PPP2R3A基因與腫瘤的相關性研究進展

陳慧娟 王培曉 張慶

目前癌癥是全球第二大死因。由于全球人口增長、老齡化、吸煙、肥胖、感染及環境污染等危險因素，癌癥發生率及死亡率呈持續增長趨勢[1]。當前許多腫瘤的發病機制尚不十分清楚，隨著近些年來基因組測序技術的發展，發現一些常見的基因突變后引起的細胞不同生物學行為的改變可促進腫瘤的發生。

蛋白磷酸酶 2A（protein phosphatase 2A，PP2A）代表了近一半的總細胞的絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶活性，為一種腫瘤抑制基因。而蛋白磷酸酶2A調節亞基B″（protein phosphatase 2 regulatory subunitB″alpha，PPP2R3A）作為PP2A的調節亞基的編碼基因，能影響PP2A異源三聚體的形成。雖然PPP2R3A基因的生物學功能還不是很明確，但它因參與重要腫瘤信號通路的調節，受到廣泛關注。本文對PPP2R3A的結構、功能以及與腫瘤關系的研究進展作一綜述。

1 PPP2R3A的結構、分布與活性調節

PP2A參與多種生物學功能[2]和信號轉導通路的調節，如 c-Myc、WNT 和 PI3K/Akt等[3-4]，在多種腫瘤中可觀察到PP2A活性的降低[5]。PP2A的多種生物學功能主要取決亞基組合的多樣性，主要由催化亞基（catalyticsubunit，C）、結構亞基（structuralsubunit，A）以及調節亞基（regulatorysub-unit，B）組成。其中調節亞基B由一組不同的基因編碼，包括 B/PR55、B′/PR61、B″/PR72、Striatin家族，它能影響酶的活性，在底物特異性和亞細胞定位中具有重要作用[6]。越來越多的研究發現PP2A在肺臟、直腸、乳腺、皮膚和子宮等腫瘤中都出現了亞基的突變[7-9]。

PPP2R3A基因屬于B″/PR72家族，該基因位于3q22.2-q22.3，組織定位發現PR130在人體各組織中普遍存在，而PR72具有肌肉特異性[10]，在心臟和肌肉中明顯高表達。PPP2R3A主要編碼2個成員，即PR130和PR72[6]，它們具有各自特異性的N-基末端，即PR130存在665個氨基酸的基序，而PR72僅有44個氨基酸構成的特異性N-末端結構域。但是兩者具有相同的486個氨基構成的C-末端，其中共有的C-末端包含兩種結構域，即一個保守的疏水基序（HM）和兩個參與鈣離子結合的EF結構域（EF1、EF2），這些結構域提供了與結構亞基結合的交互界面、PR72的核內定位以及Ca2+依賴性磷酸酶活性的刺激作用[6]。

PPP2R3A的活性受到翻譯后修飾的調節，例如PPP2R3A常通過DNA甲基化而失活，而催化亞基C-端的甲基化能夠增加核心酶與B亞基的結合。PPP2R3A具有的EF結構域能夠與Ca2+結合，進而激活PP2A[10-11]。在鈣蛋白酶的作用下，PR72與核心酶的相互作用減弱，并且PR72和PR130逐漸降解成45-48kDa的類似蛋白水解片段，即PR45[12]，目前未發現PR45相關的生物學活性。同時雷帕霉素能夠影響PP2A-調節亞基（PR72）復合物的活性，Go der等[13]發現 HDAC 1 和HDAC 2在轉錄水平上控制PPP2R3A的表達。

2 PPP2R3A基因參與腫瘤的生物學活性

Parthasarathy等[14]研究發現，體外過表達 B″（PR48/PR72/PR130）可以將細胞周期阻滯在G1期，從而抑制細胞周期進程，以往有研究表明細胞分裂周期蛋白6（Cdc6）的去磷酸化和降解能引起細胞周期阻滯，并且PP2A能以一種鈣調節的方式靶向Cdc6通過PR70亞基[11]，因此具有同樣Ca2+結合域的PPP2R3A可能也通過靶向Cdc6，進而抑制細胞周期進展。Janssens等[10]通過RNA干擾技術敲低HT1080細胞中的PR130，發現敲低后的細胞黏附于Ⅰ型膠原的能力增強，遷移能力降低，可能是因為PR130與脂肪瘤特異性配體（lipomapreferred partner，LPP）形成的復合物不利于焦點黏連的成熟，由此推測PR130具有潛在的促遷移能力，可能起促進腫瘤細胞轉移能力的作用。

