注射滅活Pim-3激酶細胞的小鼠，瘤內新生血管形成減少，腫瘤細胞增殖減少，致瘤性降低。將Pim-3小發夾RNA轉染至胰腺癌細胞系PC135、PC155后發現，增殖細胞減少，而凋亡增加，與此同時，還檢測到Pim-3通過對Bad蛋白進行磷酸化，使Bad功能失活，凋亡減少；Pim-3表達的調節分別由轉錄因子（如E26轉錄因子1）和翻譯后修飾符（如翻譯控制腫瘤蛋白質）在轉錄和轉錄后水平控制［13］。Pim-3可促進胰腺癌細胞增殖，Pim-3激酶抑制劑能有效抑制細胞增殖。由此在胰腺癌中Pim-3能通過調控Bad，使腫瘤細胞凋亡減少。因此，干擾Pim-3可阻止腫瘤進展，可成為目前治療胰腺癌的新方法。

2.2.4Pim-3與肝癌Wang等［14］發現，在肝癌中Pim-3從以下方面發揮生物效應：（1）Pim-3通過抑制Bcl-2家族的功能，加速肝癌細胞凋亡；（2）Pim-3可通過STAT3信號通路，調節STAT3分子，調控參與細胞凋亡的基因，如Bcl-xL、細胞周期蛋白D1、c-myc、血管內皮生長因子等參與增殖、分化及凋亡，甚至加速腫瘤進展過程。Pim-3可被作為一種新的治療肝癌的方向。

2.3Pim-3與舌鱗狀細胞癌焦靜等［15］通過檢測Pim-3 siRNA轉染后舌鱗狀細胞癌Tca8113細胞發現，轉染后細胞Pim-3 mRNA、蛋白表達陽性率較低，且凋亡細胞增多，增殖細胞減少，提示Pim-3表達下調能使癌細胞增殖減少，凋亡增加。

2.4Pim-3與肺癌倪志強等［16］研究顯示，非小細胞肺癌組織Pim-3蛋白表達陽性率較健康肺組織高，而細胞凋亡率較健康肺組織低。Pim-3表達陽性率與腫瘤分化程度及淋巴轉移有很大關聯。陳文等［17］在肺腺癌組織中發現Pim-3表達升高，與中、低分化程度組比較，高分化組Pim-3表達陽性率相對較低；與Ⅰ、Ⅱ期比較，Ⅲ期Pim-3表達陽性率明顯升高；伴淋巴結轉移者較無轉移者明顯升高。表明肺腺癌的出現、發展與Pim-3異常表達具有很大關聯。張瑩等［18］也發現與其類似的Pim-3蛋白異常表達情形，同時也證明，Pim-3蛋白表達與患者性別、年齡等因素均無關，而與腫瘤形態、大小、分化程度、遠處轉移等有關，為肺腺癌提供了一個治療方案。李遠航［19］研究表明，非小細胞肺癌組織STAT3、磷酸化信號傳導與轉錄激活因子3（phosphorylation signal transduction and activators of transcription-3，p-STAT3）表達陽性率高，STAT3、p-STAT3蛋白表達與患者年齡、性別等無關，與肺癌淋巴結轉移、臨床分期等有關，與組織分化程度呈負相關。Hofmann等［20］發現，激活p-STAT3能誘導Pim-1表達增加。因此，對肺癌而言，Pim通過對STAT3分子進行調節，誘導STAT3信號通路干擾腫瘤細胞增殖、分化、凋亡及發生、發展過程。

2.5Pim-3與卵巢黏液性腺癌劉海艷［21］發現，卵巢黏液性腺癌組織Pim-3、c-myc表達陽性率均較高，從而推測Pim-3、c-myc可協同促進腫瘤增殖，使腫瘤細胞活化，導致失控性增生。

2.6Pim-3與其他疾病王旭東［22］研究表明，大鼠顱腦在受到傷害后6 h會有Pim-3出現，而細胞凋亡數目被快速提升，至72 h達最高點，7 d后逐漸下降。隨著細胞凋亡數目的增加，機體通過相關機制進行自我調節，即Pim-3表達上調，增強抗細胞凋亡作用，減少凋亡細胞數目，保護神經組織，因此，通過該機制可達到治療顱腦損傷的目的。劉丹等［23］研究顯示，Pim-3在缺氧預適應、急性缺氧/復氧組中表達陽性率較高，而健康對照組表達陽性率幾乎為零。與未轉染組比較，經缺氧/復氧損傷后Pim-3基因轉染組心肌細胞乳酸鹽脫氫酶值明顯降低，細胞凋亡率低，存活細胞多。因此，Pim-3對急性缺氧/復氧損傷具有保護作用。目前，有許多研究表明了Pim-3作用機制。（1）參與細胞凋亡［24］：①磷酸化促凋亡蛋白——Bad蛋白，從而阻止其發揮促凋亡作用（其磷酸化位點在Bad第112位絲氨酸）［25］；②調節myc基因的轉錄活動；③調控Bcl-2家族抗凋亡蛋白［26］。（2）參與細胞周期調控［27］：①通過磷酸化滅活調控細胞周期的基因——p21CIP1/WAF1，解除p21對細胞G1期的滯留作用［28］；②激活細胞分裂周期蛋白25同源蛋白，促進G2/M期轉換［29］；③通過激活STAT3信號傳導通路，推動細胞G1期向S期轉換［30］。

3　小結

Pim-3在腫瘤發生、發展等方面發揮了重要作用。經更深一步研究得知，Pim-3在腫瘤發生、診斷、治療及預后等方面均具有關鍵作用。Pim-3在腫瘤的治療中包括胃癌、食管癌、肝癌、胰腺癌、舌鱗狀細胞癌、肺癌、卵巢黏液性腺癌等均為很好的分子靶點。

Pim-3于部分腫瘤中異常表達已得到證實，但在人類非霍奇金淋巴瘤中的表達尚未見相關報道。淋巴瘤是最常見的淋巴系統腫瘤，其中以非霍奇金淋巴瘤居多，其發病率也呈逐年上升趨勢。非霍奇金淋巴瘤中瘤變細胞易循環至全身，因此，目前化療成為最主要的治療方法，按目前方案，約有40.0%患者可長期存活或被治愈，但有60.0%患者在常規劑量不能緩解或緩解后復發而死亡，其中最主要的一個原因就是耐藥性。在非霍奇金淋巴瘤中有15.0%～30.0%患者原發性耐藥，60.0%～80.0%完全緩解患者繼發性耐藥，預后不佳，因此，需尋找新的治療方案或手段以控制腫瘤生長。Pim-3目前不斷被了解，其在腫瘤細胞凋亡及腫瘤進程中具有關鍵作用，Pim-3有可能在診治非霍奇金淋巴瘤方面提供一個新靶點。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.12.030

A

1009-5519（2016）12-1864-03

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（2016-02-02）