信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

关键词： 凋亡 实验组 大鼠 对照组

信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展（共8篇）

篇1：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

黄秀兰

)“I

综!述!

”崔国辉

)

综述#周克元

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审校

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附属医院儿科研究室”广东湛江,*+HHM

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通讯作者%周克元

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基金项目%国家自然科学基金%37P#H-0I0+)&

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#摘

要$

!”#$%&’(信号通路作为细胞内重要信号转导通路之一“通过影响下

游多种效应分子的活化状态”在细胞内发挥着抑制凋亡!促进增殖的关键作用“它与人类多种肿瘤的发生发展密切相关$本文综述了!”#$%&’(信号通路的组成与功能!调节以及其抗肿瘤细胞凋亡作用机理等方面的研究进展“并就其抗细胞凋亡作用在肿瘤治疗中的应用作了评述”期待为以!“#$%&’(信号通路中关键分子为靶点的肿瘤治疗研究提供参考$

关键词%!”#$%&’(+信号转导+细胞凋亡+肿瘤+靶向治疗中图分类号%K0#L#

文献标识码%&

文章编号%MHHHJ+-0N(IGG4)G#OH##)JH-

细胞凋亡是机体细胞在正常生理靶点的肿瘤治疗研究正在深入&4’$

或病理状态下发生的一种自发的!程序化的死亡过程“它的发生受到机体!”#$%&’()信号通路的组成与

的严密调控#目前认为“细胞内的基因功能

直接控制着细胞凋亡的发生和发展”#%磷酸肌醇激酶(56785679:789(9;

而细胞外部因素通过信号转导影响这#%’9:=8

些细胞内基因的表达或其表达产物的因“

是肌醇与磷脂酰肌醇

活化”从而间接地调控细胞凋亡$细胞(567856=(9;>?9:789(7?“!”)的重要激酶“凋亡异常与多种疾病的发生发展有着正常情况下”由其活化而产生的类脂直接的联系“包括肿瘤%病毒性疾病及产物有#”+%二磷酸磷脂酰肌醇&!“(#”

多种退行性病变$研究表明“组成性活+)!*’%#”,%二磷酸磷脂酰肌醇&!“(#”化的!“#$%&’(信号通路在广泛的人类,)!*’和#”+“,%三磷酸磷脂酰肌醇&!”

肿瘤谱中失调“如卵巢癌&)’”乳腺癌&)’“(#”+“,)!#’#!”(#“+”,)!#作为细胞恶性胶质瘤&*’“子宫内膜癌’”成神经内的第二信使“是&’((又名蛋白激酶

管细胞瘤&+’”鼻咽癌&,’“骨髓增生异常@”!$@)转位于胞膜并被活化所必需

综合征&-’等$其主要是由于!“$#.&基的#!”#$与&’(组成的!“#$%&’(信号因编码的!”#$扩增和/或其他多种因通路在细胞的增殖和存活中起着重要素导致的&’(的过度活化&0’“或者是该的作用&A’#

通路某些调控成分如!123的突变所!”#$是一种可使肌醇环第三位羟

导致的功能缺失&+’$目前“以!”#$%&’(基磷酸化的磷脂酰肌醇激酶#已发现信号通路中组成性活化的关键分子为

三种!“#$同工酶”其中研究最广泛的

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!!“

篇2：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

”*$%!它是由一个催化亚基和一个调

节亚基组成的异源二聚体“哺乳动物细胞中!型”*$%的催化亚基又分为

!’和!+两个亚型!它们分别从酪

氨酸激酶连接受体和,蛋白连接受体传递信号“!’型”*$%是由催化亚单位-../和调节亚单位-01所组成的异二聚体蛋白!具有磷脂酰肌醇激酶和丝氨酸&苏氨酸蛋白激酶的双重活性“”*$%通过两种方式激活!一种是与具有磷酸化酪氨酸残基的生长因子受体或连接蛋白相互作用!引起二聚体构象改变而被激活#另一种是通过234和-../直接结合导致“*$%的活化$5%”“*$%激活的结果是在质膜上产生第二信使”*“$!”*“$与细胞内含有”6结构域的信号蛋白’()和“7%.&-894-89:;94:):

(:;34=&.’结合!’()转位于细胞膜并

获得催化活性!催化自身的>=?@AB和

C8?B1D磷酸化!”7%@能催化’()蛋

白的C8?$D0磷酸化!’()还可能通过

“7%A&如整合素连接激酶*E%’对其>=?BF$的磷酸化导致’()的完全活

化$@D!@@%”

’()是分子量约为1F(G的丝H苏

氨酸蛋白激酶!哺乳动物中的’()是病毒原癌基因I&’()的同源物“’()家族的成员有’()@(’()A(’()$三个亚型!又分别称为”%+“(”%+#(“%+$”>3J=等$@A%利用亚型特异的反义寡核苷酸探针策略对’()及其三个亚型的功能进行研究!发现三个’()亚型均参与下游底物的活化!其中以’()A的作用为主“

’()的三个亚型在氨基酸序列上有0DK以上的同源性!而且它们在结构方

面很相似!均有三个不同的功能区域的共同结构特征”一是氨基末端的“6区域!包括约.//个氨基酸序列和类似于其他信号分子的L磷酸肌醇结合区域!它能调节蛋白质&蛋白质和蛋白质&脂质的相互作用#二是重要的激酶区位于’()分子的中央区!与”%’(

“%M有高度的相似性!该区域的$/0

位点还包含有’()部分活化所必需的苏氨酸#三是羧基末端的调节区!约有

B/个氨基酸系列!其中包含有疏水基

序N&O&O&NHP&>HC&PHN&O是任意氨基

酸’!是蛋白激酶的一个特征!该区域中丝H苏氨酸残基的磷酸化是’()完全活化所必需的”“*L%激活的’()可以通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白+3

RCS2(”3?&T(“U.等!而介导胰岛素(

多种生长因子等诱发的细胞生长!经多种途径促进细胞存活!是重要的抗凋亡调节因子$..%”

!“#$%&’()信号通路的调节

”*$%&’()信号通路是受多因素调

节的!其负反馈主要由类脂磷酸酶

“CVQ&-894-83)34=3;6*”U

&>6U&X9;)3:;:;W

:;94:)9J1&-894-83)34=’

调节的!它们分别从“*”L的LY和1Y去除磷酸而将其转变成“*&B!1’”U和

“*&$!B’”U而降解!从而阻断’()及

其下游效应分子的有效活化$.$%“因此!提高磷酸酶”CVQ或>6*“U的活性能够消除”*$%&’()信号通路的抗细胞凋亡作用“此外!”*$%&’()信号通路的抗细胞凋亡作用还受到其他一些细胞特异的酶或蛋白的影响“最近

Z3;W等$.B%研究证明!在”M.U细胞中

存在一种神经内分泌相关的磷酸酶&QV’“’!它能够抑制”*L%调节亚基

“01的磷酸化!负调节”*L%&’()信号

通路!但其具体机制尚需进一步研究“

[3:?3等的研究已表明’()能被一种M末端调节蛋白&MC[”’所灭活!MC[“能结合’()并通过抑制’()的

磷酸化而阻断下游信号的传递!

