PTEN、Cyclin E與子宮內(nèi)膜癌.doc

PTEN、Cyclin E與子宮內(nèi)膜癌【關(guān)鍵詞】 基因，腫瘤抑制；細(xì)胞周期蛋白E；癌，子宮內(nèi)膜樣子宮內(nèi)膜癌是女性生殖系統(tǒng)中常見(jiàn)的惡性腫瘤，近年來(lái)，由于內(nèi)環(huán)境、外環(huán)境各方面的影響，發(fā)現(xiàn)該腫瘤的發(fā)病率有所上升，并且發(fā)病的年齡較以往呈年輕化，對(duì)女性的健康質(zhì)量威脅很大。然而，它的發(fā)病機(jī)理至今尚未清楚，隨著分子生物學(xué)研究的不斷進(jìn)展和突破，已知子宮內(nèi)膜癌與其它惡性腫瘤一樣，本質(zhì)是細(xì)胞生長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)失控，細(xì)胞呈無(wú)限制、自主增生和分裂1。這些收獲為探討和發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生和發(fā)展提供了新的途徑和依據(jù)。最近發(fā)現(xiàn)2的抑癌基因PTEN蛋白被發(fā)現(xiàn)在人體多種腫瘤包括子宮內(nèi)膜癌中有突變，其中在子宮內(nèi)膜癌中的突變率為32%55%，比已知的P53等基因的突變率高3。這一發(fā)現(xiàn)使子宮內(nèi)膜癌的研究又向前推進(jìn)了一步。細(xì)胞周期素E（Cyclin E）是細(xì)胞周期素家族成員中的一員，是細(xì)胞周期G1/S期轉(zhuǎn)換間的關(guān)鍵因子，也是細(xì)胞周期素依賴激酶（CDK）的正調(diào)節(jié)因子，它選擇性地激活CDK家族中的CDK2，形成復(fù)合物Cyclin E/CDK2以及表達(dá)自身的量，促進(jìn)G1/S期轉(zhuǎn)換的完成，并且對(duì)正常細(xì)胞生長(zhǎng)起正負(fù)調(diào)節(jié)作用，在這個(gè)過(guò)程中，Cyclin E過(guò)度表達(dá)能縮短細(xì)胞G1期，提前進(jìn)入S期，加快轉(zhuǎn)換的步伐和增加輪回?cái)?shù)，造成細(xì)胞無(wú)限增殖——腫瘤形成。在子宮內(nèi)膜癌的研究過(guò)程中，PTEN和Cyclin E在其中所起的作用備受關(guān)注?，F(xiàn)綜述如下：1 PTEN的生物學(xué)作用 已知抑癌基因與原癌基因是相拮抗的。許多蛋白酪氨激酶是由原癌基因編碼，PTEN是與之相拮抗的抑癌基因，兩者的平衡則參與和完成細(xì)胞周期調(diào)控正常細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，兩者平衡失調(diào)則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。在人類(lèi)腫瘤細(xì)胞系的基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)及對(duì)人類(lèi)腫瘤發(fā)生的研究中得到證據(jù)：PTEN缺失的鼠胚胎顯示細(xì)胞明顯增生和胚胎死亡，在PTEN缺失的腫瘤細(xì)胞系轉(zhuǎn)入野生型PTEN，能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)凋亡，在許多不同組織來(lái)源的人類(lèi)腫瘤都存在PTEN的異常。PTEN被發(fā)現(xiàn)突變?cè)?0q23區(qū)，定位分析顯示4：PTEN具有磷酸酶區(qū)域，包含N端蛋白酪氨酶和C端脂質(zhì)磷酸酶兩種磷酸酶活性，N端和C端分別與張力蛋白和磷酯酰肌醇三磷酸（PIP3）高度同源，并且具有相同的活性功能。PIP3是一些細(xì)胞生長(zhǎng)因子在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞的分子，即能刺激細(xì)胞生長(zhǎng)，又可以阻斷細(xì)胞凋亡。PIP3是PTEN作用的主要底物，當(dāng)PIP3激活信號(hào)傳遞激酶，這些已具有活性的激酶便促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入到分裂周期早期G1期，并且阻止細(xì)胞發(fā)生凋亡，因此PIP3含量增多，活性激酶亦增多，細(xì)胞分裂增殖就增加。PTEN的脂質(zhì)磷酸酶的作用是減少PIP3中的一個(gè)磷酸根，改變它的結(jié)構(gòu)而降低PIP3在細(xì)胞內(nèi)的含量，減弱或阻斷其下游蛋白激酶途徑，使細(xì)胞周期在G1期被阻斷或是促使細(xì)胞發(fā)生凋亡。研究人員在體外研究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)4，純化的PTEN能從PIP3上轉(zhuǎn)移特異的磷酸基因，通過(guò)基因工程方法使人細(xì)胞內(nèi)的PTEN產(chǎn)量高于正常值時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)PIP3濃度降低。