乳腺癌相关信号转导通路的研究进展

王春梅 王学菊 肖立娇

(天津市北辰医院检验科 天津 300400)

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤。生长因子、细胞因子以及激素等生物活性物质参与了乳腺细胞癌变以及转移的过程，这些活性物质介导的信号转导途径发生异常，可引起某些基因的过度扩增，导致正常细胞接受了异常的增殖、分化和生长信号，最终促使细胞发生癌变。因此，在细胞中存在多条与乳腺癌发生发展相关的信号转导通路，有归属于MAPK介导的信号通路，Notch信号转导通路、Wnt信号转导通路，ER信号转导通路等都与乳腺癌有密切关系。

1 MAPK信号转导通路

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen－activated protein kina－ses，MAPKs)是细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。它受到刺激后磷酸化而活化，MAPK位于胞浆，一旦活化即进入核内，激活靶基因。它包括3个主要途径，分别为 ERK1/2途径、JNK/SAPK 途径和 P38途径[1]。

1.1 ERK信号通路与乳腺癌 ERK1/2在一系列反应如生长因子和有丝分裂等刺激中被激活，同时其持续活化最终促进细胞增殖和恶性转化。p－ERK1/2的下调则可促进细胞生长和生长刺激基因转录的抑制。近来发现，ERK1/2 MAPK在乳腺癌中被明显激活[2]。李晶等采用噻唑蓝MTT比色法检测genistein对MDA－MB－231增殖的抑制作用;采用流式细胞仪检测细胞凋亡情况;应用western blot分别检测ERK5总蛋白和凋亡相关蛋白Bax、Caspase3的表达。genistein可以影响ERK5MAPK信号转导通路，使凋亡相关蛋白表达增加，抑制MDA－MB231细胞增殖。万芳等[3]Western检测乳腺癌细胞系MCF－7和MDA－MB－435S中磷酸化ERK/MAPK(P－ERK)蛋白表达，以及表皮生长因(EGF)、胰岛素样生长因子(IGF－1)和ERK/MAPK通路抑制剂PD98059对两种细胞ERK/MAPK信号转导通路磷酸化的调节。ERK/MAPK信号转导通路的异常激活与乳腺癌的浸润性生长有关，而EGF可能是异常激活ERK/MAPK信号转导通路，是刺激ER(－)的乳腺癌细胞浸润性生长的重要因素之一。

1.2 JNK/SAPK信号通路与乳腺癌 姚淑琼等[4]DADS处理MCF－7细胞，不同浓度的DADS作用于MCF－7细胞24 h后，Western blot法检测发现caspase－3出现断裂片断，并随着浓度增加断裂更明显。DADS能诱导MCF－7细胞凋亡，JNK信号通路抑制可能是DADS诱导其调亡的分子机制之一。殷咏梅等[5]以20 ng/ml TNF－α处理MCF－7细胞，用Western blotting检测MAPK信号通路中蛋白磷酸化水平的变化以及AP－1家族的蛋白表达及磷酸化水平的变化;以免疫共沉淀法检测激活后的AP－1存在形式;以RT－PCR以及Western blotting检测VEGF－mRNA和蛋白表达水平;以MAPK抑制剂预处理后，检测VEGF蛋白表达水平;运用ChIP的方法验证pIc－Jun结合在VEGF启动子区。TNF－α通过激活JNK信号转导通路活化AP－1;p－c－jun通过与VEGF启动子AP－1结合参与对VEGF转录的调控。