MC[”的过表达能够逆转I&’()转

化细胞的表型$.1!.%“蛋白磷酸酶U’&”“U’’能够使’()的>=?BFL位点去磷酸化而使其失活!但人乳头瘤病毒癌蛋白&VF’和热休克蛋白5/&6>”5/’能够与’()结合!阻止’()被“”U’磷酸酶的去磷酸化!具有保护’()的作用$.0!.5%“脂肪酸合酶&N34’在人类的大部分肿瘤细胞中高表达$U/%”Z3;W等$U.%研究发现在人卵巢癌细胞中!“*L%&’()信号通路中’()的活化能调节N34的表达!而N34又能正反馈调节”*L%&’()信号通路“当用N34的抑制剂MF1抑制N’>的活性时!能下调’()的活化!促进癌细

胞的凋亡”但具体的机制尚不清楚“

$”*$%&’()信号通路与细胞凋亡

$+,

“*-%&’()信号通路抗细胞凋亡

的机理

近年来研究表明!”*L%&’()能经多种途径抑制细胞凋亡!促进细胞存活“”*L%&’()信号通路抗细胞凋亡的机制主要有)&直接调节作用“哺乳动物细胞的细胞凋亡是多级联反应的过程”+’7是+XJ&U家族成员之一!可与+XJ&U或+XJ&]J形成复合体而表现促凋

亡活性“+’7的功能受它的>=?J.U和

>=?.L位点磷酸化所调节”+’7一旦

磷酸化!磷酸化的+’7能与伴侣蛋白&M83-=?9;=’.B&L&L蛋白结合!从而阻断+’7与+XJ&UH或+XJ&]J形成二聚体!使+’7不能发挥促细胞凋亡作用“

’()是强有力的+’7激酶!活化的’()

可以使+’7的>=?.L位点磷酸化!有效阻断+’7诱导的细胞凋亡”当用特异的“*L%抑制剂^9?)R3;;:;和

E第一文库网PU5T//U处理后!’()引起的+’7磷

酸化受阻$..%”’()也能磷酸化+XJ&U家族成员+’O的>=?.0T位点!负调控促凋亡功能$UU%“促凋亡相关因子如半胱天冬酶X34-34=&5是细胞凋亡的启动者和效应者”活化的’()可以使X34-34=&

5>=?.5位点磷酸化而失活!抑制其

促凋亡作用$..%“”3?&T是一种促凋亡蛋白!,94^3R:等$UL%研究表明!’()能结合并磷酸化“3?&T!从而灭活”3?&T的促凋亡作用“通过”*L%抑制剂“CVQ(

EPU5T//U或7Q&’().等直接或间接抑

制’()的活性!能够解除’()对”3?&T促凋亡作用的抑制!增加肿瘤细胞的凋亡!而且研究还表明!这种凋亡是

“3?&T依赖性的”’通过直接或间接影

响转录因子家族&N9?(8=3

N%62E.HN9]SL和’NOHN9]ST’均能

被’()直接磷酸化!磷酸化后的

N9?(8=3

录功能!负调节凋亡促进信号!促进细胞存活“N9?(8=3

篇3：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

MAPK途径的基本组分MAPK级联反应包含三个顺序激活的成分:MAPK激酶的激酶 (MAPKKK或MEKK) , MAPK激酶 (MAPKK, MKK或MEK) 和MAPK[1]。目前在人类主要有三组MAPK通路:ERK1/2 (细胞外信号调节激酶) MAPK家族, P38MAPK家族, JNK/SAPK (c-Jun氨基端激酶/应激活化蛋白激酶) MAPK家族[2]。

1.1 E RK1/2家族

ERK1/2信号通路包括五个亚组, ERK1/2, ERK3/4和ERK5[3]。E RK1/2与细胞增殖最为密切, 其上游激酶为MAPK激酶 (MEK1/2) , MEK1与细胞分化有关, 而MEK2与细胞增殖有关[4]。

1.2 JNK/SAPK MAPK家族

外界刺激可通过Ras依赖或非Ras依赖的两条途径激活JNK[6]。已有研究证实, 双特异性激酶JNK Kinase (JNKK) 是JNK/S A P K的上游激活物, 其中M K K 7/JNKK2可特异性地激活JNK[5], MKK4则可同时激活JNK1和p38。

1.3 P38MAPK家族

p38是由360个氨基酸组成的38k D的蛋白, 与JNK同属应激激活的蛋白激酶。研究表明, 在许多细胞反应中发现P38活化, 并且与细胞种类及外界刺激有关。p38MAPK通路可被应激刺激 (Uv、H2O2、热休克和缺氧等) 、炎性因子 (TNF-α、IL-1和FGF等) 及LPS和革兰氏阳性细菌细胞壁成分而激活[7,8]。SKF86002是第一个报道的P 3 8 M A P K抑制剂, 以后又出现了SB203 580和其他的2, 4, 5-三芳基咪唑, 它们能够特异性地抑制P38 MAPKα和P38 MAPKβ, 而不影响JNK和ERK的活性[9]。

二并行的MAPKs信号通路在细胞信号转导中的协调作用

研究表明, 哺乳类细胞可通过多种机制维持其每一条MAPKs信号通路信号转导的特异性。Schaeffer和Whitmarsh等人报告在哺乳类细胞中也存在着类似于真菌的支架蛋白[10]。此外, 在哺乳类细胞中并行的MAPKs信号通路对细胞信号转导具有协调作用。有研究证实, 在成纤维细胞中, 激活SAPK的刺激可以诱导M K P-1基因的表达, 但激活E R K的刺激并无此作用, 提示这二条通路之间具有相互调控, 这一调节机制的存在可使细胞特异地对激活SAPK通路的刺激发生反应[11]。此外还有学者报告, J N K及E R K均可磷酸化转录因子E l k-1, 促进TCF的形成、增加SRE的转录活性, 提示SRE是这两条通路的汇合点, 表明细胞可对不同的细胞外刺激信号进行整合, 最终产生协调的生物学反应[12]。

三MAPK通路与细胞凋亡

3.1显性失活 (dominant-negative) Ras、Raf-1突变体可以抑制细胞增殖, 而持续激活的Raf-1可介导细胞增殖;同样, 显性失活MEK突变体或持续激活的MEK分别抑制或促进NIH3T3细胞的增殖;突变的ERK或其反义c DNA可抑制细胞增殖[13]。

3.2 J u r k a t细胞经γ射线处理后JNK可被激活, 出现细胞凋亡, 而当细胞被转染了显性失活JNK突变体后, γ射线诱导的凋亡可以被阻断[15]。以上研究表明, JNK的激活可诱导细胞发生凋亡。JNK激活方式的不同也可产生不同的生物学效应, γ射线照射Jurkat T细胞后, JNK被持续激活, 细胞发生凋亡;而CD28单抗加PMA处理后, JNK被迅速而短暂的激活, 细胞并不出现凋亡, 而是被活化和增殖[16]。由此可见, JNK及ERK两条信号通路信号的整合与协调决定着细胞的最终反应。

3.3 p38MAPK通路不仅在炎症、应激反应中具有重要作用, 还参与细胞凋亡过程。在肿瘤细胞中, p38MAPK活性升高, 并参与调控凋亡。凋亡诱导因素可导致双位点特异激酶MEK/MKK磷酸化邻近的酪氨酸与苏氨酸, 激活p38MAPK通路, 之后移位于相应的转录因子, 启动基因转录[17]。目前研究表明p38MAPK可通过增强c-myc表达、磷酸化p53、参与Fas/Fas L介导的凋亡、激活C-Ju n和cfos、诱导bax转位等至少五种途径调控凋亡。

