ANP和PI3K/Akt信号通路在胃癌中的研究进展

朱亚清，李春辉

（河北省承德市承德医学院附属医院病理科，河北 承德）

0 引言

2018年全球新发胃癌病例为103.4万，死亡病例78.3万，其发病率和死亡率分别位于恶性肿瘤的第5位和第3位[1]。在我国胃癌发病率和死亡率均位居恶性肿瘤的第2位[2]。我国胃癌患者确诊时大多数已是进展期、晚期，错过了最佳手术时机，药物治疗效果不佳，成为了临床上的一大难题。当下进一步明确胃癌发病机制，寻找新的分子标志物和针对胃癌的有效分子靶向治疗药物已经成为了研究的热点[3-5]。

心房钠尿肽( atrial natriuretic peptide，ANP)的作用机制和抗肿瘤作用的潜能逐渐收到关注；细胞恶变、癌细胞增殖、迁移、代谢过程和放化疗效果都与PI3K/Akt信号通路的异常激活有重要联系[6-8]。本文综述胃癌与ANP和PI3K/Akt信号通路结构和生物学功能的关系。

1 ANP

1.1 ANP分子结构及功能

钠尿肽 (natriuretic peptides, NPs) 家族是抗癌肽中的一类，主要包括心房钠尿肽（Atrial natriuretic peptide ANP）、脑 钠 尿 肽 (brain natriuretic peptide, BNP) 、C-型 钠 尿 肽(C-type natriuretic peptide, CNP) 和D-型钠尿肽 (dendroaspis natriuretic peptide, DNP)四 类[9]。最 早 于1981年 由De Bold[10]等人发现的28肽心脏激素ANP。在细胞内有关基因经转录翻译合成含前ANP原(含151个氨基酸)，在转运过程中切断前25个氨基酸形成ANP原(含126个氨基酸)，最后ANP原经corin酶解ANP(含第99-126位氨基酸)[11]。发现除心房肌细胞外胃肠也内分泌ANP，如大鼠胃黏膜贲门区的内分泌细胞(EC)[12]、人体正常胃粘膜组织[13,14]。

ANP有多种生物效应功能。如诱导伸展心脏壁和扩张心脏体积，利钠利尿、调节电解质平衡，舒张血管从而调节血压，抑制细胞增殖等[15]；ANP通过激活蛋白激酶（PKG）调节转录和翻译有关的基因的表达水平，从而参与细胞的生长、增殖、凋亡和免疫等生理功能[16]；体外实验发现,ANP能抑制细胞的黏附及迁移[17]；ANP在胃肠道内通过内分泌作用调节胃肠道分泌腺的分泌、抑制胃肠运动[18]。自Vesely[19]等首次发现心脏激素具有抗癌作用后，相继有研究表明ANP具有对多种实体肿瘤有抑制效应，且机制错综复杂尚未研究透彻：在小鼠体内ANP通过与NPRA结合促进黑素瘤细胞的凋亡[20]；抑制肺癌细胞的侵袭转移[21]，在多发性骨髓瘤细胞(MM1.S)细胞中与ANP受体结合抑制MM细胞增殖[22]；采用ANP治疗可一定程度上防止癌症转移，降低癌症患者手术后的复发率[23]；ANP可以抑制多条通路，如Wnt/β-catenin 信号通路、Ras-MEK1/2-ERK1/2激酶级联反应、VEGF/VEGFR2 信号通路；ANP也可抑制部分蛋白及基因活化，如Akt、c-Jun氨基末端激酶、STAT3、c-fos和c-jun 原癌基因[24,25]等。

1.2 ANP与胃癌

关于ANP在胃癌方面的作用国内研究较少。Zhang[26]等的研究发现：在人胃癌细胞系AGS中，高浓度ANP通过非cGMP依赖的途径下调293B-敏感性钾离子通道(KCNQ1)表达抑制AGS细胞的增殖；低浓度ANP通cGMP依赖的途径上调KCNQ1表达促进增殖。Li[14]等发现在人正常胃组织中ANP阳性表达强度高于胃癌组织，且ANP的表达量随着胃癌分化程度的降低而降低。Hao等[27]人IHC法发现ANP在人胃癌细胞中的表达量低于正常人胃黏膜，ANP表达异常与人胃癌的发生有重要联系。

综上，我们可以发现ANP抑制肿瘤的作用全面而广泛，如抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤浸润和转移，影响细胞信号传导通路，并对胃癌也有一定作用，基于超过生理剂量的ANP对正常细胞无副作用，在抑制胃癌的领域中ANP已然表现出了潜能。

