AKT／PKB在腫瘤發生、發展過程的作用及其機制＊

PI3K－AKT／PKB細胞信號傳導通路參與調節腫瘤細胞的增殖、存活、遷移、黏附、腫瘤血管生成等過程，與腫瘤的發生發展密切相關。AKT又稱蛋白激酶B（PKB），是一種絲氨酸／蘇氨酸激酶，是體內重要的凋亡抑制蛋白，在生長因子刺激細胞生長過程中可見到AKT／PKB的活化和高表達。作為PI3KAKT／PKB信號通路下游的信息分子，AKT可以誘導各種編碼抗凋亡蛋白基因的表達，或通過信號偶聯而不依賴轉錄方式直接抑制凋亡發生［1］，同時它還參與了細胞的增殖、分化，在多種常見腫瘤如10%～20%的胰腺癌、40% 的肝癌和50%的結腸癌中有高表達［2］。本文就AKT／PKB在腫瘤發生、發展過程的作用及其機制綜述如下。

1 AKT的分類與結構 到目前為止，在人類染色體中共發現了3種 AKT的主要形式：AKT1／PKBα、AKT2／PKBβ和AKT3／PKBγ，分別定位于人染色體14q32．32，19q13．1－19q13．2，1q44上，彼此之間的氨基酸一致性達到了80%以上［3］。AKT蛋白大小約為60kb，N端到C端依次為PH結構域、激酶／催化結構域和調節結構域。PH結構域可介導AKT與PIP3的結合，其完整性是AKT激活的必需條件；激酶／催化結構域中的308位蘇氨酸的磷酸化為AKT／活化所必需，AKT該結構域和蛋白激酶A（PKA）和蛋白激酶C（PKC）有約70%的同源性；調節結構域含有AKT活化所必需的第二個磷酸化位點（Ser473），該位點的磷酸化使AKT的活性達到最大。

2 AKT的磷酸化激活 AKT的激活主要依賴于PI3K。當生長因子或細胞因子與受體結合以后，受體自身的酪氨酸激酶被激活，并促使受體位于胞內的酪氨酸殘基發生自身磷酸化從而使PI3K構象發生變化，促使由P85／P110復合物所抑制的P110催化活性得以釋放。PI3K的催化亞基使PIP2磷酸化形成PIP3。PIP3可與AKT的PH區域結合從而使AKT的上游激酶如PDK－1磷酸化激活AKT；PIP3也可以直接活化AKT［4－5］。激活后的 AKT啟動“瀑布式”調控過程，通過多個通路對細胞的生長、增殖、分化及代謝進行調控。

3 AKT在腫瘤發生、發展過程的主要作用機制

3．1 參與抑制細胞凋亡 主要通過上調抗凋亡蛋白或抑制分叉頭型轉錄因子（AFX、FKHR、FKHR1）、caspase－9、Bad等幾種底物而發揮作用。①AKT可直接或間接上調抗凋亡蛋白 Bcl－2、Bcl－13、Bcl－16、Bcl－XL等表達，從而抑制 Bax起到抗凋亡作用［6］。②分叉頭型轉錄因子家族成員AFX、FKHR、FKHR1，均含有AKT磷酸化序列，能被AKT直接磷酸化。研究證實，不同的生長因子刺激后，AKT可以磷酸化AFX、FKHR、FKHR1，使其被14－3－3蛋白隔離在胞質區，從而阻止其結合到特異順式作用元件進而阻止FasL、LIGFBP1和Bim等凋亡相關基因的轉錄［7］。③caspase是細胞凋亡的啟動者和效應器，AKT通過使caspase－9的Ser136位點磷酸化使其失去蛋白水解酶的活性，進而抑制凋亡。④AKT可通過磷酸化凋亡調節通路中的重要調節因子來調節凋亡，常見有Bcl家族蛋白中Bad。AKT可使Bad的Ser136位點磷酸化，磷酸化的Bad與14－3－3蛋白結合進而使線粒體膜上的 Bad－Bcl－2／Bcl－XL 復合物釋放，恢復Bcl－2和Bcl－XL的抗凋亡活性。⑤NF－κB（核轉錄因子κB）協同一系列生長因子和細胞因子調節細胞增生、凋亡和生存，在腫瘤發生過程中，主要發揮抗凋亡作用。NF－κB抑制劑IKβ與NF－κB形成復合物使其定位于胞質中從而阻止其發揮作用。AKT磷酸化IKK后進一步磷酸化IKβ，使NF－κB從復合物脫離，移位到核內，促進靶基因的轉錄［8］。⑥AKT通過磷酸化Mdm2的Ser166和Ser186位點，促進它從胞質向核內移位，使p53降解，從而阻斷p53介導的DNA損傷引起的細胞凋亡［9］。⑦AKT上調生存素的基因轉錄和抑制P38MAPK（P38細胞分裂素活化蛋白激酶）活性，進而抑制caspase－3、caspase－7 的 活 性，阻 斷 細 胞 的 凋 亡 過 程［10－11］。 ⑧AKT通過磷酸化JNK／p38通路上游的3個激酶，抑制JNK／p38通路促進凋亡的作用［10］。