与正常非肿瘤组织相比较, p38MAPK在许多人类肿瘤中呈普遍持续的激活表达.Iyoda et al[18]研究肝癌患者标本时发现, p38MAPK和MKK6的活性, 大病灶组 (>20 mm) 相对于小病灶组来说显示出低水平活性, 瘤体组织 (T) 组明显低于非瘤体组织 (N T) 组。说明降低p38MAPK和MKK6的活性, 可以抑制凋亡, 导致肝癌细胞的无限生长。国内研究发现, 血管内皮细胞生长因子 (VEGF) 可通过p38MAPK信号传导通路诱导的肝癌细胞转移, VEGF可使肝癌细胞穿过基底膜胶原纤维向下室浸润能力增加10倍以上, 而预先使用p38MAPK信号传导通路特异性阻断剂SB203580, 可抑制95%向下室浸润能力, 也可减少87%VEGF诱导肝癌细胞浸润膜能力[19]。

篇4：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

【关键词】 骨关节炎;软骨细胞;细胞外信号调节激酶;信号通路;综述

doi：10.3969/j.issn.2095-4174.2015.01.016

骨关节炎（osteoarthritis，OA）是临床多发的老年代谢性骨病，其病理表现以关节软骨损害为主，常累及整个关节组织。大陆地区40岁以上人群原发性OA患病率46.3%，其中男性为41.6%，女性为50.4%，随着年龄的增大而逐渐升高，本病的致残率高达53%[1]。OA的发病机制尚不明确，现代医学治疗远期疗效尚不肯定，中医标本兼治，各有特色，目前中西医结合保守治疗仍为临床常用治疗方法[2]。近年来，信号通路在OA发病机制中的研究更加深入，发现细胞外信号调节激酶（extracellular signal regulated kinase，ERK）通路在OA的发病与治疗过程中有关键作用，现将其综

述如下。

1 ERK

丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）级联途径是细胞信号转导的重要途径，它能将募集到的多种细胞外信号（如生长因子、细胞因子等）磷酸化活化后逐级传递到细胞核，并激活多种核转录因子参与多种生理过程[3]。软骨细胞的凋亡、炎症反应、基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的激活等都与MAPKs信号传导通路有关[4]。MAPKs家族包括c-Jun N-末端激酶（c Jun N terminal kinases，JNK）、p38激酶、ERK、大MAPK通路（BMK1/ERK5）、ERK3、ERK27、NLK和ERK8等8个亚家族。ERK是脯氨酸导向的丝氨酸、苏氨酸激酶，1991年Sturgill等在哺乳动物细胞鉴定出，它广泛存在于哺乳动物细胞中[5]。ERK包括两个同源性高达90%的亚型：ERK1和ERK2，Ras和ERK相互之间构成了一条完整Ras/Raf/MEK/ERK信号通路，并依次顺序激活可参与细胞增殖和凋亡等信号传导[6]。在MAPKs家族中，目前已证实，参与OA发病的有JNK、p38激酶及ERK[7]，其中ERK1/2信号转导通路是受外界刺激时决定细胞命运的关键因素，它主要是促进增殖，调控细胞的终末分化[8]。杨丰建等[9]通过对家兔OA模型发病不同时期关节软骨中的ERK1/2蛋白表达水平的测定，发现蛋白激酶ERK1/2的表达水平从造模第

4周开始持续升高，说明了ERK1/2信号转导通路在OA发病过程中持续发挥作用。

2 ERK1/2对OA发病过程中关节软骨细胞活性的影响

近年来研究发现，ERK1/2信号转导在OA中呈现高表达[10]。ERK1/2信号转导通路是细胞增殖和凋亡信号途径，可被多种细胞外刺激信号激活，参与调节细胞的增殖、分化和凋亡，ERK1/2的激活使转录因子磷酸化来调节基因的表达，促进细胞增殖，阻止细胞凋亡[11]。

2.1 ERK1/2通路与软骨细胞的增殖 高世超等[12]指出，MAPKs家族中ERK1/2信号转导通路是受外界刺激时决定细胞命运的关键因素，ERK1/2信号通路能促进软骨细胞的增殖和肥大分化，导致软骨钙化和骨赘形成，从而影响OA的形成和发展。激活ERK1/2信号通路可促进患者OA软骨细胞增殖[13]，程亮[14]通过实验研究发现，p-ERK1/2在OA软骨细胞中表达水平较正常软骨细胞呈现上调趋势，同时增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）在OA软骨细胞中表达也呈上调趋势，认为ERK1/2通过调控PCNA而促进OA软骨细胞增殖。Xiao等[15]研究发现，血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor，

PDGF）能够通过激活ERK1/2途径来促进软骨细胞增殖，抑制软骨细胞凋亡。同时有研究发现，骨保护素（osteoprotegerin，OPG）也可通过诱导ERK的磷酸化从而促进软骨细胞的增殖[16]。任科伟

等[17]发现，上皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）被抑制后，周期性机械应力促进的软骨细胞增殖和细胞外基质合成均显著降低，而且ERK1/2的磷酸化水平也下降，指出周期性机械应力可通过激活EGFRERK1/2信号通路促进大鼠软骨细胞增殖和细胞外基质合成。Shakibaei等[18]研究发现，姜黄素和白藜芦醇可以通过激活ERK1/2信号通路来维持软骨细胞的分化和生存，并且可抑制白细胞介素（interleukin，IL）-1β诱导的细胞凋亡。史冰楠[19]通过淫羊藿甙对关节软骨细胞增殖、凋亡的实验研究发现，淫羊藿甙能通过对ERK1/2通路的激活，减少关节软骨细胞分泌的NO/NOS和MMP-13，调节关节软骨细胞的增殖。复元胶囊含药血清可促进磷酸化ERK1/2表达、降低培养上清中NO水平、调节ERK1/2信号通路下游p53和caspase-3因子而抑制SNP诱导的软骨细胞凋亡[20]。而通过活化ERK通路促进关节软骨增殖修复关节软骨面而达到治疗OA的报道并不多见，由此可见，OA发病过程中，ERK通路的活化促进关节软骨细胞的增殖分化，其结果主要是导致软骨钙化和骨赘形成。Pelletier等[21]研究发现，阻断ERK1/2信号转导通路不仅能够有效降低关节软骨的破坏程度，还可以减缓骨赘形成。

nlc202309030914

2.2 ERK1/2通路与软骨细胞的凋亡 ERK1/2可以通过增加p53活性、增强Bax表达和通过calpain的介导等途径引起细胞凋亡[22]。Gómez等[23]认为，在OA发病过程中软骨细胞的凋亡与花生四烯酸乙醇胺协同肿瘤坏死因子（tumour necrosis factor，TNF）-α持续激活ERK通路密切相关。IL和TNF是引起OA的主要炎性分子，TNF-α是通过MEK1/2和核因子的途径来抑制Ⅱ型胶原和连接蛋白基因表达的，进而干扰了关节软骨的合成和重建，TNF-α能促进软骨细胞IL-1β的表达，二者产生协同作用，使软骨基质降解大于合成，导致软骨破坏[24]。TNF-α通过活化ERK引起MMPs活性增加，从而加速水分的丢失、细胞外基质的降解和细胞凋亡，ERK抑制剂又能下调TNF-α基因和蛋白质的表达，抑制细胞凋亡[25]。IL-1β在诱导MMPs表达时也需要ERK信号的转导[26]，IL-1β和TNF-α与相应的受体结合后，可经MAPK途径和核转录因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）途径进行细胞内信号转导，最终引起MMPs增高、自由基生成、细胞凋亡等一系列过程，降钙素可以抑制IL-1诱导的大鼠膝关节软骨细胞中ERK1/2通路的激活，下调MMP-13的表达，对OA软骨细胞的损伤起到一定的预防作用[27]。Fan等[28]用ERK通路选择性抑制剂处理成人软骨细胞的体外实验显示，ERK的抑制剂能显著抑制IL-1β诱导引起的MMP-1和MMP-13表达上调及Ⅱ型胶原表达下调。王祥[29]指出，抑制ERK1或ERK2均能充分阻断IL-1β介导的OA，并通过实验研究发现，沉默ERK1或ERK2均能显著抑制IL-1β诱导人软骨细胞高表达COX-2、MMP-3、MMP-13及促进前列腺素E2的分泌，同时均能显著逆转IL-1β抑制软骨细胞表达Ⅱ型胶原蛋白和蛋白聚糖。因此，ERK通路活化可以通过TNF-α、IL-1β等炎性因子的诱导使MMPs表达上调，从而加剧软骨细胞外基质的降解，破坏关节软骨。抑制ERK通路的活化可以降低IL-1β和前列腺素E2、NO等炎性递质，从而下调MMPs的表达，对关节软骨起到保护作用。