2 PI3K/Akt信号通路

2.1 PI3K/Akt通路概述

PI3K/Akt信号通路是经典的细胞信号传导通路，在正常细胞的多种生物学功能中起调节作用，在异常激活时与肿瘤的发生有关。PI3K位于细胞膜分为IA型和IB型两型，其中IA型与肿瘤发生、发展具有重要联系。Akt位于细胞浆，是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要包括Akt1、Akt2和Akt3个亚型。PI3K由催化亚基P110和调节亚基P85组成，PI3K活化后催化PIP2形成PIP3。PIP3的主要作用是结合3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1)和Akt的PH结构域，并将其从细胞质携带至胞膜上，Akt的308位点的苏氨酸（Thr308）即被 PDK1 激活，而第473位点的丝氨酸（Ser473）则于Akt的羧基端被MTOR复合物2（MTOR complex 2，MTORC2）磷酸化并激活[28]。激活的Akt进一步激活其下游分子，发挥调节细胞增殖、凋亡、存活、生长和运动等生物效应。近年来发现PI3K/Akt信号传导通路的异常激活与多种恶性肿瘤的发生发展及预后密切相关，例如：在肺癌、结肠癌、乳腺癌、卵巢癌等，该信号通路参与了瘤细胞增殖、迁移及代谢过程等[29]。

2.2 PI3K/Akt通路与胃癌

近年来在胃癌的发病机制中的PI3K/Akt信号通路作用的研究发现PI3K/Akt信号通路对胃癌的发生发展、治疗及预后有关[30]，并在探索抗癌药物机制方面取得一定了成果。在人胃癌SGC-7901细胞中转录因子(EYA1)抑制PI3K/Akt信号通路进而抑制细胞的增殖、转移和侵袭[31]。Chen[32]等发现槲皮苷可通过抑制PI3K/Akt信号通路的激活从而诱导SGC7901细胞凋亡。幽门螺杆菌阳性的胃癌患者病灶组织中PI3K/Akt信号通路相关分子PI3K、Akt的表达量显著高于幽门螺杆菌阴性患者[33]。Liu[34]等发现健脾解毒方可通过PTEN/PI3K/Akt信号通路抑制幽门螺杆菌诱导的胃癌血管新生。Xiong J等[35]的研究提示PI3K/Akt信号通路的激活促进胃癌腹膜转移。在胃癌组织中P-Akt在癌组织中的表达量高于周围非肿瘤组织，并与淋巴结转移阶段、肿瘤浸润深度及患者预后有关[36]。

在众多细胞信号传导通路中发现PI3K/Akt信号通路影响肿瘤细胞的增殖、转移甚至预后。近年来PI3K/Akt通路的抑制剂成为了靶向治疗肿瘤的研究热点。LY294002和wortmannin是经典的第一代泛PI3K抑制剂，新一代的PI3K抑制剂较多，如GDC-0032、GDC-0941、XL147、px-866和BKM120等，并且有些已经进入临床试验阶段，代表性药物是BKM120。BKM120通过抑制PI3K/Akt信号通路增加了NFE2L2或keap1突变的肺癌细胞对放疗的敏感性[37]。Palomid529（P529）和哌立福辛是两种研究较多的Akt抑制剂。P529是一种新型、有效的Akt抑制剂，最大优点是体内无毒。据报道，P529联合RT可以增强前列腺癌细胞对辐射的敏感性，诱导癌细胞凋亡和DNA双链断裂，抑制肿瘤细胞的生长[38]。

PI3K/Akt通路关键靶点的多种抑制剂能够抑制胃癌细胞增殖[39]。Ishida 等[40]在裸鼠皮下注射胃癌MKN45细胞构建原位移植瘤模型，分别用GDC-0941和5-FU联合GDC-0941处理模型小鼠，发现GDC-0941可以抑制肿瘤生长和转移，5-FU联合GDC-0941抑制肿瘤生长的效果更明显且未发生转移。Ishida又采用ICH法发现，GDC-0941可以增强提高5-FU的治疗效果。MK2206作为第一个进入胃癌临床研究的Akt抑制剂[41]，胃癌患者对MK2206的慢性给药过程有良好的耐受性。唯一进入晚期胃癌患者Ⅲ期临床试验的依维莫司是因为其对胃癌细胞中MTOR有抑制作用，依维莫司治疗胃癌有效且胃癌患者对此药耐受性好[42]。

综上，在胃癌的发生发展中PI3K/Akt信号传导通路扮演着重要角色，该通路抑制剂的研究为胃癌的治疗带来了希望。多种单一及双重靶抑制PI3K/Akt通路的抑制剂已被研发，但能进入临床实验的抑制剂却很有限。联合靶向治疗比单一靶点抑制剂疗效明显，因此探索克服抑制剂毒副作用的方法，研发患者可耐受且有效的PI3K/Akt信号通路的抑制剂具有重要意义。

3 小结与展望

我们发现在胃癌中ANP和PI3K/Akt信号通路均异常表达，多是单独因素影响胃癌的发生发展的研究，二者相关性研究较少。在结肠癌、胰腺癌和肾癌细胞中ANP可以作为Akt信号的抑制剂[60]的研究启示我们在胃癌发病机制中ANP与PI3K/Akt信号通路可能有关，需要进一步探索。为研究胃癌的发病机制、诊断及治疗提供新的思路和方法。