張鐵輝（綜述） 張世明（審校）

垂體瘤是顱內(nèi)常見良性腫瘤，占顱內(nèi)腫瘤的10%－25%［1］。臨床表現(xiàn)為對(duì)周圍組織的壓迫和引起內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂，部分垂體瘤表現(xiàn)具有侵襲性和較高復(fù)發(fā)率。部分垂體微腺瘤表現(xiàn)停止生長(zhǎng)，微小泌乳素腺瘤能夠自我消除，這說明在垂體細(xì)胞中存在老化機(jī)制，抑制細(xì)胞無限增殖和惡性轉(zhuǎn)化［2］。老化機(jī)制目前認(rèn)為是重要的防止腫瘤入侵屏障［3］。了解垂體細(xì)胞潛在的逃避侵襲性生長(zhǎng)和惡性轉(zhuǎn)化能力，可以深入了解腫瘤抑制通道，了解腫瘤產(chǎn)生機(jī)制和潛在生物學(xué)機(jī)制為分子抗腫瘤治療提供新的途徑。本文將對(duì)垂體內(nèi)在老化分子機(jī)制研究進(jìn)展上作一綜述。

1 老化和凋亡

細(xì)胞老化由Hayflick等學(xué)者1961年提出，他們研究發(fā)現(xiàn)正常人的成纖維細(xì)胞經(jīng)過有限代數(shù)的體外培養(yǎng)后就進(jìn)入了一個(gè)不可逆的增殖停滯的狀態(tài)，細(xì)胞生長(zhǎng)停留在 G1－G0期，他們將此命名為復(fù)制性老化［4］。老化是一系列基因活動(dòng)變化的結(jié)果，最終導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)停滯，而不是死亡。理論上腫瘤細(xì)胞不能進(jìn)入老化，然而近來研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞老化對(duì)腫瘤細(xì)胞有潛在的作用。腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)基因不穩(wěn)定性，抑制癌基因、恢復(fù)抑癌基因活性、可以誘導(dǎo)細(xì)胞老化。在活體中老化僅僅表現(xiàn)在良性腫瘤細(xì)胞中，在惡性腫瘤細(xì)胞中沒有表達(dá)［5］。

細(xì)胞老化特點(diǎn)為不可逆的增殖停滯，但是細(xì)胞仍保持代謝活性和可生存性。凋亡和老化共同控制組織和器官的生長(zhǎng)，同時(shí)提升腫瘤抑制基因活性。老化是被多種刺激所誘導(dǎo)，包括與年齡相關(guān)的端粒酶的縮短、DNA損傷、氧化應(yīng)激、化療藥物、癌基因過度表達(dá)、營(yíng)養(yǎng)狀況不良等［6，7］。DNA損傷是被持續(xù)的癌基因信號(hào)所誘發(fā)，細(xì)胞試圖消除DNA損傷，阻止基因不穩(wěn)定性和避免腫瘤形成。產(chǎn)生三個(gè)進(jìn)程，細(xì)胞周期停滯、DNA損傷結(jié)構(gòu)修復(fù)、產(chǎn)生細(xì)胞凋亡。

細(xì)胞凋亡是殺死并消除癌變傾向的細(xì)胞，而老化是不可逆地使細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。在癌基因刺激應(yīng)答過程中細(xì)胞老化經(jīng)常發(fā)生，最終導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)停滯，而不是死亡。與凋亡的細(xì)胞程序性死亡和細(xì)胞的自體吞噬相比，細(xì)胞老化可以看做是防止細(xì)胞惡變有效的屏障。垂體細(xì)胞是很少見上皮細(xì)胞類型，不經(jīng)歷惡性轉(zhuǎn)化。垂體細(xì)胞過早的老化會(huì)擺脫致癌基因、激素和轉(zhuǎn)化因子的影響。所以老化抑制細(xì)胞增殖的同時(shí)可以有效地執(zhí)行其生理功能、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。阻止惡性轉(zhuǎn)化。

老化伴隨細(xì)胞周期依賴激酶抑制劑p15、p16和p21的上調(diào)，同時(shí)伴有Rb基因磷酸化。細(xì)胞老化是上調(diào)細(xì)胞周期抑制因子水平，其中包括p19ARF，p21Cip1，p16INK4A。這兩類刺激信號(hào)誘導(dǎo)兩條信號(hào)通路：p53－p21－p Rb和 p16－p Rb通路［8］。p53和p Rb兩條信號(hào)通路的核心。這種形式叫做癌基因誘導(dǎo)老化 OIS（oncogene－induced－senescence）。垂體瘤細(xì)胞被細(xì)胞因子和癌基因誘導(dǎo)產(chǎn)生的老化，增加β－galactosidase（牛乳糖酶）活性，改變基因表達(dá)和引起生長(zhǎng)停滯，緩沖細(xì)胞增殖前信號(hào)，并且防止癌基因轉(zhuǎn)化。