总之，在OA的发病过程中，不同刺激因子下，ERK1/2通路活化参与软骨细胞的多种信号转导，既可以促进软骨细胞的增殖、抑制软骨细胞凋亡，同时又可以引起软骨细胞结构蛋白破坏、细胞外基质降解，从而加快软骨细胞的凋亡。

3 阻断ERK1/2通路在OA治疗过程中的应用

中药复方能抑制ERK的表达和磷酸化，从而抑制ERK信号转导通路，同时中药复方也能兴奋此通路[30]。程潭[31]通过对大鼠OA的研究发现，降钙素能有效下调磷酸化ERK1/2的表达而减少软骨细胞中MMP-13的合成，保护关节软骨及软骨下骨组织，延缓OA病情进展，以达到潜在的治疗作用。阿仑膦酸钠能通过抑制IL-1β刺激的大鼠膝关节软骨细胞中p-ERK1/2通路的激活，下调MMP-13因子的表达，从而对软骨细胞起到一定的保护作用[32]。在动物实验中，ERK抑制剂PD198306治疗OA疗效显著，其作用主要表现在能有效改善滑膜炎症、骨赘形成和软骨破坏[33];Prasadam等[34]也发现，透明质酸联合U0126（ERK抑制剂）的应用可以明显抑制ERK的磷酸化，减少RUNX2 及MMP-13 的表达，延缓软骨细胞肥大分化及软骨退化。

4 总结与展望

MAPK-ERK1/2通路对OA发病过程中的作用主要体现在调控OA软骨细胞的增殖和凋亡，可见ERK1/2通路参与细胞多种细胞信号转导，既参与了软骨细胞的凋亡，又参与了促进软骨细胞的增殖、抑制软骨细胞凋亡，因而ERK1/2特异性抑制剂在人体OA的治疗会存在一定的毒副作用。通过分析ERK1/2通路对软骨细胞增殖凋亡的调控作用，更加明确OA发病过程中骨赘形成、软骨破坏等病理改变的原因。然而ERK1/2通路的活化对关节软骨细胞存在多种调控作用，寻找合适MAPK-ERK1/2靶点药物对人体OA的治疗有着重要意义。

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（下转第71页）

（上接第65页）

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收稿日期：2014-10-05;修回日期：2014-11-10

篇5：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

!”#$%&’(家族转录因子能降低)*+,的.

表达!从而减少细胞凋亡“在肿瘤细胞中!-!.!/的典型功能是抗凋亡!从而赋予肿瘤细胞存活的优势”0).!/的活性依赖于1!/激酶#233$复合体的磷酸化和2!/的失调%4*5( “&等&78’研究证明9:;能够直接或间接调节133的活性!导致0).!/的核转位(活化和0).!/依赖的促进存活基因的转录%9:;使0).!/磷酸化后!激活它的转录功能!使促进细胞存活的/.?>表达增强!从而促进细胞存活!当用特异的@1AB抑制剂

C”#;6*55D5和,E7FGHH7处理后!0).!/的活化受到抑制%另外!9:;同时还

能使0).!/的抑制酶1!/*磷酸化!使

0).!/进入核内!调节抗凋亡基因的

转录&7I’%@8A是一个重要的介导J09损伤引起的细胞凋亡的蛋白!其水平和功能能够被KJK7泛素连接酶抑制%KJK7是@8A的一种负性调节蛋白!能够结合@8A蛋白!使@8A的转录调节功能失活%9:;能结合KJK7并磷酸化其L=II和L=MI位点!诱导核输入或上调泛素连接酶的活性!进而促进@8A的失活或降解!阻断@8A介导的促凋亡转录反应&7N!7M’%E9@是转录辅激活因子!它能够与核磷蛋白@NA相互作用!并增强由于J09损伤介导的@NA依赖型凋亡!用特异的LDO09沉默E9@基因!能够延缓或减少@NA介导的凋亡&7F’%E9@是近年来才被证明的9:;的底物!9:;能够磷酸化E9@的L=7N位点!磷酸化的E9@是@NA转录活性介导的凋亡抑制因子&AH’%“通过调节细胞周期影响细胞增殖%哺乳类动物雷帕霉素#;P&6*66*>D*5

;*#Q”R#*S*6T

的一个重要作用靶点!能够被9:;磷酸化激活!通过调控核糖体激酶SNH+I:##DW“+”6*>LI.:D5*+&!OLB$和GX./@.=两条不同的下游通路!分别控制特定亚组分6O-9的翻译!进而调节蛋白质的合成!影响细胞的增殖%研究表明!6UVO的活性能够被@1AB的抑制剂C“#;6*55D5和,E7FGHH7所抑制!抑制6UVO能够阻断其下游的SNH+I:与

GX./@.=的信号通路!阻滞细胞周期在Y=期!导致细胞生长停滞&A=’%#防止

线粒体释放凋亡因子%线粒体可释放细胞色素

!”#以$%!&’*信号通路分子为靶点的肿瘤治疗策略

近年来研究表明!@1AB.9:;信号

通路在多种肿瘤的发生发展中起着重要作用%@1AB.9:;主要是通过影响其下游的多种效应分子而发挥其抗凋亡作用的%目前!通过基因干预方法敲除或小分子药物抑制@1AB(9:;及相关基因!阻断其对下游多种抗凋亡效应分子的活化!促进细胞凋亡已经成为肿瘤治疗研究的焦点%

AZ7Z=O09干扰技术O09干扰

#O09D$是指生物体内利用双链O09#(+O09$诱导同源靶基因的6O09特异性降解!从而导致转录后基因沉默的现象%O09D主要通过核酸酶JD

O09#+DO09$!继而由+DO09识别并靶

向降解同源靶基因6O09!从而抑制靶基因的蛋白表达%@1AB.9:;信号通路在乳腺癌的发生发展中起着重要作用!@1AB的过表达与乳腺癌的恶性程度有关%@1AB.9:;通路的活化能够抑制)“?[转录因子介导的细胞生长停滞和细胞凋亡%O&*Q*5.+P*C等&AG’研究表明!利用O09D降低乳腺癌细胞中

@1AB的表达!)”?[转录因子活化增

强!能够消除@1AB.9:;通路对)“?[转录因子介导的细胞生长停滞和细胞凋亡的抑制!促进癌细胞的凋亡)研究还发现!在雌激素受体XO$阳性的乳腺癌细胞中!)”?[转录因子的活化能够抑制JBG(JBI(D5J=的蛋白水平!S7NBDS=累积!导致细胞周期阻滞在

