ANP和PI3K/Akt信號通路在胃癌中的研究進展

朱亞清，李春輝

（河北省承德市承德醫學院附屬醫院病理科，河北 承德）

0 引言

2018年全球新發胃癌病例為103.4萬，死亡病例78.3萬，其發病率和死亡率分別位于惡性腫瘤的第5位和第3位[1]。在我國胃癌發病率和死亡率均位居惡性腫瘤的第2位[2]。我國胃癌患者確診時大多數已是進展期、晚期，錯過了最佳手術時機，藥物治療效果不佳，成為了臨床上的一大難題。當下進一步明確胃癌發病機制，尋找新的分子標志物和針對胃癌的有效分子靶向治療藥物已經成為了研究的熱點[3-5]。

心房鈉尿肽( atrial natriuretic peptide，ANP)的作用機制和抗腫瘤作用的潛能逐漸收到關注；細胞惡變、癌細胞增殖、遷移、代謝過程和放化療效果都與PI3K/Akt信號通路的異常激活有重要聯系[6-8]。本文綜述胃癌與ANP和PI3K/Akt信號通路結構和生物學功能的關系。

1 ANP

1.1 ANP分子結構及功能

鈉尿肽 (natriuretic peptides, NPs) 家族是抗癌肽中的一類，主要包括心房鈉尿肽（Atrial natriuretic peptide ANP）、腦 鈉 尿 肽 (brain natriuretic peptide, BNP) 、C-型 鈉 尿 肽(C-type natriuretic peptide, CNP) 和D-型鈉尿肽 (dendroaspis natriuretic peptide, DNP)四 類[9]。最 早 于1981年 由De Bold[10]等人發現的28肽心臟激素ANP。在細胞內有關基因經轉錄翻譯合成含前ANP原(含151個氨基酸)，在轉運過程中切斷前25個氨基酸形成ANP原(含126個氨基酸)，最后ANP原經corin酶解ANP(含第99-126位氨基酸)[11]。發現除心房肌細胞外胃腸也內分泌ANP，如大鼠胃黏膜賁門區的內分泌細胞(EC)[12]、人體正常胃粘膜組織[13,14]。

ANP有多種生物效應功能。如誘導伸展心臟壁和擴張心臟體積，利鈉利尿、調節電解質平衡，舒張血管從而調節血壓，抑制細胞增殖等[15]；ANP通過激活蛋白激酶（PKG）調節轉錄和翻譯有關的基因的表達水平，從而參與細胞的生長、增殖、凋亡和免疫等生理功能[16]；體外實驗發現,ANP能抑制細胞的黏附及遷移[17]；ANP在胃腸道內通過內分泌作用調節胃腸道分泌腺的分泌、抑制胃腸運動[18]。自Vesely[19]等首次發現心臟激素具有抗癌作用后，相繼有研究表明ANP具有對多種實體腫瘤有抑制效應，且機制錯綜復雜尚未研究透徹：在小鼠體內ANP通過與NPRA結合促進黑素瘤細胞的凋亡[20]；抑制肺癌細胞的侵襲轉移[21]，在多發性骨髓瘤細胞(MM1.S)細胞中與ANP受體結合抑制MM細胞增殖[22]；采用ANP治療可一定程度上防止癌癥轉移，降低癌癥患者手術后的復發率[23]；ANP可以抑制多條通路，如Wnt/β-catenin 信號通路、Ras-MEK1/2-ERK1/2激酶級聯反應、VEGF/VEGFR2 信號通路；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與胃癌

關于ANP在胃癌方面的作用國內研究較少。Zhang[26]等的研究發現：在人胃癌細胞系AGS中，高濃度ANP通過非cGMP依賴的途徑下調293B-敏感性鉀離子通道(KCNQ1)表達抑制AGS細胞的增殖；低濃度ANP通cGMP依賴的途徑上調KCNQ1表達促進增殖。Li[14]等發現在人正常胃組織中ANP陽性表達強度高于胃癌組織，且ANP的表達量隨著胃癌分化程度的降低而降低。Hao等[27]人IHC法發現ANP在人胃癌細胞中的表達量低于正常人胃黏膜，ANP表達異常與人胃癌的發生有重要聯系。

綜上，我們可以發現ANP抑制腫瘤的作用全面而廣泛，如抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤浸潤和轉移，影響細胞信號傳導通路，并對胃癌也有一定作用，基于超過生理劑量的ANP對正常細胞無副作用，在抑制胃癌的領域中ANP已然表現出了潛能。

