抑癌基因PTEN与胃癌的研究进展

李 阳综述 杜雅菊审校

胃癌作为1种严重威胁人民健康的消化道恶性肿瘤疾病，在我国年发病率占世界总发病率的42%[1]。近几年，伴随着人们对胃癌生物学行为以及发病机制的研究不断深入，我们逐渐认识到胃癌的发生、发展与癌基因的激活和抑癌基因的失活密切相关[2]，其中，抑癌基因PTEN在这一恶性肿瘤的形成与进展中扮演着极为重要的角色。我们就近年来抑癌基因PTEN在胃癌领域中的研究进展进行综述。

1 PTEN的结构与功能的概述

PTEN(phosphatase and tensin homology)/MMAC1(mutated in multiple advanced cancer 1)/TEP1(TGF-β-regulated and epithelial cell-enriched phosphatase)，即“第10号染色体同源丢失性磷酸酶张力蛋白基因”，定位于人染色体10q23.3，含9个外显子和8个内含子，全长200 kb，mRNA全长5.5 kb，分子量47 KD,由1 209个核苷酸所组成的开放阅读框cDNA序列编码着含403个氨基酸的蛋白质。氨基端磷酸酶结构区、脂质结合的C2结构区和由约50个氨基酸组成的羧基端结构区这3个区域共同组成了与抗肿瘤作用相关的PTEN蛋白结构，其中发挥主要抑癌作用的功能区是具有丝氨酸/苏氨酸、酪氨酸双特异性磷酸酶活性的氨基端磷酸酶结构区[3]。PTEN抑癌的作用途径主要包括MAPK 途径、PI3K 途径以及FAK途径3条。

MAPK途径：PTEN能选择性地对MAPK途径上游RSA以及ERK活化进行抑制，并能够对接头蛋白(Shc)的磷酸化进行抑制，还能够对细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)/丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的信号途径给予负调节，通过抑制有丝分裂信号向着细胞核中传导，从而最终对细胞生长产生负调控的作用。

PI3k途径：PTEN所编码蛋白能够特异性地进行去磷酸化PIP3作用(phosphatidylinositol 3,4,5-triphos-phate,磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸)，从而拮抗PIL3/AKT信号转导通路，其通过使PIP3水平降低而最终使细胞停止在G1期，从而诱导肿瘤细胞凋亡。

FAK途径：PTEN通过其脂质磷酸酶活性来调节局灶聚集黏附激酶(focal adhesion kinase,FAK)Shc的磷酸化，通过使FAK去磷酸化而失活，以及抑制Shc磷酸化来调节细胞间、细胞与胞外基质的相互作用，最终影响细胞的迁移、粘连、 侵蚀和血管形成的能力等。

2 PTEN基因与胃癌

2.1 胃癌中PTEN基因的异常表现

PTEN是由人类基因组中极易缺失的基因表达编码的[4]。大量研究表明PTEN基因经常在多种人类恶性肿瘤中发生突变或缺失[5]，然而研究发现胃癌中PTEN的基因突变并不多见，但杂合性丢失(LOH)比较常见。PTEN的杂合性丢失与胃癌的浸润和转移有着十分密切的关系，可以作为判断预后的指标之一。PTEN的杂合性丢失(LOH)在胃癌的前期病变中已经出现，但其基因突变仅出现在进展期胃癌中[6，7]。

Guo等[8]通过PCR-SSCP-DNA测序的技术对53例胃癌中的PTEN基因突变进行检测，仅发现4例胃癌标本存在PTEN基因突变，包括位于外显子5的5’端上游约91 bp的GC点突变、位于外显子5的5’端上游约24 bp的T-G点突变、位于外显子5的5’端上游约7 bp的单独A点突变以及位于外显子7的3’端上游约40 bp的1例突变点(115946 AA-TCC)。采用免疫组化技术分别对胃癌组织及癌旁组织中PTEN的表达进行检测，结果发现胃癌组织中PTEN表达总阳性率为66%，远远低于癌旁组织，从而得出了PTEN的表达异常以及基因突变和胃癌的发生、发展密切相关的结论。