Y=期%UO91,是肿瘤坏死因子U0)家

族的成员!是@1AB.9:;信号通路下游分子)“#:P&*(的靶基因%UO91,能够选择性地诱导肿瘤细胞凋亡!在人结肠癌细胞株B]7H和BK=7由于

@1AB.9:;信号通路的激活!却能抑制UO91,诱导的凋亡%使用针对@1ABSM8$调节亚单位和9:;=的+DO09和UO91,联合治疗结肠癌!凋亡细胞的数

量明显多于单独应用UO91,%而且

9:;=+DO09介导的@1AB通路的抑制

导致UO91,死亡受体G和8增加%

O09D在抑制@1AB.9:;的同时诱导UO91,死亡受体表达!使抵抗性结肠癌

细胞对UO91,诱导的细胞死亡更加敏感&A8’%编码@1ABS=HH$催化亚单位的

@1BA9基因在大多数的人类肿瘤中

发生突变%最近!^*5Q等&AI’研究发现

@1BA9基因突变型的结肠癌细胞株

由于@1AB.9:;信号通路的激活!其能抵抗由生长因子缺乏诱导的细胞凋亡!对@1AB的抑制剂,E7FGHH7高度敏感!而且!@1BA9特异的+DO09+能够显著减少J09的合成和_或诱导细胞凋亡%而@1BA9基因野生型的结肠癌细胞株却没有表现出明显的@1AB活性!其虽然对@1AB的抑制剂

,E7FGHH7诱导的生长抑制高度敏感!

但对于@1AB抑制诱导的凋亡却不敏感!如果将突变型的@1BA9基因转染至野生型的结肠癌细胞株后也能获得与@1BA9基因突变型的结肠癌细胞株相同的特性%@1AB特异性的

+DO09除可降低体外结肠癌细胞的活

力!还可抑制体内转移性结肠癌的生长&M’%X‘D=在肠上皮细胞和结肠癌中作为一个生存基因发挥作用!可活化

@1AB.9:;信号通路!对生理性和治疗

性凋亡刺激有不同程度的抵抗性%X‘D=在人结肠癌细胞中过表达!这种过表达与其扩增有关%利用特异的LDO09敲除人结肠癌细胞系aU.7F的X‘D=后!能抑制9:;的磷酸化并增加癌细胞对红杉醇介导的细胞凋亡的敏感性&AN’%由此可见!对于@1AB.9:;相关的肿瘤!@1ABb9:;及其相关基因有望成为基因疗法的靶点!同时也为联合使用+DO09和其他化学药物治疗肿瘤提供新的策略!进一步提高肿瘤的治疗效果%

AZ7Z7反义技术基于质粒的反义载

体或人工合成的反义寡核苷酸在较早前已经用于干扰@1AB.9:;信号通路%据报道!@1ABSM8$基因相关的反义

因的表达!消除@1AB信号%9:;=的反义寡核苷酸能够降低癌细胞在软琼脂中的生长能力(诱导凋亡以及增加癌细胞对化疗药物敏感性等%而且!类似的结果在@JB=的反义寡核苷酸的研

CMYK

篇6：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

(0+12!“#信号通路中一个重要的调节

因子$在人类的多种肿瘤中高表达$包括有软组织肿瘤%骨肉瘤%血液系统肿瘤%乳腺癌%结肠癌和前列腺癌等”34#!

56789:等研究证明./.$的反义寡核

苷酸具有明显的抗肿瘤活性&它能特异性地抑制./.$的表达&增强癌细胞对化疗和放疗的敏感性&增强表皮生长因子抑制剂对激素抵抗和激素依赖的前列腺癌细胞的增殖%凋亡和蛋白表达的影响“3*&3$#’王宏梅等”3+#研究证明!;.

+>$>+小分子抑制剂在多种(;=&

突变和

(?@7AA@:AB9CAB68D6E6#:F?&

’.0?)&它们具有选择性的抗肿瘤活

性*G:F#@78868和HI$-344$是两种广泛应用的(0+1抑制剂&它们特异性抑制(0+1J**4亚单位的催化活性&阻断

(0+12!“#通路的活化&能有效的增加

化疗药物对癌细胞的敏感性”33#*但由于这两种抑制剂潜在的副作用&目前还都限于体外研究*!“#抑制剂是当前研发的热点&它能拮抗!”#的抗凋亡作用&破坏癌细胞耐药性&诱导癌细胞凋亡*较早发现的!“#的抑制剂有抗炎药物塞莱考昔()BAB9:K6E&是一种)LM2$抑制剂)及其衍生物L’N2

4+4*$和L’N24+4*+&其中L’N24+4*$

在抑制!”#方面表现更高的专一性&并且研究表明L’N24+4*$在体内具有很高的生物活性&产生很低的毒副作用*现在&研究进一步证实)BAB9:K6E能够通过使!“#失活而抑制乳腺癌细胞的生长&成为乳腺癌治疗研究中的主要药物之一”3O#*(BF6P:?68B是一种基

于脂的!“#抑制剂&通过抑制!”#的膜转位&降低!“#的活性&抑制多种肿瘤细胞的生长”3Q#*!期临床研究正在评价JBF6P:?68B对于复发性胰腺癌+前列腺癌%复发性或转移性头颈癌和晚期软组织肉瘤的疗效

“3RSO4#

!(M2+*Q

是另一个基于脂的!”#抑制剂&它与

!“#的(T结构域结合&阻止!”#的

膜定位!在临床前研究中&每日腹腔注射(M2+*Q能够抑制!“#活性并减缓.)U2R裸小鼠移植瘤的生长&但是对于T;2$-裸小鼠移植瘤仅有微弱的疗效”O*#!.78V7A等“O$#研究发现了!”#的抑制剂*H2Q2DWVF:KW@B#DWA2

9D6F:268:?6#:A$2(%)2$2L2@B#DWA2+2L2:9#7VB9WA97FE:87#B(HT.L)%1(2+$*2*

(1(2*)和1(2+$*2$(1(2$)!其选择性抑制!“#的0)O4值大约是O”@:A

“@:A

中!”#的活化以及细胞增殖诱导细胞凋亡!1(2*和1(2$能够有效抑制!“#的活化及神经胶质瘤细胞的生长&诱导细胞凋亡&并呈剂量依赖性!另外&

1(2*和1(2$还能够有效抑制N$O*

和N,R细胞形成集落的能力&而对正常的星形胶质细胞和人成纤维细胞没有抑制效应”O+#!最近&XD78Y等“O3#研究发现了一种新的!”#抑制剂).=((-29DA:F:2$2@B#DWABAA6J#69686C@79B#7#B)&

).=(是通过抑制!“#’BF3R+和;DF+4,的磷酸化下调!”#的活性&而

对(0+1%(/1*或.!(1的活性则没有影响!研究证明).=(对多种!“#高度活化的前列腺癌细胞具有抗增殖和诱导凋亡的效应&而对于!”#没有激活的其他癌细胞的抑制作用极微!相同的效应在荷瘤小鼠的试验中也得到了证实!雷帕霉素(%7J7@W968)是一种@;L%的抑制剂&是美国食品药品管理局批准适用于临床移植的免疫抑制剂&但其衍生物))02RR-%%!/244*和!(2$+OR+被明确定位为抗肿瘤药物!临床前研究结果表明&这类化合物无论是单药还是与细胞毒药物联用&都能够有效的抑制肿瘤生长!在临床

