惡性腫瘤中Pim—3、Cdk—2表達的研究進展

Pim家族是一組編碼絲/蘇氨酸蛋白激酶的原癌基因，由Pim-1、Pim-2、Pim-3組成[1]，對人正常生長發育、分化成熟起重要作用。Pim-3是Pim激酶家族的新成員，它能磷酸化眾多特異性底物，可能在細胞周期和細胞凋亡進程中起重要調控作用。

1 Pim-3激酶的結構

Pim-3基因在人類定位于染色體22q13，全長35.6kb，逆轉錄產物（cDNA）由2392bp組成，編碼了包含326個氨基酸序列的開放讀碼框，在蛋白質水平上與大鼠或小鼠的序列相似性高達95%，在激酶結構上與鼠和兔的序列相似性亦達95%[2]。研究發現Pim-1激酶結構包含了兩葉深的干預裂激酶，N末端主要由β折疊組成，而C末端主要由α螺旋組成.這兩個主要部位通過鉸鏈區連接在一起，幾個殘留的裂隙已被證實是ATP的結合位點，而且在Pim-1中ATP結合位點不論ATP存在與否，均是開放的，證明Pim-1激酶的活性中心由其基本結構決定，Pim-2激酶與此一樣。

2 Pim-3激酶在腫瘤發生中的作用機理

惡性腫瘤細胞侵襲性生長及轉移的最基本特征是細胞的失控性增殖，細胞失控性增殖的根本原因就是細胞周期調控機制的破壞。學者目前的研究發現Pim-1和Pim-2通常是通過抑制原癌基因c-Myc誘導的細胞調亡而影響細胞生存，且Pim-1和Pim-2磷酸化c-Myc蛋白一般在絲/蘇氨酸殘基上[3]，這將導致c-Myc蛋白的轉錄活性持續而穩定地增強。而Pim-3能通過激活PGC-1α而加強c-MycmRNA的表達，因此Pim-3激酶能通過調節c-Myc的活性來促進腫瘤細胞的生長。

3 Pim-3激酶與惡性腫瘤

3.1肝癌 研究人員通過轉基因技術制作的小鼠感染HBV后肝腫瘤形成的模型中，發現Pim-3 mRNA只會選擇性地表達于人體肝腫瘤細胞中，不會出現在正常的肝組織中。通過RNA干擾技術使Pim-3基因喪失后，在肝細胞腫瘤中細胞增殖明顯下降，細胞凋亡明顯活躍。在正常成年人內胚層衍生細胞中很少發現Pim-3蛋白的存在，如肝、胰腺、胃、結腸等，但它在這些器官的癌前病變和惡性病變組織中表達增強。

3.2胰腺癌 國外研究人員應用組織芯片和免疫組化的方法，檢測人胰腺導管腺癌組織和非癌組織中Pim-3蛋白的表達，發現分化不同的癌細胞排列呈大小不規則的腺管樣結構，Pim-3蛋白在胰腺導管的腺管樣上皮細胞胞質內呈陽性表達，其陽性率明顯高于癌旁組織及非癌胰腺組織。在部分癌旁組織中，雖然導管上皮尚未出現惡性表現，但Pim-3呈弱陽性表達，這提示Pim-3的異常表達可能是胰腺癌的早期標志物[4]。

3.3結腸癌 國外研究人員通過免疫組化Pim-3在高度分化（43/68）和中度分化（23/41）的結腸腺癌中可檢測到，但不能在低分化的結腸腺癌（0/5）中檢測到。他們還應用shRNA（small hap rin RNA，shRNA）轉染的方法發現Pim-3能直接磷酸化Bad上的Serll2，滅活Bad，抑制腫瘤細胞凋亡。

3.4胃癌 研究發現，胃腺癌Pim-3基因mRNA的表達明顯高于在正常胃黏膜中的表達，Pim-3基因mRNA在正常胃黏膜中基本不表達。另外Pim-3的表達與淋巴轉移、靜脈轉移密切相關，因此Pim-3可被認為是一種反映胃癌早期階段的生物標志物。