2 垂體瘤轉(zhuǎn)化基因（PTTG）與老化關(guān)系

垂體瘤轉(zhuǎn)化基因（Pituitary tumor transforming gene，PTTG），最早從垂體瘤細(xì)胞中檢測(cè)得到，位于5號(hào)染色體長(zhǎng)臂5q33，大多數(shù)正常成人組織中PTTG僅弱表達(dá)甚至檢測(cè)不到，而胚胎肝、睪丸、胸腺組織中有高表達(dá)；文獻(xiàn)報(bào)道，其在肺癌、乳腺癌、肝癌、白血病、淋巴瘤、結(jié)腸癌、垂體腫瘤等細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞系 （淋巴細(xì)胞系、骨髓細(xì)胞系等）中均有高表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，PTTG過表達(dá)可以引起活體內(nèi)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致裸鼠腫瘤形成，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞血管生成。vlotides發(fā)現(xiàn)PTTG表達(dá)水平與腫瘤侵襲力、腫瘤復(fù)發(fā)、預(yù)后密切相關(guān)［9］。Abbud發(fā)現(xiàn)過度表達(dá)可以引起垂體異常增生和腫瘤形成［10］。近期研究發(fā)現(xiàn)PTTG可以調(diào)控引起垂體瘤細(xì)胞凋亡的信號(hào)通路，PTTG參與有絲分裂，DNA修復(fù)和凋亡。PTTG缺失導(dǎo)致大量垂體形成非整倍體細(xì)胞，造成DNA損傷CDK2活性下調(diào)、Cyclin A水平下降，觸發(fā)ARF／p53／p21老化信號(hào)通路，降低RB基因磷酸化，增加γ－galactosidase表達(dá)。在垂體瘤中其過表達(dá)還可導(dǎo)致非整倍性細(xì)胞分裂，引起遺傳不穩(wěn)定性，導(dǎo)致細(xì)胞分裂中后期染色體不穩(wěn)定性產(chǎn)生同時(shí)促進(jìn)垂體瘤形成。激活c－myc等增殖相關(guān)基因可促進(jìn)細(xì)胞增殖及成瘤，進(jìn)而啟動(dòng)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化［11，12］。Zhang發(fā)現(xiàn)PTTG激活堿性成纖維生長(zhǎng)因子（bFGF）導(dǎo)致細(xì)胞增殖，與bFGF形成正反饋環(huán)路，bFGF具有促進(jìn)有絲分裂、刺激腫瘤血管生成、調(diào)控激素分泌并促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂功能［13］。這是癌基因誘導(dǎo)的老化在腫瘤生成的早期防止細(xì)胞進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的體現(xiàn)。PTTG作為一種癌基因，產(chǎn)生的基因不穩(wěn)定性和誘導(dǎo)產(chǎn)生的P21引起的老化可以限制腫瘤生長(zhǎng)［12］。PTTG通過不同途徑影響腫瘤形成。其中增殖停滯是由于PTTG過度表達(dá)引起凋亡所致。說明PTTG在腫瘤早期形成中作用。PTTG過表達(dá)會(huì)誘導(dǎo)正常細(xì)胞中產(chǎn)生類似老化型細(xì)胞。PTTG過表達(dá)誘導(dǎo)P53表達(dá)和限制RB蛋白表達(dá)和磷酸化。表達(dá)PTTG的纖維細(xì)胞觀察到DNA損傷誘導(dǎo)的H2AX聚集。（1）PTTG能夠和P53結(jié)合一起調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡和轉(zhuǎn)錄活性；（2）PTTG蛋白與Ku蛋白相互作用，Ku蛋白是DNA結(jié)合蛋白，是DNA依賴蛋白調(diào)節(jié)亞組基因，調(diào)整DNA雙鏈損傷反應(yīng)［14］；（3）PTTG在體外和活體內(nèi)可以分泌成纖維生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)血管生成。PTTG缺失與垂體單倍體形成和DNA損失通道活化相關(guān)。PTTG過度表達(dá)可以引起P53依賴性和P53非依賴性細(xì)胞凋亡，而在P53缺乏情況下PTTG仍可導(dǎo)致細(xì)胞非整倍體形成。PTTG這種既能導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，又能引起細(xì)胞非整倍體形成的雙重作用是獨(dú)特的，其雙重作用是PTTG誘導(dǎo)腫瘤形成的一種可能機(jī)制。作為腫瘤標(biāo)記物、腫瘤的診斷、判斷預(yù)后的關(guān)鍵可能成為腫瘤基因治療的新靶點(diǎn)［15］。