#%!期研究中&雷帕霉素衍生物有明

显的抑制多种肿瘤的作用!在非小细胞肺癌%乳腺癌%子宫颈癌%泌尿系统

肿瘤%肉瘤%间皮瘤%淋巴瘤和胶质瘤的治疗中&均观察到雷帕霉素衍生物使患者病情部分缓解和病程稳定!同时&在上述临床研究中引入了一个作为监测临床响应的指标&即检测外周淋巴细胞中@;L%下游底物3=25(2*和’Q1*的磷酸化程度!临床上&用常规手段治疗肾癌易复发&在一项针对肾癌的!期临床研究中&雷帕霉素衍生物))02RR-产生一例完全缓解&数例部分缓解&还有半数患者病程稳定达$3周以上“OO#!)DF6?#678等”OQ#研究证明./.$的小分子拮抗剂8C#A682+$可用于(O+途径失调的肿瘤&8C#A682

+$结合(O+的口袋蛋白&破坏(O+与./.$的结合&使(O+稳定&激活(O+

依赖的凋亡途径!另外&一些小分子抑制剂通过间接作用于(0+12!“#信号通路中的凋亡相关蛋白&促进肿瘤细胞的凋亡&抑制肿瘤的生长!目前&已经应用于临床试验的抑制(0+12!”#信号通路的小分子抑制剂有0@7#686E

@B?WA7#B(’;0OR*)和表皮生长因子受

体(BJ6VBF@7AYF:Z#DP79#:FFB9BJ#:F&

=[U%)抑制剂/*,+-!’;0OR*是一种

靶向).H5)%2!5H融合蛋白的小分子&研究表明’;0OR*能够下调5)%2

!5H阳性细胞的5)%2!5H蛋白水平&

诱导细胞凋亡!在=[U%高表达的多种癌细胞中&/*,+-的抗肿瘤活性可能是通过抑制=[U%下调!“#的活性%诱导凋亡%抑制增殖”OR&O,#!综上所述&对于(0+12!“#信号通路中过度活化或过度表达的关键性组成分子&特异性的小分子抑制剂能够有效地阻断该通路过度活化引起的凋亡抑制效应&增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性&诱导细胞凋亡&抑制肿瘤细胞的生长!

!展望

多细胞生物通过细胞增殖和凋亡来维持自身的稳定&若两者之间的动态平衡失调&则可导致肿瘤的发生!

(0+12!”#信号通路对于细胞的增殖和

凋亡的调节是必需的&其组成性活化与人类肿瘤的发生发展密切相关!通过基因干预方法敲除或小分子药物抑制(0+12!"#及相关基因&阻断其对下

篇7：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

1 MAPK/ERK 信号通路的组成及生物学特性

在信号通路网络中,MAPK/ERK信号通路控制着细胞多种生理过程,与细胞的增殖、迁移与分化、细胞骨架的构建、细胞形态的维持、细胞恶变和细胞凋亡等密切相关,它也是将细胞表面受体信号转导至细胞内的关键,其中内皮细胞在新生血管形成过程中需要MAPK/ERK信号通路的激活[9]。在MAPK/ERK信号通路的传递途径中Ras作为上游激活蛋白,它需要释放二磷酸鸟苷(GDP)并结合三磷酸鸟苷(GTP)的才能活化Ras,MAPK/ERK信号通路采用高度保守治疗的三级激酶级联传递信号即Raf-MEK-ERK,活化的Ras蛋白与丝氨酸/苏氨酸蛋白 激酶 (Raf)的N端结构域结合并使其激活;活化的Raf结合并磷酸化MEK亚区两个丝氨酸,使其活化;MEK激活后使ERK的苏氨酸和络氨酸双位点磷酸化而激活,即Ras/Raf/MEK/ERK途径。许多重要应激蛋白的生成都是由MAPK家族激活诱导的,它们作用于相同或不同的靶蛋白,从而产生一系列的生物学作用,目前已证明MAPK信号系统介导的生物学效应十分广泛,有促进细胞的增殖和分化、介导细胞凋亡和肿瘤形成的作用,同时参与细胞炎性反应、免疫调节、促进损伤修复、介导细胞凋亡甚至影响肿瘤的发生和发展[10,11,12]。很多疾病和药物在抑制血管新生等方面都是通过抑制MAPK信号通路来完成的,其中在人头颈部鳞状细胞癌(Hincks)中,因其共同表达白细胞介素(IL)-8和血管内皮生长因子(VEGF)因子,该因子可以促进肿瘤血管生成、生长、转移,p38 MAPK信号通路通过抑制活化可以控制癌细胞的生长以及血管生成[13];在肾细胞癌[14]中,由于抑癌基因VHL的突变或功能缺失而抑制MAPK活化,影响VEGF的表达,继而抑制血管形成[15],同样它也可以通过抑制MAPK信号通路的活化,诱导肾细胞癌7860细胞凋亡, 抑制肿瘤的进一步生长[16];非环式维生素A[17]同样可以通过MAPK途径抑制血管新生。以上可以看出许多组织因子参与肿瘤的生长,而这些活性因子又受到信号通路的调节,其中MAPK信号通路的活化可以诱导恶性肿瘤组织 因子的生 成 ,通过抑制可 以减少组织 因子的表 达,Steffel等[18]研究表明内皮细胞的转铁蛋白组织因子(TF)表达活性能被p38显著抑制,发现下调组织因子表 达势必会 抑制肿瘤 生长转移 。本研究 组认为MAPK信号通路在肿瘤的生长过程中起到重要的作用 ,其靶向抑制剂可以为治疗恶性肿瘤提供一种新的治疗方案。

2 MAPK/ERK 信号通路各成分与肿瘤血管生成的关系

2.1 Ras蛋白

Ras蛋白是癌基因raps的产物 , 它具有两种构象 , 即活化态和失活态的GDP结合构象,它们之间可以相互转变,在信号转导过程中发挥开关作用。Ras可以受许多刺激因子的激活,如果胞外信号与受体结合后,可以激活Ras,使Ras由失活态转变为活化态,启动Ras通路。Ras癌基因主要以点突变和基因扩增方式存在,Ras基因有K-Ras、NRas、H-Ras等 , 它是目前所知道的一类癌基因,Ras蛋白和G蛋白调转因子(GAP)的作用位点由于突变,它与肿瘤密切相关, 主要原因在于抑制了Ras的内在的GTP活性。其中K-ras激活突变在结直肠癌是普遍存在的,K-ras编码有K-ras4a和4b两个亚型,Luo等[19]研究发现K-ras外显子4a有一个肿瘤抑制基因能够影响小鼠结肠腺瘤的形成;同样范如英等[20]在结直肠癌患者的粪便中通过检测Kras基因突变,了解K-ras基因突变在结直肠癌中的意义,有助于临床上肿瘤的早期诊断。目前本研究组的课题是结肠干细胞体内突变构建结直肠癌局部免疫研究模型,目的是培育Apclox P/lox P+Kras LSL-G12D/LSL-G12D品系的小鼠,在该品系的小鼠中同时携带一个表达被Lox P+终止密码封闭的、突变活化的Kras等位基因和1个两端各包括1个Lox P位点的Apc等位基因,这样导致突变Kras的表达和出现类似于Apc Min小鼠的肿瘤倾向,继而出现腺瘤-腺癌-转移的病理变化过程的小鼠模型。许多疾病的发生过程是通过Ras蛋白质与小分子复合物而起作的,Tanaka等[21,22]通过建立小鼠模型,演示了通过药物干扰Ras蛋白与其他物质的相互作用从而达到抑制肿瘤生长,发现抑制RAS-dependent信号在癌症治疗效果上可以和肿瘤常规放疗或化疗达到相似的效果,在这种背景下,阻断Ras的作用能够有效地抑制肿瘤的生长和发展。