即PTEN的信號(hào)傳導(dǎo)途徑：PTEN/PIP3/PKB（蛋白激酶B），鼠胚胎的研究也發(fā)現(xiàn)了PTEN缺失，其細(xì)胞內(nèi)PIP3含量就增高，影響PTEN對(duì)PIP3的脫磷酸作用，減弱了PTEN的調(diào)控作用。PTEN通過(guò)對(duì)信號(hào)反應(yīng)來(lái)表達(dá)自身的量而進(jìn)行調(diào)節(jié)蛋白激酶的活性。從而達(dá)到平衡細(xì)胞生長(zhǎng)周期的作用。如果PTEN丟失突變，這種平衡作用就會(huì)失去，細(xì)胞將會(huì)在無(wú)限制狀態(tài)下生長(zhǎng)。導(dǎo)致PTEN功能喪失突變的同時(shí)也使其喪失了脂質(zhì)磷酸酶的活性，但蛋白磷酸酶活性仍保留，這一發(fā)現(xiàn)表明PTEN抑制腫瘤功能只依賴于它的脂質(zhì)磷酸酶活性，而這一作用是在細(xì)胞周期的早期。 PTEN的磷酸酶與張力蛋白同源，能使局部粘附激酶去磷酸化，抑制局部粘附激酶的活性，影響細(xì)胞與細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用，抑制細(xì)胞的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。Tian5發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)的PTEN抑制成纖維細(xì)胞的遷移，反之則刺激遷移的進(jìn)行，因此提出PTEN是抑制腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的基因。 以前認(rèn)為PTEN是定位于細(xì)胞胞漿中，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)胞漿和核膜、核內(nèi)都可以有PTEN的表達(dá)，近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)PTEN表達(dá)水平的高低與病人的病理分級(jí)及預(yù)后有關(guān)，病人預(yù)后越差、惡性程度越高，其PTEN表達(dá)水平越低。 目前尚無(wú)定論P(yáng)TEN對(duì)腫瘤的抑制作用最終是通過(guò)細(xì)胞對(duì)信號(hào)的反應(yīng)從而通過(guò)抑制細(xì)胞來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是目前普遍認(rèn)為是由脂質(zhì)磷酸酶活性使PIP3去磷酸化和磷酸酶使局部粘附激酶去磷酸化途徑來(lái)共同完成。2 PTEN在子宮內(nèi)膜癌中的變化 PTEN能使細(xì)胞周期依賴激酶抑制劑（如P27等）去磷酸化而降低它在細(xì)胞內(nèi)的水解代謝水平。An等6認(rèn)為，P27是PTEN調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的下游信號(hào)分子，不同組織學(xué)類(lèi)型的子宮內(nèi)膜癌中PTEN、P27表達(dá)水平不同；Cao等7研究報(bào)道，在轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平上，子宮內(nèi)膜癌和內(nèi)膜上皮瘤樣病變中PTEN的表達(dá)均明顯低于子宮內(nèi)膜增生和正常子宮內(nèi)膜組織，認(rèn)為PTEN突變是子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的早期事件；國(guó)內(nèi)學(xué)者劉琴及高慶蕾等8，9的研究顯示，PTEN蛋白在正常子宮內(nèi)膜、子宮內(nèi)膜非典型增生和子宮內(nèi)膜癌中的表達(dá)逐漸降低，均提示了PTEN蛋白的表達(dá)異常出現(xiàn)在子宮內(nèi)膜癌的早期。近年來(lái)由于外環(huán)境的影響，子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。正常月經(jīng)周期中PTEN的RNA水平，分泌期較增殖期增生7倍，這表明作為子宮內(nèi)膜癌抗癌因子的孕激素能增加PTEN水平。內(nèi)膜樣癌是內(nèi)膜癌中最常見(jiàn)的組織類(lèi)型，是由組織學(xué)上的癌前病變發(fā)展而來(lái)，早期識(shí)別這些癌前病變對(duì)早期識(shí)別危險(xiǎn)性和預(yù)防性治療有重大意義。我們的研究也發(fā)現(xiàn)10，從正常子宮內(nèi)膜→子宮內(nèi)膜增生→子宮內(nèi)膜非典型增生→子宮內(nèi)膜樣癌PTEN的陽(yáng)性表達(dá)率逐漸降低，非典型增生組和內(nèi)膜樣癌組與增生組和正常組比較差異性顯著。