3 p21、P53在垂體老化中作用

p21蛋白是目前已知具有最廣泛激酶抑制活性的細(xì)胞周期抑制蛋白，通過依賴或非依賴p53途徑，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、衰老及凋亡。p21CIPl／WAFl作為細(xì)胞周期負(fù)性調(diào)控因子，與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。p21與Cyclin－CDK復(fù)合物結(jié)合，廣泛地抑制各種Cyclin－CDK復(fù)合物，如cyclinD－CDK4／CDK6、CDK2的活性，使pRb蛋白不能發(fā)生磷酸化，E2F轉(zhuǎn)錄因子不能釋放，p21Cip1／Waf1蛋白阻止G1和S期細(xì)胞轉(zhuǎn)化并且導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯，使細(xì)胞周期停滯在G1期，DNA復(fù)制受抑制，從而使受損的細(xì)胞有充分的時(shí)間修復(fù)［16］。高水平P21導(dǎo)致依賴和非依賴p53凋亡停滯。P21表達(dá)與垂體細(xì)胞老化關(guān)系密切，能限制發(fā)育缺陷細(xì)胞繼續(xù)生長(zhǎng)。P21導(dǎo)致染色體的不穩(wěn)定性和DNA損失信號(hào)通路的激活，并且激活p53／p21依賴的老化。缺氧等DNA損傷信號(hào)提高p53／p21水平。這些結(jié)果顯示PTTG缺乏會(huì)誘發(fā)p53／p21依賴的老化通路。在多數(shù)生長(zhǎng)激素腺瘤中PTTG過度表達(dá)和DNA損傷和依賴p21老化有關(guān)，PTTG是P21內(nèi)在的促進(jìn)因素。PTTG缺失和過表達(dá)都能夠觸發(fā)核內(nèi)P21表達(dá)，核內(nèi)大量p21表達(dá)能夠降低PTTG缺失的Rb＋／－小鼠中垂體瘤的生長(zhǎng)。P21缺失增加Rb＋／－Pttg－／－細(xì)胞遺傳不穩(wěn)定性和染色體變異，是腫瘤形成、產(chǎn)生突變、過度表達(dá)癌基因和腫瘤抑制基因的經(jīng)典機(jī)制［12］。

p21在細(xì)胞周期DNA損傷修復(fù)調(diào)節(jié)和細(xì)胞凋亡中具有重要作用，它能抗凋亡，同時(shí)它又抑制增殖、促進(jìn)凋亡，因此它具有雙重性，在疾病治療中人為的增加或減弱p21的表達(dá)可協(xié)同藥物的治療作用，細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶（ERK）與p21Cip1／Waf1的穩(wěn)定性有關(guān)，對(duì)DNA損傷反應(yīng)有潛在的抗凋亡作用，并且增加p21在細(xì)胞質(zhì)中水平，發(fā)現(xiàn)阻止ERK釋放在DNA損傷中會(huì)降低p21Cip1／Waf1細(xì)胞質(zhì)中水平，增加p21Cip1／Waf1在細(xì)胞核內(nèi)水平。這個(gè)結(jié)果說明在DNA損傷中ERK數(shù)量改變參與p21Cip1／Waf1細(xì)胞內(nèi)位置調(diào)節(jié)［17］。DNA損傷后CDK2的活性被p21Cip1／Waf1蛋白抑制導(dǎo)致磷酸化RB蛋白積聚，與E2F因子相結(jié)合［16］。因此，p2l對(duì)垂體瘤細(xì)胞凋亡的影響機(jī)制的研究就顯得至關(guān)重要。P53基因是重要的抑癌基因。P53蛋白作用為轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)其下游基因?qū)е录?xì)胞周期停滯、DNA修復(fù)和程序化細(xì)胞死亡。DNA損傷是個(gè)潛在的刺激，如果損傷很嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)刺激P53蛋白修復(fù)DNA損傷和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)P53在PTTG誘導(dǎo)正常和腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)阻滯中是必須的。p21抑制Cdk2活性，導(dǎo)致降低Rb磷酸化，Pttg缺失導(dǎo)致增加垂體細(xì)胞Cdk2活性和cyclin A蛋白水平，減少Rb磷酸化，這些可以解釋垂體細(xì)胞較低增殖率和惡性轉(zhuǎn)化率。

