垂体瘤转化基因PTTG与肿瘤血管生成相关研究进展

马艳会(综述)，吴 静(校审)

(1．兰州大学第一医院消化科，兰州730000;2．首都医科大学附属北京世纪坛医院消化科，北京100038)

血管生成是指原始血管网生长、重组形成成熟血管网的过程，包括形成血管、扩增及分支。肿瘤血管生成是指肿瘤细胞诱发的毛细血管新生以及肿瘤中毛细血管网的形成，是恶性肿瘤侵袭性生长、转移的重要环节，主要包括内皮细胞增殖、内皮细胞迁移、基质降解及血管重构等几个步骤，其中最重要的是内皮细胞增殖。而内皮细胞是否增殖以及血管是否生成取决于促血管生成因子与抑制血管生成因子平衡，当刺激因子的作用大于抑制因子，内皮细胞处于增殖状态，新血管生成，反之处于静止状态，无新生血管生成。原癌基因可以促进失衡的发生。

1 PTTG的结构、功能调控与生物学特性

垂体瘤转化基因(pituitary tumor-transforming gene，PTTG)是 1997 年 Pie等［1］首次从大鼠垂体瘤组织中分离鉴定并克隆出的新癌基因。1999年 Zhang等［2］从人体胎儿肝细胞组织cDNA文库中分离出人PTTG(hPTTG)，并证实其至少有三个家族成员:PTTG1、PTTG2、PTTG3。hPTTG1 基因定位于5号染色体长臂5q33，含有5个外显子和4个内含子，hPTTG2、hPTTG3分别定位于染色体的4q12、染色体8q13，且均不含内含子。目前研究最多的是hPTTG1，其cDNA序列由787 bp组成，其转录起始位点是腺苷残基，位于起始密码子ATG上游37 bp处，在5'端还存在一系列调控序列。－706～－407 bp的核苷酸序列中含有增强子元件，－509～624 bp的核苷酸序列被认为是PTTG转录调控的核心区域，－126～+34 bp的核苷酸序列具有PTTG启动子活性［3］。hPTTG蛋白质被分为一个NH2-末端的碱性区和一个C-末端的酸性区，且酸性区含有两个能与SH3相互作用的脯氨酸区域(PXXP区域)［4］。PTTG在多种生理性增生活跃组织及肿瘤中高表达，而在大多数正常成人组织只有低水平表达或不表达。现已证实其参与细胞周期的调控，能够缩短G1期，延长G2/M期，并能够抑制姐妹染色单体的分离导致细胞非整倍体化，参与依赖/非依赖p53基因的细胞凋亡，参与细胞增殖，参与恶性肿瘤侵袭和转移，在骨髓干细胞中发挥着重要的作用［5-9］。同时PTTG参与肿瘤的血管生成。众所周知，肿瘤的生长扩散都依赖于血管生成［10］。血管生成促进因子和抑制因子维持血管生成动态平衡，“血管生成开关”的开启在肿瘤的生长、转移、复发及预后非常重要。研究发现垂体瘤转化基因PTTG可通过调节血管生成促进因子/抑制因子的表达破坏肿瘤组织及其间质内血管生成平衡，启动“血管生成开关”促进肿瘤生长和侵袭。

2 PTTG与肿瘤血管生成

2．1 碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)bFGF是重要的血管生成因子，能够强烈促进有丝分裂，诱导血管内皮细胞从基膜中分离出来，以刺激内皮细胞向肿瘤组织趋化运动并形成管状结构，从而促进毛细血管的形成。

PTTG与bFGF之间的关系研究的相对成熟。McCabe等［11］发现PTTG可以通过bFGF促进血管生成。Heaney等［12］揭示了PTTG可通过正反馈机制促进bFGF的表达，参与肿瘤血管的生成。此外，Zhang等［2］也研究发现，表达 PTTG的3T3细胞能促进bFGF转录和分泌。唐强等［13］用免疫组化SP法检测人脑星形细胞肿瘤中PTTG、bFGF的表达，发现两者表达强度随肿瘤恶性程度增强有增高趋势，呈正相关关系。亦有文献报道垂体瘤患者在成功手术后，血清中bFGF水平明显下降。

2．2 基质金属蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2，MMP-2) 肿瘤细胞必须降解细胞外基质才能进行浸润、转移。MMPs主要作用是降解基质中的蛋白，为肿瘤的生长、局部侵袭、远处转移创造有利条件，并且诱导血管生成，而MMP-2在MMPs中与肿瘤的侵袭、浸润和血管生成关系最为密切。有研究证实，MMP-2外源性抑制物或反义核苷酸均能导致肿瘤蛋白水解能力及新生血管能力的丧失，抑制MMP-2活性则可使肿瘤体积缩小70%。

Malik等［14］发现PTTG能够使MMP-2的表达上调，但若在试管中加入MMP-2的抗体后PTTG致小鼠甲状腺肿瘤细胞的侵袭能力则下降，同样阻断PTTG的表达后MMP-2的侵袭和血管生成的作用也降低。表明了PTTG在肿瘤中侵袭、转移及血管生成中的作用可能是通过MMP-2发挥作用，同时也说明PTTG是MMP-2的重要调节因子。闫丽萍等［15］通过对子宫腺肌病的研究表明PTTG与MMP-2之间呈正相关。李爱军等［16］比较 PTTG、MMP-2在侵袭性垂体腺瘤和非侵袭性垂体腺瘤中的表达，结果显示侵袭性垂体腺瘤中两者的表达均高于非侵袭性垂体腺瘤中的表达水平。