2 PI3K/Akt信號通路

2.1 PI3K/Akt通路概述

PI3K/Akt信號通路是經典的細胞信號傳導通路，在正常細胞的多種生物學功能中起調節作用，在異常激活時與腫瘤的發生有關。PI3K位于細胞膜分為IA型和IB型兩型，其中IA型與腫瘤發生、發展具有重要聯系。Akt位于細胞漿，是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，主要包括Akt1、Akt2和Akt3個亞型。PI3K由催化亞基P110和調節亞基P85組成，PI3K活化后催化PIP2形成PIP3。PIP3的主要作用是結合3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1(3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1)和Akt的PH結構域，并將其從細胞質攜帶至胞膜上，Akt的308位點的蘇氨酸（Thr308）即被 PDK1 激活，而第473位點的絲氨酸（Ser473）則于Akt的羧基端被MTOR復合物2（MTOR complex 2，MTORC2）磷酸化并激活[28]。激活的Akt進一步激活其下游分子，發揮調節細胞增殖、凋亡、存活、生長和運動等生物效應。近年來發現PI3K/Akt信號傳導通路的異常激活與多種惡性腫瘤的發生發展及預后密切相關，例如：在肺癌、結腸癌、乳腺癌、卵巢癌等，該信號通路參與了瘤細胞增殖、遷移及代謝過程等[29]。

2.2 PI3K/Akt通路與胃癌

近年來在胃癌的發病機制中的PI3K/Akt信號通路作用的研究發現PI3K/Akt信號通路對胃癌的發生發展、治療及預后有關[30]，并在探索抗癌藥物機制方面取得一定了成果。在人胃癌SGC-7901細胞中轉錄因子(EYA1)抑制PI3K/Akt信號通路進而抑制細胞的增殖、轉移和侵襲[31]。Chen[32]等發現槲皮苷可通過抑制PI3K/Akt信號通路的激活從而誘導SGC7901細胞凋亡。幽門螺桿菌陽性的胃癌患者病灶組織中PI3K/Akt信號通路相關分子PI3K、Akt的表達量顯著高于幽門螺桿菌陰性患者[33]。Liu[34]等發現健脾解毒方可通過PTEN/PI3K/Akt信號通路抑制幽門螺桿菌誘導的胃癌血管新生。Xiong J等[35]的研究提示PI3K/Akt信號通路的激活促進胃癌腹膜轉移。在胃癌組織中P-Akt在癌組織中的表達量高于周圍非腫瘤組織，并與淋巴結轉移階段、腫瘤浸潤深度及患者預后有關[36]。

在眾多細胞信號傳導通路中發現PI3K/Akt信號通路影響腫瘤細胞的增殖、轉移甚至預后。近年來PI3K/Akt通路的抑制劑成為了靶向治療腫瘤的研究熱點。LY294002和wortmannin是經典的第一代泛PI3K抑制劑，新一代的PI3K抑制劑較多，如GDC-0032、GDC-0941、XL147、px-866和BKM120等，并且有些已經進入臨床試驗階段，代表性藥物是BKM120。BKM120通過抑制PI3K/Akt信號通路增加了NFE2L2或keap1突變的肺癌細胞對放療的敏感性[37]。Palomid529（P529）和哌立福辛是兩種研究較多的Akt抑制劑。P529是一種新型、有效的Akt抑制劑，最大優點是體內無毒。據報道，P529聯合RT可以增強前列腺癌細胞對輻射的敏感性，誘導癌細胞凋亡和DNA雙鏈斷裂，抑制腫瘤細胞的生長[38]。

PI3K/Akt通路關鍵靶點的多種抑制劑能夠抑制胃癌細胞增殖[39]。Ishida 等[40]在裸鼠皮下注射胃癌MKN45細胞構建原位移植瘤模型，分別用GDC-0941和5-FU聯合GDC-0941處理模型小鼠，發現GDC-0941可以抑制腫瘤生長和轉移，5-FU聯合GDC-0941抑制腫瘤生長的效果更明顯且未發生轉移。Ishida又采用ICH法發現，GDC-0941可以增強提高5-FU的治療效果。MK2206作為第一個進入胃癌臨床研究的Akt抑制劑[41]，胃癌患者對MK2206的慢性給藥過程有良好的耐受性。唯一進入晚期胃癌患者Ⅲ期臨床試驗的依維莫司是因為其對胃癌細胞中MTOR有抑制作用，依維莫司治療胃癌有效且胃癌患者對此藥耐受性好[42]。

綜上，在胃癌的發生發展中PI3K/Akt信號傳導通路扮演著重要角色，該通路抑制劑的研究為胃癌的治療帶來了希望。多種單一及雙重靶抑制PI3K/Akt通路的抑制劑已被研發，但能進入臨床實驗的抑制劑卻很有限。聯合靶向治療比單一靶點抑制劑療效明顯，因此探索克服抑制劑毒副作用的方法，研發患者可耐受且有效的PI3K/Akt信號通路的抑制劑具有重要意義。

3 小結與展望

我們發現在胃癌中ANP和PI3K/Akt信號通路均異常表達，多是單獨因素影響胃癌的發生發展的研究，二者相關性研究較少。在結腸癌、胰腺癌和腎癌細胞中ANP可以作為Akt信號的抑制劑[60]的研究啟示我們在胃癌發病機制中ANP與PI3K/Akt信號通路可能有關，需要進一步探索。為研究胃癌的發病機制、診斷及治療提供新的思路和方法。