PI3K/AKT信号通路与卵巢癌

刘晓文＊，胡明英＊＊

（潍坊医学附属医院妇产科，山东 潍坊 261031）

PI3K/AKT信号通路与卵巢癌

刘晓文＊，胡明英＊＊

（潍坊医学附属医院妇产科，山东 潍坊 261031）

卵巢癌；恶性肿瘤信号传导通路

*潍坊医学院在读研究生，本课题为山东省教育厅科技计划项目，项目编号J08LH66

**通讯作者:胡明英 邮箱humying001@sina.com

卵巢癌是发生于卵巢组织的恶性肿瘤，在女性生殖道肿瘤占第三位，仅次于宫颈癌和宫体癌。由于卵巢肿瘤深藏于盆腔，患者初期很少有症状，以致确诊时60%～70%的已属晚期。对卵巢癌的治疗，目前主要采用以手术为主，辅以放疗和化疗的综合治疗，但疗效不佳，5年生存率仍较低，其死亡率居女性生殖系统恶性肿瘤的首位。卵巢癌的发生是一个多步骤、多因素的进行性发展过程，其中癌基因的激活、过度表达或扩增以及抑癌基因的缺失或突变失活，可能与卵巢癌的发病机制有关。因此，封闭或下调肿瘤细胞中癌基因的表达或引入抑癌基因及促凋亡基因，成为控制肿瘤发展，进行基因治疗的基本思路。几乎所有肿瘤的发病机制均涉及了原癌基因的过度表达和抑癌基因的突变等多环节、多通路的异常，因而，进一步在恶性肿瘤信号转导通路水平上进行研究是卵巢癌的新的研究方向。目前有研究表明[1]，磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）信号通路与人类多种肿瘤的发生发展密切相关，并且在卵巢癌的发病中起一定作用，这就为卵巢癌的基因治疗提供了新的切入点，从而有望提高卵巢癌患者的生存率。

1 PI3K/AKT信号通路

PI3K/AKT信号通路调节肿瘤细胞的增殖、分化、存活和迁移，其与肿瘤发生、发展的相关性，近年来备受关注，目前以该通路为靶点的肿瘤治疗策略正在发展中。

PI3K是一类酶家族，是细胞膜上磷酸肌醇环的第三位的肌醇磷酸化形成的。根据其相应的排序和底物的不同可将其分为三型：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。在PI3K/AKT通路中发挥重要调节功能的是Ⅰ型PI3K，这族PI3K是由催化亚单位（p110）和调节亚单位（p85）组成二聚体蛋白。催化亚单位在哺乳动物细胞中包括p110α、p110β和p110δ三个亚型，由各自同名基因编码，负责下游作用底物磷酸磷脂酰肌醇肌醇环上的羟基进行磷酸化，这是许多细胞外生长因子刺激的关键活化步骤；调节亚单位有七种亚型，由p85α、p85β和p85γ三种基因的蛋白产物经不同剪接后产生；调节亚单位的SH2（Src homology）结构域与受体酪氨酸激酶磷酸化酪氨酸残基的结合是PI3K活化的始动步骤。

PI3K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RAS和p110直接结合导致PI3K的活化。PI3K激活的结果是在质膜上产生第二信使PIP3，PIP3与信号蛋白AKT（AKITA）和PDK1结合，促使PDK1磷酸化AKT蛋白的ser308导致AKT的活化，活化的AKT通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad，NF-KB，GSK-3等进而调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等。

AKT又称PKB是丝/苏氨酸激酶，在细胞存活和凋亡中起重要作用，胰岛素等生长因子和存活因子都可以激活AKT信号途径。最近发现AKT能被一种C末端调节蛋白（CTMP）所失活，CTMP能结合AKT并通过抑制AKT的磷酸化而阻断下游信号的传递，CTMP的过度表达能够逆转V-AKT转化细胞的表型，热休克蛋白90（HSP90）亦能结合AKT，阻止AKT被PPIA磷酸酶去磷酸化而失活，因此抑制热休克蛋白90（HSP90）将导致AKT活性的降低[2]，HSP90的抑制剂17-AGG在抑制AKT活性和AKT在肿瘤的表达中有积极的作用。

2 PI3K/AKT信号通路与肿瘤

近年来的研究发现，PI3K/AKT信号通路与人类肿瘤的发生密切相关，该通路调节肿瘤细胞的增殖和存活，其组成性活化与肿瘤发生及肿瘤侵袭转移的相关性，提示有效抑制该通路的高活性，将有可能提高恶性肿瘤临床治疗的效果。在正常的组织中PI3K/AKT信号转导途径处于活化状态，但是该通路如果被过度激活，则可通过下调肿瘤抑制蛋白P53，刺激蛋白质合成，抑制细胞凋亡等导致肿瘤的无限增殖，成为肿瘤预后不良的标志[3]。

PI3K在肿瘤发生中的作用表现在细胞周期过程，细胞间的粘附，迁移，细胞增殖，血管生成等方面。在人类肿瘤中，已发现PI3K级联信号途径的各成员具有基因结构、蛋白质表达和激酶活性等的异常改变。在各种生长因子和激素的作用下，其两个活性亚单位p110和p85可以与相应的结合蛋白偶联，使PI3K活化，转导细胞增殖、分化、转化和抗凋亡等与肿瘤密切相关的信号。有研究发现，p110催化亚基是PI3K的重要组成，p85调节亚基可以抑制p110的活性，从而在一定程度上有效地抑制PI3K的活性，剪切p85的571残基（p85的基因突变）可以增加PI3K的活性[4]，促进肿瘤的发生发展。有人用靶细胞标记的小鼠做实验来研究对p110的选择性抑制作用，实验结果证明[5]，SH2结构域介导的由p85/p110组成的酪氨酸磷酸化的膜的近端蛋白有两重功效：它将p110定位在它的近端底物上，并且能够减轻p85介导的p110的抑制作用，从而增加p110的酶活性，这也是肿瘤侵袭发展的重要过程。