2．3 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)VEGF又称血管通透因子或血管调理素，其能促进有丝分裂、诱导毛细血管芽新生、增加微血管通透性、促进细胞移行和抑制凋亡等多种功能，是目前血管生成的最重要调节因子之一，同时也是抑制肿瘤血管生成的重要靶点。

PTTG可以上调VEGF的表达，从而促进肿瘤血管的生成［17］。Kim 等［18］发现在 FTC1333 细胞中PTTG可以上调VEGF和血管内皮生长因子受体(kinase insert domain-containing receptor，KDR)的表达，并能加强甲状腺癌依赖KDR途径的自分泌途径;PTTG可以通过KDR增强丝裂原蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase，MAPK)信号途径，这种效应可以被KDR的阻滞剂完全阻滞。因此提出PTTG/VEGF/KDR自分泌信号途径。陈鸰等［19］研究发现，PTTG和VEGF在胆管癌中高表达，两者表达呈正相关。目前学术界对于PTTG和VEGF之间是否存在肯定的正相关联仍不确定。Huntur等［20］认为尽管PTTG确实存在诱导血管生成的作用，但未必是通过VEGF通路的上调来实现的，两种基因表达不存在关联性。因此对于两者之间的关系需要进一步的研究证实。

2．4 胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)IGF-1能够刺激物质代谢、促进DNA合成、细胞增殖、诱导原癌基因的表达及促进肿瘤血管生成，其中酪氨酸激酶及其下游的MAPK-Ras-Raf级联反应通路和磷脂酰肌醇3激酶-Akt通路起着极其重要的介导作用。

Clem等［21］克隆出的PTTG cDNA有5个外显子和4个内含子，其转录起点位于翻译起点(ATG)上游第37 bp的腺嘌吟残基，5端序列有3个转录因子特化蛋白1(SP-l)/GC盒、3个转录因子激活蛋白(AP-l)和2个转录因子激活蛋白2(AP-2)结合序列、1个环磷酸腺苷和1个胰岛素反应元件序列，提示PTTG可能受 IGF-1的调节。Chamaon等［22］研究发现，人恶性星形细胞瘤经胰岛素和胰岛素样生长因子处理后PTTG mRNA及其蛋白质水平均增高，同时发现丝裂原蛋白激酶和磷脂酰肌醇3激酶信号通路涉及正常组织、肿瘤组织中 PTTG的调节。研究者［23］用人乳腺癌MCF-7细胞为材料，发现胰岛素和胰岛素样生长因子可使PTTG mRNA转录水平明显提高并且阐明用磷脂酰肌醇3激酶的阻滞剂LY294002可使这种作用完全消失，应用MAPK的阻滞剂PD98059可部分阻断这种作用。孙杰源等［24］也得出相同的结论。Chamaon等［22］推测，不仅IGF-1可以诱导PTTG的表达，而且PTTG可以反馈促进IGF-1的表达，两者之间存在正反馈，PTTG可以通过调节IGF-1的表达进而促进肿瘤血管生成。目前国内尚无IGF-1与PTTG关于血管生成方面的研究报道，但这一观点的提出丰富了PTTG血管生成的网络关系，为以PTTG为靶点的生物治疗提供了更多的理论依据。

2．5 凝血酶敏感素(thrombospondin-1，TSP-1) 新生血管在实体肿瘤的产生、发展、治疗及预后中起重要作用。而新生血管的形成依赖于所在微环境中血管生成促进因子与血管生成抑制因子共同作用的结果。TSP-1是一种多功能细胞外基质糖蛋白，具有强大的抑制肿瘤转移作用，是某些癌症患者发生“肿瘤休眠”的分子基础。现已证实TSP-1是p53下游基因，野生型p53(wt-p53)能促进抑制因子TSP-mRNA的表达，而突变型p53(mt-p53)能下调TSP-mRNA的表达。

研究发现，PTTG可以在转录和翻译水平调控p53基因的表达。Bernal等［25］发现PTTG能编码一种蛋白，其可以阻止p53与DNA特异结合、抑制其转录活性及抑制p53诱导细胞凋亡能力，抑制p53的功能。Kim等［18］报道 PTTG可以使 TSP-1下调，利用RNA干扰PTTG后TSP-1的表达可上调2倍。虽然目前尚无实验研究证实，但结合文献报道，有理由相信PTTG抑制TSP-1的表达可能通过p53发挥作用，从而促进肿瘤血管生成。本课题组正致力于此方面的研究。

总之，PTTG是一种强有力的肿瘤转化基因，可以通过多条途径诱导肿瘤血管生成。国内外学者正致力于PTTG在人类肿瘤血管生成中的分子机制研究，并且随着生化技术的发展，PTTG有可能成为抗癌药物研究中又一新的基因，从而达到遏止其生长和复发的目的。

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