提示PTEN的缺失是子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞癌變的早期事件。 所有的資料都顯示PTEN基因突變僅局限于子宮內(nèi)膜樣癌，臨床上少見(jiàn)的漿液性和透明性腺癌中未檢測(cè)到該基因突變。已知子宮內(nèi)膜樣癌在組織上由于有一定程度的宮內(nèi)膜分化，多數(shù)病人預(yù)后較好，而漿液性腺癌多發(fā)生于萎縮無(wú)增生的子宮內(nèi)膜，病人預(yù)后較差，這兩種不同的子宮內(nèi)膜癌的腫瘤基因突變機(jī)制不同。隨著研究PTEN的深入已發(fā)現(xiàn)PTEN可能通過(guò)多種機(jī)制導(dǎo)致功能性失活，包括結(jié)構(gòu)水平、轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平的異常，但是還有很多問(wèn)題仍未解決，PTEN的上游調(diào)節(jié)分子不清楚，PTEN介導(dǎo)的信號(hào)失活在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要作用，是一個(gè)極其重要的腫瘤抑制基因，因此進(jìn)一步研究結(jié)果有重要的現(xiàn)實(shí)意義。3 Cyclin E與腫瘤 Cyclin E是細(xì)胞周期的限速因子，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的循環(huán)和過(guò)程，只存在于細(xì)胞周期的G1/S期內(nèi)，它在G1期含量逐漸上升，G1晚期達(dá)到高峰。即Cyclin E的合成、降解僅發(fā)生在G1/S期內(nèi)，只在這一時(shí)相發(fā)揮作用。Cyclin E能特異性地與細(xì)胞周期依賴激酶（CDK2）結(jié)合形成復(fù)合物，二者是細(xì)胞周期調(diào)控的基本分子，CDK2的活性依賴于Cyclin E的存在。但是CDK2在整個(gè)細(xì)胞周期中均呈恒定表達(dá)，而它的活性只能隨Cyclin E的出現(xiàn)而顯現(xiàn)。Cyclin E/CDK2復(fù)合物可以使底物（pRb）磷酸化，然后啟動(dòng)DNA合成，CDK抑制蛋白（CKIs）能抑制Cyclin E的活性，不同的物質(zhì)可以通過(guò)CKIs之間直接或間接的相互作用影響Cyclin E的表達(dá)。Cyclin E/CDK2復(fù)合物隨著Cyclin E的高峰期，在細(xì)胞分化進(jìn)入S期前顯示短暫而強(qiáng)烈的酶活性，可以使底物（pRb）磷酸化，釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F，然后啟動(dòng)DNA合成，使細(xì)胞通過(guò)起始點(diǎn)進(jìn)入S期，這就是正常的CDK2/pRb/E2F路徑。Cyclin E是E2F的調(diào)控因子，同時(shí)也是E2F作用的底物，可以不依賴pRb的方式促進(jìn)G1/S期轉(zhuǎn)化，構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)途徑。在正常情況下，底物的磷酸化首先需要CyclinD/CDK4，然后由Cyclin E/CDK2接替參與來(lái)完成，在異常情況下，Cyclin E無(wú)規(guī)律地過(guò)度表達(dá)存在于整個(gè)細(xì)胞周期中并持續(xù)地激活CDK2，底物磷酸化持續(xù)進(jìn)行，繼而細(xì)胞異常增殖。同時(shí)Cyclin E的過(guò)度表達(dá)可導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，這也說(shuō)明了Cyclin E/CDK2在G1/S期轉(zhuǎn)化中的調(diào)節(jié)功能可能對(duì)保持染色體穩(wěn)定性是非常重要的，因此，維持Cyclin E的含量正常，對(duì)保證細(xì)胞周期有序地完成非常重要。已知細(xì)胞周期調(diào)控是在各期的檢查點(diǎn)上進(jìn)行的11，G1晚期存在一個(gè)重要的細(xì)胞周期檢查點(diǎn)，決定G1/S期轉(zhuǎn)換，又稱(chēng)起始點(diǎn)，Cyclin E在G1期累積的含量程度及各種細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)在此整合，決定著細(xì)胞增殖分化越過(guò)檢查點(diǎn)、或細(xì)胞死亡、或退出細(xì)胞周期進(jìn)入G0期12，13。 目前普遍認(rèn)為14，CyclinD組與腫瘤的發(fā)生關(guān)系密切，其CDKs/pRb/E2F路徑在細(xì)胞周期中有重要作用，研究發(fā)現(xiàn)Cyclin E是CyclinD的重要下游限速靶蛋白，也發(fā)現(xiàn)在CyclinD缺失的條件下，Cyclin E可以替代CyclinD使細(xì)胞周期正常進(jìn)行?？