1.3 p38MAPK通路与乳腺癌 p38MAPK信号通路可能是乳腺癌侵袭和转移的重要途径，与乳腺癌临床分期、淋巴结转移有关，且是凋亡诱导剂诱导细胞凋亡的通路之一，与乳腺癌细胞耐药密切相关。韩艳春等[6]应用(SP)法检测 p － p38、p － Akt、P.Eric和uPA在60例乳腺癌组织中的表达。Western blot检测人乳腺癌细胞MDA－MB－231及MCF－7中P－p38及uPA蛋白表达，及用p38MAPK特异性抑制剂SB203580阻断p38MAPK信号通路后uPA蛋白表达水平的变化。p38MAPK信号通路可能通过上调uPA的表达促进乳腺癌的恶性进展，p38MAPK信号通路可能是乳腺癌侵袭和转移的重要途径，p－p38和uPA的表达可辅助用于乳腺癌的预后评估。李凤等[7]研究也证实，p38、pp38表达与乳腺癌临床分期、淋巴结转移有关，p38MAPK信号传导途径可能在乳腺癌的侵袭与转移中起重要作用。陶祥等[8]用MTT法检测manumycin对sK－BR－3细胞的抑癌作用。免疫印迹法检测p38MAPK蛋白表达。用caspase－3试剂盒检测细胞凋亡的水平，评估p38MAPK抑制剂SB203580对凋亡的影响。manumycin可诱导sK－BR－3细胞凋亡而产生抑癌作用，p38MAPK是manumycin诱导细胞凋亡的通路之一。曾少波等[9]以p38MAPK特异性抑制剂SB203580处理乳腺癌耐药细胞MCF－7/ADM，采用流式细胞技术分析对细胞凋亡的影响;MTT检测MCF－7/ADM细胞对阿霉素的半数药物抑制浓度(IC50。);Western blot检测 SB203580处理 MCF－7/ADM 和MCF－7两株细胞后p38MAPK蛋白表达水平;RT－PCR检测细胞内MDR－1 mRNA水平。p38MAPK信号转导途径与乳腺癌耐药密切相关，其可能机制为p38MAPK保护人乳腺癌耐药细胞(MCF－7/ADM)逃避凋亡，阻断该通路可增强乳腺癌耐药细胞发生凋亡。

2 Notch信号转导通路

Notch信号通路由受体、配体、CSL－DNA结合蛋白3个部分构成。哺乳动物共有4个Notch受体，信号通路在调控正常乳腺生长、发育过程中起到重要作用，异常表达的Notch基因可以阻止乳腺干细胞的分化，突变的Notch基因可以使乳腺上皮细胞处于分裂增殖状态，从而引起肿瘤的发生。Dong等研究表明，Notch1和JAG1在人乳腺癌中过度表达，提示Notch通路的异常激活导致乳腺肿瘤的形成。LI等[10]应用RT－PCR检测60例乳腺癌组织和25例癌旁组织中Notch1和JAG1的表达，发现人类乳腺癌中Notch1和JAG1的异常高表达，提示Notch1的异常表达与活化可能与人类乳腺癌的形成有关，在人类乳腺癌不同发展阶段的作用可能不同，这与国外的研究结果基本一致。Parr等[11]研究表明，在乳腺癌组织中存在异常的 Notch1和Notch2的表达，高水平的Notch1表达可能与不良的预后相关，而Notch2的高表达预示有更高的生存机会。Notch1在分化较好的肿瘤中低表达，在分化较差的肿瘤中表达增高，而Notch2在分化较好的肿瘤中高表达，在分化较差的乳腺肿瘤中表达降低。推测，Notch1可能具有肿瘤促进作用，而Notch2在人类乳腺癌中可能起肿瘤抑制作用。Yamaguchi等[12]通过RNAi技术下调Notch1和Notch3基因在ErbB2表达阴性或阳性的乳腺癌细胞系中的表达时发现，Notch1对ErbB2表达阴性或阳性的乳腺癌细胞的增殖无抑制作用，而Notch3对ErbB2表达阴性的乳腺癌细胞起到抑制增殖并促进凋亡，因此Notch3通路可以作为ErbB2阴性乳腺癌的治疗靶点。