李异玲等[9]通过PCR-SSCP银染色方法检测PTEN杂合性缺失(LOH)和微卫星不稳定性(MSI)，结果显示，在萎缩性胃炎无肠化、萎缩性胃炎伴肠化、不典型增生、早期胃癌、进展期胃癌中PTEN杂合性缺失 (LOH)率和微卫星不稳定性(MSI)率分别为10%、10%、13.3%、20%、30%和13.3%、16.7%、23.3%、36%、40%，从而表明，微卫星不稳定性(MSI)可以作为胃癌发生的早期分子标志；采用PCR-SSCPABI测序方法对PTEN基因突变进行检测，结果显示仅有3例微卫星不稳定性(MSI)阳性的进展期胃癌的PTEN发生基因突变，从而证明PTEN基因突变常发生在微卫星不稳定性(MSI)阳性的进展期胃癌中的结论；应用S-P免疫组化方法进行PTEN蛋白检测，发现在慢性浅表性胃炎、慢性萎缩性胃炎无肠化、慢性萎缩性胃炎伴肠化、中度不典型增生、重度不典型增生、早期胃癌、进展期胃癌中PTEN蛋白的表达分别为96.7%、90.0%、76.7%、73.3%、63.3%、60.0%、43.3%，而正常胃黏膜PTEN蛋白表达为100%，从而表明， PTEN蛋白在胃癌的发病过程中呈现出下调性表达。

2.2 胃癌中PTEN的蛋白表达

PTEN的蛋白表达异常参与了胃癌的发生、发展，其低表达预示着胃癌生长快、恶性度高和易发生转移。范立侨等[10]用免疫组织化学法(SP法)分别对胃癌组织和正常胃黏膜PTEN的蛋白表达进行检测，结果发现正常胃黏膜中的PTEN的蛋白阳性表达100%，而胃癌组织中PTEN的蛋白阳性表达率仅为53.42%。与此同时，其研究还表明胃癌大体分型、胃癌大小、浸润深度、分化程度、TNM分期以及淋巴结转移与PTEN蛋白表达均密切相关。

Hino等[11]通过研究发现PTEN蛋白的表达与胃癌的组织分化程度呈正相关，即PTEN蛋白失表达或弱阳性的胃癌组织分化程度低，恶性程度高；反之，PTEN蛋白表达阳性率高的胃癌组织分化高，恶性程度低。

官卓娅等[12]取20例正常胃黏膜作为对照组，应用免疫组化法对60例胃癌标本中PTEN的蛋白表达进行检测，结果发现：胃癌组织中PTEN蛋白阳性率及表达水平明显低于正常胃黏膜；高分化胃癌PTEN阳性表达率明显高于中低分化胃癌,Ⅰ、Ⅱ期胃癌PTEN阳性表达率明显高于Ⅲ、Ⅳ期的胃癌，无淋巴结转移组PTEN阳性表达率明显高于淋巴结转移组。这充分说明，胃癌的组织学分型、临床病理分期及淋巴结转移等均与胃癌组织中PTEN蛋白表达有着密切的关系。

2.3 胃癌中PTEN的甲基化

DNA基因的失活方式有很多，比如基因突变和缺失，除此之外，抑癌基因PTEN启动子区CpG岛的异常甲基化被认为是其失活的重要机制之一，并在胃癌的发生发展过程中发挥着重要作用。

有多项研究探讨了PTEN基因表达、启动子的甲基化与胃癌及其临床病理特征的关系。Liu等[13]采用甲基化特异性PCR法(MSP)及逆转录聚合酶链反应法(RT-PCR)，分析胃癌组织及其相应癌旁正常组织中PTEN基因启动子区甲基化及mRNA表达情况，结果显示48.2%(27/56)的胃癌组织和3.6%(2/56)的癌旁胃组织PTEN基因启动子区发生甲基化，癌组织PTEN基因启动子区甲基化率显著高于癌旁组织。其中2例发生甲基化的癌旁胃组织均为胃癌组织中有甲基化的病例，同时发生淋巴结转移的PTEN基因启动子甲基化显著高于无淋巴结转移组。RT-PCR结果显示，所有的甲基化胃癌组织中的PTEN mRNA均未发现表达。因此我们可以推断胃癌中的PTEN基因mRNA失表达与启动子区甲基化情况密切相关，这也可能是胃癌的发生、发展及转移的重要因素之一。

Kang等[14]对66例胃癌组织中PTEN基因启动子的CpG区域甲基化状况进行研究，并检测胃癌组织中PTEN蛋白的表达情况，结果表明约39%胃癌组织中的PTEN基因启动子存在异常甲基化情况，启动子的甲基化病例中约27%的PTEN蛋白表达呈阳性。此外，未甲基化病例中有83%的PTEN蛋白表达呈阳性，表明PTEN基因启动子的异常甲基化为导致该蛋白表达缺失的重要因素。