AKT作为PI3K信号转导通路下游的信息分子，AKT参与调控如抑制细胞凋亡，促进细胞周期进程和细胞增殖等，AKT有促进癌细胞侵袭，转移的作用。AKT作用的分子机制并揭示其与肿瘤的关系将为抗肿瘤药物的开发研究提供新靶点。研究显示，AKT表达阳性与乳腺癌肿瘤大小和组织学分级密切相关[6]，AKT阳性的前列腺癌患者预后较差，PI3K/AKT信号转导通路的激活促进了前列腺癌细胞的侵袭扩散[7]，且AKT阳性与消化道恶性肿瘤的化疗耐药密切相关。

3 PI3K/AKT信号通路与卵巢癌

已知PI3K/AKT信号通路与结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等的发生发展密切相关，与卵巢癌的发生发展也有一定的联系。有研究报道[8]，在卵巢癌编码PI3K催化亚基的基因pIK3CA常被激活，PIK3CA编码的PI3K的催化亚单位p110α定位于染色体3q26上，PIK3CA的激活可以提高P110α亚单位的蛋白表达功能和PI3K的活性。在约80%的早期卵巢癌细胞和一些上皮性卵巢癌中表达增高。近年国内研究中发现[9]，在正常和卵巢癌组织PI3Kp 85α及AKT2中的表达有统计学差异，且随癌症的进展其阳性表达率和表达强度逐步增高，提示IA型PI3K/Akt信号途径级联反应的放大与卵巢癌的发生密切相关。

PI3Kp 85α是一种独立的信号分子，在细胞胞质分裂中发挥重要作用，同时PI3Kp 85α蛋白作为激活该通路的必要环节，提供了治疗卵巢癌的新思路。今后的研究可以PI3Kp 85α为靶点，运用有转录后抑制作用的siRNA抑制PI3Kp 85α蛋白的表达，即通过抑制PI3K/Akt通路的信号传导来观察治疗卵巢癌的效果。由于IA型PI3K/Akt信号通路受多种因素的影响，到目前为止，PI3K/AKT信号通路对卵巢癌的作用机制尚不十分清楚，有关此方面的报道也相对较少，这就要求更多的研究者对其进行研究，为卵巢癌的基因治疗提供更为科学的依据。

4 卵巢癌的基因治疗前景

卵巢癌的发生是与细胞增殖分化相关的癌基因、抑癌基因多阶段相互作用的结果，如：erbB，c-myc，K-ras等癌基因的突变与扩增和（或）抑癌基因RB，p53，p16等的功能丧失均可导致肿瘤的发生。通过基因治疗即把正常基因或重组治疗基因经分子生物学技术手段转入异常的DNA系统中，以抑制致病基因表达或修复缺陷基因表达，起到治疗作用。近年的研究发现[10]，一些小的双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）可以高效、特异地促使体内特定基因mRNA降解，诱使细胞出现特定基因缺失的表型，这种技术即RNA干扰（RNA interference，RNAi）。RNAi在哺乳动物中是利用同源双链小干扰RNA诱导特异性基因表达抑制，其主要发生于转录后基因水平，所以又称为转录后基因沉默（post transcription gene silencing PTGS）。双链RNA首先被切割为siRNA，siRNA与一些蛋白形成RNA引导的沉默复合物，介导基因表达沉默。由于RNAi的特异性，高效性、方便性，已成为研究基因功能和肿瘤基因治疗的新方法。有人利用RNAi技术抑制肝细胞刺激因子-1在卵巢癌透明细胞瘤中的表达，使其mRNA水平分别降低45%，并诱导其细胞凋亡增加。有实验将脂肪酸合酶（fattyacid synthase，FAS）的siRNA转染到培养的卵巢癌SKOV3细胞中，导致FAS基因的表达沉默，与对照组相比，HER2的表达下降60%并诱导细胞凋亡。以上研究结果表明，利用RNAi技术对于治疗和预防卵巢癌具有一定的作用并显示出巨大的发展潜力。

RNAi用于肿瘤基因治疗还处于摸索和积累阶段，利用RNAi技术阻断PI3K/AKT信号通路，并在细胞水平对信号通路的诸成员的表达进行敲低，从而抑制PI3K/AKT信号通路的活性，使细胞的增殖与凋亡处于平衡状态。选择2～3个重要基因对卵巢癌进行联合治疗，这将是RNAi技术治疗卵巢癌的新方向。

基因治疗为卵巢癌的治疗展现了一个极有希望的前景，无论是在动物试验或前临床试验中，卵巢癌基因治疗的方法、思路正在不断创新与完善。利用RNAi技术阻断PI3K/AKT信号通路也将是卵巢癌治疗的一个新的思路；但基因治疗本身还存在着许多问题，如：载体转导的效率低、稳定性不佳及不能有效定位于靶组织或靶器官等。另外，多数肿瘤的形成都不是单一的基因突变，那么以单一突变基因为靶向的治疗很难控制整个肿瘤，所以需要加强多基因为靶向的实验研究。载体的改良、目的基因的靶向性研究还有待改进，相信随着分子生物学理论和技术的发展，PI3K/AKT信号通路在卵巢癌中的发病机制将被揭开，人类将开辟卵巢癌基因治疗的新纪元，卵巢癌的基因治疗以及RNAi技术用于肿瘤基因治疗必将能够成为一种常规的、有效的治疗手段。

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1008-4118（2011）03-0084-03

10.3969/j.issn.1008-4118.2011.03.47