抑癌基因PTEN與胃癌的研究進展

李 陽綜述 杜雅菊審校

胃癌作為1種嚴重威脅人民健康的消化道惡性腫瘤疾病，在我國年發(fā)病率占世界總發(fā)病率的42%[1]。近幾年，伴隨著人們對胃癌生物學(xué)行為以及發(fā)病機制的研究不斷深入，我們逐漸認識到胃癌的發(fā)生、發(fā)展與癌基因的激活和抑癌基因的失活密切相關(guān)[2]，其中，抑癌基因PTEN在這一惡性腫瘤的形成與進展中扮演著極為重要的角色。我們就近年來抑癌基因PTEN在胃癌領(lǐng)域中的研究進展進行綜述。

1 PTEN的結(jié)構(gòu)與功能的概述

PTEN(phosphatase and tensin homology)/MMAC1(mutated in multiple advanced cancer 1)/TEP1(TGF-β-regulated and epithelial cell-enriched phosphatase)，即“第10號染色體同源丟失性磷酸酶張力蛋白基因”，定位于人染色體10q23.3，含9個外顯子和8個內(nèi)含子，全長200 kb，mRNA全長5.5 kb，分子量47 KD,由1 209個核苷酸所組成的開放閱讀框cDNA序列編碼著含403個氨基酸的蛋白質(zhì)。氨基端磷酸酶結(jié)構(gòu)區(qū)、脂質(zhì)結(jié)合的C2結(jié)構(gòu)區(qū)和由約50個氨基酸組成的羧基端結(jié)構(gòu)區(qū)這3個區(qū)域共同組成了與抗腫瘤作用相關(guān)的PTEN蛋白結(jié)構(gòu)，其中發(fā)揮主要抑癌作用的功能區(qū)是具有絲氨酸/蘇氨酸、酪氨酸雙特異性磷酸酶活性的氨基端磷酸酶結(jié)構(gòu)區(qū)[3]。PTEN抑癌的作用途徑主要包括MAPK 途徑、PI3K 途徑以及FAK途徑3條。

MAPK途徑：PTEN能選擇性地對MAPK途徑上游RSA以及ERK活化進行抑制，并能夠?qū)宇^蛋白(Shc)的磷酸化進行抑制，還能夠?qū)毎庑盘栒{(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)/絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的信號途徑給予負調(diào)節(jié)，通過抑制有絲分裂信號向著細胞核中傳導(dǎo)，從而最終對細胞生長產(chǎn)生負調(diào)控的作用。

PI3k途徑：PTEN所編碼蛋白能夠特異性地進行去磷酸化PIP3作用(phosphatidylinositol 3,4,5-triphos-phate,磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸)，從而拮抗PIL3/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，其通過使PIP3水平降低而最終使細胞停止在G1期，從而誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。

FAK途徑：PTEN通過其脂質(zhì)磷酸酶活性來調(diào)節(jié)局灶聚集黏附激酶(focal adhesion kinase,FAK)Shc的磷酸化，通過使FAK去磷酸化而失活，以及抑制Shc磷酸化來調(diào)節(jié)細胞間、細胞與胞外基質(zhì)的相互作用，最終影響細胞的遷移、粘連、 侵蝕和血管形成的能力等。

2 PTEN基因與胃癌

2.1 胃癌中PTEN基因的異常表現(xiàn)

PTEN是由人類基因組中極易缺失的基因表達編碼的[4]。大量研究表明PTEN基因經(jīng)常在多種人類惡性腫瘤中發(fā)生突變或缺失[5]，然而研究發(fā)現(xiàn)胃癌中PTEN的基因突變并不多見，但雜合性丟失(LOH)比較常見。PTEN的雜合性丟失與胃癌的浸潤和轉(zhuǎn)移有著十分密切的關(guān)系，可以作為判斷預(yù)后的指標之一。PTEN的雜合性丟失(LOH)在胃癌的前期病變中已經(jīng)出現(xiàn)，但其基因突變僅出現(xiàn)在進展期胃癌中[6，7]。

Guo等[8]通過PCR-SSCP-DNA測序的技術(shù)對53例胃癌中的PTEN基因突變進行檢測，僅發(fā)現(xiàn)4例胃癌標本存在PTEN基因突變，包括位于外顯子5的5’端上游約91 bp的GC點突變、位于外顯子5的5’端上游約24 bp的T-G點突變、位于外顯子5的5’端上游約7 bp的單獨A點突變以及位于外顯子7的3’端上游約40 bp的1例突變點(115946 AA-TCC)。采用免疫組化技術(shù)分別對胃癌組織及癌旁組織中PTEN的表達進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胃癌組織中PTEN表達總陽性率為66%，遠遠低于癌旁組織，從而得出了PTEN的表達異常以及基因突變和胃癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的結(jié)論。