3．2 促進細胞存活和分化增殖 ①AKT可磷酸化GSK3β（磷酸化糖原合成酶激酶3β）使其失活，進而減低細胞周期素D1的水解，增強其介導的細胞周期循環。②抑制p21Cip1（細胞周期抑制蛋白），促進增殖細胞核抗原的釋放。正常情況下，p21Cip1在細胞核內抑制周期素依賴性蛋白，當p21Cip1被AKT磷酸化后可移位到胞質，喪失抑制作用，從而促進細胞周期進展。③抑制AFX、FKHR、FKHRL，促進p27Kip1的降解。④調控mTOR（雷帕霉素靶蛋白）磷酸化，一方面通過激活p70S6K進而提高5’多聚嘧啶mRNA的翻譯并抑制翻譯抑制物mRNA的翻譯，另一方面促使eIf－4E（轉錄起始因子4E）與結合蛋白4E－BPI分離，從而增強mRNA轉錄和蛋白合成［11］。⑤通過ERK通路間接調控p70S6k激酶的細胞增殖作用。

3．3 促進血管形成 ①AKT通過調控mTOR，刺激VEGF（血管內皮生長因子）和 MMP－1（基質金屬蛋白酶－1）的表達，誘導血管生成［11］。②HIF－1（缺氧誘導因子）由α和β亞單位構成，AKT信號途徑能調節HIF－1α亞單位的水平，啟動控制細胞存活和新血管形成的基因表達，并促進VEGF的表達，進而誘導血管生成［12］。③AKT可激活eNOS（內皮型一氧化氮合酶），使NO合成增加，NO通過抑制Fas的表達和caspase－3的活性促進內皮細胞存活；eNOS還可促進VEGF誘導的內皮細胞遷移［13］。

3．4 參與腫瘤遷移 ①AKT增加 NF－κB轉錄，使MMP－9（基質金屬蛋白酶－9）增加，可增加腫瘤的運動能力。②PI3K／AKT途徑還可上調 MMP－2（基質金屬蛋白酶－2）的 mRNA和蛋白質表達，后者降解細胞外基質，促進腫瘤細胞的侵襲和轉移［14］。③激活 AKT能夠促進上皮細胞－間充質細胞轉換，使上皮細胞獲得纖維母細胞樣能力，降低細胞間粘附力，增加細胞活動性，進而增加腫瘤細胞遷移能力［15］。

4 結 語 綜上所述，大量研究證明了PI3K－AKT／PKB細胞信號傳導通路在腫瘤的發生發展過程中起重要作用，但AKT在腫瘤發生、發展及轉移過程中的分子機制尚不明確，因此尚需進一步深入研究。

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