PPP2R3A基因与肿瘤的相关性研究进展

陈慧娟 王培晓 张庆

目前癌症是全球第二大死因。由于全球人口增长、老龄化、吸烟、肥胖、感染及环境污染等危险因素，癌症发生率及死亡率呈持续增长趋势[1]。当前许多肿瘤的发病机制尚不十分清楚，随着近些年来基因组测序技术的发展，发现一些常见的基因突变后引起的细胞不同生物学行为的改变可促进肿瘤的发生。

蛋白磷酸酶 2A（protein phosphatase 2A，PP2A）代表了近一半的总细胞的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性，为一种肿瘤抑制基因。而蛋白磷酸酶2A调节亚基B″（protein phosphatase 2 regulatory subunitB″alpha，PPP2R3A）作为PP2A的调节亚基的编码基因，能影响PP2A异源三聚体的形成。虽然PPP2R3A基因的生物学功能还不是很明确，但它因参与重要肿瘤信号通路的调节，受到广泛关注。本文对PPP2R3A的结构、功能以及与肿瘤关系的研究进展作一综述。

1 PPP2R3A的结构、分布与活性调节

PP2A参与多种生物学功能[2]和信号转导通路的调节，如 c-Myc、WNT 和 PI3K/Akt等[3-4]，在多种肿瘤中可观察到PP2A活性的降低[5]。PP2A的多种生物学功能主要取决亚基组合的多样性，主要由催化亚基（catalyticsubunit，C）、结构亚基（structuralsubunit，A）以及调节亚基（regulatorysub-unit，B）组成。其中调节亚基B由一组不同的基因编码，包括 B/PR55、B′/PR61、B″/PR72、Striatin家族，它能影响酶的活性，在底物特异性和亚细胞定位中具有重要作用[6]。越来越多的研究发现PP2A在肺脏、直肠、乳腺、皮肤和子宫等肿瘤中都出现了亚基的突变[7-9]。

PPP2R3A基因属于B″/PR72家族，该基因位于3q22.2-q22.3，组织定位发现PR130在人体各组织中普遍存在，而PR72具有肌肉特异性[10]，在心脏和肌肉中明显高表达。PPP2R3A主要编码2个成员，即PR130和PR72[6]，它们具有各自特异性的N-基末端，即PR130存在665个氨基酸的基序，而PR72仅有44个氨基酸构成的特异性N-末端结构域。但是两者具有相同的486个氨基构成的C-末端，其中共有的C-末端包含两种结构域，即一个保守的疏水基序（HM）和两个参与钙离子结合的EF结构域（EF1、EF2），这些结构域提供了与结构亚基结合的交互界面、PR72的核内定位以及Ca2+依赖性磷酸酶活性的刺激作用[6]。

PPP2R3A的活性受到翻译后修饰的调节，例如PPP2R3A常通过DNA甲基化而失活，而催化亚基C-端的甲基化能够增加核心酶与B亚基的结合。PPP2R3A具有的EF结构域能够与Ca2+结合，进而激活PP2A[10-11]。在钙蛋白酶的作用下，PR72与核心酶的相互作用减弱，并且PR72和PR130逐渐降解成45-48kDa的类似蛋白水解片段，即PR45[12]，目前未发现PR45相关的生物学活性。同时雷帕霉素能够影响PP2A-调节亚基（PR72）复合物的活性，Go der等[13]发现 HDAC 1 和HDAC 2在转录水平上控制PPP2R3A的表达。

2 PPP2R3A基因参与肿瘤的生物学活性

Parthasarathy等[14]研究发现，体外过表达 B″（PR48/PR72/PR130）可以将细胞周期阻滞在G1期，从而抑制细胞周期进程，以往有研究表明细胞分裂周期蛋白6（Cdc6）的去磷酸化和降解能引起细胞周期阻滞，并且PP2A能以一种钙调节的方式靶向Cdc6通过PR70亚基[11]，因此具有同样Ca2+结合域的PPP2R3A可能也通过靶向Cdc6，进而抑制细胞周期进展。Janssens等[10]通过RNA干扰技术敲低HT1080细胞中的PR130，发现敲低后的细胞黏附于Ⅰ型胶原的能力增强，迁移能力降低，可能是因为PR130与脂肪瘤特异性配体（lipomapreferred partner，LPP）形成的复合物不利于焦点黏连的成熟，由此推测PR130具有潜在的促迁移能力，可能起促进肿瘤细胞转移能力的作用。