2.2 Raf 蛋白

Raf蛋白其上游激活蛋白Ras,利用高亲和力和Raf-1N端的两个区域结合后,使Raf被激活,它有三种类型:Raf-1、A-Raf、B-Raf,Raf的丝/苏氨酸的磷酸化可能是Raf的激活机制之一。其中Raf-1是研究最广泛也是功能最多的激酶,阻止Raf-1的激活能够阻碍血管新生,Asami等[23]在血管抑制剂研究过程中发现,它是通过抑制Raf-1的激活而达到阻碍血管的形成;在对核糖核酸干扰(RNAinterfere)研究中,Meng等[24]发现,在裸鼠的动物模型中,它是通过抑制Raf-1的激活,从而抑制肿瘤的血管生成和肿瘤的生长 ;在其他学者研究结肠癌裸鼠模型中,Raf-1的表达也与肿瘤血管生成正相关[25],Raf-1作为一个关键的节点分子在调节肿瘤血管生成过程中的起着重要作用,特定Raf-1癌症治疗-血管生成抑制剂,有可能成为肿瘤治疗过程中一个重要治疗方向;同样抑制Raf-1与其他抑制蛋白间的相互作用,一样可以抑制肿瘤血管生成,瓦解成视网膜细胞瘤的肿瘤抑制蛋白和Raf-1之间联系可以减缓该肿瘤的生长和血管形成[26]。目前Raf激酶抑制成为国内外研究的热点,该抑制剂被发现广泛存在于多种生物中,与前列腺癌、乳腺癌、

结直肠癌、黑色素瘤、肺癌有着密切的关联[27],其中最有代表性的药物属多靶点raf激酶抑制剂索拉非尼, 索拉非尼是一种多激酶抑制剂,能够同时抑制多种存在于细胞内和细胞表面的激酶,它具有的双重抗肿瘤效应,一方面通过抑制信号传导通路,直接抑制肿瘤生长,另一方面靶向作用于血管内皮生长因子受体和血小板衍生生长因子受体而抑制血管形成。

2.3 MEK

MEK分为MEK1和MEK2两种亚型,它的激活需要上游蛋白Raf的激活,主要是因为Raf的C端催化区能与MEK结合,并使MEK第Ⅷ亚区中两个Ser磷酸化,从而使MEK激活,我们知道ERK的Tyr/Thr双特异性磷酸化具有重要的生理意义,它对细胞信号传导中处于核心地位,异常的磷酸化都会对细胞生命活动产生不同的影响。PD98059是一种特异性的MEK抑制剂,也是目前研究较多的一种抑制剂,它主要通过与MEKl/2的非活化形式结合阻止其磷酸化,从而抑制ERK的Tyr/Thr双特异性磷酸化而达到抑制肿瘤细胞的增殖[28],本研究组所做的实验发现,PD98059能够显著抑制结肠癌血管内皮细胞在matrigel胶上管道形成能力[29],从而抑制肿瘤血管新生的能力,PD98059不仅仅对结肠癌细胞有作用,同时发现PD98059对肝癌Hep G2细胞的抑制作用随浓度的升高而增强,细胞的生长明显受到抑制,同时诱导细胞凋亡的数目也增多[30]。MEK1和MEK2表达过度也与肿瘤组织发生相关,在食管鳞状细胞癌组织中MEK1表达明显增高,引起食管癌变过程中提示MEK1的异常表达,从而激活对MAPK信号传导途径的正调控,使食管上皮细胞过度增殖,进而发生恶变,并伴有肿瘤血管新生[31];张辉等[32]通过实验发现在结直肠癌患者中MEK2的表达都明显增高,结直肠癌组织中MEK2蛋白表达水平明显高于对照正常肠黏膜组织,同时结直肠癌Dukes分期、分化及淋巴结转移也与MEK2表达水平有关。MEK抑制剂也可以通过抑制活性因子表达,增强抗肿瘤血管活性,在对非小细胞性肺癌(NSCLC)研究中[33],MEK抑制剂可以通过减少VEGF能够增强抗肿瘤血管的形成,达到抑制肿瘤生长;炭疽致死因子[34]是一种MEK通路的蛋白水解酶抑制剂,它可以通过抑制该途径达到抑制肿瘤的生长和肿瘤血管的形成。

2.4 ERK

ERK即细胞外调节蛋白激酶 ,可分为ERK1和ERK2,主要通过各种生长因子、离子射线、过氧化氢等磷酸化而激活,通过作用于转录因子而促进某些基因的转录与表达,并且和细胞的增殖、迁移、血管形成密切相关。同样ERK的失活需要通过苏氨酸和酪氨酸残基上的磷酸的移除,肿瘤进一步生长需要有新生血管形成,而ERK通路在肿瘤侵袭和转移中是重要的一环节,ERK能否进入细胞核作于于转录因子,促使相关信号的表达,从而影响肿瘤血管新生。有些物质能够通过阻止ERK磷酸化激活抑制血管形成,如水杨苷(Salicin)[35],它是一种从柳树树皮提炼出来的植物生化素,可作为抗发炎的药物,与阿司匹林结构相似,在体中会被代谢成水杨酸;5-和厚朴酚衍生物能显著抑制细胞外MEK磷酸化的激酶表达,从而不能激活ERK,表明5-和厚朴酚衍生物可能通过抑制MEK磷酸化而具有抗血管生成的能力[36];Sun等[37]研究提供的证据表明,EPOX导致ERK失活,从而形成血管生成的抑制作用,EPOX是一种新型的抗血管新生代理,使其进一步发展成为治疗血管新生方面疾病的先导化合物。在对骨髓瘤和其肿瘤血管形成的研究中[38],血管内皮细胞生长因子对ERK磷酸化也相关,发现通过下调ERK磷酸化活性可以抑制血管内皮细胞生长因子的分泌,从而达到抑制骨髓瘤生长和抑制骨髓瘤肿瘤血管形成。

3 MAPK/ERK 信号通路与恶性肿瘤的关系

MAPK/ERK信号传导通路有3个重要分子靶:Ras、Raf及MEK。理论上,干预Ras/Raf/MEK/ERK任何一种激酶都有可能阻止肿瘤的生长,同时ERK调节着细胞的增殖、分化和存活,是多种生长因子的下游蛋白,故该信号通路在恶性肿瘤的发生和发展中有着重要的作用。乳腺癌中的肿瘤易感基因101(TSG101)可能通过MAPK/ERK信号通路发挥生物学作用[39],TSG101的下调可以抑制ERK的表达,同时发现TSG101和p-ERK在乳腺癌组织中的蛋白表达存在正相关。垂体肿瘤转化基因(PTTG)是一种新型原癌基因,它也是通过MAPK/ERK信号通路发挥促进鼻咽癌细胞增殖及抑制凋亡的生物学作用[40]。同时MAPK/ERK信号通路也与消化道肿瘤密切相关,在肝细胞癌发生过程中,乙肝病毒感染可以上调感染细胞内的Ras-ERK通路的磷酸化水平,同时伴随相关癌基因表达的增多,导致细胞周期调节紊乱,细胞生长不能得到有效控制;在食管癌转变进展过程中,脱氧胆酸(DCA)可以促进Barrett食管癌变[41],主要是通过活化ERK/MAPK通路而诱导抗凋亡蛋白环氧合酶(cox)-2的表达;在结肠恶性肿瘤中,它能够抑制结肠癌细胞的生长而促进其凋亡,主要是通过ERK这条信号通路来完成的;同样在其他许多人类的癌症中都可发现ERK的过度激活(如口腔癌、黑色素瘤等)[42]。