3 PPP2R3A參與腫瘤信號通路

3.1 PR130與EGF-EGFR信號通路 表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）是一個跨膜糖蛋白，在腫瘤細胞增殖、分化和遷移發揮重要作用，并且在較多的癌癥中都呈現過表達狀態[15]，有研究表明EGF-EGFR信號通路促進了肝癌的炎癥環境的形成，而炎癥微環境在肝癌的發生、發展中起著重要作用[16]。

Zwaenepoel等[17]發現PR130對維持EGFR的表達具有一定的相關性，該研究顯示在EGF的存在下，PR130能與SH2結構域的Ⅱ型肌醇5，-磷酸酶（SH2 domain-containing inositol polyphosphate 5-phosphatase 2，SHIP2）結合，重新分配到質膜處，同時PR130與EGFR的相互作用發生瞬時增強。敲低細胞內的PR130的表達后，EGFR的降解明顯增加，其下游的蛋白激酶 B（PKB）和細胞外調節蛋白激酶（ERK）信號傳導的衰減同樣增加。因此，PR130在一定程度上促進了EGFR信號的傳導，增加了致癌的可能性。

3.2 PR72與WNT信號通路 WNT信號通路作為腫瘤中最為活躍的信號通路之一。當WNT異常激活時，與細胞膜上的Frizzled蛋白結合，激活細胞質內的Dsh蛋白,使GSK-3β等發生磷酸化，造成了β-catenin積累并向核內轉移，激活下游靶基因，使得細胞發生增殖、侵襲和轉移[18]。WNT信號通路的級聯反應在肝癌的發生中起著關鍵作用，在多數的肝細胞癌中都出現了WNT信號通路的失調[19]。

有研究表明，使用WNT通路抑制劑Naked cuticle（NKd）后，發現PR72促進了NKd對Wnt信號通路的抑制效果,并且是通過抑制Dsh對GSK-3β的磷酸化發揮作用的，從而造成內源性β-catenin蛋白水平明顯減少，因此PR72對Wnt通路表現為抑制作用[20]。而另一成員PR130也能與NKd結合，但它能阻斷NKd對Wnt通路的抑制效應，呈現出一種激活效應[21]，因此PPP2R3A基因能夠參與WNT通路的激活。

3.3 PR72與AMPK信號通路 AMP依賴的蛋白激酶（adenosine 5′-monophosphate（AMP）-activated protein kinase，AMPK）是參與生物能量代謝的關鍵分子，參與多種中的發生、發展，同時Cheng等[22]發現在肝癌組織中的AMPK活性高于癌旁肝組織，并且AMPK的活性與細胞增殖水平、分化程度和腫瘤大小呈負相關，故我們認為AMPK的活性對肝癌呈現抑制效應。

AMPK的去磷酸化與各種絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶的作用有關，其中PP2A能夠使AMPK的Thr172發生去磷酸化，從而使其失活。Dai等[23]發現慢性鈣釋放抑制AMPK的活性也是通過激活PP2A的方式，其中PR72的作用必不可少，因為PR72存在鈣離子結合的EF手性域。并且當PPP2R3A的敲低時，整體AMPK磷酸化表達增加。PR72亞基在骨骼肌中呈現相對高水平表達，Ca2+能夠與PR72的EF結構域結合進而激活PP2A[12]，同樣抑制了AMPK的生物活性。既然PP2A能夠通過PR72亞基抑制AMPK活性，那么PPP2R3A基因可能促進了肝癌的發生、發展。

4 展望

腫瘤的發生、發展是多因素的結果，包括基因突變、信號通路的改變、局部腫瘤微環境變化等，而基因突變最為復雜，一些重要基因突變后，會引起信號蛋白發生瀑布式改變，進而引發了細胞的無限增殖、轉移等一系列改變。基因靶向治療是近些年來治療癌癥的熱點，因此找出關鍵的致病基因變得尤為重要。

PPP2R3A編碼的調節亞基參與了一些重要的信號通路的激活，如WNT、EGRF信號的表達水平，促進了該信號通路的轉導，引起了異常增殖。而PPP2R3A具有的EF手性域與Ca2+結合后能夠激活PP2A，進而抑制了腫瘤中AMPK的活性,降低了AMPK對腫瘤的抑制作用。尤其是既往研究還表明PPP2R3A可促進腫瘤細胞的遷移、抑制黏附，可能在癌細胞侵襲轉移等方面發揮重要作用。PPP2R3A是否是一個新的促癌基因及其參與腫瘤發生、發展的機制還不明確，值得我們進一步探索研究。