Kang等[15]另一项研究表明胃癌中的PTEN启动子异常甲基化与EB病毒感染可能存在一定的相关性，其中EB病毒阳性患者胃癌中的PTEN基因启动子的异常甲基化率约为76.2%，显著高于EB病毒阴性胃癌患者(其甲基化率为25%)。有淋巴结转移患者的肿瘤组织中PTEN启动子甲基化率显著高于无淋巴结转移的患者，而且PTEN mRNA表达阳性率显著低于无淋巴结转移患者。此外，在低分化的胃癌组织中PTEN启动子甲基化率显著高于中、高分化的胃癌患者，PTEN mRNA的阳性表达率显著低于中、高分化的胃癌组织。而且PTEN的mRNA表达差异和基因甲基化率与患者肿瘤大小、性别及部位并无显著的相关性。我们初步认为PTEN基因启动子CpG岛的异常甲基化和mRNA表达缺失多发生于有低分化肿瘤和淋巴结转移者中；其mRNA的阳性表达者多分化较好，相对不易转移，而且预后较为良好。因此，PTEN基因表达和甲基化可以作为评估胃癌患者淋巴结转移情况以及预后的相关因素之一，使用抑制DNA甲基化药物来达到治疗胃癌以及其它癌症将成为具有前景的治疗选择。

3 胃癌中PTEN与其他相关基因的研究

Feng等[16]通过实验显示p53基因能够对PTEN基因的蛋白表达及mRNA进行上调。实验研究显示在p53蛋白表达阴性的55例胃癌组织中，有21例胃癌组织并未表达PTEN蛋白；7例p53蛋白表达阴性胃癌组织当中，6例表达有PTEN蛋白，只有1例并未表达PTEN蛋白。这一结果表明胃癌组织中的p53蛋白表达缺失会有助于PTEN蛋白的表达，但这一结果还需对样本例数进行扩大，并加以验证。作者同时研究表明62例胃癌组织中有61例PTEN蛋白和p53表达阴性，也就是说同时对PTEN蛋白和p53表达进行检测有助于胃癌诊断。

王显艳等[17]应用免疫组化法对正常胃黏膜组织以及胃癌组织中的eIF4E、PTEN和CyclinD1表达进行检测，结果显示PTEN在胃癌组织中的蛋白表达阳性率显著低于正常的胃黏膜组织，而eIF4E和CyclinD1则相反。同时PTEN与胃癌组织分化程度、浸润深度以及淋巴结转移均相关。由于PTEN、eIF4E和CyclinD1在胃癌的发生、发展中起着不同的作用，联合检测PTEN、eIF4E和CyclinD1，可能有助于判定胃癌恶性程度及其侵袭转移能力，为胃癌的进一步治疗和预后的分析提供依据。

胡大新等[18]用免疫组化法进行微血管密度(MVD)、VEGF、PTEN检测，并对临床随访资料进行统计分析，结果显示，胃癌组织中PTEN的阳性表达率与术后患者的生存时间呈正相关；MVD、VEGF、PTEN的表达与胃癌患者的预后及胃癌的生物学行为关系密切；VEGF及PTEN共同影响胃癌患者的预后。

孙桂彬等[19]的研究发现，PTEN在正常胃黏膜、慢性萎缩性胃炎、胃黏膜不典型增生及胃癌组织中的表达率逐渐降低，与p16的表达缺失情况相似，两者可能在胃癌的形成过程中起到协同作用，提示PTEN、p16可能是胃癌的早期分子事件。

多项研究[20～22]表明PTEN蛋白在胃癌组织中的阳性表达率明显低于正常胃组织，而且PTEN的阳性表达率与临床病理分期、组织分化程度及5年生存期均有关，提示PTEN基因的失活可能参与了胃癌的发生、发展及浸润转移的过程。因此PTEN基因可作为临床评估胃癌恶性程度及预后的指标。

总之，PTEN被称为“后p53时代的突变最多的肿瘤抑制基因”，作为迄今为止发现的第1个具有磷酸酶活性的抑癌基因，其表达的异常与多种肿瘤的发生发展、侵袭转移及预后有关[23]。PTEN具有磷酸酶活性，PTEN通过MAPK 途径、PI3K 途径以及FAK途径等3条途径达到抑制癌症的目的。PTEN以其独特的肿瘤抑制作用途径和在多种人类肿瘤的发病机制中的重要作用而倍受关注。通过进一步研究PTEN基因在恶性肿瘤的发生发展过程中的作用、机制以及与其他相关基因的相互作用，不仅对进一步阐明PTEN的抑癌机制有重大意义，更有助于肿瘤的早期诊断和对肿瘤的靶向治疗。

[1] JEMAL A,Siegel R,Ward E,et al.Cance statistics〔J〕.CA Cancer J Clin,2009,59(4):225.

[2] Elistratoca EP,Laktlonov PP,Shelestluk PI.Immunochemlcal and molecular-genrtic markers In gastric cancer diagnotles〔J〕.Biomwed Khim，2009,55 (1)：15.