篇8：信号通路与肿瘤细胞凋亡关系的研究进展

[关键词] 颅脑损伤；Pim-3；细胞凋亡

[中图分类号] R651.15   [文献标识码] A   [文章编号] 2095-0616（2011）23-36-02

Study on the expression of Pim-3 after traumatic brain injury and the relationship between Pim-3 and apoptosis

WANG Xudong  DAI Rufei  HUANG Guangsu  LI Ming  HAN Dahe

Intensive Care Unit,the Second Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College,Xuzhou 221006,China

[Abstract] Objective To investigate the expression of Pim-3 and the relationship between Pim-3 and apoptosis of cell after severe traumatic brain injury. Methods 48 SD rats were randomly divided into experimental group and control group. Animal models were established in experimental group,while the control group was dealed with sham-operation,the expressions of Pim-3 were detected at the time of 6,24,72 h and 7 d by immunostaining assay using Streptavidin-Peroxidase mothed,and apoptosis of cell was evaluated by TUNEL. Results After severe TBI,the expression of Pim-3 and apoptosis in experimental group were significantly higher than that of the control group,he peak showed up 24 h after TBI,and decreased after 7 d. Conclusion Pim-3 may play an important role on the apoptosis after TBI.

[Key words] Traumatic brain injury;Pim-3;Apoptosis

细胞凋亡在颅脑损伤致神经元损伤中占据重要地位，目前关于颅脑损伤后神经细胞凋亡的分子生物学机制仍未完全明确。Pim-3是新近发现的凋亡抑制因子，其在颅脑损伤后表达水平及其与细胞凋亡的关系尚未见报道。本实验建立重型颅脑损伤动物模型，免疫组化SP法检测Pim-3蛋白表达、TUNEL法检测细胞凋亡水平，以探讨Pim-3表达与颅脑损伤后神经细胞细胞凋亡的关系。

1 材料与方法

1.1 实验动物

成年雄性SD大鼠48只，体重200~250 g，由徐州医学院动物实验中心提供，采用随机数字表随机分为实验组与对照组，每组各24只。

1.2 主要试剂

羊抗大鼠Pim-3抗体（Santa Cruz公司），SP免疫组化试剂盒，DAB试剂盒（北京中山生物工程公司），TUNEL试剂盒（美国Promega公司）。

1.3 动物模型制作

采用Feeney法制作大鼠脑外伤模型。大鼠苯巴比妥麻醉后固定于立体定向仪上。头皮正中切口并暴露右顶骨。以冠状缝后2 mm、中线旁开3 mm为中心开5 mm×5 mm骨窗。保持硬膜完整，对骨窗下右顶叶脑组织施以40 g重物自25 cm高

处沿滑杆垂直落下撞击制作重型颅脑损伤模型。对照组只作开骨窗处理。

1.4 Pim-3蛋白表达检测

Pim-3蛋白表达检测采用免疫组化链霉素抗生素-过氧化物酶（SP）法，5 μm连续切片。操作中加入一抗前用微波處理以促使抗原暴露。Pim-3工作浓度为1︰100。每张切片随机选取3个高倍视野（×200倍），图象分析系统（NYD-1000）分别测得3个视野积分光密度（integrated optical density，IOD）值后取平均值。

1.5 TUNEL法测定细胞凋亡

在上述各时点两组处死大鼠，脑组织常规制片后石蜡包埋。按照试剂盒说明操作，细胞核呈棕黄色为凋亡细胞。每张切片随即选取计算3个高倍视野，计算细胞总数和凋亡细胞数目。凋亡指数（AI）＝凋亡细胞数/细胞总数×100%。

1.6 统计学处理

采用SPSS10.0 统计软件处理，实验数据以（）表示，组间比较采用单因素方差分析（ANOVA）的LSD-t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组大鼠不同时间Pim-3表达水平

实验组大鼠颅脑损伤后6 h 即出现Pim-3的表达，72 h表达达到高峰，7 d后呈下降趋势，且各时点的表达水平均较对照组升高。见表1，图1~3。

2.2 两组大鼠不同时间细胞凋亡水平的比较

实验组大鼠颅脑损伤后6 h即出现细胞凋亡的显著上升，并在伤后72 h达到高峰，7 d后呈下降趋势，且各时点的表达水平均较对照组升高。见表2，图4~6。

3 讨论

颅脑外伤导致的神经细胞损伤机制可能包括细胞凋亡、生长相关蛋白生成减少等原因[1]。研究表明，颅脑损伤后神经细胞发生凋亡的机制如下：①Bcl-2/Bax家族的参与：Bcl-2是人体最主要的抗凋亡基因。Bax 属于Bcl-2 基因家族，编码的Bax 蛋白可与Bcl-2 形成异二聚体，对Bcl-2 产生阻抑作用。Bax/Bcl-2 之间的比例关系是决定对细胞凋亡抑制作用强弱的关键因素。研究表明，颅脑损伤后Bcl-2的表达下降而Bax的表达增加是导致细胞凋亡的重要原因，而减少Bax的表达可以起到神经保护的作用[2-4]；②细胞色素C的作用：Satchell 等[5]的研究表明颅脑损伤后细胞色素C大量释放可引起细胞凋亡的增加，并认为细胞色素C 可以作为颅脑损伤后细胞凋亡水平的生物学标志；③Caspase蛋白酶家族：研究表明颅脑损伤后Caspase蛋白酶家族如Caspase-3、Caspase-8的表达增加，并诱导神经细胞凋亡[6-7]。

Pim（proviral integration of MMLV，Pim）蛋白家族因在莫罗尼鼠白血病病毒（moloney murine leukemia virus， MMLV的前病毒整合过程中被发现而得名，后被证实它是一组与钙/钙调蛋白调节激酶（calcium/cal-modulinre-gulated ki-nase，CAMK）相关的蛋白激酶家族。研究证实Pim蛋白家族对可以调节细胞的增殖和和凋亡，并可通过对Pim蛋白的调节而达到治疗某些肿瘤的作用[8]。

Pim蛋白家族有3個亚型，其中Pim-3最初由Feldman等以大鼠细胞系PC12去极化诱导的基因而被首先报道。Liu D 等[9-10]研究证明，Pim-3可通过多种途径如P38信号途径、TNF的调节等而增强细胞抗凋亡作用。

本研究结果显示颅脑损伤后实验组大鼠颅脑损伤后6 h 即出现Pim-3的表达，72 h表达达到高峰，7 d后呈下降趋势，且各时点的表达水平均较对照组升高。实验组大鼠颅脑损伤后6 h即出现细胞凋亡的显著上升并在伤后72 h达到高峰，7 d后呈下降趋势，且各时点的表达水平均较对照组升高。Pim-3的表达与细胞凋亡的表达有一定的时相相关性，笔者分析其原因是随着细胞凋亡的增加，机体动用自我调节机制，上调Pim-3的表达，以增强抗细胞凋亡的功能，从而减少神经细胞凋亡，保护神经组织。

通过实验，笔者认为Pim-3在颅脑损伤细胞凋亡机制中发挥重要的作用，调节Pim-3的表达有可能达到治疗颅脑损伤的目的。

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