梢酝茢郍1期CDKs/pRb/E2F路徑是多細(xì)胞生物進(jìn)化過(guò)程中將細(xì)胞外刺激信號(hào)和Cyclin E活性聯(lián)系起來(lái)的途徑，通過(guò)Cyclin E的表達(dá)控制起始點(diǎn)，該途徑在幾乎所有的人類(lèi)惡性腫瘤中都遭到破壞，因此，Cyclin E在惡性腫瘤細(xì)胞增殖中的作用至關(guān)重要。 在大多數(shù)的腫瘤研究中，免疫組化標(biāo)記方法顯示，Cyclin E在核內(nèi)表達(dá)，而在胞漿內(nèi)合成和降解，通常情況下快速轉(zhuǎn)運(yùn)至核內(nèi)發(fā)揮作用，但常常在胞漿內(nèi)觀察到被染色，可能是Cyclin E的合成增加，而降解減少或是核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，因?yàn)镃yclin E主要是在核內(nèi)參與細(xì)胞分裂，故普遍將核染色陰性而胞漿著色的腫瘤細(xì)胞視為陰性表達(dá)。4 Cyclin E在子宮內(nèi)膜癌中的變化 許多惡性腫瘤組織如胃癌、肺癌、卵巢癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌等的研究中都發(fā)現(xiàn)Cyclin E高表達(dá)，這些學(xué)者認(rèn)為Cyclin E的升高在惡性腫瘤中是首發(fā)事件，在癌的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中先于各種癌基因發(fā)揮作用，并與其他癌基因產(chǎn)物協(xié)同作用，單一過(guò)量的癌基因產(chǎn)物不足以使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到癌癥很可能就是一類(lèi)細(xì)胞周期疾病。佘遠(yuǎn)萍等15的研究顯示，在子宮內(nèi)膜癌中Cyclin E的陽(yáng)性表達(dá)率為70%，顯著高于正常子宮內(nèi)膜和子宮內(nèi)膜非典型增生組織，是在子宮內(nèi)膜癌中常見(jiàn)而且是早期出現(xiàn)的分子異常。我們研究發(fā)現(xiàn)10，從正常子宮內(nèi)膜→子宮內(nèi)膜增生→子宮內(nèi)膜非典型增生→子宮內(nèi)膜樣癌，Cyclin E的陽(yáng)性率逐漸升高，并與子宮內(nèi)膜樣癌的病理分級(jí)有關(guān)，與肌層浸潤(rùn)深度、臨床分期無(wú)關(guān)，在子宮內(nèi)膜樣癌中，Cyclin E與PTEN蛋白的表達(dá)呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。5 結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，Cyclin E在腫瘤發(fā)生中的重要作用，可為腫瘤提供預(yù)后信息，但導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的機(jī)理仍不十分清楚，有待今后的研究揭示。鑒于Cyclin E蛋白在細(xì)胞周期起始點(diǎn)的調(diào)控作用，有望成為未來(lái)癌癥治療的靶蛋白及判斷腫瘤預(yù)后的標(biāo)志物。【參考文獻(xiàn)】 1穆玉蘭，孫雅紅，湯春生.細(xì)胞周期素與惡性腫瘤J.國(guó)外醫(yī)學(xué)(腫瘤學(xué)分冊(cè))，1998，25（6）：330-331.2Li J，Yen C，Liaw D，et al.PTEN，a putative protein tyrosine phosphatase gene mutated in human brain，breast，and prostate cancer J.Science，1997，275(5308)：1943-1947.3Tashiro H，Blazes MS，Wu R，et al.Mutations in PTEN are frequent in endometrial carcinoma but rare in other common gynecological malignancies J.Cancer Res，1997，57(18)：3935-3940.4李淑敏，章文華，趙曉航.子宮內(nèi)膜癌組織中抑癌基因PTEN的研究現(xiàn)狀J.中華婦產(chǎn)科雜志，2002，37（12）：754-757.5Tian XX，Pang JC，TO SS，et al.Restoration of wild-type PTEN expression leads to apoptosis，differentiation，and reduces telomerase activity in human glioma cells J.J 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