3 Wnt信号转导通路

Wnt信号转导通路的异常激活，可引起生长发育缺陷，并参与肿瘤的发生，导致通路异常激活的关键环节是β－连环蛋白和APC－轴蛋白－GSK－313多蛋白复合体。经典Wnt信号转导通路被激活，将使靶基因过度表达，从而影响细胞的增殖、分化，促进肿瘤的发生。研究发现抑制乳腺腺泡祖细胞β－catenin的表达可阻断乳腺增殖，提示β－catenin是乳腺的一个干细胞存活因子。在乳腺干细胞中转入Wnt－1基因后，小鼠乳腺“边缘群”(side population，SP)细胞(SP细胞富含干细胞抗原1，是有干细胞特性的一群细胞)的比例上升9倍，体外加入Wnt－3a后培养体系中SP细胞甚至升至70%[13]。在Wnt转基因乳腺癌小鼠的乳腺癌组织中，可见乳腺干细胞或祖细胞表面标志的表达增加，这说明Wnt通路过表达可使干细胞自我更新能力异常。Woodward等[14]也发现人乳腺癌MCF－7细胞经照射后，存活细胞β－catenin表达上调，SP细胞比例增多，而存活细胞的克隆形成能力不受影响。Chen等[15]在小鼠乳腺癌细胞系中的研究表明，在2 Gy射线照射后，Sca1(+)细胞中β－catenin的表达增高;阻断β－catenin的表达，Sca1(+)细胞的自我更新能力降低。正常乳腺组织中β－catenin均为强阳性表达于细胞膜，在细胞浆和细胞核中几乎不着色，而在乳腺癌组织中主要呈异常表达(70%)，多数表现为在胞浆或胞核内聚集表达。这提示乳腺癌组织中存在着异常Wnt通路，胞浆内聚积的游离βcatenin可能通过激活基因cyclinD1的过度表达，引起细胞增殖和分化失控，从而促使乳腺组织的癌变。Teulière等[16]研究发现，在基底乳腺上皮细胞中，β－catenin信号的激活影响乳腺发育的全过程并诱导基底型细胞的扩增。基底型细胞被怀疑是乳腺祖细胞的一个亚群，而乳腺祖细胞则会提高肿瘤发生的危险。同时，β－catenin在乳腺腔分泌细胞的持续激活会导致乳腺癌的发生。Ford等[17]研究者通过对具有ERα和Wnt－5a表达阴性的乳腺癌细胞系和两者均阳性表达的乳腺癌细胞系模型进行基因重组和基因调控，结果发现Wnt－5a衍生物在ERα表达阴性的模型中可增加ERα基因的表达，并首次证实Wnt－5a信号可激活ERα表达阴性的乳腺癌患者ERα的表达，这表明将Wnt－5a衍生物与他莫昔芬联合治疗ERα表达阴性的乳腺癌患者成为可能。

4 ER信号通路

在乳腺癌发展过程中，雌激素发挥着中心作用，在临床样本中关键是要阐明雌激素受体信号途径，可能有助于乳腺癌的治疗[18]。随着近年对 ER 的深入研究，Hayashi等[19]研究发现 ER不但能够通过其介导的信号转导途径调节某些基因的表达，还与其他众多的信号转导通路(如生长因子和细胞因子介导的信号转导途径)有广泛联系，形成一个信号转导调节网络。有学者提出了ER信号转导模式:ER在细胞核中与受体蛋白结合，受体被激活，激活的ER－α和ER－β形成同源或异源二聚体，一些共同调节因子与二聚体形成复合物，复合物与ER反应元件结合启动转录，以此来调节靶基因的功能，导致细胞增殖、分化的异常，最终导致肿瘤的发生。还有学者发现，在乳腺癌癌前病灶中ER－α突变率增加，突变体影响到锌指区与配体结合域的交接，导致对雌激素高度敏感，且在低水平激素的作用下即与TNF－2辅活化物高度结合，从而导致肿瘤的发生。在人乳腺癌细胞中，雌激素可通过刺激乳腺癌细胞中IGF－IR，进而活化P13/Akt通路，导致乳腺癌细胞有丝分裂增强;雌激素依赖的ERK的活化是通过ER－α与Shc和Scr与Ras作用，导致细胞增殖;G蛋白偶联受体30结合雌激素而激发雌激素的快速应答，导致细胞内钙离子通道开放的P13K通路的活化，这一作用依赖于表皮生长因子受体的参与[20]。

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