李異玲等[9]通過PCR-SSCP銀染色方法檢測PTEN雜合性缺失(LOH)和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)，結(jié)果顯示，在萎縮性胃炎無腸化、萎縮性胃炎伴腸化、不典型增生、早期胃癌、進展期胃癌中PTEN雜合性缺失 (LOH)率和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)率分別為10%、10%、13.3%、20%、30%和13.3%、16.7%、23.3%、36%、40%，從而表明，微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)可以作為胃癌發(fā)生的早期分子標志；采用PCR-SSCPABI測序方法對PTEN基因突變進行檢測，結(jié)果顯示僅有3例微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)陽性的進展期胃癌的PTEN發(fā)生基因突變，從而證明PTEN基因突變常發(fā)生在微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)陽性的進展期胃癌中的結(jié)論；應(yīng)用S-P免疫組化方法進行PTEN蛋白檢測，發(fā)現(xiàn)在慢性淺表性胃炎、慢性萎縮性胃炎無腸化、慢性萎縮性胃炎伴腸化、中度不典型增生、重度不典型增生、早期胃癌、進展期胃癌中PTEN蛋白的表達分別為96.7%、90.0%、76.7%、73.3%、63.3%、60.0%、43.3%，而正常胃黏膜PTEN蛋白表達為100%，從而表明， PTEN蛋白在胃癌的發(fā)病過程中呈現(xiàn)出下調(diào)性表達。

2.2 胃癌中PTEN的蛋白表達

PTEN的蛋白表達異常參與了胃癌的發(fā)生、發(fā)展，其低表達預(yù)示著胃癌生長快、惡性度高和易發(fā)生轉(zhuǎn)移。范立僑等[10]用免疫組織化學(xué)法(SP法)分別對胃癌組織和正常胃黏膜PTEN的蛋白表達進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常胃黏膜中的PTEN的蛋白陽性表達100%，而胃癌組織中PTEN的蛋白陽性表達率僅為53.42%。與此同時，其研究還表明胃癌大體分型、胃癌大小、浸潤深度、分化程度、TNM分期以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與PTEN蛋白表達均密切相關(guān)。

Hino等[11]通過研究發(fā)現(xiàn)PTEN蛋白的表達與胃癌的組織分化程度呈正相關(guān)，即PTEN蛋白失表達或弱陽性的胃癌組織分化程度低，惡性程度高；反之，PTEN蛋白表達陽性率高的胃癌組織分化高，惡性程度低。

官卓婭等[12]取20例正常胃黏膜作為對照組，應(yīng)用免疫組化法對60例胃癌標本中PTEN的蛋白表達進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：胃癌組織中PTEN蛋白陽性率及表達水平明顯低于正常胃黏膜；高分化胃癌PTEN陽性表達率明顯高于中低分化胃癌,Ⅰ、Ⅱ期胃癌PTEN陽性表達率明顯高于Ⅲ、Ⅳ期的胃癌，無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組PTEN陽性表達率明顯高于淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。這充分說明，胃癌的組織學(xué)分型、臨床病理分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等均與胃癌組織中PTEN蛋白表達有著密切的關(guān)系。

2.3 胃癌中PTEN的甲基化

DNA基因的失活方式有很多，比如基因突變和缺失，除此之外，抑癌基因PTEN啟動子區(qū)CpG島的異常甲基化被認為是其失活的重要機制之一，并在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。

有多項研究探討了PTEN基因表達、啟動子的甲基化與胃癌及其臨床病理特征的關(guān)系。Liu等[13]采用甲基化特異性PCR法(MSP)及逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)法(RT-PCR)，分析胃癌組織及其相應(yīng)癌旁正常組織中PTEN基因啟動子區(qū)甲基化及mRNA表達情況，結(jié)果顯示48.2%(27/56)的胃癌組織和3.6%(2/56)的癌旁胃組織PTEN基因啟動子區(qū)發(fā)生甲基化，癌組織PTEN基因啟動子區(qū)甲基化率顯著高于癌旁組織。其中2例發(fā)生甲基化的癌旁胃組織均為胃癌組織中有甲基化的病例，同時發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTEN基因啟動子甲基化顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組。RT-PCR結(jié)果顯示，所有的甲基化胃癌組織中的PTEN mRNA均未發(fā)現(xiàn)表達。因此我們可以推斷胃癌中的PTEN基因mRNA失表達與啟動子區(qū)甲基化情況密切相關(guān)，這也可能是胃癌的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的重要因素之一。

Kang等[14]對66例胃癌組織中PTEN基因啟動子的CpG區(qū)域甲基化狀況進行研究，并檢測胃癌組織中PTEN蛋白的表達情況，結(jié)果表明約39%胃癌組織中的PTEN基因啟動子存在異常甲基化情況，啟動子的甲基化病例中約27%的PTEN蛋白表達呈陽性。此外，未甲基化病例中有83%的PTEN蛋白表達呈陽性，表明PTEN基因啟動子的異常甲基化為導(dǎo)致該蛋白表達缺失的重要因素。