3 PPP2R3A参与肿瘤信号通路

3.1 PR130与EGF-EGFR信号通路 表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）是一个跨膜糖蛋白，在肿瘤细胞增殖、分化和迁移发挥重要作用，并且在较多的癌症中都呈现过表达状态[15]，有研究表明EGF-EGFR信号通路促进了肝癌的炎症环境的形成，而炎症微环境在肝癌的发生、发展中起着重要作用[16]。

Zwaenepoel等[17]发现PR130对维持EGFR的表达具有一定的相关性，该研究显示在EGF的存在下，PR130能与SH2结构域的Ⅱ型肌醇5，-磷酸酶（SH2 domain-containing inositol polyphosphate 5-phosphatase 2，SHIP2）结合，重新分配到质膜处，同时PR130与EGFR的相互作用发生瞬时增强。敲低细胞内的PR130的表达后，EGFR的降解明显增加，其下游的蛋白激酶 B（PKB）和细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号传导的衰减同样增加。因此，PR130在一定程度上促进了EGFR信号的传导，增加了致癌的可能性。

3.2 PR72与WNT信号通路 WNT信号通路作为肿瘤中最为活跃的信号通路之一。当WNT异常激活时，与细胞膜上的Frizzled蛋白结合，激活细胞质內的Dsh蛋白,使GSK-3β等发生磷酸化，造成了β-catenin积累并向核内转移，激活下游靶基因，使得细胞发生增殖、侵袭和转移[18]。WNT信号通路的级联反应在肝癌的发生中起着关键作用，在多数的肝细胞癌中都出现了WNT信号通路的失调[19]。

有研究表明，使用WNT通路抑制剂Naked cuticle（NKd）后，发现PR72促进了NKd对Wnt信号通路的抑制效果,并且是通过抑制Dsh对GSK-3β的磷酸化发挥作用的，从而造成内源性β-catenin蛋白水平明显减少，因此PR72对Wnt通路表现为抑制作用[20]。而另一成员PR130也能与NKd结合，但它能阻断NKd对Wnt通路的抑制效应，呈现出一种激活效应[21]，因此PPP2R3A基因能够参与WNT通路的激活。

3.3 PR72与AMPK信号通路 AMP依赖的蛋白激酶（adenosine 5′-monophosphate（AMP）-activated protein kinase，AMPK）是参与生物能量代谢的关键分子，参与多种中的发生、发展，同时Cheng等[22]发现在肝癌组织中的AMPK活性高于癌旁肝组织，并且AMPK的活性与细胞增殖水平、分化程度和肿瘤大小呈负相关，故我们认为AMPK的活性对肝癌呈现抑制效应。

AMPK的去磷酸化与各种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的作用有关，其中PP2A能够使AMPK的Thr172发生去磷酸化，从而使其失活。Dai等[23]发现慢性钙释放抑制AMPK的活性也是通过激活PP2A的方式，其中PR72的作用必不可少，因为PR72存在钙离子结合的EF手性域。并且当PPP2R3A的敲低时，整体AMPK磷酸化表达增加。PR72亚基在骨骼肌中呈现相对高水平表达，Ca2+能够与PR72的EF结构域结合进而激活PP2A[12]，同样抑制了AMPK的生物活性。既然PP2A能够通过PR72亚基抑制AMPK活性，那么PPP2R3A基因可能促进了肝癌的发生、发展。

4 展望

肿瘤的发生、发展是多因素的结果，包括基因突变、信号通路的改变、局部肿瘤微环境变化等，而基因突变最为复杂，一些重要基因突变后，会引起信号蛋白发生瀑布式改变，进而引发了细胞的无限增殖、转移等一系列改变。基因靶向治疗是近些年来治疗癌症的热点，因此找出关键的致病基因变得尤为重要。

PPP2R3A编码的调节亚基参与了一些重要的信号通路的激活，如WNT、EGRF信号的表达水平，促进了该信号通路的转导，引起了异常增殖。而PPP2R3A具有的EF手性域与Ca2+结合后能够激活PP2A，进而抑制了肿瘤中AMPK的活性,降低了AMPK对肿瘤的抑制作用。尤其是既往研究还表明PPP2R3A可促进肿瘤细胞的迁移、抑制黏附，可能在癌细胞侵袭转移等方面发挥重要作用。PPP2R3A是否是一个新的促癌基因及其参与肿瘤发生、发展的机制还不明确，值得我们进一步探索研究。