4 細(xì)胞因子對(duì)老化作用

在垂體瘤細(xì)胞老化中有很多細(xì)胞因子，基因誘導(dǎo)凋亡過程中激活產(chǎn)生細(xì)胞因子，細(xì)胞因子靠細(xì)胞內(nèi)聯(lián)系進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)，執(zhí)行和精確調(diào)節(jié)老化反應(yīng)。因此，凋亡和自我吞噬是一潛在防止腫瘤惡化屏障［18］。Arzt研究發(fā)現(xiàn)在OIS過程中IL－6，是垂體瘤細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)細(xì)胞分化的重要因素［19，20］。發(fā)現(xiàn)在垂體瘤老化中細(xì)胞因子是重要的內(nèi)因。KLF6（Kruppel－like factor6）真核鋅蛋白轉(zhuǎn)錄因子，他通過調(diào)節(jié)其下游目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)而在細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞的增生分化中擔(dān)任重要的角色。KLF6的缺失導(dǎo)致PTTG水平上調(diào)，可以產(chǎn)生細(xì)胞增殖、血管生成和染色體不穩(wěn)定性、廣泛變異，最終腫瘤形成。可以看出KLF6有其特殊的抗腫瘤特性［21］。p53／p21介導(dǎo)老化不能激活無功能腺瘤，但是其細(xì)胞質(zhì)內(nèi)充滿豐富的凝集素，高凝集素水平限制細(xì)胞增殖，凝集素激活CDK抑制劑p15，p16和p27阻止細(xì)胞增殖，抑制凝集素表達(dá)增強(qiáng)垂體促性腺細(xì)胞增殖。顯示在垂體促性腺細(xì)胞中誘導(dǎo)凝集素積聚會(huì)限制增殖FOXL2（一種轉(zhuǎn)錄因子在垂體促性腺細(xì)胞中特別表達(dá)）。FOXL2是凝集素的促進(jìn)子，突出了特異的家族特異性通路限制垂體瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，調(diào)控?zé)o功能垂體瘤無限制生長(zhǎng)［22］。

5 垂體瘤基因治療現(xiàn)狀

Leon研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）影響內(nèi)皮細(xì)胞增殖和生存，所以VEGF受體是調(diào)節(jié)血管生成關(guān)鍵調(diào)節(jié)部位，是重要治療靶點(diǎn)［23］。把VEGF作為治療靶點(diǎn)，可以阻止血管生成，進(jìn)而抑制腫瘤形成。臨床應(yīng)用貝伐單抗（Bevacizumab）對(duì)垂體癌細(xì)胞抗血管生成治療，取得良好效果，腫瘤明顯縮小。

應(yīng)用替莫唑胺（TMZ）對(duì)功能型垂體腺瘤及垂體腺癌進(jìn)行治療，其療效要好于無功能型垂體瘤［24］。研究發(fā)現(xiàn)替莫唑胺的作用機(jī)制主要是通過對(duì)DNA中鳥嘌呤的06和N7位置上的烷化作用而誘發(fā)細(xì)胞的凋亡。體外實(shí)驗(yàn)研究也表明，用MMQ、GH3和At T20三個(gè)垂體瘤細(xì)胞系進(jìn)行體外培養(yǎng)，在各自的TMZ濃度下培育24h后均出現(xiàn)了顯著的細(xì)胞凋亡［25］。證明TMZ抑制了細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同時(shí)也能減少PRL瘤的激素分泌，其臨床應(yīng)用前景較好。

6 前景展望與小結(jié)

老化是阻止腫瘤形成的屏障，垂體瘤細(xì)胞老化機(jī)制對(duì)于有效處理靜止腫瘤和抑制腫瘤向惡性轉(zhuǎn)化意義重大。垂體瘤大部分是良性腫瘤，很少惡性轉(zhuǎn)變，存在阻止侵襲性增殖和惡性轉(zhuǎn)化的機(jī)制，我們探索垂體細(xì)胞增殖控制機(jī)制，深入的研究必將發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制通道和新的細(xì)胞治療途徑。

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