Kang等[15]另一項研究表明胃癌中的PTEN啟動子異常甲基化與EB病毒感染可能存在一定的相關(guān)性，其中EB病毒陽性患者胃癌中的PTEN基因啟動子的異常甲基化率約為76.2%，顯著高于EB病毒陰性胃癌患者(其甲基化率為25%)。有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者的腫瘤組織中PTEN啟動子甲基化率顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者，而且PTEN mRNA表達陽性率顯著低于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者。此外，在低分化的胃癌組織中PTEN啟動子甲基化率顯著高于中、高分化的胃癌患者，PTEN mRNA的陽性表達率顯著低于中、高分化的胃癌組織。而且PTEN的mRNA表達差異和基因甲基化率與患者腫瘤大小、性別及部位并無顯著的相關(guān)性。我們初步認為PTEN基因啟動子CpG島的異常甲基化和mRNA表達缺失多發(fā)生于有低分化腫瘤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者中；其mRNA的陽性表達者多分化較好，相對不易轉(zhuǎn)移，而且預(yù)后較為良好。因此，PTEN基因表達和甲基化可以作為評估胃癌患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況以及預(yù)后的相關(guān)因素之一，使用抑制DNA甲基化藥物來達到治療胃癌以及其它癌癥將成為具有前景的治療選擇。

3 胃癌中PTEN與其他相關(guān)基因的研究

Feng等[16]通過實驗顯示p53基因能夠?qū)TEN基因的蛋白表達及mRNA進行上調(diào)。實驗研究顯示在p53蛋白表達陰性的55例胃癌組織中，有21例胃癌組織并未表達PTEN蛋白；7例p53蛋白表達陰性胃癌組織當中，6例表達有PTEN蛋白，只有1例并未表達PTEN蛋白。這一結(jié)果表明胃癌組織中的p53蛋白表達缺失會有助于PTEN蛋白的表達，但這一結(jié)果還需對樣本例數(shù)進行擴大，并加以驗證。作者同時研究表明62例胃癌組織中有61例PTEN蛋白和p53表達陰性，也就是說同時對PTEN蛋白和p53表達進行檢測有助于胃癌診斷。

王顯艷等[17]應(yīng)用免疫組化法對正常胃黏膜組織以及胃癌組織中的eIF4E、PTEN和CyclinD1表達進行檢測，結(jié)果顯示PTEN在胃癌組織中的蛋白表達陽性率顯著低于正常的胃黏膜組織，而eIF4E和CyclinD1則相反。同時PTEN與胃癌組織分化程度、浸潤深度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均相關(guān)。由于PTEN、eIF4E和CyclinD1在胃癌的發(fā)生、發(fā)展中起著不同的作用，聯(lián)合檢測PTEN、eIF4E和CyclinD1，可能有助于判定胃癌惡性程度及其侵襲轉(zhuǎn)移能力，為胃癌的進一步治療和預(yù)后的分析提供依據(jù)。

胡大新等[18]用免疫組化法進行微血管密度(MVD)、VEGF、PTEN檢測，并對臨床隨訪資料進行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，胃癌組織中PTEN的陽性表達率與術(shù)后患者的生存時間呈正相關(guān)；MVD、VEGF、PTEN的表達與胃癌患者的預(yù)后及胃癌的生物學(xué)行為關(guān)系密切；VEGF及PTEN共同影響胃癌患者的預(yù)后。

孫桂彬等[19]的研究發(fā)現(xiàn)，PTEN在正常胃黏膜、慢性萎縮性胃炎、胃黏膜不典型增生及胃癌組織中的表達率逐漸降低，與p16的表達缺失情況相似，兩者可能在胃癌的形成過程中起到協(xié)同作用，提示PTEN、p16可能是胃癌的早期分子事件。

多項研究[20～22]表明PTEN蛋白在胃癌組織中的陽性表達率明顯低于正常胃組織，而且PTEN的陽性表達率與臨床病理分期、組織分化程度及5年生存期均有關(guān)，提示PTEN基因的失活可能參與了胃癌的發(fā)生、發(fā)展及浸潤轉(zhuǎn)移的過程。因此PTEN基因可作為臨床評估胃癌惡性程度及預(yù)后的指標。

總之，PTEN被稱為“后p53時代的突變最多的腫瘤抑制基因”，作為迄今為止發(fā)現(xiàn)的第1個具有磷酸酶活性的抑癌基因，其表達的異常與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移及預(yù)后有關(guān)[23]。PTEN具有磷酸酶活性，PTEN通過MAPK 途徑、PI3K 途徑以及FAK途徑等3條途徑達到抑制癌癥的目的。PTEN以其獨特的腫瘤抑制作用途徑和在多種人類腫瘤的發(fā)病機制中的重要作用而倍受關(guān)注。通過進一步研究PTEN基因在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中的作用、機制以及與其他相關(guān)基因的相互作用，不僅對進一步闡明PTEN的抑癌機制有重大意義，更有助于腫瘤的早期診斷和對腫瘤的靶向治療。

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