3.5食管鱗癌 國內研究人員利用RNA干擾技術，下調食管鱗癌細胞株EC9706細胞中Pim-3的表達，發現Pim-3 siRNA的轉入能明顯抑制Pim-3mRNA和蛋白的表達。其研究結果表明， Pim-3 siRNA能有效下調Pim-3基因的表達，Pim-3表達水平的下調能引起食管鱗癌的增殖抑制和細胞凋亡的發生，間接證實Pim-3蛋白的升高會導致食管癌腫瘤增殖加快和腫瘤細胞凋亡下降。

3.6卡波氏肉瘤 Pim-3能通過磷酸化卡波氏肉瘤潛在相關核抗原上的205及206位上絲氨酸殘基從而導致病毒復活，它抵消了卡波氏肉瘤相關皰疹病毒裂解基因介導的抑制病毒復發的作用。研究表明Pim家族蛋白也許可以作為一個潛在的治療靶點，對該疾病進行干預。

4 Cdk-2的表達與惡性腫瘤的關系

Cdk-2主要在G1期和S期發揮作用，Cdk-2是Cdk家族中的重要成員。有研究發現[5]，共同轉染Cdk-1、Cdk-2 siRNA，同時抑制Cdk-1和Cdk-2的表達不僅引起腫瘤細胞周期阻滯，還誘導了腫瘤細胞的凋亡，當Cdk-2蛋白表達下降時，沒有足夠的Cdk-2與cyclinE或cyclinA結合，導致S期不能啟動以及S期的事件不能完成，同時進入G2的細胞也受阻，表達抑制時不能結合cyclinB（cyclinB表達水平在轉染后沒有改變，資料未顯示），無法驅動細胞進入M期，也不能完成細胞有絲分裂。

5 Pim-3和Cdk-2的關系

根據文獻推測Pim-3蛋白也能通過磷酸化Cdk-2蛋白的抑制因子P27蛋白（但具體是通過激活CDC25A，促進細胞的G1期進程，或抑制C-TAKl的活性，促進G2/M轉換的機理不明了，有待進一步研究），使P27蛋白對cyclin E/Cdk-2復合物的抑制作用喪失，P27蛋白作用的喪失導致了Cdk-2蛋白活性的增強，從而發揮其對細胞周期的正向調控作用（使細胞從G1期進入S期，進而加快細胞增殖），這在腫瘤的發生及發展過程中起到促進作用。

Pim-3和Cdk-2是細胞周期調控中不同階段的調節因子，P27結合Cdk-2形成的復合物控制了細胞由G1期進入S期的進程，P27抑制了細胞的增殖，而Pim-3蛋白能磷酸化P27蛋白導致P27的抑制作用減弱。

6展望

腫瘤發生的根本原因就是細胞周期調控機制的破壞，而Cdk-2是細胞周期中的重要調控因子，對Cdk-2進一步研究有益于深入探討它在腫瘤發生、發展過程中的作用。毫無疑問的是，隨著對Pim-3及Cdk-2研究的不斷深入，必定會為腫瘤的臨床以及遺傳學治療指引全新的方向。

參考文獻：

[1]簡捷，胡志方，黃緣.直腸腺癌中原癌基因Pim-3及其蛋白表達的研究[J].中華消化雜志，2009，29（4）：279-281.

[2] Jager E，Jager D，Knuth A.Antigen specific immunotherapy and cancer vaccines[J].Int J Cancer，2003，106（6）：817-820.

[3] Yang GY， Matthews RH. Prophylactic Cranial Irradiation in Small-Cell Lung Cancer[J]. Oncologist，2000，5：293-298.

[4]鄭安錫，霍飼，黃曉明，等.細胞周期相關蛋白cyclinE，Cdk-2，P27kipl在垂體腺瘤中的表達[J].現代醫學，2009，（3）13-17.

[5]郭紅衛.尖銳濕疣的免疫學發病機制[J].國外醫學皮膚性病學分冊，2001，27（5）：296-298.

編輯/王海靜