[3] MaCall P,Witton CJ,Grimsly S,et al.Is PTEN loss associated with clincaloutcome measures in human prostate cancer?〔J〕.Br J Cancer,2008,99(8):1296.

[4] Bignell GR,Greenman CD,Davies H,et al.Signatures of mutation and selection in the cancer genome〔J〕.Nature,2010,463(7283)：893.

[5] Salmena L,Carracedo A ,Pandolfi PP.Tenets of PTEN tumor suppression〔J〕.Cell,2008,133(3)：403.

[6] Li Y L，TIAN Z,WU D Y,et al.Loss of heterozygosity on 10q23.and mutation of tumor suppressor gene PTEN in gastric cancer and precancerous lesions〔J〕.World J Gastroenterol,2005,11(2):285.

[7] OKI E,KAKEJI Y,BABA H,et al.Impact of loss of heterozugosity of encoding Phosphate and tensin homolog on progosis of gastric cancer〔J〕.J Gastroenterol Hepatol,2006,21(5):814.

[8] Chuan-Yong Guo,Xuan-Fu Xu,Jian-Ye Wu,et al.PCR-SSCP-DNA sequencing method in detecting PTEN gene mutation and its significance in human gastric cancer〔J〕.世界胃肠病学杂志(英文版),2008,14(24):3804.

[9] 李异玲,田 忠,傅宝玉，等.胃癌及癌前病变中PTEN及微卫星不稳定的变化及二者的关系〔J〕.世界华人消化杂志，2008,16(22):2470.

[10] 范立侨,李 勇,孙桂彬，等.胃癌组织中PTEN蛋白表达与临床生物学行为关系的研究〔J〕.中国现代医学杂志,2009,19(21):3256.

[11] Hino R,Uozaki H,Munafami N,et al.A ctivation of DNA methyltransferase 1 by EBV latenmembrane prote in 2A leads top romoter hypemerhylation of PTEN gene in gastric carcinoma〔J〕.Cancer Res,2009,69(7):2766.

[12] 官卓娅,应观寿,韩 子，等.胃癌组织中PTEN的表达及其与生物学行为的关系〔J〕.中国医师杂志,2009,11(6):835.

[13] Song Liu,Jieping Yu,Ping Fu,et al.Relationship between promoter methylation and mRNA expression of PTEN gene and gastric carcinoma〔J〕.中德临床肿瘤学杂志(英文版),2008(10)：580.

[14] Kang YH,Lee HS,Kim WH,et al.Promoter methylation and Silencing of PTEN in gastric carcinomal〔J〕.Lab Invest，2002,82:285.

[15] Kang GH,Lee S,Kim WH,et al.Estein Barr viruspositive gastric carcinoman demonstrates frequent aberrant methylation of multiple genes and constitutes CpG island methylator phenotype-positive gastric carcinoma〔J〕.Am J Pathol，2002，160:787.

[16] Zhaohui Feng,Wenwei Hu，Elisa de Stanchina.The regulation of A-MPK1,TSC2,and PTEN expression by p53:strees，cell and tissue specificity,and the role of these gene products in modulaning the Igf-1-AKT-mTOR pathways〔J〕.Cancer Res,2007,67(7):3043.

[17] 王显艳,王立平,耿敬姝，等.PTEN、eIF4E及CyclinD1在胃癌中的联合表达及临床意义〔J〕.医学研究杂志,2009,38(11):43.

[18] 胡大新，郭 强，鹿英英.抑癌基因PTEN、血管内皮生长因子的表达在胃癌进展和预后中的相互关系〔J〕.中国现代医院杂志，2008,10(2):53.

[19] 孙桂彬，杨景国，李永华，等.PTEN、p16和CyclinD1在胃癌及癌前病变中表达的研究〔J〕.现代中西医结合杂志，2012,21(15)：1614.

[20] 梁旭东,史晓峰,贾宗旗，等.PTEN、NFκB、Ki-67在胃癌中的检测及意义〔J〕.肿瘤防治研究,2010,37(3):326.

[21] 李进章,韩静绮,赵久达，等.胃癌组织中Survivin、PTEN的表达及其临床相关性〔J〕.现代肿瘤医学,2010,18(7):1361.

[22] Huachuan Zheng,Lin Yang,Lei Xu,et al.Altered expression of PTEN gene and LOH of its epigenetic microsatellite in gastric carcinoma〔J〕.Chin J Oncol,2004,26(7)：389.

[23] Blanco-Aparicio C，Renner O，Leal F，et al.PTEN，more than AKT pathway〔J〕.Carcinogenesis,2007,28(7):1379.